[發明專利]一種2.5D電子封裝結構

在審

• 申請號: 202011095552.7
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112234027A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 朱琳
• 申請（專利權）人: 天津津航計算技術研究所
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/48;H01L23/492
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 辛海明

本發明涉及一種2.5D電子封裝結構，屬于集成電路封裝領域。本發明在該2.5D封裝中，多個集成電路并排安裝在轉接板上，以提供集成電路之間的連接；其中轉接板安裝在封裝基板上，為了減少翹曲，集成電路的互連層不包括厚金屬化層；所述厚金屬化層所執行的配電功能至少一部分是由安裝在轉接板的一個或多個金屬化層所執行的。轉接板是一個薄扁平基板，厚度大約100微米或更少，由硅制成，在一個或兩個主表面上有多個金屬化層。所述轉接板通過一組凸點連接到所述集成電路；并且它通過一組C4凸點連接到所述封裝基板上。本發明可以有效地克服集成電路封裝時的翹曲問題。

技術領域

本發明屬于集成電路封裝技術領域，具體涉及一種2.5D電子封裝結構。

背景技術

集成電路封裝包括大量電路元件，例如在半導體基板中的晶體管，在絕緣材料的交替層中定義的互連層，和在電路元件頂部的導電材料。最新的集成電路中，互連路徑具有十二層或更多層導電材料，以提供電路元件的信號，電源和接地連接。帶有電路元件和互連層的半導體基板的一面通常被稱為正面或有源面。基板的相對面稱為背面。

為了確保集成電路與其他面之間的良好連接，至關重要的是兩個連接表面在接合溫度下應基本平行。該表面由二維陣列的焊球或凸塊組成，焊球或凸塊通常是銅制的。

半導體制造中，導致非并行鍵合集成電路的翹曲是經常關注的問題。翹曲問題是在集成電路上的互連層中使用厚金屬層在配電網絡中引起的問題。例如，幾個集成電路晶圓片是在一個20納米(nm)的技術節點上用12個金屬層制作，最上層大約是最下層厚度的三倍。在最上層金屬化層形成之后，上層的翹曲會改變每個晶圓片的翹曲，會產生從正翹曲約30微米(mm)到負翹曲約150微米(mm)(正翹曲表示在基板的正面有凹形，負翹曲表示有凸形)的翹曲，其中負翹曲數量較多，這些大量的負值是不可接受的。一般，翹曲會隨著模具尺寸的增加而增加。因此，在小型裸芯片上使用的堆疊金屬層可能不會產生過度的翹曲，而在較大的裸芯片使用的同樣的堆疊金屬層可能產生過度的翹曲。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是如何提供一種2.5D電子封裝結構，以解決半導體制造中非并行鍵合集成電路的翹曲問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提出一種2.5D電子封裝結構，包括：

一種具有第一和第二主表面并有多個有源器件的集成電路，所述集成電路的安裝使集成電路的第一主表面與封裝基板之間的連接成為可能；多個互連層和金屬間介電層位于所述集成電路中，所述多個互連層中最高層的厚度不大于所述互連層中任何其他一層的厚度；

一種具有第一和第二主表面的封裝基板；

一種集成電路和封裝基板之間的轉接板，封裝基板與安裝在所述轉接板上的集成電路相連接，所述轉接板中的至少一個互連層主要用于在集成電路中進行配電，此互連層擴展到整個所述轉接板的寬度。

進一步地，所述集成電路中的多個互連層是垂直疊加的。

進一步地，所述轉接板為包括具有第一和第二主表面的半導體材料，并且在所述轉接板的第一和第二主表面之間有多個導電通孔。

進一步地，所述集成電路以倒裝芯片的方式安裝在所述轉接板上。

進一步地，所述轉接板是一種薄的、扁平的基板，具有第一和第二主表面，在兩個主表面上都有互連層。

進一步地，所述集成電路是由硅制成的，所述轉接板是具有第一和第二主表面的薄硅層，所述轉接板具有提供第一和第二主表面之間電導的多個硅通孔。

進一步地，所述轉接板的厚度為100微米或更少，而硅通孔的直徑為10微米或更小。

本發明還提供一種2.5D電子封裝結構，包括：