[發明專利]一種基于硅基板倒裝焊的多芯片多組件疊層結構

在審

• 申請號: 202210087366.1
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114496958A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 湯姝莉;趙國良;邵領會;張健;薛亞慧
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/488
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發明提供一種基于硅基板倒裝焊的多芯片多組件疊層結構，多個倒裝焊芯片，多個硅基板和管殼，倒裝焊芯片設置在硅基板上，硅基板設置在管殼上；倒裝焊芯片與硅基板之間設置有凸點；所述倒裝焊芯片與硅基板通過凸點連接；硅基板與管殼之間設置有焊球。硅基板與管殼通過焊球連接。硅基板上設置有用于電信號傳輸的通孔；凸點采用陣列形式排布，相鄰兩個凸點的球心間距不小于凸點直徑的1.6倍。焊球采用陣列形式排布。本發明通過多個芯片倒裝焊至一個硅基板上，多個芯片/硅基板組件再焊至一個管殼內。硅基板的上下表面能夠實現不同尺寸及間距焊球之間的轉接，可避免管殼制造工藝極限對倒裝焊芯片凸點數量及尺寸的限制。

技術領域

本發明屬于電子器件封裝技術領域，涉及一種基于硅基板倒裝焊的多芯片多組件疊層結構。

背景技術

倒裝焊封裝形式是實現電子器件的高密度、小型化的關鍵技術之一，倒裝焊芯片可通過其正面陣列焊球進行互連，與引線鍵合方式相比可實現數倍的I/O規模，滿足處理器、FPGA等大規模集成電路的需求，并且倒裝焊的封裝形式能夠實現更高的信號傳輸速率。

傳統的倒裝焊芯片為通過焊球直接焊接在印制板上的塑封器件或直接焊接在高溫共燒陶瓷管殼上的裸芯片。然而目前倒裝焊芯片I/O數已增加至千級甚至萬級，且組裝密度的需求也越來越高，倒裝焊芯片的焊球尺寸也由直徑幾百微米減小至幾十微米，節距也大幅度縮小，因此也需制備相應的小尺寸、小節距焊盤，已超過了印制板或高溫共燒陶瓷能夠達到的工藝極限，原有的直接焊接方式將無法適用。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種基于硅基板倒裝焊的多芯片多組件疊層結構，提出基于硅通孔倒裝焊的多芯片多組件疊層結構，解決凸點尺寸及節距越來越小、數量越來越多的大規模I/O倒裝焊芯片在管殼內的組裝問題。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種基于硅基板倒裝焊的多芯片多組件疊層結構，包括，

多個倒裝焊芯片，多個硅基板，管殼，凸點和焊球；所述倒裝焊芯片設置在硅基板上，所述硅基板設置在管殼上；

所述凸點設置在倒裝焊芯片與硅基板之間；所述倒裝焊芯片與硅基板通過凸點連接；

所述焊球設置在硅基板與管殼之間；所述硅基板與管殼通過焊球連接。

優選的，凸點采用陣列形式排布，相鄰兩個凸點的球心間距不小于凸點直徑的1.6倍，所述凸點為直徑為Φ60μm～Φ100μm。

優選的，焊球采用陣列形式排布，相鄰兩個焊球(5)的球心間距不小于焊球直徑的1.6倍，所述焊球的直徑為Φ200μm～Φ500μm。

優選的，硅基板上設置有用于電信號傳輸的通孔。

優選的，硅基板的正面和背面均電鍍有金屬層。

優選的，金屬層為Ni-Au系鍍層。

優選的，硅基板和倒裝焊芯片的連接間隙和所述硅基板和管殼的連接間隙均采用環氧樹脂進行填充。

優選的，管殼的材質為陶瓷材料。

優選的，相鄰兩個倒裝焊芯片的間距為0.5mm～3mm。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：