CN117976553A - 封装结构及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种封装结构及其形成方法，提供基板、第一芯片和伪基底，第一芯片的功能面上具有凸起的若干第一焊接凸起以及覆盖若干第一焊接凸起的第一非导电膜，伪基底包括相连接的水平部分和垂直部分，垂直部分凸起于水平部分的边缘区域下表面上；将伪基底的水平部分中间区域的下表面粘附在第一芯片的背面上；通过焊接吸嘴吸附伪基底的背面，将伪基底的下表面上粘附的第一芯片的功能面向下对准贴装在基板的上表面上；进行焊接过程，进行加热并通过焊接吸嘴加压，使第一芯片上的第一焊接凸起焊接至基板，进行焊接过程中伪基底的垂直部分的底部抵接在基板的上表面。防止第一非导电膜污染焊接吸嘴以及第一芯片，并提高了焊接制冷和散热性能。
Description
技术领域
本申请涉及半导体领域，尤其涉及一种封装结构及其形成方法。
背景技术
目前芯片的堆叠焊接，主要采用热压键合工艺(Thermal Compression Bonding，TCB)，在压力和温度的同步作用下，原位进行焊接。目前主流的堆叠工艺都采用热压键合工艺(TCB)+非导电膜工艺(non-conductive Film，NCF)的方式，非导电膜预先贴合在芯片表面，覆盖芯片表面上的焊接凸起，在焊接过程中，对芯片的背面施加压力并进行加热，非导电膜流动填充在芯片与基板之间，缓冲应力对芯片的影响，并保护焊接凸起，同时芯片的焊接凸起在压力和温度的共同作用下与基板上的焊接手指焊接在一起。
现有在热压键合工艺(TCB)+非导电膜工艺(non-conductive Film，NCF)的过程中，通过焊接吸嘴吸附在芯片的背面施加压力，当芯片很薄，或者非导电膜厚度较厚时，会发生在芯片边缘非导电膜的挤出高度高于芯片表面，这样容易发生非导电膜污染芯片背面及焊接吸嘴表面。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是在封装的过程中，怎样防止非导电膜污染芯片背面及焊接吸嘴表面。
为此，本申请一些实施例提供了一种封装结构的形成方法，包括：
提供基板，所述基板包括相对的上表面和下表面；
提供第一芯片，所述第一芯片包括相对的功能面和背面，所述第一芯片的功能面上具有凸起的若干第一焊接凸起以及覆盖所述若干第一焊接凸起的第一非导电膜；
提供伪基底，所述伪基底包括相连接的水平部分和垂直部分，所述水平部分包括中间区域和环绕所述中间区域的边缘区域，所述垂直部分凸起于所述水平部分的边缘区域下表面上；
将所述伪基底的水平部分中间区域的下表面粘附在所述第一芯片的背面上；
通过焊接吸嘴吸附所述伪基底的背面，将所述伪基底的下表面上粘附的第一芯片的功能面向下对准贴装在所述基板的上表面上；
进行焊接过程，进行焊接过程时进行加热并通过所述焊接吸嘴加压，使所述第一芯片上的第一焊接凸起焊接至所述基板，进行焊接过程中所述第一非导电膜处于熔融状态，且所述伪基底的垂直部分的底部抵接在所述基板的上表面。
在一些实施例中，所述基板的上表面具有若干第一焊接手指，所述基板的下表面具有若干第二焊接手指，所述基板中具有连接线路，所述基板上表面的部分第一焊接手指通过所述连接线路与所述基板下表面的第二焊接手指电连接；还包括：形成包覆所述第一芯片和基板上表面的塑封层，所述塑封层暴露出所述伪基底的上表面；在所述第二焊接手指的表面上形成外接凸起。
在一些实施例中，所述第一芯片上的第一焊接凸起焊接至所述基板包括：将所述第一芯片上的第一焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指焊接在一起；所述伪基底的垂直部分环绕在所述第一芯片的周围，并抵接在所述基板的上表面；所述第一焊接凸起为凸起于所述第一芯片的功能面上的焊料层或者所述第一焊接凸起包括凸起于所述第一芯片的功能面上的金属柱以及位于所述金属柱顶部表面上的焊料层；所述第一非导电膜的材料为热固化的树脂材料。
在一些实施例中，所述进行焊接过程的过程包括：通过焊接吸嘴向所述第一芯片的背面施加压力，同时进行加热，所述第一非导电膜呈熔融状态，所述第一芯片的功能面上的第一焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指接触；继续施加压力并提高加热的温度，所述第一非导电膜熔融挤压流出，同时所述第一焊接凸起上的焊料层被挤压变形，当达到所述焊料层的熔化温度后，所述第一芯片的功能面上的第一焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指焊接在一起，此时所述伪基底的垂直部分的底部抵接在所述基板的上表面，对所述第一焊接凸起上的焊料层的挤压变形停止。
在一些实施例中，所述基板的上表面上贴装有第二芯片，所述第二芯片包括相对的功能面和背面，所述第二芯片的功能面上具有凸起的若干第二焊接凸起以及覆盖所述若干第二焊接凸起的第二非导电膜，所述第二芯片的背面具有连接焊盘；所述第一芯片上的第一焊接凸起焊接至所述基板包括：将所述第一芯片上的第一焊接凸起与所述基板上表面贴装的第二芯片背面的连接焊盘焊接在一起；且在所述进行焊接的过程中，所述第二非导电膜处于熔融状态，所述第二芯片的功能面上的第二焊接凸起与所述基板的上表面相应的第一焊接手指焊接在一起；所述伪基底的垂直部分环绕在所述第二芯片和第一芯片的周围，并抵接在所述基板的上表面；所述第二焊接凸起为凸起于所述第二芯片的功能面上的焊料层或者所述第二焊接凸起包括凸起于所述第二芯片的功能面上的金属柱以及位于所述金属柱顶部表面上的焊料层，所述第一非导电膜和第二非导电膜的材料为热固化的树脂材料。
在一些实施例中，所述第二芯片的数量为一个或多个，且所述第二芯片的数量为多个时，多个所述第二芯片沿竖直方向依次堆叠；所述进行焊接过程的过程包括：通过焊接吸嘴向所述第一芯片的背面施加压力，同时进行加热，所述第二非导电膜和第一非导电膜呈熔融状态，所述第二芯片的功能面上的第二焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指接触，所述第一芯片的功能面上的第一焊接凸起与所述第二芯片的背面上的连接焊盘接触，且当所述第二芯片为多个时，位于上层的所述第二芯片上的第二焊接凸起与位于下层的所述第二芯片背面的连接焊盘接触；继续施加压力并提高加热的温度，所述第二非导电膜和第一非导电膜熔融挤压流出，同时所述第二焊接凸起上的焊料层和第一焊接凸起上的焊料层被挤压变形，当达到所述焊料层的熔化温度后，所述第二芯片的功能面上的第二焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指焊接在一起，所述第一芯片的功能面上的第一焊接凸起与所述第二芯片的背面上的连接焊盘焊接在一起，且当所述第二芯片为多个时，位于上层的所述第二芯片上的第二焊接凸起与位于下层的所述第二芯片背面的连接焊盘焊接在一起，此时所述伪基底的垂直部分的底部抵接在所述基板的上表面，对所述第一焊接凸起上的焊料层以及所述第一焊接凸起上的焊料层的挤压变形停止。
在一些实施例中，所述基板的上表面还具有支撑手指，所述伪基底的垂直部分的底部抵接在所述基板的上表面的支撑手指的表面。
在一些实施例中，在所述伪基底中间区域的下表面粘贴粘附层，所述伪基底的水平部分中间区域的下表面通过所述粘附层粘附在所述第一芯片的背面上。
本申请一些实施例还提供了一种封装结构，包括：
基板，所述基板包括相对的上表面和下表面；
第一芯片，所述第一芯片包括相对的功能面和背面，所述第一芯片的功能面上具有凸起的若干第一焊接凸起以及覆盖所述若干第一焊接凸起的第一非导电膜，所述第一芯片的功能面向下对准贴装在所述基板的上表面上；
伪基底，所述伪基底包括相连接的水平部分和垂直部分，所述水平部分包括中间区域和环绕所述中间区域的边缘区域，所述垂直部分凸起于所述水平部分的边缘区域下表面上，所述伪基底的水平部分中间区域的下表面粘附在所述第一芯片的背面上，且所述伪基底的垂直部分的底部抵接在所述基板的上表面。
在一些实施例中，所述基板的上表面具有若干第一焊接手指，所述基板的下表面具有若干第二焊接手指，所述基板中具有连接线路，所述基板上表面的部分第一焊接手指通过所述连接线路与所述基板下表面的第二焊接手指电连接；还包括：包覆所述第一芯片和基板上表面的塑封层，所述塑封层暴露出所述伪基底的上表面；位于所述第二焊接手指的表面上形成外接凸起。
在一些实施例中，所述第一芯片的功能面向下对准贴装在所述基板的上表面上包括：所述第一芯片上的第一焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指焊接在一起；所述伪基底的垂直部分环绕在所述第一芯片的周围，并抵接在所述基板的上表面；所述第一焊接凸起为凸起于所述第一芯片的功能面上的焊料层或者所述第一焊接凸起包括凸起于所述第一芯片的功能面上的金属柱以及位于所述金属柱顶部表面上的焊料层；所述第一非导电膜的材料为热固化的树脂材料。
在一些实施例中，所述基板的上表面上贴装有第二芯片，所述第二芯片包括相对的功能面和背面，所述第二芯片的功能面上具有凸起的若干第二焊接凸起以及覆盖所述若干第二焊接凸起的第二非导电膜，所述第二芯片的功能面上的第二焊接凸起与所述基板的上表面相应的第一焊接手指焊接在一起，所述第二芯片的背面具有连接焊盘；所述第二芯片的数量为一个或多个，且所述第二芯片的数量为多个时，多个所述第二芯片沿竖直方向依次堆叠；所述第一芯片的功能面向下对准贴装在所述基板的上表面上包括：所述第一芯片上的第一焊接凸起与所述基板上表面贴装的第二芯片背面的连接焊盘焊接在一起；所述第二焊接凸起为凸起于所述第二芯片的功能面上的焊料层或者所述第二焊接凸起包括凸起于所述第二芯片的功能面上的金属柱以及位于所述金属柱顶部表面上的焊料层，所述第一非导电膜和第二非导电膜的材料为热固化的树脂材料。
本申请前述一些实施例中的封装结构及其形成方法，所述形成方法，提供基板、第一芯片和伪基底，所述第一芯片的功能面上具有凸起的若干第一焊接凸起以及覆盖所述若干第一焊接凸起的第一非导电膜，所述伪基底包括相连接的水平部分和垂直部分，所述水平部分包括中间区域和环绕所述中间区域的边缘区域，所述垂直部分凸起于所述水平部分的边缘区域下表面上；将所述伪基底的水平部分中间区域的下表面粘附在所述第一芯片的背面上；通过焊接吸嘴吸附所述伪基底的背面，将所述伪基底的下表面上粘附的第一芯片的功能面向下对准贴装在所述基板的上表面上；进行焊接过程，进行焊接过程时进行加热并通过所述焊接吸嘴加压，使所述第一芯片上的第一焊接凸起焊接至所述基板，进行焊接过程中所述第一非导电膜处于熔融状态，且所述伪基底的垂直部分的底部抵接在所述基板的上表面。本申请在进行焊接的过程中，所述伪基底能阻止熔融状态的第一非导电膜向焊接吸嘴的表面以及第一芯片的背面的方向流动(部分第一非导电膜熔融后会粘附在伪基底上)，从而防止熔融状态的第一非导电膜材料污染焊接吸嘴的表面以及第一芯片的背面；同时，由于所述伪基底还具有凸起于所述水平部分的边缘区域下表面上的垂直部分，在进行焊接的过程中，当第一芯片上的第一焊接凸起中的焊料层融化后与所述基板上的第一焊接手指焊接在一起时，所述伪基底的垂直部分的底部会与基板上表面接触，以支撑所述第一芯片，所述伪基底的垂直部分和所述基板上表面承受焊接时的压力，使得第一芯片和基板之间能保持理想的恒定距离，使得所述第一芯片的第一焊接凸起与所述基板上的第一焊接手指能较好的焊接在一起，获得较好的焊接形貌(避免第一焊接凸起被过分挤压变形或错位带来的焊接不良问题)，同时使得第一芯片上的第一非导电膜不会被挤出过多，进一步防止第一非导电膜材料污染焊接吸嘴的表面以及第一芯片的背面，并使得第一芯片和基板上表面之间的气泡较容易被排出，防止气泡残留在第一非导电膜中而形成空隙缺陷；同时，所述伪基底在封装完成后，可以保留作为散热基板，以释放所述第一芯片中产生的热量，伪基底中的垂直部分的存在，使得第一芯片向周围释放的热量能很好的被垂直部分所吸收，通过所述伪基底的水平部分释放，提高了散热效率。
附图说明
图1-图6为本申请一些实施例中半导体结构的形成过程的结构示意图；
图7-图10为本申请一些实施例中半导体结构的形成过程的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在详述本申请实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
本申请一些实施例提供了一种封装结构的形成方法，下面结合附图对该方法进行详细的描述。
参考图1，提供基板100，所述基板100包括相对的上表面和下表面。
所述基板100一方面作为后续工艺的载体，另一方面作为本申请形成的封装结构的一部分。
在一些实施例中，所述基板100的上表面具有若干第一焊接手指101，所述基板100的下表面具有若干第二焊接手指102，所述基板100中具有连接线路103，所述基板100上表面的部分第一焊接手指101通过所述连接线路103与所述基板100下表面的第二焊接手指102电连接。所述连接线路103可以包括金属线、金属插塞、通孔连接结构、过孔连接结构中的一种或几种。所述第一焊接手指101、第二焊接手指102、连接线路103的材料的熔点大于后续的焊料层的材料的熔点，在一些具体的实施例中，所述第一焊接手指101、第二焊接手指102、连接线路103的材料为金属，具体可以为Al、Cu、Ag、Au、Pt、Ni、Ti、TiN、TaN、Ta、TaC、TaSiN、W、WN、WSi中一种或几种。在一些具体的实施例中，所述基板100可以为树脂基板、陶瓷基板、玻璃基板、硅基板、金属基板、印刷电路板(PCB)或柔性电路板(FPC)中的一种。在一些具体的实施例中，所述基板100可以为单层板或者多个板。
所述基板100的上表面的第一焊接手指101用于与后续倒装在基板上表面上的第一芯片功能面上的相应的第一焊接凸起焊接在一起，所述第一焊接手指101的位置与第一芯片上的第一焊接凸起的位置对应。
在一些实施例中，所述基板100的上表面还可以具有支撑手指105，所述支撑手指105与后续贴装的伪基底的垂直部分的底部抵接，以提高基板100对伪基底的支撑强度。所述支撑手指105与所述连接线路103不存在电连接，所述支撑手指105分布于所述第一焊接手指101的周围，所述支撑手指105的材料为Al、Cu、Ag、Au、Pt、Ni、Ti、TiN、TaN、Ta、TaC、TaSiN、W、WN、WSi中一种或几种。
在一些实施例中，所述基板100的上表面上还具有第二钝化层104，所述第二钝化层104暴露出所述第一焊接手指101(和支撑手指105)的表面，所述基板100的下表面上还具有第一钝化层107，所述第一钝化层107暴露出所述第二焊接手指102的表面。在一实施例中，所述第二钝化层104和第一钝化层107的材料可以为高分子聚合物，比如树脂。在其他实施例中，第二钝化层104和第一钝化层107的材料可以为无机物，比如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅中的一种或几种。
参考图2，提供第一芯片201，所述第一芯片201包括相对的功能面和背面，所述第一芯片201的功能面上具有凸起的若干第一焊接凸起213以及覆盖所述若干第一焊接凸起213的第一非导电膜215。
所述第一芯片201的数量为一个，所述第一芯片201后续倒装在所述基板100的上表面上。
在一些实施例中，所述第一焊接凸起213包括凸起于所述第一芯片201的功能面上的金属柱211以及位于所述金属柱211顶部表面上的焊料层212。在另一些实施例中，所述第一焊接凸起为凸起于所述第一芯片的功能面上的焊料层。在一些实施例中，所述金属柱211的材料为铝、镍、锡、钨、铂、铜、钛、铬、钽中的一种或几种，所述焊料层212的材料为锡、锡银、锡铅、锡银铜、锡银锌、锡锌、锡铋铟、锡铟、锡金、锡铜、锡锌铟或者锡银锑中的一种或几种。
在一些实施例中，所述第一芯片201的功能面上还可以具有焊盘，所述第一芯片201中形成有具有特定功能的集成电路，所述焊盘与所述集成电路电连接，所述第一焊接凸块213形成在所述焊盘的表面上。
所述第一芯片201功能面上的第一焊接凸起213的位置与所述基板100的上表面的第一焊接手指101(参考图1或图5)的位置对应，所述第一芯片201的功能面上还具有覆盖所述若干第一焊接凸起213的第一非导电膜215。所述第一非导电膜215的材料为加热时会变成熔融状态(流动)，并且通过热固化的树脂材料。在一些实施例中，所述第一非导电膜215的材料包括热固化的环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯并环丁烯树脂或聚苯并恶唑树脂。所述第一非导电膜215为干膜，通过贴膜工艺形成在所述第一芯片201的功能面上。通过这种方式形成的第一非导电膜215，能缓冲应力对第一芯片201的影响，并保护第一焊接凸起213，且相比于现有的在将芯片倒装焊接在基板上后通过底填充的方式形成底填层的方式，效率更好。
在一些实施例中，所述第一芯片201可以为逻辑芯片或存储芯片。在一些实施例中，所述逻辑芯片可以包括门阵列、单元基底阵列、嵌入式阵列、结构化专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)、微控制器单元(MCU)、逻辑集成电路(IC)、应用处理器(AP)、显示驱动器IC(DDI)、射频(RF)芯片、电源芯片或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。在一些实施例中，所述存储芯片可以包括易失性存储芯片(比如动态随机存取存储器(DRAM)或静态RAM(SRAM)或非易失性存储芯片(比如闪存(Flash)、相变RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、铁电RAM(FeRAM)或电阻RAM(ReRAM))。在一具体的实施例中，所述存储芯片可以包括包含DRAM芯片的高带宽存储器(HBM)。
参考图3，提供伪基底301，所述伪基底301包括相连接的水平部分301b和垂直部分301a，所述水平部分301b包括中间区域和环绕所述中间区域的边缘区域，所述垂直部分301a凸起于所述水平部分301b的边缘区域下表面上。
所述伪基底301包括相对的上表面和下表面。
所述伪基底301的水平部分301b的中间区域下表面后续粘附在第一芯片201(参考图4或图5)的背面，当后续通过焊接吸嘴401(参考图5)吸附所述伪基底301的背面，将所述伪基底301的下表面上粘附的第一芯片201的功能面向下对准贴装在所述基板100的上表面后，进行焊接的过程中，所述伪基底301能阻止熔融状态的第一非导电膜向焊接吸嘴401的表面以及第一芯片201的背面的方向流动(部分第一非导电膜熔融后会粘附在伪基底301上)，从而防止熔融状态的第一非导电膜材料污染焊接吸嘴401的表面以及第一芯片201的背面；同时，由于所述伪基底301还具有凸起于所述水平部分301b的边缘区域下表面上的垂直部分301a，在进行焊接的过程中，当第一芯片201上的第一焊接凸起213中的焊料层融化后与所述基板上的第一焊接手指101焊接在一起时，所述伪基底301的垂直部分301a的底部会与基板100上表面(支撑手指105)接触，以支撑所述第一芯片201，所述伪基底301的垂直部分301a和所述基板100上表面(支撑手指105)承受焊接时的压力，使得第一芯片201和基板100之间能保持理想的恒定距离，使得所述第一芯片201的第一焊接凸起213与所述基板100上的第一焊接手指101能较好的焊接在一起，获得较好的焊接形貌(避免第一焊接凸起213被过分挤压变形或错位带来的焊接不良问题)，同时使得第一芯片201上的第一非导电膜215不会被挤出过多，进一步防止第一非导电膜材料污染焊接吸嘴401的表面以及第一芯片201的背面，并使得第一芯片201和基板100上表面之间的气泡较容易被排出，防止气泡残留在第一非导电膜215中而形成空隙缺陷；同时，所述伪基底301在封装完成后，可以保留作为散热基板，以释放所述第一芯片201中产生的热量，伪基底301中的垂直部分301a的存在，使得第一芯片201向周围释放的热量能很好的被垂直部分301a所吸收，通过所述伪基底301的水平部分301b释放，提高了散热效率。
在一些实施例中，所述垂直部分301a为分立的多个，可以为两个、三个、四个或更多个，等角度均匀的分布在所述水平部分301b的边缘区域下表面上(比如垂直部分301a为三个时，三个垂直部分301a呈120°夹角分布，垂直部分301a为四个时，四个垂直部分301a呈90°夹角分布)，以在焊接的过程中，提供更好和更平稳的支撑，并提高散热的均匀性。在其他实施例中，所述分立的多个所述垂直部分301a也可以采用其他的分布方式。
所述水平部分301b和垂直部分301a为一体结构。在一些实施例中，所述伪基底301的材料为硅、玻璃、树脂或金属。在一些具体的实施例中，所述伪基底301为高导热率的金属材料，包括铜、铝、金、镍、钢或不锈钢。
在一些实施例中，所述伪基底301的垂直部分301a之间的尺寸大于所述第一芯片201的尺寸。
在一些实施例中，所述伪基底301的下表面具有粘附层302，所述粘附层302的材料为粘合胶，所述粘附层302后续用于粘附第一芯片201的背面。在一些实施例中，所述粘合胶可以为导热粘合胶，即具有较好的粘附性能，又具有较好的导热性能。
参考图3，将所述伪基底301的水平部分中间区域的下表面粘附在所述第一芯片201的背面上。
在具体的实施例中，将所述伪基底301的水平部分中间区域的下表面通过粘附层302粘附在所述第一芯片201的背面上。
所述粘附的过程可以在焊接设备中进行，具体的，先将第一芯片201固定在焊接设备的传送平台(Die Transfer Arm，DTA)上，然后焊接设备的拾取手臂(Die Pick Arm，DPA)将伪基底301拾起并粘附到传送平台上的第一芯片的背面上。
参考图5，通过焊接吸嘴401吸附所述伪基底301的背面，将所述伪基底301的下表面上粘附的第一芯片201的功能面向下对准贴装在所述基板100的上表面上；进行焊接过程，进行焊接过程时进行加热并通过所述焊接吸嘴401加压，使所述第一芯片201上的第一焊接凸起213焊接至所述基板100，进行焊接过程中所述第一非导电膜215处于熔融状态，且所述伪基底301的垂直部分301a的底部抵接在所述基板100的上表面。
所述焊接吸嘴401为焊接设备中的焊接吸嘴，所述焊接吸嘴401中分布有真空孔，可施加负压吸住伪基底301。
本实施例中，所述第一芯片201上的第一焊接凸起213焊接至所述基板100包括：将所述第一芯片201上的第一焊接凸起213与所述基板100上表面相应的第一焊接手指101焊接在一起。
焊接过程中，所述伪基底301的垂直部分301a环绕在所述第一芯片201的周围，并抵接在所述基板100的上表面。在一具体的实施中，所述伪基底301的垂直部分301a抵接在所述基板100的上表面的支撑手指105的表面。
所述焊接过程在焊接设备中进行，所述进行焊接过程的过程包括：通过焊接吸嘴401向所述第一芯片201的背面施加压力，同时进行加热，所述第一非导电膜215呈熔融状态，所述第一芯片201的功能面上的第一焊接凸起213与所述基板100上表面相应的第一焊接手指101接触；继续施加压力并提高加热的温度，所述第一非导电膜215熔融挤压流出，同时所述第一焊接凸起213上的焊料层212被挤压变形，当达到所述焊料层212的熔化温度后，所述第一芯片201的功能面上的第一焊接凸起213与所述基板100上表面相应的第一焊接手指101焊接在一起，此时所述伪基底301的垂直部分301a的底部抵接在所述基板100的上表面(支撑手指105)，对所述第一焊接凸起213上的焊料层212的挤压变形停止。
在一些实施例中，进行所述焊接过程后，进行固化处理，以固化所述第一非导电膜215以及焊料层212。在一些实施例中，所述固化处理可以在后续形成塑封层时进行。
在一些实施例中，参考图6，还包括：形成包覆所述第一芯片201和基板100上表面的塑封层220，所述塑封层220暴露出所述伪基底301的上表面；在所述第二焊接手指102的表面上形成外接凸起111。
在一些实施例中，所述塑封层220的材料可以为含填料的环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯并环丁烯树脂或聚苯并恶唑树脂；或者也可以为含填料的聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、聚氨酯、聚烯烃、聚醚砜、聚酰胺、聚亚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇。所述填料可以为无机填料或有机填料。形成所述塑封层220的工艺包括注塑工艺(或转塑工艺)，以及固化工艺。
在一些实施例中，所述外接凸起111的材料可以为锡、锡银、锡铅、银铜、锡银铜、锡银锌、锡锌、锡铋铟、锡铟、锡金、锡铜、锡锌铟或者锡银锑中的一种或几种。形成所述外接凸起111包括网板印刷或电镀。
本申请另一实施例还提供了一种封装结构的形成方法，本实施例与前述实施例的区别在于：在将第一芯片贴装之前，在所述基板的上表面上贴装有第二芯片，以实现多层芯片的贴装。
具体的，首先参考图7，所述基板100的上表面上贴装有第二芯片202，所述第二芯片202包括相对的功能面和背面，所述第二芯片202的功能面上具有凸起的若干第二焊接凸起205以及覆盖所述若干第二焊接凸起205的第二非导电膜207，所述第二芯片202的背面具有连接焊盘。
在一些实施例中，所述第二焊接凸起205包括凸起于所述第二芯片202的功能面上的金属柱203以及位于所述金属柱203顶部表面上的焊料层204。在另一些实施例中，所述第二焊接凸起为凸起于所述第二芯片的功能面上的焊料层。在一些实施例中，所述金属柱203的材料为铝、镍、锡、钨、铂、铜、钛、铬、钽中的一种或几种，所述焊料层204的材料为锡、锡银、锡铅、锡银铜、锡银锌、锡锌、锡铋铟、锡铟、锡金、锡铜、锡锌铟或者锡银锑中的一种或几种。
在一些实施例中，所述第二芯片202的功能面上还可以具有焊盘，所述第二芯片202中形成有具有特定功能的集成电路，所述焊盘与所述集成电路电连接，所述第二焊接凸块205形成在所述焊盘的表面上。所述第二芯片202的背面具有若干连接焊盘(图中未示出)，所述连接焊盘与所述焊盘和/或集成电路电连接。在一些实施例中，所述连接焊盘通过通孔互连结构(TSV)与所述焊盘和/或集成电路电连接。
所述第二芯片202功能面上的第二焊接凸起205的位置与所述基板100上表面的第一焊接手指101的位置对应。
所述第二芯片202的功能面上还具有覆盖所述若干第二焊接凸起205的第二非导电膜207。所述第二非导电膜207的材料为加热时会变成熔融状态(流动)，并且通过热固化的树脂材料。在一些实施例中，所述第二非导电膜207的材料包括热固化的环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯并环丁烯树脂或聚苯并恶唑树脂。所述第二非导电膜207为干膜，通过贴膜工艺形成在所述第二芯片202的功能面上。通过这种方式形成的第二非导电膜207，能缓冲应力对第二芯片的影响，并保护第二焊接凸起205，且相比于现有的在将芯片倒装焊接在基板上后通过底填充的方式形成底填层的方式，效率更好。
在一些实施例中，所述第二芯片202为逻辑芯片/或存储芯片。在一些实施例中，所述逻辑芯片可以包括门阵列、单元基底阵列、嵌入式阵列、结构化专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)、微控制器单元(MCU)、逻辑集成电路(IC)、应用处理器(AP)、显示驱动器IC(DDI)、射频(RF)芯片、电源芯片或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。在一些实施例中，所述存储芯片可以包括易失性存储芯片(比如动态随机存取存储器(DRAM)或静态RAM(SRAM)或非易失性存储芯片(比如闪存(Flash)、相变RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、铁电RAM(FeRAM)或电阻RAM(ReRAM))。在一具体的实施例中，所述存储芯片可以包括包含DRAM芯片的高带宽存储器(HBM)。
所述第二芯片202的数量为一个或多个。在一些实施例中，所述第二芯片202的背面具有若干连接焊盘，所述第二芯片202为一个时，后续将一个所述第二芯片202功能面向下对准贴装在所述基板100的上表面上，后续在进行焊接的过程中，所述第二芯片202上的第二焊接凸起205与所述基板100上表面相应的第一焊接手指焊接在一起(参考图9)，且后续贴装的第一芯片201(参考图9)上的第一焊接凸起213与一个所述第二芯片202背面相应的连接焊盘焊接在一起。
在另一些实施例中，所述第二芯片202为多个时，多个所述第二芯片202沿垂直方向依次堆叠，在后续进行焊接的过程中(参考图9)，位于底层的所述第二芯片202上的第二焊接凸起205与所述基板100上表面的第一焊接手指焊接在一起，位于上层的所述第二芯片202上的第二焊接凸起205与位于下层的所述第二芯片202背面的连接焊盘焊接在一起，后续贴装的第一芯片201上的第一焊接凸起213与最顶层的第二芯片202背面相应的连接焊盘焊接在一起。图9中以具有两个第二芯片202作为示例进行说明，需要说明的是，在其他实施例中，所述第二芯片202可以为其他具体的数量。
参考图8，提供伪基底301，所述伪基底301包括相连接的水平部分301b和垂直部分301a，所述水平部分301b包括中间区域和环绕所述中间区域的边缘区域，所述垂直部分301a凸起于所述水平部分301b的边缘区域下表面上；将所述伪基底301的水平部分301b中间区域的下表面粘附在第一芯片201的背面上。
参考图9，通过焊接吸嘴401吸附所述伪基底301的背面，将所述伪基底301的下表面上粘附的第一芯片201的功能面向下对准贴装在所述基板100的上表面上，具体的，将所述第一芯片201上的第一焊接凸起213与所述基板100上表面贴装的第二芯片202背面的连接焊盘焊接在一起；
进行焊接过程，进行焊接过程时进行加热并通过所述焊接吸嘴401加压，使所述第二芯片202功能面上的第二焊接凸起205焊接至所述基板，使所述第一芯片201功能面上的第一焊接凸起213焊接至所述第二芯片202背面的连接焊盘，进行焊接过程中所述第一非导电膜215和第二非导电膜207处于熔融状态，且所述伪基底301的垂直部分301a环绕在所述第二芯片202和第一芯片201的周围，所述伪基底301的垂直部分301a的底部抵接在所述基板100的上表面(支撑手指105)。
在一些实施例中，当所述第二芯片202为多个时，进行焊接的过程中，位于上层的所述第二芯片202上的第二焊接凸起205与位于下层的所述第二芯片202背面的连接焊盘焊接在一起。
在一些实施例中，所述进行焊接过程的过程包括：通过焊接吸嘴401向所述第一芯片201的背面施加压力，同时进行加热，所述第二非导电膜207和第一非导电膜215呈熔融状态，所述第二芯片202的功能面上的第二焊接凸起205与所述基板100上表面相应的第一焊接手指101接触，所述第一芯片201的功能面上的第一焊接凸起213与所述第二芯片202的背面上的连接焊盘接触，且当所述第二芯片202为多个时，位于上层的所述第二芯片202上的第二焊接凸起205与位于下层的所述第二芯片202背面的连接焊盘接触；继续施加压力并提高加热的温度，所述第二非导电膜207和第一非导电膜215熔融挤压流出，同时所述第二焊接凸起213上的焊料层212和第一焊接凸起213上的焊料层204被挤压变形，当达到所述焊料层(212和204)的熔化温度后，所述第二芯片202的功能面上的第二焊接凸起205与所述基板100上表面相应的第一焊接手指101焊接在一起，所述第一芯片201的功能面上的第一焊接凸起213与所述第二芯片202的背面上的连接焊盘焊接在一起，且当所述第二芯片202为多个时，位于上层的所述第二芯片202上的第二焊接凸起205与位于下层的所述第二芯片202背面的连接焊盘焊接在一起，此时，所述伪基底301的垂直部分301a的底部抵接在所述基板100的上表面(支撑手指105)，对所述第一焊接凸起213上的焊料层212以及所述第一焊接凸起213上的焊料层204的挤压变形停止。本申请中，在进行焊接的过程中，所述伪基底301能阻止熔融状态的第一非导电膜215和第二非导电膜207向焊接吸嘴401的表面以及第一芯片201的背面的方向流动(部分第一非导电膜215和第二非导电膜207熔融后会粘附在伪基底301上)，从而防止熔融状态的第一非导电膜215和第二非导电膜207材料污染焊接吸嘴401的表面以及第一芯片201的背面；同时，由于所述伪基底301还具有凸起于所述水平部分301b的边缘区域下表面上的垂直部分301a，在进行焊接的过程中，当位于底层的所述第二芯片202上的第二焊接凸起205与所述基板100上表面的第一焊接手指焊接在一起，位于上层的所述第二芯片202上的第二焊接凸起205与位于下层的所述第二芯片202背面的连接焊盘焊接在一起，所述第一芯片201上的第一焊接凸起213与最顶层的第二芯片202背面相应的连接焊盘焊接在一起时，所述伪基底301的垂直部分301a的底部会与基板100上表面(支撑手指105)接触，以支撑所述第一芯片201和第二芯片202，所述伪基底301的垂直部分301a和所述基板100上表面(支撑手指105)承受焊接时的压力，使得第一芯片201与第二芯片202之间、相邻层的第二芯片202之间、以及第二芯片202与基板100之间能保持理想的恒定距离，使得所述第一芯片201与第二芯片202之间、相邻层的第二芯片202之间、以及第二芯片202与基板100较好的焊接在一起，获得较好的焊接形貌(避免第一焊接凸起213和第二焊接凸起205被过分挤压变形或错位带来的焊接不良问题)，同时使得第一非导电膜215和第二非导电膜207不会被挤出过多，进一步防止第一非导电膜215和第二非导电膜207材料污染焊接吸嘴401的表面以及第一芯片201的背面，并使得第二芯片202和基板100上表面之间的气泡较容易被排出，防止气泡残留在第二非导电膜207中而形成空隙缺陷；同时，所述伪基底301在封装完成后，可以保留作为散热基板，以释放所述第一芯片201中产生的热量，伪基底301中的垂直部分301a的存在，使得第一芯片201和第二芯片202向周围释放的热量能很好的被垂直部分301a所吸收，通过所述伪基底301的水平部分301b释放，提高了散热效率。
在一些实施例中，参考图10，还包括：形成包覆所述第一芯片201、第二芯片202和基板100上表面的塑封层220，所述塑封层220暴露出所述伪基底301的上表面；在所述第二焊接手指102的表面上形成外接凸起111。
本申请一些实施例还提供了一种封装结构，参考图6或图10，包括：
基板100，所述基板100包括相对的上表面和下表面；
第一芯片201，所述第一芯片201包括相对的功能面和背面，所述第一芯片201的功能面上具有凸起的若干第一焊接凸起213以及覆盖所述若干第一焊接凸起213的第一非导电膜215，所述第一芯片201的功能面向下对准贴装在所述基板100的上表面上；
伪基底301，所述伪基底301包括相连接的水平部分301b和垂直部分301a，所述水平部分301b包括中间区域和环绕所述中间区域的边缘区域，所述垂直部分301a凸起于所述水平部分301b的边缘区域下表面上，所述伪基底301的水平部分301b中间区域的下表面粘附在所述第一芯片201的背面上，且所述伪基底301的垂直部分301a的底部抵接在所述基板100的上表面。
在一些实施例中，所述基板100的上表面具有若干第一焊接手指101，所述基板100的下表面具有若干第二焊接手指102，所述基板100中具有连接线路103，所述基板100上表面的部分第一焊接手指101通过所述连接线路103与所述基板100下表面的第二焊接手指102电连接；还包括：包覆所述第一芯片201(和第二芯片202)和基板100上表面的塑封层220，所述塑封层220暴露出所述伪基底301的上表面；位于所述第二焊接手指102的表面上形成外接凸起111。
在一些实施例中，参考图6，所述第一芯片201的功能面向下对准贴装在所述基板100的上表面上包括：所述第一芯片201上的第一焊接凸起213与所述基板100上表面相应的第一焊接手指101焊接在一起；所述伪基底301的垂直部分301a环绕在所述第一芯片201的周围，并抵接在所述基板100的上表面(支撑手指105)；所述第一焊接凸起213为凸起于所述第一芯片201的功能面上的焊料层或者所述第一焊接凸起213包括凸起于所述第一芯片201的功能面上的金属柱211以及位于所述金属柱211顶部表面上的焊料层212；所述第一非导电膜215的材料为热固化的树脂材料。
在另一些实施例中，参考图10，所述基板100的上表面上贴装有第二芯片202，所述第二芯片202包括相对的功能面和背面，所述第二芯片202的功能面上具有凸起的若干第二焊接凸起205以及覆盖所述若干第二焊接凸起205的第二非导电膜207，所述第二芯片202的功能面上的第二焊接凸起205与所述基板100的上表面相应的第一焊接手指101焊接在一起，所述第二芯片202的背面具有连接焊盘；所述第二芯片202的数量为一个或多个，且所述第二芯片202的数量为多个时，多个所述第二芯片202沿竖直方向依次堆叠；所述第一芯片201的功能面向下对准贴装在所述基板100的上表面上包括：所述第一芯片201上的第一焊接凸起213与所述基板100上表面贴装的第二芯片202背面的连接焊盘焊接在一起；所述第二焊接凸起205为凸起于所述第二芯片202的功能面上的焊料层或者所述第二焊接凸起205包括凸起于所述第二芯片202的功能面上的金属柱203以及位于所述金属柱203顶部表面上的焊料层204，所述第一非导电膜215和第二非导电膜207的材料为热固化的树脂材料。
需要说明的是，本公开中涉及的术语“包括”和“具有”以及它们的变形，意图在于覆盖不排他的包含。术语“第二”、“第一”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，除非上下文有明确指示，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。另外，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。此外，在以上说明中，省略了对公知组件和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。上述各个实施例中，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同/相似的部分互相参见(或参考)即可。
本申请虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本申请技术方案的保护范围。
Claims (12)
1.一种封装结构的形成方法，其特征在于，包括：
提供基板，所述基板包括相对的上表面和下表面；
提供第一芯片，所述第一芯片包括相对的功能面和背面，所述第一芯片的功能面上具有凸起的若干第一焊接凸起以及覆盖所述若干第一焊接凸起的第一非导电膜；
提供伪基底，所述伪基底包括相连接的水平部分和垂直部分，所述水平部分包括中间区域和环绕所述中间区域的边缘区域，所述垂直部分凸起于所述水平部分的边缘区域下表面上；
将所述伪基底的水平部分中间区域的下表面粘附在所述第一芯片的背面上；通过焊接吸嘴吸附所述伪基底的背面，将所述伪基底的下表面上粘附的第一芯片的功能面向下对准贴装在所述基板的上表面上；
进行焊接过程，进行焊接过程时进行加热并通过所述焊接吸嘴加压，使所述第一芯片上的第一焊接凸起焊接至所述基板，进行焊接过程中所述第一非导电膜处于熔融状态，且所述伪基底的垂直部分的底部抵接在所述基板的上表面。
2.如权利要求1所述的封装结构的形成方法，其特征在于，所述基板的上表面具有若干第一焊接手指，所述基板的下表面具有若干第二焊接手指，所述基板中具有连接线路，所述基板上表面的部分第一焊接手指通过所述连接线路与所述基板下表面的第二焊接手指电连接；还包括：形成包覆所述第一芯片和基板上表面的塑封层，所述塑封层暴露出所述伪基底的上表面；
在所述第二焊接手指的表面上形成外接凸起。
3.如权利要求2所述的封装结构的形成方法，其特征在于，所述第一芯片上的第一焊接凸起焊接至所述基板包括：将所述第一芯片上的第一焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指焊接在一起；所述伪基底的垂直部分环绕在所述第一芯片的周围，并抵接在所述基板的上表面；所述第一焊接凸起为凸起于所述第一芯片的功能面上的焊料层或者所述第一焊接凸起包括凸起于所述第一芯片的功能面上的金属柱以及位于所述金属柱顶部表面上的焊料层；所述第一非导电膜的材料为热固化的树脂材料。
4.如权利要求3所述的封装结构的形成方法，其特征在于，所述进行焊接过程的过程包括：通过焊接吸嘴向所述第一芯片的背面施加压力，同时进行加热，所述第一非导电膜呈熔融状态，所述第一芯片的功能面上的第一焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指接触；继续施加压力并提高加热的温度，所述第一非导电膜熔融挤压流出，同时所述第一焊接凸起上的焊料层被挤压变形，当达到所述焊料层的熔化温度后，所述第一芯片的功能面上的第一焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指焊接在一起，此时所述伪基底的垂直部分的底部抵接在所述基板的上表面，对所述第一焊接凸起上的焊料层的挤压变形停止。
5.如权利要求2所述的封装结构的形成方法，其特征在于，所述基板的上表面上贴装有第二芯片，所述第二芯片包括相对的功能面和背面，所述第二芯片的功能面上具有凸起的若干第二焊接凸起以及覆盖所述若干第二焊接凸起的第二非导电膜，所述第二芯片的背面具有连接焊盘；所述第一芯片上的第一焊接凸起焊接至所述基板包括：将所述第一芯片上的第一焊接凸起与所述基板上表面贴装的第二芯片背面的连接焊盘焊接在一起；且在所述进行焊接的过程中，所述第二非导电膜处于熔融状态，所述第二芯片的功能面上的第二焊接凸起与所述基板的上表面相应的第一焊接手指焊接在一起；所述伪基底的垂直部分环绕在所述第二芯片和第一芯片的周围，并抵接在所述基板的上表面；所述第二焊接凸起为凸起于所述第二芯片的功能面上的焊料层或者所述第二焊接凸起包括凸起于所述第二芯片的功能面上的金属柱以及位于所述金属柱顶部表面上的焊料层，所述第一非导电膜和第二非导电膜的材料为热固化的树脂材料。
6.如权利要求5所述的封装结构的形成方法，其特征在于，所述第二芯片的数量为一个或多个，且所述第二芯片的数量为多个时，多个所述第二芯片沿竖直方向依次堆叠；所述进行焊接过程的过程包括：通过焊接吸嘴向所述第一芯片的背面施加压力，同时进行加热，所述第二非导电膜和第一非导电膜呈熔融状态，所述第二芯片的功能面上的第二焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指接触，所述第一芯片的功能面上的第一焊接凸起与所述第二芯片的背面上的连接焊盘接触，且当所述第二芯片为多个时，位于上层的所述第二芯片上的第二焊接凸起与位于下层的所述第二芯片背面的连接焊盘接触；继续施加压力并提高加热的温度，所述第二非导电膜和第一非导电膜熔融挤压流出，同时所述第二焊接凸起上的焊料层和第一焊接凸起上的焊料层被挤压变形，当达到所述焊料层的熔化温度后，所述第二芯片的功能面上的第二焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指焊接在一起，所述第一芯片的功能面上的第一焊接凸起与所述第二芯片的背面上的连接焊盘焊接在一起，且当所述第二芯片为多个时，位于上层的所述第二芯片上的第二焊接凸起与位于下层的所述第二芯片背面的连接焊盘焊接在一起，此时所述伪基底的垂直部分的底部抵接在所述基板的上表面，对所述第一焊接凸起上的焊料层以及所述第一焊接凸起上的焊料层的挤压变形停止。
7.如权利要求3或5所述的封装结构的形成方法，其特征在于，所述基板的上表面还具有支撑手指，所述伪基底的垂直部分的底部抵接在所述基板的上表面的支撑手指的表面。
8.如权利要求1所述的封装结构的形成方法，其特征在于，在所述伪基底中间区域的下表面粘贴粘附层，所述伪基底的水平部分中间区域的下表面通过所述粘附层粘附在所述第一芯片的背面上。
9.一种封装结构，其特征在于，包括：
基板，所述基板包括相对的上表面和下表面；
第一芯片，所述第一芯片包括相对的功能面和背面，所述第一芯片的功能面上具有凸起的若干第一焊接凸起以及覆盖所述若干第一焊接凸起的第一非导电膜，所述第一芯片的功能面向下对准贴装在所述基板的上表面上；伪基底，所述伪基底包括相连接的水平部分和垂直部分，所述水平部分包括中间区域和环绕所述中间区域的边缘区域，所述垂直部分凸起于所述水平部分的边缘区域下表面上，所述伪基底的水平部分中间区域的下表面粘附在所述第一芯片的背面上，且所述伪基底的垂直部分的底部抵接在所述基板的上表面。
10.如权利要求9所述的封装结构，其特征在于，所述基板的上表面具有若干第一焊接手指，所述基板的下表面具有若干第二焊接手指，所述基板中具有连接线路，所述基板上表面的部分第一焊接手指通过所述连接线路与所述基板下表面的第二焊接手指电连接；还包括：包覆所述第一芯片和基板上表面的塑封层，所述塑封层暴露出所述伪基底的上表面；位于所述第二焊接手指的表面上形成外接凸起。
11.如权利要求10所述的封装结构，其特征在于，所述第一芯片的功能面向下对准贴装在所述基板的上表面上包括：所述第一芯片上的第一焊接凸起与所述基板上表面相应的第一焊接手指焊接在一起；所述伪基底的垂直部分环绕在所述第一芯片的周围，并抵接在所述基板的上表面；所述第一焊接凸起为凸起于所述第一芯片的功能面上的焊料层或者所述第一焊接凸起包括凸起于所述第一芯片的功能面上的金属柱以及位于所述金属柱顶部表面上的焊料层；所述第一非导电膜的材料为热固化的树脂材料。
12.如权利要求10所述的封装结构，其特征在于，所述基板的上表面上贴装有第二芯片，所述第二芯片包括相对的功能面和背面，所述第二芯片的功能面上具有凸起的若干第二焊接凸起以及覆盖所述若干第二焊接凸起的第二非导电膜，所述第二芯片的功能面上的第二焊接凸起与所述基板的上表面相应的第一焊接手指焊接在一起，所述第二芯片的背面具有连接焊盘；所述第二芯片的数量为一个或多个，且所述第二芯片的数量为多个时，多个所述第二芯片沿竖直方向依次堆叠；所述第一芯片的功能面向下对准贴装在所述基板的上表面上包括：所述第一芯片上的第一焊接凸起与所述基板上表面贴装的第二芯片背面的连接焊盘焊接在一起；所述第二焊接凸起为凸起于所述第二芯片的功能面上的焊料层或者所述第二焊接凸起包括凸起于所述第二芯片的功能面上的金属柱以及位于所述金属柱顶部表面上的焊料层，所述第一非导电膜和第二非导电膜的材料为热固化的树脂材料。
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