基于有源硅中介层的封装结构及其制作方法技术

本申请提供一种基于有源硅中介层的封装结构及其制作方法，应用于基于有源硅中介层的封装结构技术领域，基于有源硅中介层的封装结构包括：封装载体，包括第一焊盘阵列；有源硅中介层，位于封装载体上方，且有源硅中介层包括第二焊盘阵列和第三焊盘阵列；第一金属引线，用于连接第二焊盘阵列与第一焊盘阵列；芯片模组，位于有源硅中介层上方，芯片模组包括至少一个芯片，芯片包括第四焊盘阵列，第四焊盘阵列中与第三焊盘阵列中的焊盘根据同一焊盘布局规划设置，第四焊盘阵列与第三焊盘阵列之间通过第一凸点连接。避免采用TSV工艺，减少工艺缺陷，降低了制造难度以及成本，提高了封装良率。实现对有源硅中介层的复用，进一步降低有源硅中介层的成本。源硅中介层的成本。源硅中介层的成本。

【技术实现步骤摘要】
基于有源硅中介层的封装结构及其制作方法


[0001]本专利技术涉及基于有源硅中介层的封装结构
，尤其涉及一种基于有源硅中介层的封装结构及其制作方法。

技术介绍

[0002]在基于有源硅中介层的封装结构
，可以在封装基板和裸片之间放置硅中介层，硅中介层(Silicon Interposer)用于将裸片的对外信号连接到封装基板上。在传统的基于有源硅中介层的封装结构系统中，通过有源硅中介层上的硅通孔(Through Silicon Via，TSV)将裸片的对外信号连接到封装基板，再通过封装基板连接到外部接口上，然而硅通孔的制造难度较大，成本较高，此外，硅通孔制造过程中可能会引入工艺缺陷，这增加了基于有源硅中介层的封装结构系统的失效风险，降低了基于有源硅中介层的封装结构系统的可靠性。

技术实现思路

[0003]鉴于上述内容，有必要提供一种基于有源硅中介层的封装结构及其制作方法，以解决上述问题。
[0004]第一方面，本申请提供一种基于有源硅中介层的封装结构，包括：封装载体，包括第一焊盘阵列；有源硅中介层，位于封装载体上方，且有源硅中介层包括第二焊盘阵列和第三焊盘阵列；第一金属引线，用于连接第二焊盘阵列与第一焊盘阵列；芯片模组，位于有源硅中介层上方，芯片模组包括至少一个芯片，芯片包括第四焊盘阵列，第四焊盘阵列中与第三焊盘阵列中的焊盘根据同一焊盘布局规划设置，第四焊盘阵列与第三焊盘阵列之间通过第一凸点连接。
[0005]在一种优选方案中，有源硅中介层包括相对的第一表面与第二表面，第一表面与芯片模组对应，第二表面与封装载体对应；第二焊盘阵列和第三焊盘阵列位于第一表面，且第二焊盘阵列位于第一表面的四周，第三焊盘阵列被包裹在第二焊盘阵列内。
[0006]在一种优选方案中，第三焊盘阵列包括至少一个根据焊盘布局规划设置的标准焊盘阵列，第四焊盘阵列包括至少一个根据焊盘布局规划设置的标准焊盘阵列，标准焊盘阵列包括第一功能区的焊盘和第二功能区的焊盘，第一功能区的焊盘包括如下焊盘中的一种或多种：第一电源焊盘、第一接地焊盘、系统时钟焊盘、系统复位焊盘以及可编程直连焊盘，第二功能区的焊盘包括如下焊盘中的一种或多种：数据选通焊盘、通道复位焊盘、数据传输焊盘、第二电源焊盘以及第二接地焊盘。
[0007]在一种优选方案中，当第三焊盘阵列中标准焊盘阵列的数量大于或等于2时，第三焊盘阵列至少存在一对旋转对称的标准焊盘阵列。
[0008]在一种优选方案中，当第三焊盘阵列中标准焊盘阵列的数量大于或等于2时，第三焊盘阵列还包括排布在标准焊盘阵列之间的第五焊盘阵列，第五焊盘阵列包括第一电源焊盘和第一接地焊盘。
[0009]在一种优选方案中，第一金属引线为键合引线，第一凸点为微凸点，微凸点与第四焊盘阵列中的焊盘一体形成。第一凸点包括但不限于：微凸点、铜凸块(copper bumps,consist of a copper pillar with a solder cap)、无凸点的混合键合(bumpless Cu
‑
Cu hybrid bonding)，其中无凸点的混合键合使用不需要微凸点的铜
‑
铜直接键合技术。
[0010]在一种优选方案中，第二焊盘阵列中的焊盘和第三焊盘阵列中的焊盘之间存在预设间隔。
[0011]在一种优选方案中，第三焊盘阵列中各个焊盘的间距与第四焊盘阵列中各个焊盘的间距一致，第三焊盘阵列和第四焊盘阵列中功能对应的焊盘通过第一凸点连接。
[0012]在一种优选方案中，封装载体包括封装基板、封装管壳或者印刷电路板中任一种。
[0013]在一种优选方案中，封装载体可以是无源中介层或有源中介层。
[0014]第二方面，本申请提供一种制作基于有源硅中介层的封装结构的方法，该方法包括：提供封装载体，并在封装载体上形成第一焊盘阵列；提供有源硅中介层，并在有源硅中介层的第一表面上形成第二焊盘阵列，根据焊盘布局规划在第一表面上形成第三焊盘阵列；提供芯片模组，芯片模组包括至少一个芯片，根据焊盘布局规划在芯片上形成第四焊盘阵列；通过第一凸点连接第四焊盘阵列与第三焊盘阵列；将有源硅中介层的第二表面放置于封装载体上，并通过第一金属引线连接第二焊盘阵列与第一焊盘阵列，第二表面与第一表面相对。
[0015]本申请实施例提供的基于有源硅中介层的封装结构以及其制作方法，有源硅中介层与芯片之间通过第一凸点连接，以通过第一凸点提供较高的通信带宽，降低通信延迟，保证芯片之间的高性能互连。有源硅中介层与封装载体之间通过第一金属引线连接，避免采用TSV工艺，由此避免因硅通孔制造过程而引入的工艺缺陷，降低基于有源硅中介层的封装结构的失效风险，提高了基于有源硅中介层的封装结构的可靠性，也降低了有源硅中介层的制造难度以及成本，提高了封装良率。进一步地，有源硅中介层和芯片的焊盘均可以根据同一焊盘布局规划设置，则有源硅中介层可以支持对多种不同芯片的电气互连，实现对有源硅中介层的复用，避免对于不同的芯片设计专用的有源硅中介层，降低有源硅中介层的成本。
附图说明
[0016]图1为本申请实施例提供的基于有源硅中介层的封装结构的结构示意图。
[0017]图2A为图1封装结构中的封装载体为封装基板的结构图。
[0018]图2B为图1封装结构中的封装载体为封装管壳的结构图。
[0019]图3为本申请实施例提供的一标准焊盘阵列的焊盘布局示意图。
[0020]图4为本申请实施例提供的芯片与有源硅中介层的接口功能示意图。
[0021]图5为本申请实施例提供的芯片的焊盘布局示意图。
[0022]图6为本申请实施例提供的有源硅中介层的焊盘布局示意图。
[0023]图7为本申请实施例提供的有源硅中介层的另一焊盘布局示意图。
[0024]图8为图7所示有源硅中介层与芯片连接示意图。
[0025]图9为图7所示有源硅中介层与芯片连接另一示意图。
[0026]图10为本申请实施例提供的基于有源硅中介层的封装结构制作方法流程示意图。
[0027]主要元件符号说明
[0028]基于有源硅中介层的封装结构100
[0029]封装载体10
[0030]有源硅中介层20
[0031]芯片模组30
[0032]芯片1、2
[0033]第一金属引线40
[0034]第一焊盘阵列11
[0035]上表面12
[0036]下表面13
[0037]第一表面201
[0038]第二表面202
[0039]第二焊盘阵列21
[0040]第三焊盘阵列22
[0041]第四焊盘阵列31、31a、31b、801、802、803、804、
[0042]901、902
[0043]引线键合焊盘111、211
[0044]凸点焊盘221、311、311a、311b
[0045]第一凸点32
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有源硅中介层的封装结构，其特征在于，包括：封装载体，包括第一焊盘阵列；有源硅中介层，位于所述封装载体上方，且所述有源硅中介层包括第二焊盘阵列和第三焊盘阵列；第一金属引线，用于连接所述第二焊盘阵列与所述第一焊盘阵列；芯片模组，位于所述有源硅中介层上方，所述芯片模组包括至少一个芯片，所述芯片包括第四焊盘阵列，所述第四焊盘阵列中与所述第三焊盘阵列中的焊盘根据同一焊盘布局规划设置，所述第四焊盘阵列与所述第三焊盘阵列之间通过第一凸点连接。2.如权利要求1所述的基于有源硅中介层的封装结构，其特征在于，所述有源硅中介层包括相对的第一表面与第二表面，所述第一表面与所述芯片模组对应，所述第二表面与所述封装载体对应；所述第二焊盘阵列和所述第三焊盘阵列位于所述第一表面，且所述第二焊盘阵列位于所述第一表面的四周，所述第三焊盘阵列被包裹在所述第二焊盘阵列内。3.如权利要求1或2所述的基于有源硅中介层的封装结构，其特征在于，所述第三焊盘阵列包括至少一个根据所述焊盘布局规划设置的标准焊盘阵列，所述第四焊盘阵列包括至少一个根据所述焊盘布局规划设置的标准焊盘阵列，所述标准焊盘阵列包括第一功能区的焊盘和第二功能区的焊盘，所述第一功能区的焊盘包括如下焊盘中的一种或多种：第一电源焊盘、第一接地焊盘、系统时钟焊盘、系统复位焊盘以及可编程直连焊盘，所述第二功能区的焊盘包括如下焊盘中的一种或多种：数据选通焊盘、通道复位焊盘、数据传输焊盘、第二电源焊盘以及第二接地焊盘。4.如权利要求3所述的基于有源硅中介层的封装结构，其特征在于，当所述第三焊盘阵列中所述标准焊盘阵列的数量大于或等于2时，所述第三焊盘阵列至少存在一对旋转对称的标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔宇，刘亚斐，麦宋平，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：