[發明專利]一種埋入式封裝結構及其制備方法、終端設備

在審

• 申請號: 202110035160.X
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112908943A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 向志強
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/48;H01L23/498;H01L21/56
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 鄒雅瑩

本申請提供了一種埋入式封裝結構及其制備方法、終端設備。其中，埋入式封裝結構包括基板框架，沿基板框架的厚度方向貫穿基板框架的第一通孔和第二通孔，第一通孔中設置有金屬連接電極，第二通孔中埋嵌有電子元件，且電子元件的引腳裸露于第二通孔的孔口。該基板框架的材質為硅或陶瓷，即該基板框架采用硅基板或者陶瓷基板形成，相比現有技術中基板框架由樹脂材料形成，本申請中的基板框架在保證絕緣性的基礎上具有更好的散熱性能、抗潮能力和強度，可以顯著提升ECP產品的可靠性和電氣特性。

技術領域

本申請涉及電子元件封裝技術領域，尤指一種埋入式封裝結構及其制備方法、終端設備。

背景技術

隨著電子產品朝著微型化、輕便化和多功能化方向發展，埋入式電子元件封裝((Embedded Component Packaging，ECP)技術已成為電子元件封裝技術領域的研究熱點。ECP是一種將電容、電阻和芯片等電子元件埋嵌入基板內部的封裝形態。它可以縮短元件之間的鏈接路徑，降低傳輸損失，提升產品集成度，減少模塊外形尺寸，同時能提升產品的可靠性和電熱性能，是實現便攜式電子設備多功能化和高性能化的一種重要手段。

目前，ECP中基板框架由樹脂材料或者樹脂材料中增加金屬層構成，由于樹脂材料導熱性能較差，因此內部埋嵌的電子元件的熱向外擴散效率低；且樹脂材料的吸水率較大，吸潮容易導致不同材料結合界面結合力變弱從而出現分層，在高溫高濕場景下器件分層位置容易出現離子遷移，從而引起器件短路失效。

發明內容

本申請提供了一種埋入式封裝結構及其制備方法、終端設備，能夠提升埋入式封裝結構的內部熱向外擴散能力以及提升防潮濕能力。

第一方面，本申請提供的一種埋入式封裝結構，包括：基板框架，沿所述基板框架的厚度方向貫穿所述基板框架的第一通孔和第二通孔；即該基板框架具有相對設置的上表面和下表面，第一通孔和第二通孔均由上表面貫穿至下表面。所述第一通孔中設置有金屬連接電極，該連接電極可以使位于基板框架的上表面和下表面的器件實現互連；所述第二通孔中埋嵌有電子元件，且所述電子元件的引腳裸露于所述第二通孔的孔口，便于后續通過引腳向所述電子元件提供信號；所述基板框架的材質為硅或陶瓷，即該基板框架采用硅基板或者陶瓷基板形成，相比現有技術中基板框架由樹脂材料形成，本申請中的基板框架在保證絕緣性的基礎上具有更好的散熱性能、抗潮能力和強度，可以顯著提升ECP產品的可靠性和電氣特性。

本申請對埋入的電子元件不作限定，例如，該電子元件可以為有源電子元件，也可以為無源電子元件。當電子元件為有源電子元件時，可以為裸片(die)，die是芯片未封裝前的晶粒，每一個die就是一個具有獨立功能的尚未封裝的芯片，它可由一個或多個電路組成。其中芯片可以為不同功能的芯片，如CPU芯片、射頻驅動芯片或者其他處理器的芯片等。當電子元件為無源電子元件時，可以為電容C、電阻R或者電感等。

進一步地，當埋入的電子元件為die時，die一般是在wafer上形成的，當基板框架和die的wafer材料相同時，由于二者主體材料性質相同，因此二者熱膨脹系數(Coefficient of Thermal Expansion，CTE)匹配性較好，抗溫變沖擊應力能力較強，可以減小在環境溫度發生劇烈變化時，由于溫變沖擊導致內部埋嵌電子元件與基板框架的結合界面發生分層的概率。

需要說明的是，本申請對第一通孔和第二通孔的數量及大小不作限定，需要根據埋入式封裝結構的具體功能來設置。例如第二通孔的大小可以根據需要埋入的電子元件的大小來設置，第二通孔的數量可以根據埋入的電子元件的數量來設置。

為了提高埋入式封裝結構的散熱能力，在所述基板框架中還形成有散熱孔，所述散熱孔的延伸方向垂直于所述基板框架的厚度方向，且所述散熱孔與所述第一通孔以及所述第二通孔均不連通。具體散熱孔的大小和數量根據散熱需要來設計。當控制比基板框架溫度低的風從散熱孔流過，則為風冷散熱，從而由散熱孔內流過的風來帶走熱量；當控制比基板框架溫度低的液體從散熱孔流過，則為液冷散熱，從而由散熱孔內流過的液體來帶走熱量。