微系统集成电路的叠装结构和叠装方法技术方案

本申请提供一种微系统集成电路的叠装结构及叠装方法。所述叠装结构包括：至少一个功能单元，包括第一电路板；至少一个连接单元，与所述至少一个功能单元上下堆叠，包括：第二电路板，与所述第一电路板具有相同的投影轮廓尺寸；一组连接组件，所述连接组件包括：第一连接件，设置于所述第一电路板上；第二连接件，设置于所述第二电路板上；第三连接件，设置于所述第一连接件与所述第二连接件之间，形成电气连接；一组承载件，设置于所述第一电路板或所述第二电路板上，且支撑于所述第一电路板和所述第二电路板之间。连接单元与功能单元之间由连接组件通过焊接形成电气连接，第三连接件变形后，设置一组承载件支撑于第一电路板和第二电路板之间，从而在实现等尺寸堆叠的基础上，避免载荷过大而导致的第三连接件塌陷，保证多层叠装结构的稳定性。叠装结构的稳定性。叠装结构的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
微系统集成电路的叠装结构和叠装方法


[0001]本申请涉及微系统
，具体涉及一种用于微系统集成电路的叠装结构和叠装方法。

技术介绍

[0002]目前，随着摩尔定律的迭代发展，大规模集成电路中工艺节点晶体管的特征尺寸已经能够缩小到5nm以下。随着尺寸的进一步缩减，集成电路工艺的研发成本成指数形式增加，研发周期也变得越来越长。芯片持续减小的特征尺寸使得摩尔定律的发展愈发困难,以三维异质异构集成技术为代表的微系统技术已然成为电子技术的重要方向之一。
[0003]微系统是特征尺度为微纳米量级，具备信息获取、处理、交换、执行、能源供给的多功能微型系统，其以微电子、微机电系统、光电子为基础，在系统架构下通过三维异质异构集成工艺实现批量制造，通过与轻量级算法和嵌入式软件有机结合形成功能完整的电子系统。微系统已经广泛应用于移动消费电子设备、物联网与可穿戴电子设备、计算机与互联网、航空航天、军工等

[0004]三维异质异构集成着重于解决系统级的集成互连，并提高集成电路的功能密度，是“超越摩尔”的关键使能技术。微系统具有集成度高、功耗小、微小型化等特点，因此需要与之相适应的三维异质异构集成来实现微系统的集成。板级堆叠是实现微系统集成的重要途经之一。

技术实现思路

[0005]为了解决现有的集成电路叠装结构进行多层堆叠时，由于承载能力不足，随着层数的增加而导致焊球塌陷的问题，本申请提供了一种微系统集成电路的叠装结构及叠装方法。
[0006]根据本申请的第一方面，提供的叠装结构包括：<br/>[0007]至少一个功能单元，包括，
[0008]第一电路板；
[0009]至少一个连接单元，与所述至少一个功能单元上下堆叠，包括，
[0010]第二电路板，与所述第一电路板具有相同的投影轮廓尺寸；
[0011]一组连接组件，所述连接组件包括，
[0012]第一连接件，设置于所述第一电路板上；
[0013]第二连接件，设置于所述第二电路板上；
[0014]第三连接件，设置于所述第一连接件与所述第二连接件之间，形成电气连接；
[0015]一组承载件，设置于所述第一电路板或所述第二电路板上，且支撑于所述第一电路板和所述第二电路板之间。
[0016]根据本申请的一些实施例，所述承载件的高度小于所述第三连接件的高度；所述承载件的熔点高于所述第三连接件的熔点。
[0017]根据本申请的一些实施例，所述第二电路板包括：中央镂空或下沉的电路板。
[0018]根据本申请的一些实施例，所述第一连接件或所述第二连接件包括：焊盘。
[0019]根据本申请的一些实施例，所述第三连接件包括：焊球、焊柱或凸点中的一种或多种。
[0020]根据本申请的一些实施例，所述承载件的材料包括：
[0021]金属、陶瓷、玻璃和/或硅中的一种或多种。
[0022]根据本申请的一些实施例，所述第一电路板或所述第二电路板包括：
[0023]HDI PCB板、有机基板、陶瓷基板、金属基板、玻璃载板和/或硅基板中的一种或多种。
[0024]根据本申请的第二方面，提供一种微系统集成电路的叠装方法，所述叠装方法包括：
[0025]分别在所述第一电路板和所述第二电路板上对应设置所述一组连接组件的第一连接件和第二连接件；
[0026]上下对齐所述至少一个功能单元的第一电路板与所述至少一个连接单元的第二电路板；
[0027]通过所述一组连接组件的第三连接件在第一电路板与第二电路板之间形成电气连接；
[0028]所述第三连接件发生变形后，所述一组承载件支撑于所述第一电路板和所述第二电路板之间。
[0029]本申请提供的叠装结构通过在连接单元与功能单元之间设置一组承载件，连接单元与功能单元之间由连接组件通过焊接形成电气连接，第三连接件变形后，设置一组承载件支撑于第一电路板和第二电路板之间，从而在实现等尺寸堆叠的基础上，避免载荷过大而导致的焊球塌陷，保证多层叠装结构的稳定性
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。
[0031]图1示出了根据本申请示例实施例的微系统集成电路的叠装结构示意图；
[0032]图2A示出了根据本申请示例实施例的功能单元俯视图；
[0033]图2B示出了根据本申请示例实施例的功能单元主视图；
[0034]图3A示出了根据本申请示例实施例的连接单元俯视图；
[0035]图3B示出了根据本申请示例实施例的连接单元主视图；
[0036]图4示出了根据本申请示例实施例的叠装方法流程图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申
请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0038]本申请的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0039]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申请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。
[0040]目前的三维板级叠装结构多为两层叠装，堆叠的方式常常采用插针、连接器、半孔焊接或焊球
‑
焊盘连接等。对于焊球
‑
焊盘连接的叠装结构，对于两层堆叠的载荷不大，能够满足承载要求。对于微系统集成电路而言，由于尺寸微型化的要求，需要采用平面尺寸小、层数多的叠装结构。对于现有的焊球
‑
焊盘连接方式，随着层数的增加、叠装重量增加，存在焊球塌陷的问题，使得叠装结构失去稳定，无法满足微系统的小尺寸、多层叠装要求。
[0041]为了解决现有集成电路的叠装方式因承载能力差而无法满足微系统集成电路多层叠装要求的问题，本申请提供一种适用于微系统集成电路的叠装结构。
[0042]图1示出了根据本申请示例实施例的微系统集成电路的叠装结构示意图。
[0043]本申请提供的叠装结构可以包括至少一个功能单元、至少一个连接单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微系统集成电路的叠装结构，包括：至少一个功能单元，包括，第一电路板；至少一个连接单元，与所述至少一个功能单元上下堆叠，包括，第二电路板，与所述第一电路板具有相同的投影轮廓尺寸；一组连接组件，所述连接组件包括，第一连接件，设置于所述第一电路板上；第二连接件，设置于所述第二电路板上；第三连接件，设置于所述第一连接件与所述第二连接件之间，形成电气连接；一组承载件，设置于所述第一电路板或所述第二电路板上，且支撑于所述第一电路板和所述第二电路板之间。2.根据权利要求1所述的叠装结构，其特征在于，所述承载件的高度小于所述第三连接件的高度；所述承载件的熔点高于所述第三连接件的熔点。3.根据权利要求1所述的叠装结构，其特征在于，所述第二电路板包括：中央镂空或下沉的电路板。4.根据权利要求1所述的叠装结构，其特征在于，所述第一连接件或所述第二连接件包括：焊盘。5.根据权利要求1所述的叠装结构，其特征在于，所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁文帅，尤政，纪兴龙，王恺，邢飞，俞鸿雁，
申请(专利权)人：启元实验室，
类型：发明
国别省市：