專利名稱：組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶片模組的封裝結(jié)構(gòu)和方法，特別涉及一種可方便靈活地實(shí)現(xiàn)多功能組合的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)和方法。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品的高智能化、高集成化的趨勢(shì)，晶片封裝也趨向于多功能、高集成的方向發(fā)展。
請(qǐng)參閱圖l，其為一種習(xí)知的晶片封裝結(jié)構(gòu)，其包括一基板4、 二個(gè)功能性晶片6、 8。所述基板4內(nèi)開(kāi)有第一凹槽10和第二凹槽12，所述功能性晶片6、 8分別放置于第一凹槽10和第二凹槽12內(nèi)，并通過(guò)基板焊墊14與基板4實(shí)現(xiàn)電連接。
該晶片封裝結(jié)構(gòu)2通過(guò)在基板4上開(kāi)設(shè)多層凹槽實(shí)現(xiàn)了多功能晶片的集成，但限制于凹槽的大小和基板內(nèi)部電路設(shè)計(jì)，所述晶片模組封裝結(jié)構(gòu)僅針對(duì)特定的晶片，若想實(shí)現(xiàn)更多功能晶片的組合就必須重新設(shè)計(jì)和制造基板。因此，所述晶片封裝結(jié)構(gòu)缺乏靈活性和便利性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種可以方便靈活地實(shí)現(xiàn)多功能組合的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)和方法。
一種組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)，包括至少二個(gè)基板單元和封裝在所述基板單元上的至少一個(gè)功能性晶片。所述基板單元可以相互配合地連接成具有容置空間的封裝單元，所述功能性晶片可封裝在所述容置空間內(nèi)。
一種組合式晶片模組封裝方法，其步驟包括
選擇至少二個(gè)大小、形狀相互配合可連接成具有容置空間的基板單元；分別在所述基板單元用于構(gòu)成容置空間的表面上封裝功能性晶片，形成獨(dú)立的封裝單元
將所述封裝單元組合連接成完整的晶片模組封裝結(jié)構(gòu)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述組合式晶片封裝結(jié)構(gòu)和方法提供了多種形狀、大小可相互配合連接的基板單元，用于電連接不同大小、不同功能的各種晶片以形成具有不同功能的晶片封裝單元。因此，可根據(jù)不同的需求對(duì)所述晶片封裝單元進(jìn)行組合搭配，最后堆疊連接成完整的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)。所述組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)和方法不受單一基板形狀與內(nèi)部電
4路設(shè)置的局限，靈活方便。


圖l為現(xiàn)有的一種晶片封裝結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明所提供的多個(gè)不同基板形狀的晶片封裝單元結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明所提供的組合式晶片模組封裝方法流程圖4為本發(fā)明第一實(shí)施方式所提供的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明第二實(shí)施方式所提供的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明第三實(shí)施方式所提供的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明第四實(shí)施方式所提供的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明第五實(shí)施方式所提供的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2，其為本發(fā)明提供的多個(gè)不同基板形狀的晶片封裝單元。其中，第一晶片封
裝單元16包括一第一基板單元18和封裝在其上的功能性晶片20。所述第一基板單元18的形狀 為一具有上表面18a和下表面18b的平板，所述第一基板單元18的上表面18a和下表面18b為用 于封裝所述功能性晶片20的封裝部。所述第一基板單元18上表面18a的兩端18c和下表面18b 的兩端18d為第一基板單元18的連接部，第一基板單元18通過(guò)其連接部18c和18d與其他基板 單元實(shí)現(xiàn)電性連接。
第二晶片封裝單元22包括一第二基板單元24和封裝在其上的功能性晶片20。所述第二基 板單元24具有一上表面24a和一下表面24b，在所述上表面24a開(kāi)有一凹槽24c，所述凹槽24c 有一底面24d。所述凹槽底面24d和所述第二基板的下表面24b為用于封裝所述功能性晶片20 的封裝部。所述第二基板單元上表面24a和下表面24b的兩端24e為第二基板單元24的連接部 ，第二基板單元24通過(guò)其連接部24a和24e與其它基板單元實(shí)現(xiàn)電性連接。
第三晶片封裝單元26包括一第三基板單元28和封裝在其上的功能性晶片20。所述第三基 板單元28具有一上表面28a和一下表面28b，分別在所述第三基板單元上表面28a和下表面 28b開(kāi)設(shè)上凹槽28c和下凹槽28d，所述上凹槽28c有一底面28e，所述下凹槽28d有一底面28f 。所述上凹槽底面28e和下凹槽底面28f為用于封裝所述功能性晶片20的封裝部。所述第三基 板單元28上表面28a和下表面28b為第三基板單元28的連接部，第三基板單元28通過(guò)其連接部 28a和28b與其它基板單元實(shí)現(xiàn)電性連接。
第四晶片封裝單元30包括一第四基板單元32和封裝在其上的功能性晶片20。所述第四基 板單元32具有一上表面32a和一下表面32b，在所述上表面32a上開(kāi)設(shè)有第一凹槽32c，所述第一凹槽32c有一底面32d。所述第一凹槽底面32d上開(kāi)設(shè)有一第二凹槽32e，所述第二凹槽有一 底面32f。所述第二凹槽底面32f和所述第四基板的下表面32b為用于封裝所述功能性晶片20 的封裝部。所述第四基板單元30上表面32a、下表面32b的兩端32g和第一凹槽的底面32d為第 四基板單元30的連接部，第四基板單元30通過(guò)其連接部32a、 32g和32d與其它基板單元實(shí)現(xiàn) 電性連接。
第五晶片封裝單元34包括一第五基板單元36和封裝在其上的功能性晶片20。所述第五基 板單元36具有一上表面36a、 一下表面36b和兩側(cè)面36c，在上表面36a與兩側(cè)面36c的交界處 開(kāi)有兩臺(tái)階狀切口36d，在所述上表面36a的中部開(kāi)有一中間凹槽36e，所述中間凹槽36e有一 底面36f。所述中間凹槽底面36f和所述基板單元下表面36b為用于封裝所述功能性晶片20的 封裝部。所述第五基板單元下表面36b的兩端36g、上表面36a和所述臺(tái)階狀切口36d為第五基 板單元34的連接部，第五基板單元通過(guò)其連接部36d、 36g和36a與其它基板單元實(shí)現(xiàn)電性連 接。
可以理解，所述基板單元的形狀不局限于上述五種形狀，可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。 所述基板的材料可為如環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy，俗稱FR4)、聚酰亞胺(Polyimide，俗稱FR5) 、碳?xì)錁?shù)脂(Teflon);強(qiáng)化塑膠，如杜勞特鉻合金鋼(Duruid)或陶瓷。
請(qǐng)參閱圖3，其為本發(fā)明所提供的組合式晶片模組封裝方法流程圖，包括如下步驟 步驟S801，選擇基板單元選擇至少二個(gè)大小、形狀相互配合且能夠連接成具有容置空 間的基板單元。所選擇用于組合的基板單元的形狀、大小和數(shù)量由所要封裝的功能性晶片 20的尺寸和數(shù)量決定。
步驟S802，封裝晶片將所選擇的功能性晶片20分別電連接至對(duì)應(yīng)的基板單元的封裝部 上，形成具有不同功能的晶片封裝單元。根據(jù)具體要求，每個(gè)所述封裝單元至少封裝一個(gè)所 述功能性晶片20，使得所述功能性晶片能位于組合后的晶片模組封裝結(jié)構(gòu)的容置空間內(nèi)。所 述功能性晶片20與所述基板單元的電連接方法可為覆晶封裝或固晶打線。
步驟S803，堆疊封裝將所選擇的形狀和大小相互配合的晶片封裝單元堆疊封裝成一完 整的晶片封裝結(jié)構(gòu)。所述晶片模組封裝單元的連接部之間通過(guò)表面封裝技術(shù)(Surface Mounted Technology, SMT)、 異方向性導(dǎo)電膠(Anisotropic Conductive Adhesives， ACA)或異方向性導(dǎo)電膜(Anisotropic Conductive Film, ACF)建立電性連接。
請(qǐng)參閱圖4，其為本發(fā)明第一實(shí)施方式通過(guò)將二個(gè)第二晶片封裝單元22組合而得到的晶 片模組封裝結(jié)構(gòu)38，其包括二個(gè)第二晶片封裝單元22和封裝在其上的二個(gè)功能性晶片20。所 述二個(gè)功能性晶片20分別封裝在所述二個(gè)第二晶片封裝單元22的凹槽底面24d內(nèi)，所述二個(gè)凹槽24c開(kāi)口相對(duì)，所述二個(gè)第二晶片封裝單元22通過(guò)其上表面24a的連接部相互電性連接。 整個(gè)晶片模組封裝結(jié)構(gòu)38可通過(guò)第二晶片封裝單元22的下表面24b實(shí)現(xiàn)與外界的電連接。
請(qǐng)參閱圖5，其為本發(fā)明第二實(shí)施方式通過(guò)將一第一晶片封裝單元16和一第四晶片封裝 單元30組合所得到的晶片封裝結(jié)構(gòu)40，其包括一第一晶片封裝單元16、 一第四晶片封裝單元 30和分別封裝在第一基板單元18和第四基板單元32上的功能性晶片20。所述二個(gè)功能性晶片 20分別封裝在所述第一基板單元18的下表面18b和所述第四基板單元32的第二凹槽底面32f， 所述第一晶片封裝單元16通過(guò)位于其下表面18b的連接部18d與所述第四晶片封裝單元30的第 一凹槽底面32d相互電性連接。整個(gè)晶片模組封裝結(jié)構(gòu)40可通過(guò)第四晶片封裝單元30的下表 面32b實(shí)現(xiàn)與外界的電性連接。
請(qǐng)參閱圖6，其為本發(fā)明第三實(shí)施方式通過(guò)將一第二晶片封裝單元22—第五晶片封裝單 元34組合所得到的晶片模組封裝結(jié)構(gòu)42，其包括一第二晶片封裝單元22、 一第五晶片封裝單 元34和分別封裝在所述第二基板單元24和所述第五基板單元36上的功能性晶片20。所述二個(gè) 功能性晶片20分別封裝在所述第二基板單元24的凹槽底面24d和所述第五基板單元中間凹槽 的底面36f ，所述第五晶片封裝單元通過(guò)其位于上表面36a與兩側(cè)面36c交界處的階梯狀切口 36d的連接部與所述第二晶片封裝單元22相互電性連接。整個(gè)晶片模組封裝結(jié)構(gòu)42可通過(guò)第 五晶片封裝單元34的下表面34b實(shí)現(xiàn)與外界的電性連接。
請(qǐng)參閱圖7，其為本發(fā)明第四實(shí)施方式通過(guò)將一第三晶片封裝單元26和一第二晶片封裝 單元22組合所得到的晶片模組封裝結(jié)構(gòu)44，其包括一第三晶片封裝單元26、 一第二晶片封裝 單元22、封裝在所述第三基板單元上凹槽底面28e和下凹槽底面28f上的二個(gè)功能性晶片20和 封裝在所述第二基板單元凹槽底面24d上的一個(gè)功能性晶片20。所述第二晶片封裝單元凹槽 24c的開(kāi)口正對(duì)著所述第三晶片封裝單元26的上凹槽28c，所述第三晶片封裝單元26通過(guò)其位 于上表面28a與所述第二晶片封裝單元22的凹槽底面24d相互電性連接。整個(gè)晶片模組封裝結(jié) 構(gòu)44可通過(guò)所述第三晶片封裝單元26的下表面28b實(shí)現(xiàn)與外界的電性連接。
請(qǐng)參閱圖8，其為本發(fā)明第五實(shí)施方式通過(guò)將一第一晶片封裝單元16和二個(gè)第二晶片封 裝單元22組合所得到的晶片模組封裝結(jié)構(gòu)46，其包括一第一晶片封裝單元16、 二個(gè)第二晶片 封裝單元22、分別封裝在所述第一基板單元上表面18a、下表面18b的二個(gè)功能性晶片20和分 別封裝在二個(gè)所述第二晶片封裝單元凹槽底面24d的功能性晶片20。所述第一晶片封裝單元 16和二個(gè)所述第二晶片封裝單元22依次堆疊，第一晶片封裝單元16夾置于二個(gè)第二晶片封裝 單元22之間，二個(gè)所述第二晶片封裝單元22的凹槽24c開(kāi)口相對(duì)設(shè)置，所述第一晶片封裝單 元16通過(guò)其位于上表面18a兩端的連接部18c和下表面18b兩端的連接部18d分別與位于其上、
7下方的兩個(gè)第二晶片封裝單元22相互電性連接。整個(gè)晶片模組封裝結(jié)構(gòu)46可通過(guò)位于最下方 的第二晶片封裝單元22實(shí)現(xiàn)與外界的電性連接。
可以理解，所述晶片封裝單元之間組合堆疊的方式并不限于上述五種，可根據(jù)基板單元 的形狀、大小和所需要集成的功能進(jìn)行組合搭配，其為本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神。
上述組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)和方法提供了多種不同形狀的基板單元，利用在所述基板 單元上封裝不同功能的晶片以形成具有不同功能的晶片封裝單元。通過(guò)對(duì)所述多個(gè)晶片封裝 單元的組合搭配以堆疊成具有多功能的晶片模組封裝結(jié)構(gòu)。相比于現(xiàn)有的在一個(gè)基板內(nèi)實(shí)現(xiàn) 多晶片封裝的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供的封裝結(jié)構(gòu)和方法擺脫了基板形狀、大小和內(nèi)部線路布置的 限制，具有靈活、方便的有益效果。
本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施方式僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非 用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍之內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施方式所作的適當(dāng)改 變和變化都落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)，包括至少二個(gè)基板單元和封裝在所述基板單元上的至少一個(gè)功能性晶片，其特征在于所述基板單元可以相互配合地連接成具有容置空間的封裝單元，所述功能性晶片可封裝在所述容置空間內(nèi)。
2.如權(quán)利要求l所述的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 其中一個(gè)基板單元為一具有上、下表面的平板，所述基板單元上、下表面為可用于封裝功能 性晶片的封裝部，在所述基板單元上、下表面的兩端設(shè)有連接部，用于與其它基板單元相互 連接。
3.如權(quán)利要求l所述的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 其中一個(gè)基板單元具有一上表面和一下表面，在所述基板的上表面開(kāi)有一凹槽，所述凹槽底 面和基板單元的下表面為可用于封裝功能性晶片的封裝部，在所述基板單元上、下表面的兩 端設(shè)有連接部，用于與其它基板單元相互連接。
4.如權(quán)利要求l所述的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 其中一個(gè)基板單元具有一上表面和一下表面，在所述基板單元的上表面和下表面分別開(kāi)設(shè)有 一凹槽，所述上、下表面的凹槽底面為可用于封裝功能性晶片的封裝部，在所述基板單元上 、下表面的兩端設(shè)有連接部，用于與其它基板單元相互連接。
5.如權(quán)利要求l所述的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 其中一個(gè)基板單元具有一上表面和一下表面，在所述基板單元的上表面開(kāi)有一第一凹槽，在 所述第一凹槽的底面開(kāi)有一第二凹槽，所述第二凹槽底面和基板單元的下表面為可用于封裝 功能性晶片的封裝部，在所述第一凹槽的底面設(shè)有連接部，用于與其它基板單元相互連接。
6.如權(quán)利要求l所述的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 其中一個(gè)基板單元具有一上表面、 一下表面和二個(gè)側(cè)面，在所述基板單元上表面與二個(gè)側(cè)面 地交界處開(kāi)設(shè)有二個(gè)臺(tái)階狀切口，在所述基板單元的上表面中部開(kāi)設(shè)有一凹槽，所述凹槽底 面和基板單元的下表面為可用于封裝功能性晶片的封裝部，在所述基板單元側(cè)面的臺(tái)階狀切 口處設(shè)有連接部，用于與其它基板單元相互連接。
7. 一種組合式晶片模組封裝方法，其步驟包括 選擇至少二個(gè)大小、形狀相互配合可連接成具有容置空間的基板單元； 分別在所述基板單元用于構(gòu)成容置空間的表面上封裝功能性晶片，形成獨(dú)立的封裝單元；將所述封裝單元組合連接成完整的晶片模組封裝結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求l所述的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 功能性晶片可通過(guò)覆晶封裝或固晶打線的方法與所述基板單元實(shí)現(xiàn)電連接。
9. 如權(quán)利要求l所述的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述封裝單元之間可通過(guò)表面封裝技術(shù)、異方向性導(dǎo)電膠或異方向性導(dǎo)電膜相互建立電連接。
10. 如權(quán)利要求l所述的組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述基板單元的材料可為玻璃纖維、強(qiáng)化塑膠或陶瓷。
全文摘要
一種組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)，包括至少二個(gè)基板單元和封裝在所述基板單元上的至少一個(gè)功能性晶片。所述基板單元可以相互配合地連接成具有容置空間的封裝單元，所述功能性晶片可封裝在所述容置空間內(nèi)。本發(fā)明還提供一種組合式晶片模組封裝結(jié)構(gòu)的方法。
文檔編號(hào)H01L25/00GK101471331SQ200710203520
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者吳英政, 羅世閔, 詹朝源, 魏史文 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司