[发明专利]FC芯片系统堆叠扇出封装结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种封装结构及其制备方法，尤其是一种FC芯片系统堆叠扇出封装结构及其制备方法，属于集成电路封装的技术领域。

背景技术

随着半导体集成电路技术的飞速发展，集成度越来越高，芯片上的输入输出（I/O）端子数急速增长，引线键合（WB）技术和带载自动键合（TAB）技术已不能满足高集成度半导体发展需求。倒装焊（FC）互连技术是在整个芯片表面按栅阵形状布置I/O端子，芯片直接以倒扣方式安装到布线板上，通过上述栅阵列I/O端子与基板上相应的电极焊盘实现电气连接，在相同面积下可以布置更多I/O端子，节距能做到更大，更能适应半导体高集成化的发展需求。与传统的引线键合芯片相比，FC芯片大大增加了芯片的引脚数目、减小了封装尺寸、缩短了芯片与基板/外壳之间的距离、提高了芯片功能。

随着倒装焊技术的发展和成熟，其应用范围越来越广。由于电子产品向更高系统集成密度的发展，采用单颗芯片封装技术已经逐渐无法满足产业需求，而传统封装中多个FC芯片无法堆叠，限制了系统的集成度。

为了满足当前微电子系统高密度集成的需求，亟需发展一种新型FC芯片系统堆叠扇出封装结构。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种FC芯片系统堆叠扇出封装结构及其制备方法，其结构紧凑，能有效实现FC芯片的堆叠封装，能简化工艺过程，提高封装效率，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述FC芯片系统堆叠扇出封装结构，包括由两个FC芯片形成的堆叠封装体，堆叠封装体内两个FC芯片的背面相互靠接；在堆叠封装体的上方设置上再布线层，堆叠封装体的下方设置下再布线层，堆叠封装体内两个FC芯片相应的芯片凸点分别与上再布线层、下再布线层电连接；

在堆叠封装体的外侧设置对称分布的垂直互连转接板，通过垂直互连转接板内的通孔连接体分别与上再布线层、下再布线层进行所需的电连接，以实现堆叠封装体内两个FC芯片之间所需的信号互连和/或信号引出端的转移。

所述堆叠封装体内两个FC芯片的背面通过贴片材料层键合固定。

在上再布线层与下再布线层之间还设置用于将堆叠封装体与垂直互连转接板密封连接一体的填充体，所述填充体位于垂直互连转接板的外侧。

所述下再布线层上设置若干焊球，所述焊球与下再布线层电连接。

所述堆叠封装体与垂直互连转接板的高度相同。

一种FC芯片系统级堆叠扇出封装结构的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1、利用预制通孔节距固定的垂直互连转接板圆片制备所需的垂直互连转接板，所述垂直互连转接板内制备有通孔连接体，在载片上制备所需的上再布线层；

步骤2、将垂直互连转接板以及用于形成堆叠封装体的一个FC芯片焊接在上再布线层上，所述FC芯片与上再布线层电连接，垂直互连转接板通过通孔连接体与上再布线层电连接，垂直互连转接板对称分布于FC芯片的外侧；

步骤3、提供形成堆叠封装的另一个FC芯片，并将所提供的FC芯片与上述的FC芯片背面靠接，两FC芯片形成堆叠封装体的高度与垂直互连转接板的高度相同；

步骤4、对上述垂直互连转接板以及堆叠封装体进行封装，以制备得到所需的下再布线层，所述下再布线层与上再布线层分别位于堆叠封装体的两端，下再布线层与堆叠封装体内的另一FC芯片电连接，垂直互连转接板通过通过连接体与下再布线层电连接；

步骤5、将载片与上再布线层分离。

所述上再布线层通过临时键合膜固定在载片上。

步骤3中，两个FC芯片的背面通过贴片材料层键合固定。

在将载片与上再布线层分离前或分离后，在下再布线层上制备所需的焊球，所述焊球与下再布线层电连接。

本发明的优点：可实现FC芯片的堆叠，用于存在FC芯片的微电子系统的高密度集成。采用侧边垂直互连转接板的方法实现FC芯片之间的信号互连及其信号引出端的转移，简化了互连方式。采用预制的通孔节距固定的垂直互连转接板圆片，根据FC芯片间的电互连及信号引出端设计要求，截取得到相应的垂直互连转接板，简化和固定了工艺过程，提高了封装效率。

附图说明

图1~图7为本发明具体实施工艺步骤图，其中

图1为本发明垂直互连转接板圆片的示意图。

图2为本发明得到上再布线层后的剖视图。

图3为本发明将垂直互连转接板以及FC芯片与上再布线层电连接后的示意图。

图4为本发明得到堆叠封装体后的剖视图。