[發(fā)明專利]一種LCP封裝基板、制造方法及多芯片系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011038726.6
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112349684B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 舒攀林;戴廣乾;張童童;徐諾心;易明生;趙鳴霄;羅洋;謝國平;龔小林;盧軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L23/498;H01L23/552;H01L21/48;H01L21/768
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

本發(fā)明公開了一種LCP封裝基板、制造方法及多芯片系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，所述LCP封裝基板包括：從表面至底面分布的n層圖形化金屬線路層，依次為第一層圖形化金屬線路層、第二層圖形化金屬線路層、…、和第n層圖形化金屬線路層；位于相鄰圖形化金屬線路層之間的絕緣介質(zhì)層；位于第一層圖形化金屬線路層和第二層圖形化金屬線路層之間的絕緣介質(zhì)層中，且開口朝向所述第一層圖形化金屬線路層的多個盲槽；貫穿并連接相鄰圖形化金屬線路層的多個盲孔。本發(fā)明實現(xiàn)了一種能夠滿足多芯片、高氣密要求、高電磁屏蔽、高可靠互聯(lián)的系統(tǒng)級封裝要求的近氣密封裝結(jié)構(gòu)的LCP封裝基板。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路、芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種LCP封裝基板、制造方法及多芯片系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，用于面向射頻、微波、毫米波等高頻應(yīng)用的高可靠系統(tǒng)級封裝。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體及集成電路技術(shù)進步，系統(tǒng)集成要求進一步提升，當(dāng)前的電子電路設(shè)計和制造，都朝著尺寸更小、集成密度更高方向發(fā)展，相當(dāng)大的工作都在多芯片封裝領(lǐng)域進行。在先進的封裝形式中，通過SIP技術(shù)，將多個射頻(RF)芯片、數(shù)字集成電路(IC)芯片、微小型片式元器件等，組裝在封裝基板上，然后集成于一個封裝體中。這種多芯片的封裝形式，縮短了芯片之間的引腳距離，大大提高了封裝密度，一定程度可以滿足系統(tǒng)級封裝的需求。

根據(jù)封裝基板材料的不同，封裝方式通常又可分為兩種：一種是采用具有空腔結(jié)構(gòu)的多層陶瓷封裝，另一種是采用多層PCB基板作為芯片襯底材料的塑料封裝。

陶瓷封裝基板具有高集成密度、高可靠性、高氣密性、高熱導(dǎo)率、優(yōu)良的耐腐蝕性等優(yōu)點。但受制于陶瓷材料與PCB電路板材料的熱失配，無法進行大尺寸的封裝，同時陶瓷封裝存在制造成本極高的問題。

塑料封裝基板具有成本低，工藝相對簡單，互聯(lián)密度較高的特點，且可通過BGA等形式，實現(xiàn)與PCB母板的二次高密度互聯(lián)。其最大不足是普通PCB材料吸濕率高、阻擋水汽性能較差，無法做到氣密封裝；同時受限一般樹脂材料的介電特性(介電常數(shù)、介質(zhì)損耗)，無法應(yīng)用于射頻/微波傳輸。這些不足限制了塑料封裝在高可靠、高性能芯片封裝中的應(yīng)用，目前其主要應(yīng)用領(lǐng)域是消費類電子。

液晶聚合物(LCP)材料，由于具有優(yōu)異的介電傳輸特性，極低的吸濕率、透水性和氧透過率，與銅匹配的平面熱膨脹系數(shù)，高的耐熱性和耐化學(xué)腐蝕性等突出優(yōu)點，契合了射頻/微波芯片對封裝基板材料的嚴(yán)苛要求，是高可靠、高性能芯片封裝應(yīng)用領(lǐng)域潛力巨大、應(yīng)用前景廣闊的新一代基板材料。

中國專利CN106486427A、CN206259334U，公開了一種基于LCP基板的封裝外殼及制備方法，以LCP基板作為芯片安裝的襯底層，輔以芯片組裝、金屬圍框、蓋板焊接等技術(shù)，提供一個芯片氣密封裝的解決方案。該封裝形式中，沒有給出作為封裝基板的具體結(jié)構(gòu)和制造方法；其封裝形式缺少對外互聯(lián)接口，無法實現(xiàn)封裝體的二次級聯(lián)；LCP基板不具備電路分區(qū)特征，無法為多芯片復(fù)雜系統(tǒng)提供的良好電磁屏蔽基礎(chǔ)，電路串?dāng)_問題難以規(guī)避。

中國專利CN102593077A，公開了一種液晶聚合物的封裝結(jié)構(gòu)，采用高熔點LCP復(fù)合蓋板和低熔點LCP管殼熱熔組合在一起，形成一種用于芯片氣密封裝的結(jié)構(gòu)。該封裝結(jié)構(gòu)過于簡單，沒有涉及基板的具體結(jié)構(gòu)特征和實現(xiàn)方法。

中國專利CN104282632B，公開了一種基于LCP基板的封裝外殼及制備方法，利用LCP多層基板為載板，進行芯片的氣密封裝。其將LCP封裝基板結(jié)構(gòu)，按照表面密封層、芯片安裝層、焊接層、互聯(lián)層等進行劃分，對各個組成結(jié)構(gòu)特征進行限定，并提供了一種實現(xiàn)方法。在該基板結(jié)構(gòu)中，線路互聯(lián)層的孔，位于芯片密封區(qū)的四周，由于通孔的存在，芯片的外圍是非氣密的，這種基板結(jié)構(gòu)，減少了基板的有效氣密封裝區(qū)域，對各層的線路互聯(lián)設(shè)計有一定限制；其表面層定義為密封區(qū)，與內(nèi)層鍵合層分開設(shè)計，電氣互不連接或僅有接地連接，此種結(jié)構(gòu)只適合單顆芯片的簡單封裝，不適用多芯片封裝、多電磁屏蔽要求的復(fù)雜的系統(tǒng)級應(yīng)用場合。而且，其公開的實現(xiàn)方法，采用的是多次疊層、熱壓的方式制作。LCP粘接膜材料本質(zhì)是熱塑性的，理論上無法進行多次層壓的操作，故該結(jié)構(gòu)的工藝實現(xiàn)實際還是非常困難、不現(xiàn)實的。