芯片封装结构及存储器的制作方法

[0001]
本发明涉及芯片封装技术领域，特别涉及一种芯片封装结构及存储器。


背景技术：

[0002]
现代便捷式电子产品对微电子封装提出了更高的要求，其对更轻、更薄、更小、高可靠性、低功耗的不断追求，推动着微电子封装朝着密度更高的三维立体封装方式发展。
[0003]
其中，多芯片堆叠技术是三维立体封装的基本工作，特别是针对存储类产品，多层芯片堆叠技术决定了产品尺寸能够缩小的程度以及产品元件的集成度。
[0004]
在目前现有的芯片封装结构内，不同规格、类型、大小的芯片晶圆互相堆叠，位于上层位置的芯片晶圆一般呈悬空状态，因芯片晶圆较薄的原因，在做打线操作时，芯片晶圆碎裂的概率较大，封装操作条件不够稳定、不够可靠；此外，若芯片晶圆之间间距过大，由于金线非常细，在打线时也会容易发生金线断裂，即使打线成功，过长的金线会使得成本增加，以及在后续的封装过程中也会因外力原因而更为容易断裂；若芯片晶圆之间间距过小，金线上所形成的弧度部分易碰触到上方芯片晶圆而出现短路的情况，影响存储产品质量以及数据传输的稳定性。


技术实现要素：

[0005]
本发明的主要目的是提出一种芯片封装结构，旨在解决背景技术中所存在的技术问题。
[0006]
为实现上述目的，本发明提出一种芯片封装结构，该芯片封装结构包括pcb基板和位于所述pcb基板上且从下至上依次设置的dram芯片晶圆、fow层及flash芯片晶圆，其中，
[0007]
所述dram芯片晶圆为依次堆叠的若干个，相邻所述dram芯片晶圆之间设有第一垫层，所述fow层与所述dram芯片晶圆错位设置以构成位于所述fow层与pcb基板之间的悬空区域，所述悬空区域内设置有位于所述pcb基板上、用于支撑所述fow层的垫片。
[0008]
优选地，所述flash芯片晶圆为依次堆叠的若干个，相邻所述flash芯片晶圆之间设有第二垫层。
[0009]
优选地，所述第一垫层和第二垫层的高度为10μm～20μm。
[0010]
优选地，所述dram芯片晶圆的上表面设有若干第一端口，相邻所述dram芯片晶圆之间错位设置，若干所述第一端口显露于其错位位置处；
[0011]
和/或，所述flash芯片晶圆的上表面设有若干第二端口，相邻所述flash芯片晶圆之间错位设置，若干所述第二端口显露于其错位位置处。
[0012]
优选地，所述pcb基板与底部的所述dram芯片晶圆之间设有第三垫层。
[0013]
优选地，所述第三垫层的高度为50μm。
[0014]
优选地，所述fow层的高度为50μm～100μm。
[0015]
优选地，所述垫片为间隔设置的若干个。
[0016]
优选地，所述pcb基板的上表面设有金手指接口，所述pcb基板的下表面设有若干
个锡球。
[0017]
本发明还提出一种存储器，该存储器包括主板和前述记载的所述的芯片封装结构，所述芯片封装结构设置在所述主板上；所述芯片封装结构包括pcb基板和位于所述pcb基板上且从下至上依次设置的dram芯片晶圆、fow层及flash芯片晶圆，其中，
[0018]
所述dram芯片晶圆为依次堆叠的若干个，相邻所述dram芯片晶圆之间设有第一垫层，所述fow层与顶部的所述dram芯片晶圆错位设置以构成位于所述fow层与pcb基板之间的悬空区域，所述悬空区域内设置有位于所述pcb基板上、用于支撑所述fow层的垫片。
[0019]
本发明实施例技术方案所提出的芯片封装结构，由pcb基板、dram芯片晶圆、fow层和flash芯片晶圆组成，若干个dram芯片晶圆依次堆叠，相邻的dram芯片晶圆之间通过所设的第一垫层以保证间距大小适中，金线不易断裂且不会过长，有助于降低成本，金线上所形成的弧度部分不易碰触到上方芯片晶圆，从而避免出现短路的情况，有助于提升存储产品质量以及数据传输的稳定性；并且，fow层及其上的flash芯片晶圆通过所设的垫片支撑，可为后续的打线、封装操作提供稳定的打线结构，降低芯片晶圆碎裂的风险，封装操作条件稳定可靠。
附图说明
[0020]
图1为本发明一实施例中芯片封装结构的结构示意图；
[0021]
图2为本发明又一实施例中芯片封装结构的结构示意图；
[0022]
图3为图2中芯片封装结构另一视角下的结构示意图。
具体实施方式
[0023]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]
本发明提出一种芯片封装结构，参照图1，该芯片封装结构包括pcb基板10和位于pcb基板10上且从下至上依次设置的dram芯片晶圆20、fow层30及flash芯片晶圆40，其中，
[0025]
dram芯片晶圆20为依次堆叠的若干个，相邻dram芯片晶圆20之间设有第一垫层，fow层30与dram芯片晶圆20错位设置以构成位于fow层与pcb基板10之间的悬空区域，悬空区域内设置有位于pcb基板10上、用于支撑fow层30的垫片50。
[0026]
本实施例所涉及的芯片封装结构为存储芯片的三维立体封装，具体地，其主要由pcb基板10、dram芯片晶圆20、fow层30和flash芯片晶圆40组成，并且dram芯片晶圆20、fow层30和flash芯片晶圆40位于pcb基板10上，从下至上依次堆叠设置，其中：
[0027]
所涉及的pcb基板10的上表面划分出安装位以安装dram芯片晶圆20、fow层30和flash芯片晶圆40，此外，pcb基板10上还可划分出其它的安装位以安装有其它元件，在此不一一列明。
[0028]
所涉及的dram(dynamic randomaccess memory，动态随机存取存储器)芯片晶圆设有若干个，并且若干个dram芯片晶圆20大小一致，在竖直方向上依次堆叠，其中，任意的相邻dram芯片晶圆20之间设有第一垫层，通过所设第一垫层，相邻dram芯片晶圆20之间间
隔一定距离，第一垫层的高度即相邻dram芯片晶圆20之间的间距。作为优选，第一垫层采用daf-环氧树脂材料制成，其高度范围为10～50μm，根据实际需求设置，在此不作限定。
[0029]
所涉及的fow(filmon wire)层是一种新支撑型的芯片粘合剂，一般为薄膜形态，用于支撑flash芯片晶圆40，并且可实现dram芯片晶圆20与flash芯片晶圆40的间隔，避免下方所打金线与上方芯片晶圆之间接触而出现短路。作为优选，fow层30采用hr-400-s34-环氧树脂材料制成，其高度范围为50～100μm，根据实际需求设置，在此不作限定。所涉及的flash芯片晶圆40可为单个，或为从下至上依次堆叠的若干个，根据实际需求设置。
[0030]
其中，fow层30与dram芯片晶圆20错位设置所形成的悬空部分，通过所设垫片50以进行支撑，垫片50的高度、数量以及布置位置根据实际情况设置。作为优选，垫片50采用二氧化硅材料制成，不仅可形成对fow层30及其上flash芯片晶圆40的稳固支撑，而且还具备导热特性，芯片晶圆产生的热量通过垫片50可快速传导至pcb基板10上，加快散热速度，进一步提升存储产品的工作性能。
[0031]
当然，在进行封装时，pcb基板10上还设有封装层(图中未示出)，封装层与pcb基板10贴合以实现pcb基板10上包括dram芯片晶圆20、flash芯片晶圆40等各元件的封装。其中，封装层优选环氧树脂材料制成。
[0032]
本芯片封装结构由pcb基板10、dram芯片晶圆20、fow层30和flash芯片晶圆40组成，若干个dram芯片晶圆20依次堆叠，相邻的dram芯片晶圆20之间通过所设的第一垫层以保证间距大小适中，金线不易断裂且不会过长，有助于降低成本，金线上所形成的弧度部分不易碰触到上方芯片晶圆，从而避免出现短路的情况，有助于提升存储产品质量以及数据传输的稳定性；并且，fow层30及其上的flash芯片晶圆40通过所设的垫片50支撑，可为后续的打线、封装操作提供稳定的打线结构，降低芯片晶圆碎裂的风险，封装操作条件稳定可靠。
[0033]
在一较佳实施例中，参照图2，flash芯片晶圆40为依次堆叠的若干个，相邻flash芯片晶圆40之间设有第二垫层。本实施例中，flash芯片晶圆40设有若干个，并且若干个flash芯片晶圆40大小一致，在竖直方向上依次堆叠，其中，任意的相邻flash芯片晶圆40之间设有第二垫层，通过所设第二垫层，相邻flash芯片晶圆40之间间隔一定距离，第二垫层的高度即相邻flash芯片晶圆40之间的间距。与上述实施例的第一垫层一致，作为优选，第二垫层采用daf-环氧树脂材料制成，其高度范围为10～50μm，根据实际需求设置，在此不作限定。
[0034]
进一步地，作为较优设置，第一垫层和第二垫层的高度为10μm～20μm。即当第一垫层的高度为10μm～20μm时，相邻dram芯片晶圆20的间距大小适中，以及当第二垫层的高度为10μm～20μm时，相邻flash芯片晶圆40的间距大小适中，可较大化节省空间以及减小结构尺寸，并且打线合适，出现短路的情况可能性低。
[0035]
在一较佳实施例中，参照图2和图3，dram芯片晶圆20的上表面设有若干第一端口1，相邻dram芯片晶圆20之间错位设置，若干第一端口1显露于其错位位置处；
[0036]
和/或，flash芯片晶圆40的上表面设有若干第二端口2，相邻flash芯片晶圆40之间错位设置，若干第二端口2显露于其错位位置处。
[0037]
本实施例中，dram芯片晶圆20上所设的若干第一端口1可与其它dram芯片晶圆20或pcb基板10通过金线连接，若干第一端口1在dram芯片晶圆20的上表面靠近其边沿布置，
相邻的dram芯片晶圆20之间通过错位设置以使第一端口1显露，打线操作简单方便；相应的，flash芯片晶圆40上所设的若干第二端口2可与其它flash芯片晶圆40或pcb基板10通过金线连接，若干第二端口2在flash芯片晶圆40的上表面靠近其边沿布置，相邻的flash芯片晶圆40之间通过错位设置以使第二端口2显露，打线操作简单方便。
[0038]
在一较佳实施例中，pcb基板10与底部的dram芯片晶圆20之间设有第三垫层。该第三垫层的面积大小与底部的dram芯片晶圆20一致，因pcb基板10的上表面不平整，而芯片晶圆为超薄结构且具有光滑的表面，若直接将芯片晶圆放置在pcb基板10上，在封装时容易因受力不均而造成芯片晶圆碎裂，故通过所设第三垫层以将dram芯片晶圆20间隔设置在pcb基板10上，可避免dram芯片晶圆20与pcb基板10直接接触，进一步降低芯片晶圆碎裂的风险。与上述实施例的第一垫层一致，作为优选，第三垫层采用daf-环氧树脂材料制成，其高度范围为10～50μm，根据实际需求设置，在此不作限定。
[0039]
进一步地，作为较优设置，第三垫层的高度为50μm。即当第三垫层的高度为50μm时，除将dram芯片晶圆20间隔设置在pcb基板10上以外，还可形成对dram芯片晶圆20的良好支撑以及缓冲作用，以为后续的打线、封装操作提供稳定的打线结构。
[0040]
进一步地，作为较优设置，fow层30的高度为50μm～100μm。即当fow层30的高度为50μm～100μm时，不仅可对flash芯片晶圆40进行良好支撑，并且还可较大化节省空间以及减小结构尺寸。
[0041]
在一较佳实施例中，垫片50为间隔设置的若干个。通过若干个垫片50以共同支撑fow层30及其上的flash芯片晶圆40，打线结构更加稳定，封装操作条件更加稳定可靠。并且，当垫片50选用二氧化硅材料制成时，若干个垫片50共同导热，还可进一步提高散热速度，提升存储产品的工作性能。具体地，垫片50为五个，且在悬空区域内间隔设置。
[0042]
在一较佳实施例中，pcb基板10的上表面设有金手指接口，pcb基板10的下表面设有若干个锡球。其中，pcb基板10的上表面所设的金手指接口，用于与dram芯片晶圆20、flash芯片晶圆40等元件上的端口通过金线连接以实现数据通信，其数量以及布置位置根据实际情况设置，在此不作限定。另外，pcb基板10的下表面所设的锡球，其作用有二：一方面用于pcb基板10在存储器系统主板上的焊接固定，另一方面可将pcb基板10的热量传递至系统主板上，以加快芯片的散热速度。若干个锡球可在pcb基板10上均匀分布，以实现均匀导热和提高pcb板的焊接平衡性。此外，锡球的数量可根据实际情况设置，在此不作限定。
[0043]
本发明还提出一种存储器，该存储器包括主板和芯片封装结构，芯片封装结构设置在主板上，该芯片封装结构的具体结构参照上述实施例，由于本存储器采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。
[0044]
以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。