[发明专利]一种多芯片封装及其制造方法

说明书

本发明提供了一种多芯片封装及其制造方法。本发明的多芯片封装利用在倾斜的侧面形成通孔电连接至芯片的有源区，可以实现短路径的电连接至衬底基板，且可以实现小型化封装，节省横向空间；并且每个芯片的另一侧面可以实现芯片与芯片的灵活互连，保证多芯片封装的灵活性和高集成度。

技术领域

本发明涉及半导体芯片封装领域，具体涉及一种多芯片封装及其制造方法。

背景技术

对于半导体封装，多芯片封装可以实现小型化、多功能化以及低成本化，但是随着要求的不断提升，多芯片封装的薄型化和多功能化都需要进一步提升，如何在现有硅芯片的基础上实现更小型封装，是本领域所一直追求目标。US2011/079890A1公开了一种半导体封装件，其将多个裸芯相互错开的依次堆叠在衬底基板上，该种布置节省了横向的一部分空间，但是其错开式的排布首先带来电连接的不稳定性，且其横向上仍需要占用较大空间，不利于实现小型化封装CN104332462A公开了一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元，其将多个芯片倾斜的放置于衬底基板上，并且利用靠近衬底基板的焊盘进行直接电连接，其电连接路径较短，但是其在横向空间利用上和封装的稳固性是较差的。

发明内容

基于解决上述问题，本发明提供了一种多芯片封装的制造方法，其包括以下步骤：

(1)提供相同的多个半导体芯片，所述半导体芯片的截面为等腰梯形，其包括相对的上表面和下表面以及在所述上表面和下表面之间的相对设置的第一侧面和第二侧面，在所述第一侧面上具有第一通孔，在所述第二侧面上具有第二通孔；所述上表面上具有热塑性材料层，且在靠近所述第二侧面的上表面处，所述热塑性材料层具有一开口；

(2)将多个半导体芯片的所述第一侧面依次贴合于一载板上；

(3)利用第一模具和第二模具热压多个半导体芯片，使得多个半导体芯片通过彼此之间的热塑性材料层粘合在一起，形成芯片组合体；

其中，多个半导体芯片的多个第一侧面共面形成第三侧面，多个半导体芯片的多个第二侧面与多个半导体芯片的上表面的一部分构成锯齿状结构。

其中，步骤(1)具体包括：提供一晶圆，所述晶圆包括多个半导体裸芯，每一个所述半导体裸芯均包括在所述晶圆的有源面上的有源区以及在所述有源区周围的外围区，所述有源区中具有至少两个个焊盘；在所述有源面上形成布线层，所述布线层从所述有源区延伸至所述外围区，所述布线层包括延伸至所述第一侧面处的第一部分以及延伸至所述第二侧面处的第二部分，其中所述开口露出所述第二部分的至少一部分；在所述有源面沉积形成热塑性材料层；沿着所述多个半导体裸芯之间的切割道进行单体化，形成多个分立的半导体芯片；其中所述第一侧面和第二侧面与所述上表面的夹角均为锐角A，其中30°≤A≤45°。

其中，在进行所述单体化之后，还包括：从所述第一侧面和第二侧面钻孔并填充导电材料形成分别电连接所述第一部分和第二部分的第一通孔和第二通孔。

其中，在步骤(3)中，所述第一模具具有第一斜面，所述第一斜面贴合于最尾端的半导体芯片的下表面；所述第二模具具有第二斜面，所述第二斜面贴合于最首端的半导体芯片的上表面；并且其中，利用第一模具和第二模具热压多个半导体芯片具体包括：通过所述第一模具和第二模具分别施加朝向多个半导体芯片的力，并进行加热，使得多个半导体芯片通过彼此之间的热塑性材料层粘合在一起。

其中，所述锯齿状结构包括多个三角形的凹口，所述制造方法进一步包括步骤(4)：在所述凹口中填充导电材料，以使得相邻的半导体芯片的所述第二通孔与所述第二部分电连接。

其中，还包括步骤(5)：将所述第三侧面相对封装基板的方式焊接所述多芯片组合体；然后利用底部填充剂填充所述第三侧面与所述封装基板之间的空隙，所述底部填充剂还至少填充最尾端的半导体芯片的下表面与封装基板之间。

其中，在所述最尾端的半导体芯片的下表面与封装基板之间还设置有其他芯片，所述器芯片被所述底部填充剂包裹。