本實(shí)用新型涉及一種混合密度封裝基板的結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電子產(chǎn)品日益小型化、輕便化、多功能、低功耗及低成本發(fā)展趨勢(shì)，2D(二維)封裝技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足要求，部分產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始向2.5D或3D封裝方向發(fā)展。而在2.5D或3D封裝結(jié)構(gòu)中，硅基轉(zhuǎn)接板與有機(jī)基板的結(jié)合使用，是實(shí)現(xiàn)芯片與芯片、芯片與基板互連的重要途徑。

傳統(tǒng)TSV 轉(zhuǎn)接基板制作工藝為：1）在基板上制備盲孔；2）基板單面PECVD 淀積通孔側(cè)壁鈍化層；3）在基板單面磁控濺射淀積通孔側(cè)壁黏附/ 擴(kuò)散阻擋層、種子層金屬；4）電鍍工藝完成通孔金屬填充；5）通孔金屬平坦化；6）減薄露出基板背面通孔金屬；7）制作金屬布線(xiàn)、焊盤(pán)及其保護(hù)層。

傳統(tǒng)TSV 轉(zhuǎn)接基板制備方法還有以下缺陷或不足：

（1）PECVD 淀積深孔側(cè)壁鈍化層均勻性差，深孔底部絕緣層厚度大約只有頂部的1/5，底部絕緣層覆蓋率較差，容易產(chǎn)生不連續(xù)缺陷而嚴(yán)重影響絕緣效果和可靠性。這也限制了鈍化層淀積工藝深寬比淀積能力；

（2）磁控濺射淀積深孔側(cè)壁粘附/ 擴(kuò)散阻擋層、種子層均勻性差，深孔底部厚度大約只有頂部的1/5，深孔底部覆蓋率較差，容易產(chǎn)生不連續(xù)缺陷而導(dǎo)致電鍍時(shí)出現(xiàn)空洞，嚴(yán)重影響通孔可靠性。目前，最先進(jìn)的磁控濺射設(shè)備的深孔深寬比淀積能力小于15:1，這限制了TSV 深寬比淀積能力；

（3）深寬比為20:1 ～ 30:1 的深孔，實(shí)現(xiàn)無(wú)孔洞電鍍填充工藝難度較大，而大孔徑將占據(jù)元件組裝面積、減小布線(xiàn)面積，不利于高密度封裝；

（4）限于上述傳統(tǒng)TSV 轉(zhuǎn)接基板制作工藝，通常轉(zhuǎn)接基板厚度小于200μm，僅可用作轉(zhuǎn)接基板，無(wú)法與整機(jī)板直接進(jìn)行組裝；

（5）TSV轉(zhuǎn)接板工藝成本較高，且封裝工藝復(fù)雜，在諸多封裝技術(shù)中不具備成本優(yōu)勢(shì)；

（6）TSV轉(zhuǎn)接板因硅與有機(jī)基板材料存在物性差異，埋入到有機(jī)基板中存在可靠性問(wèn)題，難以進(jìn)行結(jié)構(gòu)整合；

（7）普通有機(jī)基板可滿(mǎn)足一般密度封裝要求，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)超高密度（如低于55um間距凸點(diǎn)倒裝）封裝要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

承上所示，本實(shí)用新型的目的在于克服上述傳統(tǒng)有機(jī)基板與TSV轉(zhuǎn)接板技術(shù)的不足，提供一種應(yīng)用工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)具備超高密度結(jié)構(gòu)和普通密度封裝結(jié)構(gòu)的混合密度有機(jī)基板結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種混合密度封裝基板的結(jié)構(gòu)，其包括普通基板，所述普通基板的上表面設(shè)有若干個(gè)焊盤(pán)Ⅰ、下表面設(shè)有若干個(gè)焊盤(pán)Ⅱ，

還包括超高密度基板、若干個(gè)高密度芯片、若干個(gè)低密度芯片和包封層Ⅰ，所述包封層Ⅰ設(shè)置于普通基板的上表面，所述超高密度基板由若干層高密度再布線(xiàn)金屬層和選擇性間隔于其間的絕緣層構(gòu)成，且其上下表面均設(shè)置焊盤(pán)，兩層或兩層以上所述高密度再布線(xiàn)金屬層彼此之間存在選擇性電性連接，所述超高密度基板嵌于包封層Ⅰ內(nèi)且其上表面及其焊盤(pán)露出包封層Ⅰ，所述超高密度基板的上表面的焊盤(pán)與所述高密度芯片倒裝連接、其下表面的焊盤(pán)通過(guò)穿透包封層Ⅰ的盲孔Ⅰ及其盲孔內(nèi)金屬與普通基板的部分焊盤(pán)Ⅰ連接，在所述超高密度基板的垂直區(qū)域外形成若干個(gè)基板外層金屬電極，所述基板外層金屬電極的下表面通過(guò)盲孔Ⅱ及其盲孔內(nèi)金屬與普通基板的部分焊盤(pán)Ⅰ連接、其上表面與所述低密度芯片倒裝連接，所述焊盤(pán)Ⅱ設(shè)置焊料凸塊。

本實(shí)用新型所述超高密度基板的高密度再布線(xiàn)金屬層的線(xiàn)寬/線(xiàn)距為6/6um以下。

可選地，所述超高密度基板的高密度再布線(xiàn)金屬層的線(xiàn)寬/線(xiàn)距為5/5um、3/3um或1.8/1.8um。

本實(shí)用新型所述超高密度基板的高密度再布線(xiàn)金屬層的層數(shù)為3層以上。

可選地，所述超高密度基板的高密度再布線(xiàn)金屬層的層數(shù)為6層、7層、8層。

本實(shí)用新型還包括包封層Ⅱ，所述包封層Ⅱ覆蓋高密度芯片、低密度芯片和高密度基板、包封層Ⅰ、基板外層金屬電極的裸露部分。

可選地，本實(shí)用新型還包括通孔，所述通孔穿透包封層Ⅰ和普通基板，其內(nèi)填充金屬，所述基板外層金屬電極的下表面通過(guò)通孔及其通孔內(nèi)金屬與普通基板的部分焊盤(pán)Ⅱ連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、本實(shí)用新型的混合密度封裝基板結(jié)構(gòu)通過(guò)引用超高密度有機(jī)基板代替Si Interposer，并嵌入至普通的有機(jī)基板結(jié)構(gòu)中，提供更小的線(xiàn)寬/線(xiàn)距、更多的高密度再布線(xiàn)金屬層的層數(shù)，在同等封裝面積內(nèi)集成封裝多個(gè)高密度芯片和低密度芯片，不僅可以有效縮短信息傳輸路徑，而且可以實(shí)現(xiàn)更多功能、更高功率，實(shí)現(xiàn)更多引出端，有利于信號(hào)更快地傳輸，以適應(yīng)半導(dǎo)體IC元件在高速、高頻及大容量化等性能方面的快速提高，同時(shí)還進(jìn)一步減小了整體的封裝厚度，以適應(yīng)許多高性能但受空間影響的應(yīng)用器件，是一種具有高成本效益與靈活性的封裝技術(shù)；

2、本實(shí)用新型充分利用了超高密度基板的柔性特點(diǎn)，提升了封裝可靠性，有利于產(chǎn)品良率的提升。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種混合密度封裝基板的封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的剖面示意圖；

其中：

超高密度基板10

基板外層金屬電極110

盲孔Ⅰ130

盲孔Ⅱ150

通孔170

普通基板20

焊盤(pán)Ⅰ230

焊盤(pán)Ⅱ250

焊球251

包封層Ⅰ310

包封層Ⅱ430

高密度芯片51

低密度芯片53

包封層Ⅱ610。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

普通基板20一般是指制造電子混合密度封裝基板、制造搭載電子元器件的母板的基礎(chǔ)材料。其具有導(dǎo)電、絕緣和支撐三個(gè)方面的功能，一般情況下，基板就是覆銅箔層壓板，通過(guò)有選擇地進(jìn)行孔加工、化學(xué)鍍銅、電鍍銅、蝕刻等加工，在基板上得到所需電路圖形，并在普通基板20的上表面形成若干個(gè)焊盤(pán)Ⅰ230、下表面形成若干個(gè)焊盤(pán)Ⅱ250，如圖1所示。一般地，普通基板20的金屬層的線(xiàn)寬/線(xiàn)距為40/40um、20/20um、8/8um，極限情況能做到線(xiàn)寬/線(xiàn)距10/10um。本實(shí)用新型的混合密度封裝基板的結(jié)構(gòu)，其在普通基板20的上方設(shè)置具有柔性特點(diǎn)的超高密度基板10。該超高密度基板10由數(shù)層高密度再布線(xiàn)金屬層和選擇性間隔于其間的絕緣層構(gòu)成，兩層或兩層以上的高密度再布線(xiàn)金屬層彼此之間存在選擇性電性連接，并于超高密度基板10的上下表面均設(shè)置焊盤(pán)，其具備輕、薄、耐摔及形狀可塑性高等柔性特點(diǎn)。采用再布線(xiàn)金屬工藝，超高密度基板10的高密度再布線(xiàn)金屬層的線(xiàn)寬/線(xiàn)距為6/6um以下，線(xiàn)寬/線(xiàn)距一般在（3-5）/（3-5）um，線(xiàn)寬/線(xiàn)距最小能達(dá)到1/1um。其金屬布線(xiàn)層數(shù)在3層以上，一般為4-6層，最多可以達(dá)8層。線(xiàn)寬/線(xiàn)距與層數(shù)可依據(jù)具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)定義。在高密度再布線(xiàn)金屬層的線(xiàn)寬/線(xiàn)距在6/6um以下，如線(xiàn)寬/線(xiàn)距為5/5um、3/3um、1.8/1.8um等，隨著高密度再布線(xiàn)金屬層的層數(shù)的增加，其工藝難度呈跳躍式遞增。由此可知，與普通基板20相比，超高密度基板10的線(xiàn)寬/線(xiàn)距更小、高密度再布線(xiàn)金屬層的層數(shù)更多，單位面積再布線(xiàn)金屬層更密，故稱(chēng)之為超高密度基板10，其總厚度不超過(guò)100um，有利于減小整體的封裝厚度。同時(shí)，超高密度基板10的具有柔性特點(diǎn)，可以提升混合密度封裝基板的整體可靠性。

普通基板20的上表面設(shè)置包封層Ⅰ310，將該超高密度基板10嵌于包封層Ⅰ310內(nèi)且其上表面及其焊盤(pán)露出包封層Ⅰ310。該包封層Ⅰ310的材料可以使用有機(jī)基板行業(yè)的普通包封薄膜材料，包括但不限于環(huán)氧類(lèi)包封樹(shù)脂，如ABF膜。

將高密度芯片51倒裝于超高密度基板10的上表面的焊盤(pán)。高密度芯片51通常指R、C、L等應(yīng)用于要求高精度、尺寸小的無(wú)源元件，其封裝特點(diǎn)是其芯片金屬凸點(diǎn)個(gè)數(shù)多、芯片金屬凸點(diǎn)彼此之間的間距小。高密度芯片51的個(gè)數(shù)可以單個(gè)，也可以多個(gè)，如圖1所示，高密度芯片511、高密度芯片513的型號(hào)可以相同，也可以不同。

超高密度基板10的下表面的焊盤(pán)通過(guò)穿透包封層Ⅰ310的盲孔Ⅰ130及其盲孔內(nèi)金屬與普通基板20的部分焊盤(pán)Ⅰ230連接。在超高密度基板10的垂直區(qū)域外形成若干個(gè)基板外層金屬電極110。該基板外層金屬電極110的下表面通過(guò)穿透包封層Ⅰ310的盲孔Ⅱ150及其盲孔內(nèi)金屬與普通基板20的部分焊盤(pán)Ⅰ230連接?；蚋鶕?jù)實(shí)際需要，使部分基板外層金屬電極110的下表面通過(guò)穿透包封層Ⅰ310和普通基板20的通孔170及其通孔內(nèi)金屬與普通基板20的部分焊盤(pán)Ⅱ250連接。

低密度芯片53是指其芯片金屬凸點(diǎn)個(gè)數(shù)不多、芯片金屬凸點(diǎn)彼此之間的間距不小的芯片?；逋鈱咏饘匐姌O110的上表面與低密度芯片53連接。如圖1所示。低密度芯片531、低密度芯片535與基板外層金屬電極110的上表面貼裝連接，低密度芯片537通過(guò)焊球與基板外層金屬電極110的上表面倒裝連接。基板外層金屬電極110的下表面通過(guò)盲孔Ⅱ150及其盲孔內(nèi)金屬與普通基板20的部分焊盤(pán)Ⅰ230連接，也可以通過(guò)穿透包封層Ⅰ310和普通基板20的通孔170及其通孔內(nèi)金屬，使部分基板外層金屬電極110與普通基板20的部分焊盤(pán)Ⅱ250實(shí)現(xiàn)連接。

材料包括但不限于ABF膜的包封料覆蓋高密度芯片51、低密度芯片53和高密度基板10、包封層Ⅰ310、基板外層金屬電極110的裸露部分，形成包封層Ⅱ610。該包封層Ⅱ610的材質(zhì)與包封層Ⅰ310的材質(zhì)可以是相同的，也可以不同。

焊盤(pán)Ⅱ250處可以設(shè)置焊球251、焊塊等焊料凸塊，將整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的電信息進(jìn)行輸入輸出。

在使用的時(shí)候，高密度芯片511的電信號(hào)通過(guò)超高密度基板10、盲孔Ⅰ130及其盲孔內(nèi)金屬與普通基板20實(shí)現(xiàn)電性連接，如圖1所示。低密度芯片53也可以通過(guò)基板外層金屬電極110、盲孔Ⅱ150及其盲孔內(nèi)金屬或者通過(guò)通孔170及其通孔內(nèi)金屬與普通基板20實(shí)現(xiàn)電性連接。

本實(shí)用新型的混合密度封裝基板的封裝結(jié)構(gòu)，運(yùn)用超高密度基板10可以減薄混合密度封裝基板的整體封裝厚度，避免了傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)存在的TSV深孔所帶來(lái)的一系列缺陷和工藝問(wèn)題；同時(shí)，整體封裝厚度的減小，以適應(yīng)許多高性能但受空間影響的應(yīng)用器件，是一種具有高成本效益與靈活性的封裝技術(shù)。

本實(shí)用新型的混合密度封裝基板的封裝結(jié)構(gòu)采用圓片級(jí)加工工藝，應(yīng)用具有柔性的超高密度基板10提升了封裝可靠性，有利于產(chǎn)品良率的提升。

需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式所做的任何改動(dòng)均不脫離本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)的范圍。相應(yīng)地，本實(shí)用新型的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實(shí)施方式。