[發(fā)明專利]TSV或TGV轉(zhuǎn)接板，3D封裝及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210042080.8
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN103296008A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李君;萬里兮;郭學(xué)平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L23/552
• 分類號: H01L23/552;H05K9/00;H01L21/768
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子封裝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶有電磁帶隙(Electromagnetic?Band?Gap，EBG)的屏蔽結(jié)構(gòu)的TSV或TGV轉(zhuǎn)接板、3D封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著通訊電子的興起，人們對小型化和高靈敏度模塊或系統(tǒng)的需求越來越高，對信號質(zhì)量的要求也越來越嚴格。高密度集成技術(shù)，如系統(tǒng)級封裝(System-in-Package，SiP)等技術(shù)得到了迅速發(fā)展，然而混合信號多芯片系統(tǒng)的小型化集成封裝卻成為了該領(lǐng)域的技術(shù)難點之一。

數(shù)字信號頻率不斷上升，上升/下降沿越來越抖，數(shù)字信號的高頻分量對模擬或射頻芯片等敏感電路的影響越來越大。一般通訊系統(tǒng)的靈敏度都在-100dBm，全球定位系統(tǒng)(Global?Position?System，GPS)的靈敏度甚至低于-148dBm，一些收發(fā)模塊的靈敏度要求也很高，混合信號系統(tǒng)中的電磁兼容(Electromagnetic?Interfere，EMI)成了系統(tǒng)小型化封裝中的一個非常重要的問題。微電子封裝中干擾芯片產(chǎn)生的噪聲主要通過三個途徑對敏感芯片形成干擾：一、數(shù)字電路快速開關(guān)引起的瞬態(tài)噪聲(Simultaneous?Switching?Noise，SSN)通過基板影響敏感電路；二、干擾芯片和敏感芯片互聯(lián)線之間的電容性耦合和電感性耦合；三、干擾芯片和敏感芯片之間由于3D堆疊組裝造成的近場耦合。

以系統(tǒng)級封裝為代表的新型3D封裝技術(shù)，除了三維芯片堆疊(Stacked?Die?package)，封裝堆疊POP(Package?on?Package，POP)等技術(shù)外，一些新材料和新技術(shù)的應(yīng)用為封裝小型化帶來契機，如柔性基板，硅通孔(Through?Silicon?Via，TSV)轉(zhuǎn)接板技術(shù)和玻璃通孔(Through?Glass?Via，TGV)轉(zhuǎn)接板技術(shù)成為垂直3D互聯(lián)的熱點研究方向之一。芯片三維堆疊中敏感芯片和干擾芯片直接堆疊，為適應(yīng)封裝小型化芯片厚度不斷減小，近場耦合問題十分嚴重，通常在垂直芯片間加以屏蔽結(jié)構(gòu)來降低噪聲。POP封裝中敏感芯片和干擾芯片垂直互聯(lián)間距較遠，近場耦合問題不太嚴重，但該封裝形式下的垂直尺寸較大，不利于封裝小型化。TSV、TGV轉(zhuǎn)接板較薄，厚度僅有幾百甚至幾十微米，垂直互聯(lián)后芯片間的近場耦合問題對靈敏度很高的混合信號系統(tǒng)影響也很嚴重。

EBG結(jié)構(gòu)是一種周期性帶隙抑制結(jié)構(gòu)，可以通過周期數(shù)量和單元結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)抑制頻段。天線結(jié)構(gòu)中常用于抑制后瓣能量，提高天線輻射效率。專利CN200910143507.1將EBG結(jié)構(gòu)屏蔽罩用于射頻(Radio?Frequency，RF)收發(fā)器以及射頻功率放大器集成的系統(tǒng)中，周期性結(jié)構(gòu)降低了相同屏蔽罩下芯片之間的電磁干擾。該結(jié)構(gòu)應(yīng)用于系統(tǒng)二維集成技術(shù)，而非三維封裝技術(shù)。封裝領(lǐng)域的EBG結(jié)構(gòu)應(yīng)用主要集中在對瞬態(tài)開關(guān)噪聲(simultaneous?switching?noise，SSN)的抑制方面，也屬于對噪聲的二維抑制。常常用于基板電源分布網(wǎng)絡(luò)(Power?delivery?network，PDN)中二維組裝芯片間的噪聲抑制，US?20070289771A1等專利中有明確闡述。近年來，隨著TSV技術(shù)的迅速發(fā)展，基于TSV的信號完整性和電源完整性問題日益突出，一些學(xué)者，如KAIST的Joungho?Kim等人開始將EBG結(jié)構(gòu)用于TSV轉(zhuǎn)接板或低溫共燒陶瓷(Low?Temperature?Co-fired?Ceramic，LTCC)轉(zhuǎn)接板的PDN網(wǎng)絡(luò)中，顯然也是屬于對SSN噪聲的二維抑制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能有效降低垂直3D互聯(lián)封裝中芯片間的近場耦合問題的帶有EBG(Electromagnetic?Band?Gap，EBG)的屏蔽結(jié)構(gòu)的TSV或TGV轉(zhuǎn)接板、3D封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種帶有EBG的屏蔽結(jié)構(gòu)的TSV轉(zhuǎn)接板或TGV轉(zhuǎn)接板包括TSV或TGV轉(zhuǎn)接板，以及所述帶有EBG的屏蔽結(jié)構(gòu)；所述帶有EBG的屏蔽結(jié)構(gòu)制備在所述TSV或TGV轉(zhuǎn)接板中，或制備在所述TSV或TGV轉(zhuǎn)接板兩側(cè)；所述帶有EBG的屏蔽結(jié)構(gòu)包括絕緣層及至少兩金屬平面；其中，至少一金屬平面蝕刻有周期性EBG結(jié)構(gòu)；所述金屬平面之間設(shè)置有絕緣層。