[发明专利]一种2.5D/3D电子封装结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种2.5D/3D电子封装结构及其制备方法，包括提供表面具有金属线/连接阵列的晶圆，将待封装的第一芯片和第二芯片固定在金属线/连接阵列上，去除部分晶圆暴露出第一芯片和第二芯片表面；提供玻璃基板，于玻璃基板表面形成腔体；形成通孔，在通孔中填充金属材料形成金属柱；接着于通孔的两端形成与金属柱连接的焊垫；将晶圆嵌入腔体中，且将通孔一端的焊垫与第一芯片和第二芯片相连，通孔另一端的焊垫连接至有机衬底。本发明利用玻璃基板作为载体，在玻璃基板的特定区域制作通孔和腔体，通过通孔中金属柱将芯片和有机衬底连接，通过腔体容纳晶圆硅桥，这样可以避免有机衬底中直接嵌入硅桥的复杂工艺，有助于降低封装成本。

技术领域

本发明属于半导体封装技术领域，特别是涉及一种2.5D/3D电子封装结构及其制备方法。

背景技术

近年来，由于性能需求(如HPC、AI、移动mobile等)的不断增长，集成电路封装经历了从2D集成电路封装到2.5D和3D集成电路封装的快速发展。异构集成(Heterogeneousintegration)成为主流的封装体系。在这一过程中，开发完全集成的2.5D/3D IC封装，同时保持封装/组装的低成本仍然是一个关键挑战。

现有的封装结构是直接将多个芯片(die)通过嵌入式硅桥(Silicon Bridge)组装到有机衬底上，该封装结构被称为嵌入式多芯片互连桥(Embedded multi-dieinterconnect bridge，EMIB)。由此可见，现有的封装结构是需要将硅桥嵌入有机衬底中，它涉及到硅桥嵌入有机衬底复杂的制造工艺，其成本高且周期长。EMIB制作过程牵涉到基板厂商和芯片公司多轮制作轮回，完成EMIB在基板中的插入和制造，只能由特定厂商完成。

因此，提供一种新的2.5D/3D电子封装结构及其制备方法是本领域技术人员需要解决的课题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种2.5D/3D电子封装结构及其制备方法，用于解决现有技术中硅桥直接嵌入有机衬底的工艺制造成本高的问题。同时利用玻璃基体优于硅基体的电学性能，特别是高电阻率和更佳的插入损失(insertionloss)。另外玻璃腔体中可以封装其它被动和主动组件(如电容等)，以提升整个封装的电学性能。同时玻璃的热膨胀系数是可调的，可以选择具有合适热膨胀系数的玻璃以调节硅芯片和底部基板间的热膨胀匹配，减小热膨胀不匹配造成的翘曲和可靠性问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种2.5D/3D电子封装结构的制备方法，所述制备方法至少包括：

提供表面具有金属线/连接阵列的晶圆，将待封装的第一芯片和第二芯片固定在所述金属线/连接阵列上，刻蚀去除部分所述晶圆暴露出所述第一芯片和所述第二芯片表面；

提供一玻璃基板，于所述玻璃基板表面形成腔体；

于所述玻璃基板中形成贯穿所述玻璃基板的通孔，在所述通孔中填充金属材料形成金属柱；

于所述通孔的两端形成与所述金属柱连接的焊垫；

将所述晶圆嵌入所述腔体中，且将所述通孔一端的所述焊垫与所述第一芯片和所述第二芯片相连，所述通孔另一端的所述焊垫连接至有机衬底。

可选地，通过熔融键合或者混合键合的方式将待封装的第一芯片和第二芯片固定在所述金属线/连接阵列上，所述金属线/连接阵列的线宽/线距可以实现1微米及以下。

可选地，所述玻璃基板的热膨胀系数介于3ppm/℃～4ppm/℃之间或介于6ppm/℃～9ppm/℃之间。

可选地，利用激光辅助干法刻蚀工艺于所述玻璃基板中形成贯穿所述玻璃基板的所述通孔。

可选地，所述金属柱的材质包括铜，所述金属线/连接阵列的材质包括铜，钨等。