[实用新型]能提高被动散热的硅基扇出型三维立体集成封装结构

说明书

本实用新型涉及一种能提高被动散热的硅基扇出型三维立体集成封装结构，在第二硅晶圆的正面设有第二再布线层并刻蚀有第二空腔，在第二再布线层的球下金属层处植有第二焊球，在第二空腔内通过第二DAF膜水平贴装有第二芯片，第二芯片、第二再布线层与第二焊球呈电性连接；在第二硅晶圆的背面设有第三再布线层并刻蚀有第三空腔，在第三空腔内通过第三DAF膜垂直贴装有封装单体；第一芯片、第一再布线层、第一焊球与第三再布线层呈电性连接；在第二硅晶圆内设有TSV通孔，第三再布线层通过TSV通孔与第二再布线层电性连接。本实用新型提高了整个封装结构的散热性能以及整个封装结构的结构强度，并减小了封装结构的体积。

技术领域

本实用新型属于集成电路封装技术领域，具体地说是一种能提高被动散热的硅基扇出型三维立体集成封装结构。

背景技术

随着微电子系统集成度的提升，微电子系统要求在封装体内集成的芯片数量越来越多，同时也对封装散热提出更高的要求。特别是在三维封装结构中，高的集成度会带来功率密度的问题，目前常见的三维堆叠结构，并不能有效解决多芯片之间的散热问题。散热问题不能解决，会导致系统性能下降，不能满足系统功能使用需求；还会影响系统可靠性，导致微系统在实际环境使用中，因温度过高导致系统失效。

目前，主流的三维集成封装方法采用单层封装体完成后，再通过PoP堆叠的方式实现多芯片的三维立体集成，这种方案主要存在以下问题：

1、PoP堆叠的三维集成封装形式，BGA焊球可以解决底部芯片的散热问题，但对于夹在中间的芯片不能提供散热通道，只能放置无源器件，这大大限制了封装系统的集成度，从而降低系统功能；

2、树脂型扇出型封装体，通常存在一定的翘曲，在PoP堆叠结构的三维集成封装工艺中，导致多次堆叠中的焊球虚焊，系统功能失效。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种散热效果较好、可靠性较高并可以减小集成微系统体积的能提高被动散热的硅基扇出型三维立体集成封装结构。

按照本实用新型提供的技术方案，所述能提高被动散热的硅基扇出型三维立体集成封装结构，包括第二硅晶圆，在第二硅晶圆的正面设有第二再布线层并刻蚀有第二空腔，在第二再布线层的球下金属层处植有第二焊球，在第二空腔内通过第二DAF膜水平贴装有第二芯片，第二芯片、第二再布线层与第二焊球呈电性连接；

在第二硅晶圆的背面设有第三再布线层并刻蚀有第三空腔，在第三空腔内通过第三DAF膜垂直贴装有封装单体，封装单体的上段露出第三空腔；所述封装单体包括第一硅晶圆，在第一硅晶圆的正面所刻蚀出的第一空腔，在第一空腔内通过第一DAF膜水平贴装的第一芯片，在第一硅晶圆正面设置的第一再布线层，在第一再布线层的球下金属层处所植的第一焊球；所述第一芯片、第一再布线层、第一焊球与第三再布线层呈电性连接；

在第二硅晶圆内设有TSV通孔，所述第三再布线层通过TSV通孔与第二再布线层电性连接。

作为优选，所述第一硅晶圆与第二硅晶圆的尺寸为6英寸、8英寸或12英寸，所述第一空腔与第二空腔的深度均为55~720um。

作为优选，所述第一DAF膜、第二DAF膜与第三DAF膜的厚度均为5~100um。

作为优选，所述TSV通孔的直径为5~300um。

本实用新型提高了整个封装结构的散热性能以及整个封装结构的结构强度，并减小了封装结构的体积。

附图说明

图1是硅基多腔刻蚀的示意图。

图2是硅基扇出多芯片装片的示意图。

图3是晶圆级多层RDL结构的示意图。

图4是晶圆级植球与晶圆级划片的示意图。

图5是晶圆级TSV机构的示意图。