[發(fā)明專利]一種倒裝芯片的封裝結(jié)構(gòu)及電子設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880093928.5
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN112166502B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 吳韋;李定;尹紅成;匡雄才
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64;H01L23/498
• 代理公司: 北京同達信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 陳斌

一種倒裝芯片的封裝結(jié)構(gòu)及電子設備。封裝結(jié)構(gòu)包括：基板、芯片、導電凸塊和第一金屬結(jié)構(gòu)，芯片的上表面通過多個導電凸塊與基板朝向芯片的表面形成電氣連接；第一金屬結(jié)構(gòu)包含多個第一金屬柱，每個第一金屬柱置于基板和芯片之間，與基板以及芯片形成電氣連接，多個第一金屬柱圍繞第一有源功能電路排列，第一有源功能電路為芯片中具有電磁輻射能力和/或電磁接收能力的電路。采用上述封裝結(jié)構(gòu)，多個第一金屬柱可以改變基板、芯片以及導電凸塊之間形成的諧振腔的諧振特性，從而減小干擾源對受擾體的干擾，提高干擾源和受擾體之間的電磁隔離度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種倒裝芯片的封裝結(jié)構(gòu)及電子設備。

背景技術(shù)

隨著芯片集成度的不斷提高，芯片上集成的功能電路(簡稱IP)越來越多、功能電路之間的距離越來越近，因而具有電磁輻射能力的功能電路(以下稱為干擾源)對具有電磁接收能力的功能電路(以下稱為受擾體)的干擾問題日益突出。采用倒裝(Flip-Chip)技術(shù)封裝的芯片中，干擾源對為受擾體的干擾問題尤為嚴重。

采用倒裝(Flip-Chip)技術(shù)封裝的芯片稱為倒裝芯片。示例性地，倒裝芯片的一種可能的封裝結(jié)構(gòu)可以如圖1所示。其中，芯片(Die)的上表面通過導電凸塊與基板的頂層(即基板朝向芯片的表面)連接，芯片(Die)的上表面、基板的頂層(Top Layer)以及導電凸塊之間形成諧振腔。其中，芯片(Die)的上表面即包括芯片焊墊的表面。在圖1所示的封裝結(jié)構(gòu)中，干擾源輻射的電磁波會通過該諧振腔耦合到受擾體中，導致受擾體收到嚴重干擾。

綜上，亟需一種倒裝芯片的封裝方案，用以減小芯片(Die)中的干擾源對受擾體的干擾，提高干擾源和受擾體之間的電磁隔離度。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供了一種倒裝芯片的封裝結(jié)構(gòu)及電子設備，用以提高芯片(Die)中干擾源和受擾體之間的電磁隔離度，減小干擾源和受擾體之間的干擾。

第一方面，本申請實施例提供一種倒裝芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括基板、芯片、多個導電凸塊和第一金屬結(jié)構(gòu)，其中：芯片的上表面通過多個導電凸塊與基板朝向芯片的表面形成電氣連接，該上表面為包括芯片焊墊的表面；第一金屬結(jié)構(gòu)包含多個第一金屬柱，多個第一金屬柱中的每個第一金屬柱置于基板和芯片之間，且每個第一金屬柱與基板以及芯片形成電氣連接，多個第一金屬柱圍繞第一有源功能電路排列，第一有源功能電路為該芯片中具有電磁輻射能力和/或電磁接收能力的電路。

也就是說，第一有源功能電路可以為干擾源，可以為受擾體，也可以同時為干擾源和受擾體。

采用第一方面提供的倒裝芯片的封裝結(jié)構(gòu)，圍繞第一有源功能電路排列有多個第一金屬柱，多個第一金屬柱可以改變基板、芯片以及導電凸塊之間形成的諧振腔的諧振特性。當?shù)谝挥性垂δ茈娐纷鳛楦蓴_源時，第一金屬結(jié)構(gòu)可以減小第一有源功能電路對芯片中其他功能電路(例如受擾體)的電磁干擾；當?shù)谝挥性垂δ茈娐纷鳛槭軘_體時，第一金屬結(jié)構(gòu)可以減小芯片中其他功能電路(例如干擾源)對第一有源功能電路的電磁干擾。因此，采用第一方面提供的倒裝芯片的封裝結(jié)構(gòu)，可以減小芯片中的干擾源對受擾體的干擾，提高干擾源和受擾體之間的電磁隔離度。

此外，第一方面提供的倒裝芯片的封裝結(jié)構(gòu)中還可以包括填充層，該填充層可以用于將第一有源功能電路輻射和/或接收的電磁波轉(zhuǎn)換為熱能。

在基板和芯片之間設置填充層，可以將第一有源功能電路輻射和/或接收的電磁波轉(zhuǎn)換為熱能，從而進一步減小干擾源對受擾體的電磁干擾，提高該封裝結(jié)構(gòu)中干擾源和受擾體之間的電磁隔離度。此外，填充層還可以將基板、芯片、多個導電凸塊以及第一金屬結(jié)構(gòu)黏附在一起，降低由于基板和芯片熱膨脹系數(shù)不匹配而在導電凸塊和第一金屬結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的應力，提高導電凸塊和第一金屬結(jié)構(gòu)的熱疲勞壽命，從而提高該封裝結(jié)構(gòu)的可靠性。

在一種可能的設計中，上述填充層中還可以包含電磁損耗粒子，該電磁損耗粒子用于將第一有源功能電路輻射和/或接收的電磁波轉(zhuǎn)換為熱能。