封装模块及其制作方法与流程

1.本技术涉及半导体封装领域，特别是涉及一种封装模块及其制作方法。


背景技术：

2.当前ic半导体封装领域，电子产品趋向于短小轻薄，多芯片一体化是实现产品多功能化的一种重要技术手段，随着电子产品的多功能化的要求，多芯片一体化封装得到了快速发展。
3.然而，现有的封装模块中，芯片封装堆叠存在上下层焊接开路缺陷问题和焊点外露问题。


技术实现要素：

4.本技术提供一种封装模块及其制作方法，能够解决上述封装模块的芯片封装堆叠焊接不良的问题。
5.为解决上述技术问题，本技术提供一种封装模块，封装模块包括：第一基板；第一电子元件，其中，第一电子元件设置于第一基板的至少一侧表面上；铜柱；第二基板，与第一基板通过铜柱对接；第二电子元件，设置于第二基板朝向第一基板的表面上；连接部，设置于第二基板远离第一基板的一侧的表面上，用于与外部部件连接；塑封体，塑封体包围第一基板、第一电子元件、第二电子元件、铜柱以及第二基板朝向第一基板的一侧的至少部分的表面。
6.其中，第一电子元件包括第一裸芯片，第二电子元件包括第二裸芯片。
7.其中，第一电子元件还包括第一控制芯片、第一电阻、第一电感、第一电容或第一线圈中的一种或多种，且设置于第一基板的两面；第二电子元件包括第二控制芯片、第二电阻、第二电感、第二电容或第二线圈中的一种或多种，且设置于第二基板朝向第一基板的一面。
8.其中，第一裸芯片与第一基板、第二裸芯片与第二基板之间的连接方式包括：引线连接、锡球连接。
9.其中，铜柱设置于第一基板和第二基板之间，至少设置两个，位于第一电子元件的相对两侧，并导通连接第一基板和第二基板。
10.为解决上述技术问题，本技术提供一种封装模块的制作方法，包括：获取第一基板，并在第一基板的一侧表面上设置第一电子元件；在第一基板的另一侧表面上设置第一电子元件与铜柱，其中，铜柱位于第一电子元件的相对两侧；获取第二基板，并在第二基板的一侧表面上设置连接部；在第二基板的另一侧表面上设置第二电子元件，并与第一基板设置有铜柱的一面对接，使得铜柱位于第二电子元件的相对两侧；进行塑封，以使塑封体包围第一基板、第一电子元件、第二电子元件、铜柱以及第二基板朝向第一基板的一侧的至少部分的表面。
11.其中，第一电子元件包括第一裸芯片，第二电子元件包括第二裸芯片。
12.其中，第一电子元件还包括第一控制芯片、第一电阻、第一电感、第一电容或第一线圈中的一种或多种，且设置于第一基板的两面；第二电子元件包括第二控制芯片、第二电阻、第二电感、第二电容或第二线圈中的一种或多种，且设置于第二基板朝向第一基板的一面。
13.其中，第一裸芯片与第一基板、第二裸芯片与第二基板之间的连接方式包括：引线连接、锡球连接。
14.其中，铜柱设置于第一基板和第二基板之间，至少设置两个，位于第一电子元件的相对两侧，并导通连接第一基板和第二基板。
15.本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术提供了一种封装模块，包括：第一基板；第一电子元件，其中，第一电子元件设置于第一基板的至少一侧表面上；铜柱；第二基板，与第一基板通过铜柱对接；第二电子元件，设置于第二基板朝向第一基板的表面上；连接部，设置于第二基板远离第一基板的一侧的表面上，用于与外部部件连接；塑封体，塑封体包围第一基板、第一电子元件、第二电子元件、铜柱以及第二基板朝向第一基板的一侧的至少部分的表面。本技术方案通过在第一基板的两面设置第一电子元件，在第一基板和第二基板之间设置铜柱，避免了芯片堆叠过程中的焊接步骤，解决了芯片封装堆叠存在的上下层焊接开路缺陷问题和焊点外露问题。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
17.图1是本技术提供的封装模块的一实施例的结构示意图；
18.图2是本技术提供的封装模块的制作方法的一实施例的流程示意图；
19.图3为图2中步骤s102完成后的封装模块截面结构示意图；
20.图4为图2中步骤s104完成后的封装模块截面结构示意图；
21.图5为图2中步骤s105完成后的封装模块截面结构示意图。
具体实施方式
22.为使本技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本技术实施例的技术方案作进一步的详细描述。
23.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
24.参阅图1，图1是本技术提供的封装模块的一实施例的结构示意图。该封装模块包括：第一基板11、第二基板12、第一电子元件(未标示)、铜柱115，第二电子元件(未标示)、连接部124以及塑封体13。
25.在本实施例中，第一电子元件包括第一电阻111、第一裸芯片112、第一电感113以
及第一控制芯片114，第二电子元件包括：第二电容121、第二裸芯片122以及第二控制芯片123。而在其他实施例中，第一电子元件或第二电子元件中还可以包括其他常用的电子元件，例如在第一电子元件中还可以包括电容、线圈等，第二电子元件中还可以包括电阻、电感或者线圈等。因本实施例中第一电子元件的数量较多，因此其设置于第一基板11的两侧表面上。其中，第一电阻111和第一裸芯片112设置于第一基板11的一侧表面上，第一电感113和铜柱115设置于第一基板11的另一侧表面上。而在其他实施例中，若第一电子元件的数量较少，则可进设置于第一基板11的一侧表面上，即第一电子元件设置于第一基板11的至少一侧表面上。
26.第二基板12与第一基板11通过铜柱115对接。第二电容121、第二裸芯片122以及第二控制芯片123设置于第二基板12朝向第一基板11的表面上，即第二电子元件设置于第二基板12朝向第一基板11的表面上。第二基板12远离第一基板11的一侧的表面上设置连接部124，用于与外部部件连接。
27.塑封体13包围第一基板11及其表面的第一电阻111、第一裸芯片112、第一电感113、铜柱115、第二电容121和第二裸芯片122，以及第二基板12朝向第一基板11的一侧的至少部分表面。塑封体13的封装是为了增强封装模块的绝缘、抗氧化以及防水等功能。
28.在本实施例中，第一裸芯片112设置于第一基板11远离第二基板12的一侧表面上；而在其他实施例中，第一裸芯片112也可以设置于第一基板11朝向第二基板12的一侧表面上，其功能并无区别。另外，其他的电子元件的位置也可根据需求进行调整或者替换，此处不再赘述。
29.在本实施例中，第一裸芯片112粘贴于第一基板11上，并通过引脚102与第一基板11导通；第二裸芯片122则通过锡球焊接于第二基板12上，并直接通过锡球与第二基板12导通。在其他实施例中，第一裸芯片112与第一基板11的固定方式与导通方式均可调整，例如也通过锡球等金属材料焊接与第一基板11上并进行导通，第二裸芯片122与第二基板12也可以粘贴于第二基板12上，并通过引脚进行导通。
30.本实施例提供的封装模块，分别在第一基板11的两面设置第一电子元件，减少了封装模块中基板的数量，从而减少了基板堆叠存在的上下层焊接开路缺陷问题。
31.另外，本实施例中通过设置铜柱115，将第一基板11和第二基板12导通，并且由于铜柱115的支撑作用，在第一基板11和第二基板12之间形成了一内置空间，在内置空间中设置第二电子元件，并通过铜柱115与第一电子元件导通连接。也就是说，通过设置铜柱115，能够使第一基板11和第二基板12的芯片信号扇出，还避免了打孔精度问题。
32.在其他实施例中，只需要在第一基板的两面设置第一电子元件和铜柱，在第二基板的一面设置连接部，另一面设置第二电子元件后与铜柱对接，便可以解决封装模块的芯片封装堆叠焊接不良的问题。
33.在其他实施例中，第一电子元件还可以包括第一电容、第一控制芯片或第一线圈，第二电子元件还可以包括第二裸芯片、第二电阻、第二线圈或第二电感。第一电子元件和第二电子元件可以根据需求来进行设置，可进行适当的增加或删减，也可根据需要来调整其位置，本实施例仅为示例，并非限定电子元件的种类、数量与排列方式。
34.参阅图2，图2是本技术提供的封装模块的制作方法的一实施例的流程示意图。
35.本实施例中，封装模块的制作方法包括以下步骤：
36.s101：获取第一基板，并在第一基板的一侧表面上设置第一电子元件。
37.本步骤中,第一基板优选为转接板，转接板由半加乘法工艺制得。转接板的材料可以为二氧化硅、氮化硅、low-k介质等无机材料，也可以为环氧树脂类、聚酰亚胺类、bt类、abf类、陶瓷基类等有机材料。在本实施例中第一基板用于承载第一电子元件。
38.其中，第一电子元件包括第一电阻、第一电感、第一电容、第一裸芯片以及第一控制芯片。
39.其中，第一裸芯片与第一基板的连接方式包括：引线连接、锡球连接。
40.s102：在第一基板的另一侧表面上设置第一电子元件与铜柱，其中，铜柱位于第一电子元件的相对两侧。
41.如图3所示，图3为图2中步骤s102完成后的封装模块截面结构示意图，封装模块包括第一基板21，第一基板21上设置有第一线圈211、第一裸芯片212、第一电阻213和铜柱214。
42.其中，第一线圈211、第一裸芯片212、第一电阻213以及铜柱214分别设置于第一基板21的两面，并与第一基板21导通连接。具体地，连接方式包括粘接、铆接、焊接、过盈连接和螺栓连接等。
43.铜柱214设置有四个，分别位于第一基板21背离第一裸芯片212的一面，且铜柱214设置于第一基板21的两侧。
44.通过上述结构，避免了多个基板堆叠，从而避免了基板焊接开路缺陷问题和焊点外露问题。
45.另外，本实施例对第一裸芯片212的类型不作出限制，例如可以为集成电路器件，还可以为应用程序处理器、中央处理器、图形处理器、内存数组、射频收发机、光子集成电路、微机电系统、浮点门阵列(fpga)、电源管理ic、图像传感器等器件。
46.在其他实施例中，还可以在第一基板21的两面都设置第一裸芯片212或控制芯片，铜柱214还可以设置多个，第一电子元件还可以根据需求来进行设置，可进行适当的增加或删减，也可根据需要来调整其位置，本实施例仅为示例，并非限定电子元件的种类、数量与排列方式。
47.s103：获取第二基板，并在第二基板的一侧表面上设置连接部。
48.本步骤中,第二基板优选为印制电路板或电路板，印制电路板或电路板是由减法工艺制得。其材料包括环氧树脂类、聚酰亚胺类、bt类、abf类、陶瓷基类等。在本实施例中第二基板通过连接部与外部连接。
49.其中，连接部优选为锡球。在其他实施例中，连接部还可以为第二基板的焊盘凸点。
50.s104：在第二基板的另一侧表面上设置第二电子元件，并与第一基板设置有铜柱的一面对接，使得铜柱位于所述第二电子元件的相对两侧。
51.如图4所示，图4为图2中步骤s104完成后的封装模块截面结构示意图，封装模块包括第一基板21，第二基板22，第一基板21上设置有第一线圈211、第一裸芯片212、第一电阻213和铜柱214，第二基板22上设置有第二电容222、第二裸芯片223和连接部221。
52.其中，第二裸芯片223与第二基板22之间的连接方式包括：引线连接、锡球连接等。第二电容222、连接部221与第二基板22之间的连接方式包括粘接、铆接、焊接、过盈连接和
螺栓连接等。
53.通过在第二基板22的另一面设置第二电子元件，能够增加封装模块承载的电子元件数量，提高封装模块的功率密度；通过设置铜柱214，不仅导通了第一基板21和第二基板22，而且避免了焊接步骤，从而避免了基板焊接开路缺陷问题和焊点外露问题。
54.在其他实施例中，第二电子元件还可以包括线圈、电阻和电感，第二电子元件还可以根据需求来进行设置和调整数量和位置，本实施例仅为示例，并非限定第二电子元件的种类、数量与排列方式。
55.s105：进行塑封，以使塑封体包围第一基板、第一电子元件、第二电子元件、铜柱以及第二基板朝向第一基板的一侧的至少部分的表面。
56.如图5所示，图5为图2中步骤s105完成后的封装模块截面结构示意图，封装模块包括第一基板21，第二基板22，塑封体23，第一基板21上设置有第一线圈211、第一裸芯片212、第一电阻213和铜柱214，第二基板22上设置有第二电容222、第二裸芯片223和连接部221。
57.其中，塑封体23包围第一基板21、第一线圈211、第一裸芯片212、第一电阻213、铜柱214、第二电容222、第二裸芯片223以及第二基板22朝向第一基板21一侧的表面。
58.塑封体23的材料可以选用环氧树脂、酚醛树脂等有机材料或其他材料。作为本实施例的优选，可以通过研磨、化学腐蚀，uv光照等工艺方式实现塑封体23的表面平坦化，控制塑封体23的厚度，以便后续工艺的进行。
59.通过设置塑封体23，能够实现封装模块防水，防止短路，从一定程度上能保证封装模块结构的稳定性。
60.基于以上封装模块的制作方法，通过在第一基板21的两面设置第一电子元件，提高了第一基板21的功率密度；通过在第一基板21和第二基板22之间设置铜柱214，导通连接了第一基板21和第二基板22，能够使芯片信号扇出，并且避免打孔精度问题，形成了一内置空间，通过在内置空间中设置第二电子元件，避免了芯片堆叠过程中的焊接步骤，解决了芯片封装堆叠存在的上下层焊接开路缺陷问题和焊点外露问题。
61.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。