【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于混合集成電路，具體地說就是一種混合集成電路的芯片及其制備方法。
技術介紹
1、高密度混合集成電路的特點是既要有高密度多層布線基板，又要有以芯片為代表的元器件的高密度組裝互連。通常情況下，芯片等元器件的組裝互連均在電路基板表面進行，但隨著用戶和系統對混合集成電路產品小型化和集成度要求的提高，業內逐漸開始采用在基板內部埋置芯片等元器件的方法，以實現更高密度的集成，在系統集成領域尤其如此。
2、目前，在封裝基板內部進行芯片內埋通常都是在內埋處埋置單層芯片，且缺乏專門的散熱考慮，如現有技術中一種減小芯片埋置與光刻圖形位置偏差的方法（cn110517961a）和一種有內埋芯片的基板結構及使用其的發光裝置（cn11208645a)，雖然均涉及芯片埋置，但是均針對單只芯片埋置，而非3d疊層芯片埋置，不利于充分利用多層布線基板的內部結構空間，不利于進一步提升電路和系統的集成水平和功能密度，在散熱問題突出時缺乏有效的應對措施，從而不利于提升混合集成封裝的性能和可靠性。
技術實現思路
1、本專利技術就是為了克服現有技術中的不足，提供一種混合集成電路的芯片埋置結構及其制備方法。
2、本申請提供以下技術方案：
3、一種混合集成電路的芯片埋置結構的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：
4、s1、取陶瓷封裝基板，在封裝基板上設有埋置槽；
5、s2、在封裝基板底面上均布有一組bga焊球；
6、s3、在埋置槽底面上均布有一組散
7、s4、在金屬層上設有多層芯片互聯組件，多層芯片互聯組件包括從上到下縱向分布的一片頂層芯片、若干疊層芯片和一片底層芯片，疊層芯片上表面均設有pad焊區，在頂層芯片和疊層芯片下表面上均布有一組與pad焊區對應分布的第一導電凸點，在疊層芯片和底層芯片上均設有一組硅通孔,在頂層芯片上設有一組開口向下的盲孔，在硅通孔和盲孔內均填充有導電金屬，導電金屬的一端與對應的第一導電凸點形成電性連接，另一端與pad焊區形成電性連接，而后將底層芯片的底面上設有一組第二導電凸點,?底層芯片中導電金屬的一端與對應的第二導電凸點形成電性連接，另一端與pad焊區形成電性連接；
8、s5、頂層芯片與最上層的疊層芯片之間、每層疊層芯片之間、最下層的疊層芯片與底層芯片之間，均放置有石墨烯復合導熱膜，在石墨烯復合導熱膜上設有與第一導電凸點對應分布的讓位孔，石墨烯復合導熱膜中與石墨烯復合的添加料包含氟化石墨烯和聚酰亞胺，在石墨烯復合導熱膜上設有絕緣粘接膠層，在讓位孔的孔壁上也設有絕緣粘接膠層、絕緣粘接膠層中摻雜有非晶聚四氟乙烯和納米氮化鋁粉料；相鄰芯片之間通過納米銀膏完成第一焊接互連，通過石墨烯導熱膜粘接膠層實現相鄰芯片上表面與下表面之間的連接，從而形成多層芯片互聯組件；
9、s6、在金屬層上涂覆納米銀膏，而后將多層芯片互聯組件放入使得第二導電凸點與納米銀膏接觸，完成芯片互聯組件與金屬層納米銀膏焊接互連；
10、s7、在埋置槽內填注導熱絕緣膠，導熱絕緣膠與環氧粘接膠層材質相同，導熱絕緣膠填充在多層芯片互聯組件與埋置槽槽壁之間，以及多層芯片互聯組件與埋置槽內底面之間的縫隙，直至導熱絕緣膠與頂層芯片上表面平齊，而后按照適用的溫度和時間完成導熱絕緣膠的固化，導熱絕緣膠與絕緣粘接膠層材質相同；
11、s8、在頂層芯片上表面上通過納米銀膏粘接有多層布線的aln基片；
12、s9、采用金絲球鍵合方式，實現aln基片的pad區與封裝基板導體之間的電學連接。
13、在上述技術方案的基礎上，還可以有以下技術方案：
14、所述步驟s5中第一焊接時，焊接溫度大于s6中芯片互聯組件與金屬層共晶焊接時的溫度。
15、所述s3中的散熱金屬柱為銀或銀合金。
16、所述s3和s6中的金屬層為金導體。
17、所述s5中pad焊區表面上涂覆納米銀膏，石墨烯復合導熱膜和絕緣粘接膠層的總高度大于第一導電凸點高度，小于第一導電凸點高度與納米銀膏涂覆厚度之和。
18、一種混合集成電路的芯片埋置的制備方法制成的一種混合集成電路的芯片埋置結構，它包括：封裝基板，在將封裝基板上設有埋置槽，其特征在于：在封裝基板底面上均部有一組bga焊球；在埋置槽內設有多層芯片互聯組件，在埋置槽內填充有導熱絕緣膠，在多層芯片互聯組件上表面上設有多層布線的aln基片，在aln基片與封裝基板之設有通過金絲形成電學連接。
19、所述多層芯片互聯組件包括從上到下縱向分布的若干疊層芯片和一片頂層芯片、一片底層芯片，疊層芯片上表面均設有pad焊區，在疊層芯片下表面上均布有一組與pad焊區對應分布的第一導電凸點，在疊層芯片和底層芯片均設有一組硅通孔，在頂層芯片上設有一組開口向下的盲孔，在硅通孔和盲孔內均填充有導電金屬，導電金屬的一端與對應的第一導電凸點形成電性連接，另一端與pad焊區形成電性連接，而后將底層芯片的底面上設有一組第二導電凸點,?底層芯片中導電金屬的一端與對應的第二導電凸點形成電性連接，另一端與pad焊區形成電性連接；
20、在頂層芯片與最上層的疊層芯片之間、每層疊層芯片之間、最下層的疊層芯片與底層芯片之間，均放置有石墨烯復合導熱膜，在石墨烯復合導熱膜上設有與第一導電凸點對應分布的讓位孔，在石墨烯復合導熱膜上設有絕緣粘接膠層，在讓位孔的孔壁上也設有絕緣粘接膠層，相鄰芯片之間通過納米銀膏完成第一焊接互連，通過石墨烯導熱膜粘接膠層實現相鄰芯片上表面與下表面之間的連接，從而形成多層芯片互聯組件。
21、所述第二導電凸點的體積大于第一導電凸點。
22、在所述埋置槽底面上均布有一組散熱孔，在散熱孔內填充有銀材質的散熱金屬柱，在埋置槽底面上設有覆蓋散熱孔的導電的金屬層。
23、專利技術優點：
24、本專利技術提供的制備方式一方面采用了基于tsv的多層芯片互聯組件內埋結構；另一方面，多層芯片互聯組件內埋結構進行了專門的封裝設計，明顯提升了芯片埋置電路的集成效率、功能密度以及集成封裝的散熱能力，充分利用了內部結構空間，從而整體提升了系統級混合集成封裝的高密度集成水平和封裝可靠性。其中，多層芯片互聯組件相鄰芯片之間采用石墨烯復合導熱膜，比導熱膠具有更好的散熱效果。導熱膜體中與石墨烯復合的添加料包含氟化石墨烯和聚酰亞胺（pi），從而提高了導熱膜的柔韌性、電絕緣性、導熱性和阻燃性；在膜體表面涂覆有一層絕緣粘接膠，且在粘接膠層中摻雜有非晶聚四氟乙烯和納米氮化鋁粉料，可以提高膠層粘接的導熱性和高頻性能，并保證了石墨烯復合膜高性能導熱效果的發揮；膜體上下表面及孔洞內表面涂覆絕緣粘接膠，同時保證了凸點之間、相鄰芯片上下表面之間的電學絕緣；整個膜體厚度（含表面膠層）大于凸點高度，且小于凸點高度與納米銀膏涂覆厚度之和,這既能保證膜體膠面與芯片充分接觸粘接，又能保證本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種混合集成電路的芯片埋置結構的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：
2.根據權利要求1中所述的一種混合集成電路的芯片埋置結構的制備方法，其特征在于：所述步驟S5中第一焊接時，焊接溫度大于S6中芯片互聯組件（3）與金屬層（14）共晶焊接時的溫度。
3.根據權利要求1中所述的一種混合集成電路的芯片埋置結構的制備方法，其特征在于：所述S3中的散熱金屬柱（13）為銀或銀合金。
4.根據權利要求1中所述的一種混合集成電路的芯片埋置結構的制備方法，其特征在于：所述S3和S6中的金屬層（14）為金導體。
5.根據權利要求1中所述的一種混合集成電路的芯片埋置結構的制備方法，其特征在于：所述S5中PAD焊區表面上涂覆納米銀膏，石墨烯復合導熱膜（3g）和絕緣粘接膠層（13g）的總高度大于第一導電凸點（3c）高度，小于第一導電凸點（3c）高度與納米銀膏涂覆厚度之和。
6.采用權利要求1中一種混合集成電路的芯片埋置的制備方法制成的一種混合集成電路的芯片埋置結構，它包括：封裝基板（1），在將封裝基板（1）上設有埋置槽（11），其特征在于：
7.根據權利要求6中一種混合集成電路的芯片埋置結構，其特征在于：所述多層芯片互聯組件（3）包括從上到下縱向分布的一片頂層芯片（3a）、若干疊層芯片（3b）和一片底層芯片（3e），疊層芯片（3b）上表面均設有PAD焊區，在頂層芯片（3a）和疊層芯片（3b）下表面上均布有一組與PAD焊區對應分布的第一導電凸點（3c），在疊層芯片（3b）和底層芯片（3e）均設有一組硅通孔（3h）,在頂層芯片（3a）上設有一組開口向下的盲孔（3k），在硅通孔（3h）和盲孔（3k）內均填充有導電金屬（3d），導電金屬（3d）的一端與對應的第一導電凸點（3c）形成電性連接，另一端與PAD焊區形成電性連接，而后將底層芯片（3e）的底面上設有一組第二導電凸點（4）,?底層芯片（3e)中導電金屬（3d）的一端與對應的第二導電凸點（4）形成電性連接，另一端與PAD焊區形成電性連接；
8.根據權利要求7中一種混合集成電路的芯片埋置結構，其特征在于：所述第二導電凸點（4）的體積大于第一導電凸點（3c）。
9.根據權利要求7中一種混合集成電路的芯片埋置結構，其特征在于：在所述埋置槽（11）底面上均布有一組散熱孔（12），在散熱孔（12）內填充有銀材質的散熱金屬柱（13），在埋置槽（11）底面上設有覆蓋散熱孔（12）的導電的金屬層（14）。
...【技術特征摘要】
1.一種混合集成電路的芯片埋置結構的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：
2.根據權利要求1中所述的一種混合集成電路的芯片埋置結構的制備方法，其特征在于：所述步驟s5中第一焊接時，焊接溫度大于s6中芯片互聯組件（3）與金屬層（14）共晶焊接時的溫度。
3.根據權利要求1中所述的一種混合集成電路的芯片埋置結構的制備方法，其特征在于：所述s3中的散熱金屬柱（13）為銀或銀合金。
4.根據權利要求1中所述的一種混合集成電路的芯片埋置結構的制備方法，其特征在于：所述s3和s6中的金屬層（14）為金導體。
5.根據權利要求1中所述的一種混合集成電路的芯片埋置結構的制備方法，其特征在于：所述s5中pad焊區表面上涂覆納米銀膏，石墨烯復合導熱膜（3g）和絕緣粘接膠層（13g）的總高度大于第一導電凸點（3c）高度，小于第一導電凸點（3c）高度與納米銀膏涂覆厚度之和。
6.采用權利要求1中一種混合集成電路的芯片埋置的制備方法制成的一種混合集成電路的芯片埋置結構，它包括：封裝基板（1），在將封裝基板（1）上設有埋置槽（11），其特征在于：在封裝基板底面（1）上均部有一組bga焊球（2）；在埋置槽（11）內設有多層芯片互聯組件（3），在埋置槽（11）內填充有導熱絕緣膠（6），在多層芯片互聯組件（3）上表面上設有多層布線的aln基片（5），在aln基片...
【專利技術屬性】
技術研發人員：夏俊生，李波，侯育增，姚道俊，王星鑫，
申請(專利權)人：華東光電集成器件研究所，
類型：發明
國別省市：
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