[实用新型]一种多芯片三维集成扇出型封装结构

说明书

本实用新型公开了一种多芯片三维集成扇出型封装结构，该封装结构包括载板和基板；载板上埋设有第一芯片，第一芯片和载板上覆盖有第一钝化膜层，第一钝化膜层上设有与第一芯片电连接的第一金属再布线层；第一金属再布线层上设有复合塑封结构；复合塑封结构中设有第二芯片；复合塑封结构上设有与第二芯片以及第一金属再布线层电连接的第二金属再布线层；第二金属再布线层上覆盖有第三钝化膜层；第三钝化膜层上设有第一信号导出结构；基板上设有第二信号导出结构以及第三金属再布线层；第一信号导出结构与基板的第三金属再布线层电连接。该封装结构采用一个硅基载板实现两层芯片的互联封装，降低了封装成本，可以实现大规模量产。

技术领域

本实用新型涉及半导体芯片封装技术领域，特别涉及一种多芯片三维集成扇出型封装结构。

背景技术

随着手机、PDA、数码相机等移动消费型电子产品对功能集成、大存储空间、高可靠性及小型化封装的要求程度越来越高，在多芯片器件(MCM)X、Y平面内的二维封装的基础上，沿Z方向堆叠的更高密度的三维封装技术得到了充分发展。三维(3D)封装能减轻芯片互连所带来的延迟问题，当减小芯片面积时，能通过短的垂直互连方式来取代在二维结构中所需要的大量长的互连，这将极大地提高逻辑电路的特性。例如，在芯片的多重有源层的临界通道上可以互相紧密地放置多个逻辑门电路，并且还可以根据不同的电压需求或特新需求将门电路放在芯片不同的堆叠层上。同时，伴随着当下电子产品功能越来越丰富，扇入型封装结构I/O数量已无法满足产品需求，扇出型(Fan out，FO)封装结构作为晶圆级封装的一种，它的出现极大地增加了封装体的I/O数量，契合了芯片多功能化的发展方向。硅基扇出封装结构，以硅基作为载体，进行晶圆级封装加工，其相较于以塑封材料作为载体的扇出封装结构具有工艺成熟、散热性好、精细布线等诸多优点。在硅基扇出封装结构中，通常先把芯片埋进硅基载体后，芯片四周Gap需要用绝缘材料填充并需保证芯片上Pad区域裸露在外以方便后续布线等工艺的顺利进行。

为了满足移动类消费电子产品功能集成、大存储空间、高可靠性、小型化封装以及更高I/O数量等要求，3D-FO封装技术应运而生。目前常用的3D-FO封装工艺中，上层芯片和下层芯片先分别在不同的硅基载体上进行封装，然后通过金属柱子(Bump)和锡球焊接在一起，最后将不同层芯片的金属再布线层导出到器件的表面，完成整个3D-FO器件的封装。这种3D-FO封装工艺的优点是每步封装工艺的难度相对较小、操作性强；但该工艺的不足是通过在不同的硅基载体上进行硅基扇出型封装，最终导致整个封装工艺的成本较高，对大规模量产具有一定的阻碍性。为了降低3D-FO封装工艺的成本，实现大规模量产，开发新的封装结构及工艺一直是亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种多芯片三维集成扇出型封装结构；该多芯片三维集成扇出型封装结构采用一个硅基载板实现两层芯片的互联封装，降低了封装难度以及封装成本，可以实现大规模量产，满足3D-FO封装器件功能集成、大存储空间、高可靠性、小型化封装、高I/O数量的要求。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种多芯片三维集成扇出型封装结构，包括芯片器件和基板组件；

芯片器件包括载板，所述载板上开设有直槽，直槽内埋设有具有芯片PAD的第一芯片，第一芯片和载板表面上覆盖有一层第一钝化膜层，该第一钝化膜层上设有第一金属再布线层，该第一金属再布线层与第一芯片的芯片PAD电连接；该第一金属再布线层上设有复合塑封结构；该复合塑封结构包括堆叠在一起的塑封层和第二钝化膜层；所述塑封层中设有具有芯片PAD的第二芯片；该复合塑封结构中设有直通孔；该复合塑封结构上设有第二金属再布线层，该第二金属再布线层与第二芯片的芯片PAD电连接，且通过复合塑封结构的直通孔与第一金属再布线层电连接；第二金属再布线层上覆盖有具有导通孔的第三钝化膜层；第三钝化膜层的导通孔中设有第一信号导出结构，该第一信号导出结构与第二金属再布线层电连接；