CN102157402B - 系统级封装方法 - Google Patents

Abstract

一种系统级封装方法，包括：提供基板；在所述基板上形成至少两组封装组，形成所述封装组的步骤包括依次基板上形成的贴装层、封料层、布线层；在最上层封装组的布线层上形成顶部封料层，在基板下方植球。本发明系统级封装方法所形成的封装结构具有较高的集成性。

Description

系统级封装方法

技术领域

本发明涉及半导体技术，尤其涉及一种系统级封装方法。

背景技术

随着集成电路技术的不断发展，电子产品越来越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性方向发展。而集成电路封装不仅直接影响着集成电路、电子模块乃至整机的性能，而且还制约着整个电子系统的小型化、低成本和可靠性。在集成电路晶片尺寸逐步缩小，集成度不断提高的情况下，电子工业对集成电路封装技术提出了越来越高的要求。

在公告号为CN1747156C的中国专利中就公开了一种封装基板。所述封装基板包括：基板，所述基板包括一表面；位于所述基板表面上的接球垫；形成于所述基板表面上的防焊层，所述防焊层包括至少一开口，所述开口露出所述接球垫；所述封装基板还包括一图案化金属补强层，所述图案化金属补强层沿着所述防焊层开口的侧壁形成于所述接球垫上。

然而，随着半导体产品轻薄短小的趋势以及产品系统功能需求的不断提高，如何进一步提高系统级封装的集成性成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种系统级封装方法，以形成集成性较高的封装结构。为解决上述技术问题，一种系统级封装方法，包括：提供基板；在所述基板上形成至少两组封装组，形成所述封装组的步骤包括依次基板上形成的贴装层、封料层、布线层；在最上层封装组的布线层上形成顶部封料层，在基板下方植球。

所述在基板上形成至少两组封装组的步骤，包括：在基板上贴附第一贴装层；将基板上贴有第一贴装层的一面形成第一封料层；在第一封料层上形成第一布线层；在第一布线层上堆叠第二贴装层；在第一封料层上形成覆盖第二贴装层的第二封料层；在第二封料层上形成第二布线层。

所述在基板上贴附第一贴装层的步骤包括：在所述基板上形成胶合层，所述胶合层用于将第一贴装层贴附于所述基板上。

将基板上贴有第一贴装层的一面形成第一封料层时，使第一贴装层的连接部件裸露。

在第一封料层上形成第一布线层的步骤包括：在第一封料层中形成第一微通孔，之后向第一微通孔中填充导电材料，形成第一纵向布线；在第一封料层上形成连接所述第一纵向布线的第一横向布线，其中，所述第一纵向布线用于实现第一封装组与其他封装组和基板之间的电连接，所述第一横向布线用于实现第一封装组各器件之间的电连接。

所述贴装层包括芯片组。

所述芯片组包括单颗或多颗芯片。

所述贴装层还包括无源器件组，所述无源器件组包括电阻、电容或电感中的一种或多种。

所述封塑层或所述顶部封料层的材料为环氧树脂。

通过转注、压缩或印刷的方法形成所述封塑层或顶部封料层。

与现有技术相比，本发明提供了一种的系统级封装方法，具有以下优点：

所述第一封料层填充于第一贴装层的各器件之间，所述第一封料层的厚度与第一贴装层的厚度相当，可以减小各贴装层的堆叠厚度，进而提高封装结构的集成性。

由于封料层具有良好的绝缘性，可以减少各纵向布线之间的干扰。

附图说明

图1为本发明系统级封装方法一实施方式的流程示意图；

图2至10是本发明系统级封装方法一实施例所形成的封装结构的示意图；

图11是图1所示步骤S102一实施例的流程示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

参考图1，示出了本发明系统级封装方法一实施方式的流程示意图，所述系统级封装方法包括以下步骤：

S101，提供基板；

S102，在基板上形成至少两组封装组；

S103，在最上层封装组上形成顶部封料层；

S104，在所述基板下方植球。

下面结合附图对各个步骤做进一步说明。

首先执行步骤S101，如图2所示，提供基板101，基板101是后续堆叠各封装组的基础，同时，也是承载后续各层封装组的基础，所述基板101包括两个功能面，其中，所述基板101的第一表面用于进行封装组的堆叠，所述基板101的第二表面用于植球(植入连接球)，本实施例中，所述基板101的上表面用于进行封装组的堆叠，所述基板101的下表面用于植球，所述基板101的上、下表面设置有用于实现电连接的焊盘。

其中，所述基板101一般为BT(Bismaleimide Triazine)基板或PCB(PrintedCircuit Board)基板等，以便于在基板101的第一表面和第二表面之间进行走线。

执行步骤S102，参考图11，示出了图1所示步骤S102一实施例的流程示意图，在本实施例中以在基板上形成两组封装组为例，但是本发明并不限制于此，具体地，所述步骤S102包括以下分步骤：

步骤S1021，在基板上贴附第一贴装层；

步骤S1022，将基板上贴有第一贴装层的一面形成第一封料层；

步骤S1023，在第一封料层上形成第一布线层；

步骤S1024，在第一布线层上堆叠第二贴装层；

步骤S1025，在第一封料层上形成覆盖第二贴装层的第二封料层；

步骤S1026，在第二封料层上形成第二布线层。

执行步骤S1021，如图4所示，首先在所述基板101上形成胶合层102，所述胶合层102用于将第一贴装层103贴附于基板101上，基板101上形成胶合层102时可以通过点胶或印刷等方法。所述方法在半导体制造领域中已为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

所述第一贴装层103包括多种半导体器件，本实施例中，所述第一贴装层103包括第一芯片组105和第一无源器件组104，所述胶合层102涂覆于基板101上与第一芯片组105和第一无源器件组104对应的位置处。

其中，所述第一芯片组105可以包括单颗或多颗芯片，对于多颗芯片的实施例，所述多颗芯片可以是不同种芯片，各芯片为一个系统级封装产品的一部分，各自完成实现系统级功能中的一个或多个单独的功能。

所述第一无源器件组104是与第一芯片组105共同实现封装产品的系统级功能的外部电路器件，具体地，包括电容、电阻和电感中的一种或多种，在实际应用中，可根据设计需要进行选配。将第一无源器件组104与不同功能的第一芯片组105组合在一起封装，可以实现所需的系统级功能。

需要说明的是，在所述胶合层102上贴附第一贴装层103时，按照第一贴装层103的功能面朝上的方式贴附于胶合层102上。本实施例中，第一贴装层103包括第一芯片组105和第一无源器件组104，其中，第一芯片组105中的功能面为具有芯片功能焊盘的表面，第一无源器件组104的功能面为设置有焊盘的表面，因此在贴附第一芯片组105时，按照芯片功能焊盘朝上的方式贴附；在贴附第一无源器件组104时，按照焊盘朝上的方式贴附。

在本发明的一个优选的实施例中，第一芯片组105与第一无源器件组104的组合是根据系统功能来设计的。因此，在第一芯片组105的周围，可能有相同或不同的另外的第一芯片组105，或者相同或不同的电容、电阻或电感等第一无源器件组104；类似的，在第一无源器件组104的周围，可能有相同或不同的其他的第一无源器件组104，或者一个或多个相同或不同第一芯片组105。

执行步骤S1022，如图5所示，将基板上贴有第一贴装层103的一面形成第一封料层106，使第一贴装层103的连接部件裸露，本实施例中，所述连接部件为第一贴装层103的芯片的焊盘和无源器件的焊盘。在后续工艺过程中，所述第一封料层106既可保护第一芯片组105和第一无源器件组104的功能面以外的其他表面，又可作为后续工艺的承载体。

在本发明的一个实施例中，所述第一封料层106的材料是环氧树脂。环氧树脂的密封性能好，塑型容易，是形成第一封料层106的较佳材料。具体地，形成第一封料层106的方法可以采用诸如转注、压缩或印刷的方法。这些方法的具体步骤已为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

执行步骤S1023，如图6所示，在第一封料层106上形成第一布线层107，具体地，所述第一布线层107包括第一纵向布线和第一横向布线，所述第一纵向布线用于实现第一封装组和基板101之间、以及第一封装组与其他封装组间的电连接，所述第一横向布线用于实现第一封装组各器件之间的电连接。所述形成第一布线层107的步骤包括：

在第一封料层中形成第一微通，之后向第一微通孔中填充导电材料，形成第一纵向布线；

在第一封料层上形成连接所述第一纵向布线的第一横向布线。

具体地，通过钻孔的方式形成所述第一微通孔107，所述第一微通孔107贯穿所述第一封料层106，并露出基板101中的焊盘，形成与基板101进行互联的通道。向所述第一微通孔107中填充导电材料，直至填满所述第一微通孔107，从而形成第一纵向布线，在第一封料层上继续沉积导电材料形成连接第一纵向布线的第一横向布线。本实施例中，所述第一横向布线用于连接第一芯片组105和第一无源器件组104，所述导电材料可以是金属，例如铜等。

实际应用中，可以根据设计需求有选择地在封料层中形成纵向布线，以实现各贴装层之间或贴装层和基板之间的电连接，由于封料层具有良好的绝缘性，可以避免各贴装层中各器件之间的干扰。

至此，完成了在基板上形成第一封装组的制作过程。

执行步骤S1024，如图7所示，在第一布线层上106上堆叠第二贴装层108，所述堆叠，是指将第二芯片层108置于第一封料层106上的预定位置处。

需要说明的是，所述堆叠步骤中，按照功能面朝上的方式将第二贴装层108堆叠于第一封料层106上。所述第二贴装层108与第一贴装层103类似，包括第二芯片组和第二无源器件组。

然后执行步骤S1025，如图8所示，在第一封料层106上形成覆盖第二贴装层108的第二封料层109，并使第二贴装层108的芯片的焊盘和无源器件的焊盘裸露。形成第二封料层109的材料可以与形成第一封料层106的材料相同，即采用环氧树脂来形成第二封料层108。

执行步骤S1026，如图9所示，在第二封料层109上形成第二布线层110，具体地，所述第二布线层110包括第二纵向布线和第二横向布线，所述第二纵向布线用于实现第二封装组与其他封装组、基板101之间的电连接，所述第二横向布线用于实现第二封装组各器件之间的电连接。所述形成第二布线层110的步骤包括：

在第二封料层中形成第二微通孔，之后向第二微通孔中填充导电材料，形成第二纵向布线；

在第二封料层上形成连接所述第二纵向布线的第二横向布线。

所述形成第二布线层110的方法和形成第一布线层107的方法类似，在此不再赘述。

至此完成了依次在基板101上形成第一封装组和第二封装组的制作过程，上述实施例中以两组封装组为例，但是本发明并不限制于此，还可以在基板101上形成两组以上封装组，其他封装组的制作过程与上述封装组的制作过程类似，在此不再赘述。

执行步骤S103，如图10所示，在第二布线层110上覆盖封料层材料，形成顶部封料层111，所述顶部封料层111用于保护第二布线层110不受损伤，所述顶部封料层111与所述第一封料层106和第二封料层109的材料和形成方法相同。

执行步骤S104，如图11所示，基板101下方进行植球，形成连接球112。具体地，在与基板101中连接走线对应位置处进行植球，植球的金属可以采用金属锡等多种金属形成所述连接球112，所述植球工艺与现有技术相同，在此不再赘述。

至此，各封装组间通过布线层实现了相邻或相隔封装组间的互联，再经由基板内部的线路整理实现了系统的整合，最终通过植球将功能输出。

综上，本发明提供了一种的系统级封装方法，可实现多层贴装层的封装，通过本发明系统级封装方法形成的封装结构具有较高的集成性。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种系统级封装方法，其特征在于，包括：提供基板；在所述基板上形成至少两组封装组，形成所述封装组的步骤包括依次基板上形成的贴装层、封料层，形成贯穿所述封料层的微通孔，向所述微通孔中填充导电材料直至填满微通孔，从而形成纵向布线，在所述封料层上继续沉积导电材料形成横向布线；在最上层封装组的布线层上形成顶部封料层，在基板下方植球。

2.如权利要求1所述的系统级封装方法，其特征在于，所述在基板上形成至少两组封装组的步骤，包括：在基板上贴附第一贴装层；将基板上贴有第一贴装层的一面形成第一封料层；在第一封料层上形成第一布线层；在第一布线层上堆叠第二贴装层；在第一封料层上形成覆盖第二贴装层的第二封料层；在第二封料层上形成第二布线层。

3.如权利要求2所述的系统级封装方法，其特征在于，所述在基板上贴附第一贴装层的步骤包括：在所述基板上形成胶合层，所述胶合层用于将第一贴装层贴附于所述基板上。

4.如权利要求2所述的系统级封装方法，其特征在于，将基板上贴有第一贴装层的一面形成第一封料层时，使第一贴装层的连接部件裸露。

5.如权利要求2所述的系统级封装方法，其特征在于，在第一封料层上形成第一布线层的步骤包括：在第一封料层中形成第一微通孔，之后向第一微通孔中填充导电材料，形成第一纵向布线；在第一封料层上形成连接所述第一纵向布线的第一横向布线，其中，所述第一纵向布线用于实现第一封装组与其他封装组和基板之间的电连接，所述第一横向布线用于实现第一封装组各器件之间的电连接。

6.如权利要求1~5任意一权利要求所述的系统级封装方法，其特征在于，所述贴装层包括芯片组。

7.如权利要求6所述的系统级封装方法，其特征在于，所述芯片组包括单颗或多颗芯片。

8.如权利要求6所述的系统级封装方法，其特征在于，所述贴装层还包括无源器件组，所述无源器件组包括电阻、电容或电感中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的系统级封装方法，其特征在于，所述封料层或所述顶部封料层的材料为环氧树脂。

10.如权利要求9所述的系统级封装方法，其特征在于，通过转注、压缩或印刷的方法形成所述封料层或顶部封料层。

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