[發(fā)明專利]三維異質(zhì)集成的柔性封裝結(jié)構(gòu)及制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110045947.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112864100B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王楠鑫;馬盛林;金玉豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): H01L23/06
• 分類號(hào): H01L23/06;H01L23/10;H01L23/48
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 黃廣龍

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種三維異質(zhì)集成的柔性封裝結(jié)構(gòu)及制造方法。柔性封裝結(jié)構(gòu)包括：第一柔性材料層上設(shè)置至少兩個(gè)芯片，第一金屬互聯(lián)層設(shè)置在第一柔性材料層中并連接對(duì)應(yīng)的芯片，第二柔性材料層設(shè)置在第一柔性材料層上并包裹芯片，導(dǎo)電柱設(shè)置在第二柔性材料層中并貫穿設(shè)置，導(dǎo)電柱連接對(duì)應(yīng)的第一金屬互聯(lián)層，第三柔性材料層設(shè)置在第二柔性材料層上，第二金屬互聯(lián)層設(shè)置在第三柔性材料層中并連接對(duì)應(yīng)的芯片或?qū)щ娭?，第一金屬互?lián)層和第二金屬互聯(lián)層呈彎折狀。通過(guò)設(shè)置導(dǎo)電柱與金屬互聯(lián)層，使得不同芯片可以在柔性材料中電連接，無(wú)需對(duì)芯片進(jìn)行減薄，且將金屬互聯(lián)層設(shè)置為彎折狀，在彎折拉伸的情況下不會(huì)出現(xiàn)斷裂等失效問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及微電子封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種三維異質(zhì)集成的柔性封裝結(jié)構(gòu)及制造方法。

背景技術(shù)

柔性電子產(chǎn)品通過(guò)將有機(jī)或無(wú)機(jī)材料制成的電子器件封裝在柔性材料上，使得柔性電子產(chǎn)品具有很好的延展性和可變形能力，能夠通過(guò)折疊、卷曲的方式減小產(chǎn)品的體積，從而增加產(chǎn)品的便攜性，大大拓展了電子產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。相關(guān)技術(shù)中，通過(guò)將硅基芯片減薄后，使用引線鍵合、導(dǎo)電膠粘接等方式將硅基芯片轉(zhuǎn)移到柔性襯底上，來(lái)制作柔性電子產(chǎn)品，但這種方法無(wú)法滿足高密度、大批量的集成需求，且大多為針對(duì)單一芯片的平面集成，對(duì)多個(gè)高度不同芯片的高密度三維集成仍然沒(méi)有一種廣泛適用的、高可靠性的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N三維異質(zhì)集成的柔性封裝結(jié)構(gòu)，能夠在柔性材料上集成不同高度的芯片，滿足高密度、大批量的封裝集成需求。

根據(jù)本申請(qǐng)的第一方面實(shí)施例的三維異質(zhì)集成的柔性封裝結(jié)構(gòu)，包括：第一柔性材料層，所述第一柔性材料層上設(shè)置有至少兩個(gè)芯片；至少一個(gè)第一金屬互聯(lián)層，每一個(gè)所述第一金屬互聯(lián)層設(shè)置在所述第一柔性材料層中，每一個(gè)所述第一金屬互聯(lián)層連接對(duì)應(yīng)的所述芯片的焊盤；第二柔性材料層，所述第二柔性材料層設(shè)置在所述第一柔性材料層上，并包裹每一個(gè)所述芯片；至少一個(gè)導(dǎo)電柱，每一個(gè)所述導(dǎo)電柱設(shè)置在所述第二柔性材料層中并貫穿所述第二柔性材料層，每一個(gè)所述導(dǎo)電柱連接對(duì)應(yīng)的所述第一金屬互聯(lián)層；第三柔性材料層，所述第三柔性材料層設(shè)置在所述第二柔性材料層上；至少一個(gè)第二金屬互聯(lián)層，每一個(gè)所述第二金屬互聯(lián)層設(shè)置在所述第三柔性材料層中，每一個(gè)所述第二金屬互聯(lián)層連接對(duì)應(yīng)的所述芯片的焊盤或?qū)?yīng)的所述導(dǎo)電柱；每一個(gè)所述第一金屬互聯(lián)層和每一個(gè)所述第二金屬互聯(lián)層呈彎折狀。

根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的柔性封裝結(jié)構(gòu)，至少具有如下有益效果：通過(guò)設(shè)置導(dǎo)電柱與金屬互聯(lián)層，使得不同芯片可以在柔性材料中電連接，無(wú)需對(duì)芯片進(jìn)行減薄，且將金屬互聯(lián)層設(shè)置為彎折狀，在彎折拉伸的情況下不會(huì)出現(xiàn)斷裂等失效問(wèn)題。

根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，每一個(gè)所述導(dǎo)電柱由外至內(nèi)依次包括：支撐層、絕緣層、擴(kuò)散阻擋層和導(dǎo)電層。

根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述支撐層的材料為聚二甲基硅氧烷。

根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述絕緣層的材料為氧化硅、氮化硅、氧化鋁、苯并環(huán)丁烯、聚酰亞胺、玻璃、聚丙烯、聚對(duì)二甲苯中的至少一種。

根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述擴(kuò)散阻擋層的材料為鉭、氮化鉭、鎢化鈦中的至少一種。

根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述導(dǎo)電層的材料為銅、鋁、金、鎢中的至少一種。

根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，所述第一柔性材料層、所述第二柔性材料層和所述第三柔性材料層的材料均為共聚酯或聚對(duì)二甲苯中的至少一種。