[实用新型]一种三维PoP堆叠封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及微电子封装技术以及三维集成技术领域，特别涉及一种三维PoP封装技术及其制造方法。

背景技术

随着电子封装产品向高密度、多功能、低功耗、小型化方向的不断发展，采用三维集成技术的系统级封装（SysteminPackage，SiP）取得了突飞猛进的发展。现有成熟的三维集成技术主要为堆叠封装（PackageonPackage，PoP）。在PoP封装中，上封装通过焊球作为互联结构实现与下封装，以及外部环境的三维导通。由于上、下封装结构的差异，导致制造工艺过程中封装翘曲难以得到有效控制，严重影响焊球互联结构的可靠性。另外，由于焊球互联结构的存在，PoP封装的高度无法进一步的降低，难以满足小型化的要求。

因此，仍然需要新的封装结构和制造技术，以解决现有技术所存在的问题。

发明内容

本实用新型针对三维PoP封装技术提出一种封装结构和制造方法，以解决现有PoP封装技术所存在的封装密度和成本问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案。

本实用新型提出一种三维PoP堆叠封装结构，包括PoP封装的第一封装体（下封装体）和第二封装体（上封装体）。三维PoP堆叠封装通过上、下封装堆叠形成，其中下封装为塑封型BGA、CSP封装等表面贴装型封装，上封装为至少具有一个插针的PGA封装等插装型封装。上封装的插针完全插入下封装的塑封材料中，并与下封装基板上表面的焊料凸点形成互联。

利用该结构，上封装的插针完全插入下封装的塑封材料中，并与下封装基板上的焊料凸点形成互联，从而实现上封装与下封装体之间，以及与外部环境的互联。由于上、下封装之间无需传统形式的焊球互联结构，而是直接通过插针实现互联，不仅提高了封装的热-机械可靠性，而且还降低了封装的整体高度。

根据本实用新型的实施例，焊料凸点为Sn、SnAg、SnCu、SnAgCu、SnIn、SnBi等钎焊料或焊膏。

根据本实用新型的实施例，上封装的插针的高度小于塑封材料的高度。

根据本实用新型的实施例，塑封材料为环氧树脂塑封料、下填料等绝缘材料。

本实用新型公开了一种三维PoP堆叠封装结构的制造方法，所述方法包括以下步骤。

步骤1：在基板上表面通过贴片或者倒装上芯贴装芯片。

步骤2：在基板上表面制作形成焊料凸点。

步骤3：准备至少具有一个插针的PGA封装等插装型封装，作为PoP堆叠封装的上封装。

步骤4：上封装的插针与所述焊料凸点进行回流焊接形成互联。

步骤5：采用塑封材料进行包覆密封。

步骤6：在基板下表面制作焊球，回流后形成三维PoP堆叠封装。

根据本实用新型的实施例，焊料凸点通过植球工艺制作，或者采用电镀、钎料膏印刷或者液态金属填充等方法并经过回流工艺制作。

附图说明

图1是在基板上表面通过引线键合方式贴装芯片的示意图。

图2是在基板上表面制作形成焊料凸点的示意图。

图3是准备三维PoP堆叠封装的上封装的示意图。

图4是上封装的插针与焊料凸点进行回流焊接形成互联的示意图。

图5是采用塑封材料进行包覆密封的示意图。

图6是三维PoP堆叠封装的一实施例的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

图6为根据本实用新型的一实施例绘制的三维PoP堆叠封装的示意图。三维PoP堆叠封装通过上、下封装堆叠形成。在本实用新型中，上、下封装中芯片的数量不限，芯片的配置方式不限，可以为引线键合方式，也可以为倒装上芯方式，或者为两者的混合模式。本实施例中，上、下封装均采用引线键合方式。三维PoP堆叠封装的下封装包含基板1、芯片2、粘贴材料3、金属导线4、焊料凸点5、塑封料6和焊球7。三维PoP堆叠封装的上封装包含基板21、芯片23、粘贴材料22、金属导线24、塑封料25和插针26。上封装的插针26完全插入下封装的塑封材料6中，并与下封装基板1上表面的焊料凸点5形成互联，从而实现上封装与下封装体之间，以及与外部环境的互联。

下面将以图6所述实施例的三维PoP堆叠封装结构为例，以图1至图6来详细说明三维PoP堆叠封装结构的制造流程。

步骤1：在基板上表面通过引线键合或者倒装上芯方式贴装芯片，如图1所示。