多晶片封装互连结构、制作方法和电子设备技术

本发明专利技术涉及芯片封装技术领域，公开了一种多晶片封装互连结构、制作方法和电子设备。其中，多晶片封装互连结构，包括：封装基板，具有内部互连线路；装配体，安装于所述封装基板上，并与所述封装基板互连；所述装配体包括多个转接板和多个晶片，多个所述转接板在所述封装基板主平面的垂直方向上依次排布，多个所述晶片与多个所述转接板交替设置，通过多个所述转接板使多个所述晶片相互连通，形成具有互连界面的多个封装互连层次，实现了一种可以融合多个晶片、具有多个封装互连层次的封装互连结构。具有多个封装互连层次的封装互连结构。具有多个封装互连层次的封装互连结构。

【技术实现步骤摘要】
多晶片封装互连结构、制作方法和电子设备


[0001]本专利技术涉及芯片封装
，进一步地涉及了一种多晶片封装互连结构、制作方法和电子设备。

技术介绍

[0002]近年来，由于晶圆制程微缩的空间和速度逐渐减小、芯片投片良率和成本受工艺节点和晶片尺寸影响巨大等因素，在芯片的工艺选型和设计开发阶段就需要考虑从封装结构和工艺组合上进行优化，以降低芯片综合成本、实现完备性能；因此，芯片封装的集成度随产品需求发展和技术演进而不断提高。
[0003]封装技术的发展分为多个阶段，第一阶段从采用引线键合技术发展到倒装键合技术阶段，可以说是属于二维封装的范畴。而二维封装向三维封装的发展可分为第二阶段POP(Package on Package，封装体堆叠)，和正在进一步研发的基于硅通孔技术(TSV，Through Silicon Via)的第三阶段。由于封装体可以通过堆叠来提高集成度，封装微系统在不同阶段的互连结构也从毫米尺度降到微米、甚至是亚微米尺度，布线密度以及互连界面也需要随之增加；而且封装体堆叠需要考虑不同尺寸、工艺的晶片，以及更加复杂的封装加工设备和工艺方案，来应对不同层级的高密度互连。
[0004]现在的基于TSV的堆叠封装结构，通常都是直接在一块硅衬底上设置TSV阵列，同时又在硅衬底表面进行布线从而形成TSV转接板，TSV转接板作为跟封装基板相连接的载体，将其他芯片直接并排放置或堆叠放置在该载体上而实现多芯片之间的互连。但这类堆叠封装往往或多或少存在以下几点不足：
[0005](1)封装体中合封晶片数量较少、功能种类和互连界面较为单一；
[0006](2)封装体内堆叠间隙空间未合理运用散热路径不足；
[0007](3)互连界面多的封装体多在平面延展，垂直空间利用方式较为单一；
[0008](4)TSV转接板或其他转接板埋置在封装基板中的工艺难度大、良率低；
[0009](5)TSV转接板或其他转接板与封装基板有连接时互连密度难以提升，不符合高带宽发展需求。

技术实现思路

[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多晶片封装互连结构，包括多个在所述封装基板主平面垂直方向上依次设置的转接板，以及多个与所述转接板相互连接的晶片，实现了一种可以融合多个晶片、具有多个封装互连层次的封装互连结构。
[0011]具体的，本专利技术提供了一种多晶片封装互连结构，包括：
[0012]封装基板，具有内部互连线路；
[0013]装配体，安装于所述封装基板上，并与所述封装基板互连；
[0014]所述装配体包括多个转接板和多个晶片，多个所述转接板在所述封装基板主平面的垂直方向上依次排布，多个所述晶片与多个所述转接板交替设置，通过多个所述转接板
使多个所述晶片相互连通，形成具有互连界面的多个封装互连层次。
[0015]在一些实施方式中，所述转接板与所述晶片之间具有缝隙，所述缝隙填充有可固化的填隙胶和/或树脂复合物和/或导热胶。
[0016]在一些实施方式中，所述转接板包括第一转接板与第二转接板，所述晶片包括第一晶片、第二晶片、第三晶片，所述第一晶片安装在所述第一转接板与所述基板之间，所述第二晶片安装在所述第一转接板与所述第二转接板之间，所述第三晶片安装在所述第二转接板上与所述封装基板相对的一侧。
[0017]在一些实施方式中，所述封装基板上安装有多个所述晶片，多个所述晶片在所述封装基板上呈对称阵列分布。
[0018]在一些实施方式中，所述第二转接板与所述封装基板之间安装有承接结构。
[0019]在一些实施方式中，所述第二转接板为具有内部互连线路的有机载板，或所述第二转接板是具有重布线层的有机介质板，或所述第二转接板是硅工艺转接板；
[0020]所述第一转接板为硅工艺转接板，或所述第一转接板是具有重布线层的有机介质板。
[0021]根据本专利技术的另一方面，进一步地提供了一种多晶片封装互连结构的制作方法，包括以下步骤：
[0022]将多个转接板在封装基板主平面的垂直方向上依次排布，将多个晶片与多个所述转接板交替设置，并与所述转接板相互连通，形成具有预设互连界面的装配体；
[0023]将所述装配体安装在所述封装基板主平面上；
[0024]将封装体锡球安装在所述封装基板背面。
[0025]在一些实施方式中，所述转接板包括第一转接板与第二转接板，所述晶片包括第一晶片、第二晶片、第三晶片，所述将多个晶片与多个所述转接板交替设置具体包括以下步骤：
[0026]将所述第一转接板安装在所述第一晶片的背部并对准，通过微凸块形成预设的互连界面；
[0027]采用倒装方式将所述第二晶片安装在所述第二转接板底层的预设位置；
[0028]将所述第二晶片的背部与所述第一转接板对准并通过微凸块形成预设的互连界面；
[0029]将所述第三晶片安装到所述第二转接板顶层的预设位置。
[0030]在一些实施方式中，所述将所述装配体安装在所述封装基板主平面上，具体包括以下步骤：
[0031]将所述第二转接板通过承接结构安装到所述封装基板主平面上；
[0032]将所述第一晶片以倒装方式安装到所述封装基板主平面上。
[0033]根据本专利技术的另一方面，进一步地提供了一种电子设备，包括：
[0034]如上任一所述的多晶片封装互连结构。
[0035]本专利技术基于现有的堆叠技术，通过在不同垂直方向空间位置上设置多个转接板，在封装工艺上尽可能地可以采用或者兼容不同制作方法，与带有硅通孔、微凸块的多个晶片准确对接、形成互连界面，从而在堆叠封装空间中实现了更进一步的高密度的信号连接和更多的供电路径。
[0036]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下一项有益效果：
[0037]1、本专利技术通过在所述封装基板主平面的垂直方向上设置多个转接板，并使多个所述晶片与多个所述转接板交替设置，且通过转接板、硅通孔、微凸块等物理结构使得多个晶片相互连通，使得晶片与转接板之间形成多个互连封装层次，当所述多个晶片是不同晶圆工艺、材料以及颗粒尺寸的晶片时，可以融合不同种晶片的运算能力，实现一种高密度的异质结合的一个新型堆叠封装。
[0038]2、相比于传统封装工艺中，信号只能通过封装基板上的互连线路从一个晶片传递到另一个晶片依次传递，本专利技术信号传输路径可以从晶片到转接板再到另一平面层次的晶片，也可以由处于同一平面层次的晶片通过转接板相互传递，增加了信号传输路径，实现了多层次、高带宽的信号互连。
[0039]3、相比于传统POP堆叠封装中晶片与封装基板、转接板之间间距的调整范围不足够匹配，散热能力较差等缺点，本专利技术晶片与转接板之间通过微凸块相连接，相互之间具有合理匹配的间距，通过在转接板与晶片之间填充高导热胶，增强垂直方向上的导热路径，提高所述封装结构的散热性能，解决一般堆叠封装体中间隙空间未合理运用，导热路径不足等问题。同时，所述转接板可以使用导热性较好的硅工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多晶片封装互连结构，其特征在于，包括：封装基板，具有内部互连线路；装配体，安装于所述封装基板上，并与所述封装基板互连；所述装配体包括多个转接板和多个晶片，多个所述转接板在所述封装基板主平面的垂直方向上依次排布，多个所述晶片与多个所述转接板交替设置，通过多个所述转接板使多个所述晶片相互连通，形成具有互连界面的多个封装互连层次。2.根据权利要求1所述的多晶片封装互连结构，其特征在于，所述转接板与所述晶片之间具有缝隙，所述缝隙填充有可固化的填隙胶和/或树脂复合物和/或导热胶。3.根据权利要求1所述的多晶片封装互连结构，其特征在于，所述转接板包括第一转接板与第二转接板，所述晶片包括第一晶片、第二晶片、第三晶片，所述第一晶片安装在所述第一转接板与所述基板之间，所述第二晶片安装在所述第一转接板与所述第二转接板之间，所述第三晶片安装在所述第二转接板上与所述封装基板相对的一侧。4.根据权利要求1所述的多晶片封装互连结构，其特征在于，所述封装基板上安装有多个所述晶片，多个所述晶片在所述封装基板上呈对称阵列分布。5.根据权利要求3所述的多晶片封装互连结构，其特征在于，所述第二转接板与所述封装基板之间安装有承接结构。6.根据权利要求3所述的多晶片封装互连结构，其特征在于，所述第二转接板为具有内部互连线路的有机载板，或所述第二转接板是具有重布线层的有机介质板，或所述第二转接板是硅工...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海源，李斌，
申请(专利权)人：上海为旌科技有限公司，
类型：发明
国别省市：