[发明专利]一种三维堆叠圆片级扇出PoP封装结构及其制造方法

权利要求书

1.一种三维堆叠圆片级扇出PoP封装结构，其特征在于，通过至少一个扇出PoP封装单元堆叠形成；一个扇出PoP封装单元由两个相同结构的封装体构成；

所述一个封装体包括有第一金属凸点结构(2)、IC芯片(3)、凸点(4)、第一塑封材料(5)、第二金属凸点结构(6)、第一金属层(7)、再布线金属走线层(9)、介电材料层(10)、第二金属层(11)；所述IC芯片(3)带有凸点(4)，凸点(4)连接于第一金属凸点结构(2)上，与凸点(4)未连接的第一金属凸点结构(2)连接有第二金属凸点结构(6)，第一塑封材料(5)包围了第一金属凸点结构(2)、IC芯片(3)、凸点(4)和第二金属凸点结构(6)，第一金属凸点结构(2)与再布线金属走线层(9)连接，第一金属凸点结构(2)上制作有第二金属层(11)，介电材料层(10)包围再布线金属走线层(9)，并涂覆在第一金属凸点结构(2)和第一塑封材料(5)同一侧面；第二金属凸点结构(6)上制作有第一金属层(7)；

两个相对放置的封装体的第一金属层(7)由第一焊球(8)连接，并在一个封装体的第二金属层(11)上连接第二焊球(12)，形成一个扇出PoP封装单元；

所述扇出PoP封装单元的第二焊球(12)再连接有一个相对放置的扇出PoP封装单元的第二金属层(11)，所述未植球部分的第二金属层(11)、第一焊球(8)及其连接的一对第一金属层(7)、第二焊球(12)及其连接的一对第二金属层(11)包围有第二塑封材料(16)，形成一个三维堆叠圆片级扇出PoP封装结构。

2.根据权利要求1所述的一种三维堆叠圆片级扇出PoP封装结构，其特征在于，所述三维堆叠圆片级扇出PoP封装结构还包括有导热结构层，IC芯片(3)下部连接有导热结构层，导热结构层包括第一连接层(13)、金属结构层(14)和第二连接层(15)，三者依次连接，IC芯片(3)下部与第一连接层(13)连接，第二连接层(15)与另一个封装体的IC芯片(3)连接，第二塑封材料(16)包围导热结构层。

3.根据权利要求1所述一种三维堆叠圆片级扇出PoP封装结构，其特征在于，第二金属凸点结构(6)可以是但不局限于铜、铜合金、铁、铁合金、镍、镍合金、钨金属材料或者钎焊料材料组成。

4.根据权利要求1所述一种三维堆叠圆片级扇出PoP封装结构，其特征在于，IC芯片(3)的背面、第一塑封材料(5)的上表面与第二金属凸点结构(6)的上表面在同一平面上。

5.根据权利要求1所述一种三维堆叠圆片级扇出PoP封装结构，其特征在于，IC芯片(3)的凸点可以为但不局限于铜柱凸点。

6.根据权利要求1所述的一种三维堆叠圆片级扇出PoP封装结构，其特征在于，

步骤1：准备载体圆片(100)，通过粘贴材料(100a)将金属基材圆片(1)配置于载体圆片(100)上；

步骤2：在金属基材圆片(1)的上表面采用蚀刻或者电镀方法制作第一金属凸点结构(2)；

步骤3：将具有凸点(4)的IC芯片(3)倒装贴装配置于第一金属凸点结构(2)上；

步骤4：采用高温加热注塑方法，将第一塑封材料(5)包覆密封具有凸点(4)的IC芯片(3)和第一金属凸点结构(2)，并裸露出IC芯片(3)的背面；

步骤5：采用激光或者机械开孔方法在第一塑封材料(5)中制作通孔，裸露出第一金属凸点结构(2)的上表面；

步骤6：在通孔中制作第二金属凸点结构(6)，采用电镀或者液态金属填充方法在制作的通孔中形成第二金属凸点结构(6)，第一金属凸点结构(2)和第二金属凸点结构(6)共同组成模塑料通孔，第二金属凸点结构(6)制作完成后，在其上面制作第一金属层(7)；

步骤7：在第一金属层(7)上进行植球工艺，并进行回流焊工艺，得到第一焊球(8)；

步骤8：将上述步骤7制作形成的结构进行面对面堆叠回流焊工艺，第一焊球(8)成为上、下结构的互联结构；

步骤9：通过机械、蚀刻或者曝光等方法去除载体圆片(100)和粘贴材料(100a)；

步骤10：用与步骤2相同的蚀刻方法对金属基材圆片(1)的下表面进行蚀刻，形成再布线金属走线层(9)，在再布线金属走线层(9)上制作第二金属层(11)，采用介电材料层(10)涂覆包裹再布线金属走线层(9)；

步骤11：在第二金属层(11)上进行植球工艺，经过回流工艺得到第二焊球(12)的阵列排布，形成扇出PoP封装单元；

步骤12：将至少一个扇出PoP封装单元进行堆叠回流焊，第二焊球(12)成为上、下相邻扇出PoP封装单元的互联结构；

步骤13：采用高温加热注塑方法，将第二塑封材料(16)进行包覆密封，塑封后进行烘烤后固化工艺，形成三维堆叠圆片级扇出PoP封装；

步骤14：采用刀片切割方法分离三维堆叠圆片级扇出PoP封装的产品阵列，形成单个三维堆叠圆片级扇出PoP封装。