[发明专利]一种垂直芯片电子封装及其制造方法

说明书

本发明公开了一种垂直芯片电子封装及其制造方法，涉及半导体技术领域，基板，形成于基板上的多个焊块，对称设置在基板上第一垂直芯片和第二垂直芯片，及设置在第一垂直芯片和第二垂直芯片之间的多个水平芯片，第一垂直芯片、第二垂直芯片与多个水平芯片之间均设置有导电板，多个水平芯片通过多个绝缘支架堆叠在一起。本发明能够在无需制作硅通孔的情况下将多个水平芯片堆叠在一起，并实现各水平芯片之间的垂直互联、两个垂直芯片与多个水平芯片之间的垂直互联，以及两个垂直芯片之间的垂直互联等多种垂直互联方式，能够避免制作硅通孔过程中对芯片集成电路的破坏，封装工艺简单、成本低、系统的整合度与效能高，能够有效减小垂直芯片封装体积。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种垂直芯片电子封装及其制造方法。

背景技术

电子封装是将一个或多个电子元器件芯片相互电连接，然后封装在一个保护结构中，其目的是为电子芯片提供电连接、机械保护、化学腐蚀保护等。此保护结构的基板用于承载芯片和导入/导出电源和电信号。封装技术的发展趋势，就是要封装外形越来越小，功能越来越多，成本越来越低。对于某些电子产品，一个封装结构中至少一个垂直于封装基板安装的芯片是必须的，特别是对那些微传感器，如MEMS器件、磁传感器件、流量传感器、光传感器件，以及微型天线、发光器件、声波器件、光导器件等而言。

随着消费电子的市场逐渐扩大和移动电子产品的逐渐智能化，越来越多的传感器被采用；因此对传感器的要求也越来越高，特别是小型化、低成本和三维感应。三维感应传感器需要感应在X,Y,Z三个方向上对环境或动作变化。有些三维传感器可通过一个或几个平行放置的传感芯片完成三维感应功能，但有些三维传感器需要通过封装的方法将一个或几个芯片通过垂直于封装衬底封装在一个电子元件内以完成三维感应功能，如加速度计、陀螺仪、磁传感器、Si麦克风等。然而，现有的垂直芯片电子封装结构中，垂直芯片与水平芯片之间均是通过金属线键合，工艺复杂、成本高，系统的整合度与效能低，且多个水平芯片的占用体积大，不利于芯片封装的小型化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种垂直芯片电子封装及其制造方法，使多个水平芯片堆叠封装，采用垂直互联的方式实现垂直芯片、水平芯片之间的多种互联关系，以简化封装工艺、降低成本低、提高系统的整合度与效能，并减小垂直芯片封装体积。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种垂直芯片电子封装，包括：

基板，具有第一表面和第二表面；

多个焊块，多个焊块形成于基板的第一表面上，用于电连接到外部电路；

第一垂直芯片和第二垂直芯片，第一垂直芯片和第二垂直芯片对称设置在基板的第二表面上；

多个水平芯片，多个水平芯片堆叠在基板的第二表面上，多个水平芯片位于第一垂直芯片和第二垂直芯片之间；

两块导电板，两块导电板分别固定在基板的第二表面上，两块导电板分别位于第一垂直芯片与多个水平芯片之间和第二垂直芯片与多个水平芯片之间，导电板由导电基片和绝缘片构成，导电基片与基板电性连接，绝缘片与第一垂直芯片、第二垂直芯贴合，导电板上设有贯穿导电基片和绝缘片的第一通孔，用于第一垂直芯片和第二垂直芯与导电基片的电性连接；

多个绝缘支架，用于安装水平芯片，绝缘支架由底板和形成于底板其中一个面上三条边缘的支撑块构成，支撑块的厚度和水平芯片的厚度相同，绝缘支架上相互平行的两个支撑块分别与两块导电板的导电基片贴合；