[发明专利]高密度SiP封装结构及封装方法

说明书

本发明涉及一种高密度SiP封装结构及封装方法。高密度SiP封装结构包括基板、外壳、封装盖板、倒装芯片组、键合互连芯片组及元器件，其中：基板设有第一界面层和第二界面层；第二界面层与第一热沉固定连接；倒装芯片组包括第一焊球阵列层，TSV转接板，第二焊球阵列层，第一芯片，第一导热胶层，第二热沉。通过设置在第一芯片之上的第一导热胶层、第二热沉连接至封装盖板使得倒装芯片组向封装盖板方向散热，通过在基板的第二界面上设置第一热沉，为倒装芯片组、键合互连芯片组和元器件提供散热，双向散热通道可以有效降低高密度SiP封装结构热量。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，特别是一种高密度SiP封装结构及封装方法。

背景技术

SiP封装（System in a Package系统级封装）是将多种功能晶圆，包括处理器、存储器等功能晶圆根据应用场景、封装基板层数等因素，集成在一个封装内，从而实现一个基本完整功能的封装方案。Sip封装多用于宇航、武器等高端电子产品领域。

然而随着信息处理及传输速度要求的不断提高，SiP封装模块的高功能密度集成功率密度急剧增加，因此如何保证内部器件尤其是内部倒装芯片的良好散热通道是高密度SiP封装结构设计亟需解决的问题。而单倒装焊芯片的非气密性散热技术并不能很好解决同时将倒装芯片与和键合互连的芯片组，其他元器件共同集成在腔体内所产生的热量散发的问题。在气密性封装条件下既保证键合的可靠性，同时兼顾硅通孔的互连工艺和结构特性，使得系统级封装结构面临热应力、机械应力带来的可靠性问题；传统的非气密性倒装焊封装方案无法满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高密度SiP封装结构，以解决气密性封装结构中的散热问题。

一种高密度SiP封装结构，包括基板、外壳、封装盖板、倒装芯片组、键合互连芯片组、元器件，基板具有上下两个表面，分别是第一界面层和第二界面层；第一界面层设有连接电路实现与倒装芯片组，键合互连芯片组以及元器件电连接，第二界面层与第一热沉固定连接；倒装芯片组由下至上包括第一焊球阵列层，插入器，第二焊球阵列层，第一芯片，第一导热胶层，第二热沉；其中：第一热沉（2）为栅栏结构。

进一步的，插入器的上表面设置有金属布线层，下表面设置有重布线层，金属布线层和重布线层通过贯穿插入器的硅通道电性连接；其中：

进一步的，倒装芯片组通过第二焊球阵列层与硅通道电性连接，基板通过第一焊球阵列层与硅通道电性连接。

进一步的，基板的第一界面层还设有金手指；键合互连芯片组采用垂直堆叠结构，键合互连芯片组由下至上包括：第二导热胶层、第二芯片，硅垫片，第三芯片；第二芯片与第三芯片通过引线与金手指连接。

进一步的，在基板第一界面层上，插入器投影的边缘四周设置防溢胶止挡件。

进一步的，防溢胶止挡件为点胶部防溢胶槽，扩散部防溢胶槽。

进一步的，防溢胶止挡件为防溢胶凸起。

一种高密度SiP封装结构制造方法，包括以下步骤：

S1、在基板第一界面层完成布线结构，并设置防溢胶止挡件；

S2、第一芯片与插入器焊接；

S3、插入器与基板焊接；

S4、在基板上涂覆导热胶粘贴第二芯片，完成引线与金手指的键合；

S5、在第二芯片上加上硅垫片之后再覆盖第三芯片，完成引线与金手指的键合，芯片与基板之间通过引线键合的方式线性连接；

S6、在基板上安装元器件；

S7、在第一芯片背面涂覆导热胶，安装第二热沉；

S8、覆盖封装盖板完成SiP内部封装结构，再在基板第二界面层安装第一热沉。

一种应用于SiP封装结构的插入器的制作方法，包括以下步骤：