[发明专利]一种3D高密度互联的PoP塑封器件制备方法

说明书

本发明属于集成电路封装技术领域，涉及一种3D高密度互联的PoP塑封器件制备方法，包括在常规MCM基板正面进行器件贴装，并完成塑封；在基板背面通过刷锡膏的方式，一次性完成SMT器件贴装和铜柱贴装，并完成基板背面的二次塑封;对基板背面塑封体减薄，露出铜柱，并在铜柱露出端完成植球；本发明的3D高密度互联的PoP塑封器件是在基于PoP塑封器件形式上，使用常规刷锡膏、植铜柱工艺代替垂直模块通孔工艺，可降低工艺难度和成本，无需前期设备投入，在实现器件间的3D堆叠的同时，进一步提高3D方向互联密度。

技术领域

本发明涉及一种POP塑封器件制造方法，尤其是一种3D高密度互联的PoP塑封器件制备方法，属于集成电路封装技术领域。

背景技术

垂直互联是高密度集成封装的发展趋势，在芯片级别通过硅通孔工艺完成垂直互联，在基板级别通过内置元器件的制备工艺完成垂直互联，相应的模块级别的垂直互联有SiP和PoP。

通过TSV实现的芯片级3D互联，不仅芯片工艺较为复杂，对贴片设备的贴片精度和贴装压力有很高的要求，才能满足多层数高密度的芯片堆叠互联，前期投入成本较高。

基板级别的2.5D制备工艺，通过基板中间内置芯片或阻容元件提高三维互联密度，基板内置器件的互联可靠性风险管控，需要基板厂和封装厂共同承担；且基板级垂直互联往往空间受限较多，对内置器件的尺寸和引脚个数有严格要求。

模块级别的垂直互联较为灵活，传统的PoP多为基板单面器件组装，如需在基板双面组装器件，则不仅对器件厚度有严格的控制，还需对基板进行挖腔处理，塑封模具定制等要求，才能完成植球面的器件贴装和包封，工序复杂，成本较高；同时现有的模块内垂直通孔设计，工艺复杂，封装厂需添加前期设备才能完成。

发明内容

本发明的目的是针对目前模块级别的垂直互连的问题，本发明提供种3D高密度互联的PoP塑封器件制备方法，在传统PoP塑封形式上，使用常规MCM基板，使用常规刷锡膏、植铜柱工艺代替垂直模块通孔工艺，可降低工艺难度和成本，无需前期设备投入，在实现器件间的3D堆叠的同时，进一步提高3D方向互联密度。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种3D高密度互联的PoP塑封器件制备方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤一. 选取一基板，对于单侧互联的PoP封装形式，在基板正面进行倒装芯片贴装、SMT器件贴装及其他芯片贴片键合；

步骤二. 对基板正面通过塑封料包封，完成正面包封；

步骤三. 在基板背面进行倒装芯片贴装、SMT器件贴装及铜柱植柱；

步骤四. 对基板背面通过塑封料包封，完成背面包封；

步骤五. 对于单侧互联的PoP封装形式，对基板背面的塑封料进行机械研磨，露出单侧铜柱的顶端；

步骤六. 在露出的铜柱端完成植球。

进一步地，所述步骤一中，对于双侧互联的POP封装形式，则在基板正面进行其他芯片贴片键合及铜柱植柱。

进一步地，所述步骤五中，对于双侧互联的POP封装形式，则对基板双面的塑封料进行机械研磨，露出双侧铜柱的顶端。

进一步地，所述步骤七中，对于双侧互联的POP封装形式，在其中一侧露出的铜柱端贴保护膜，防止铜被氧化，另一侧露出的铜柱端完成植球。

进一步地，在铜柱端完成植球后，可将两个或多个单侧/双侧互联的PoP封装器件的足球端焊接在一起，完成器件间的堆叠。

进一步地，所述基板包括MCM基板。

进一步地，在植柱铜柱的过程中，先在基板上低温涂覆锡膏，利用刷锡膏后回流工艺，再回流焊接铜柱。