带有散热结构的系统封装板卡结构及其制作方法与流程

本公开属于芯片封装技术领域，涉及一种带有散热结构的系统封装板卡结构及其制作方法，特别是一种多芯片埋入的带有散热结构的系统封装板卡结构及其制作方法，该带有散热结构的系统封装板卡结构形成一系统封装板卡，能够直接插在主板上使用。

背景技术：

随着半导体技术的不断发展，片上系统(soc，systemonachip)技术得到空前发展，soc芯片上集成了越来越多的晶体管，功能越来越强大，由于晶体管数量的增加，soc芯片尺寸越来越大，常规1厘米×1厘米～2厘米×2厘米的soc芯片已经无法满足要求了，目前已经发展到3-4厘米见方的芯片，未来将达到并突破5厘米×5厘米。对于大尺寸芯片的封装，在封装技术上存在非常大的困难。

首先，为满足芯片性能要求，减少芯片信号传输的损耗，大尺寸芯片封装无法采用引线键合方式进行封装，芯片只有可能采用倒装焊接的方法。大尺寸的倒装焊具和芯片倒装键合加工制造非常困难。贴片吸头安装好后必须控制芯片键合面与基板平行；如果芯片在焊接过程中存在微小倾斜，即使很小的倾角也会使得在芯片一边与基板接触后另一边与基板之间产生较大的距离，这个距离会导致虚焊，甚至部分焊球完全无法焊接到基板上。比如，芯片大小为30mm×30mm，如果芯片与键合的基板间有1°的倾角，在芯片中，先与基板键合的一边会比另一边低0.52mm，如果芯片植球尺寸＜500微米，那么会有大量的焊球无法键合，形成虚焊漏焊。基板在贴片过程中，不能有翘曲，翘曲也会导致虚焊甚至部分焊球无法焊接。常规的贴片+回流工艺，在回流过程中，基板从低温向高温区传送过程中，由于基板的震动和受热不均匀，大尺寸的基板微小的翘曲变形，都会导致大尺寸芯片对角线上一端产生毫米级的翘起，焊球通常只有几百微米直径，因此，会产生大量焊球虚焊甚至大量焊球无焊接。同样，如果采用原位贴片回流焊接，由于加热是通过吸头和基板平台加热，基板上下表面温度分布非常不均匀，导致基板仍然翘曲，同样虚焊无法避免。因此，大尺寸芯片封装极其困难。

其次，大尺寸芯片的散热是个重要的课题，大尺寸芯片工作过程中散热是大尺寸芯片封装的一个重要问题，常规封装在芯片背面贴散热片，对于大尺寸封装，具有更高的散热要求，仅靠单面的散热片无法满足散热要求。

因此，还有如下技术问题亟待解决：大尺寸芯片利用现有的倒装焊接技术进行封装，会产生虚焊，无法达到封装要求；常规在芯片背面贴散热片的散热方式无法满足大尺寸芯片的散热要求；独立的大尺寸芯片封装占据太大的空间，导致带有大尺寸芯片封装的系统体积过大，不利于信号的传输和数据的处理。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种带有散热结构的系统封装板卡结构及其制作方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种带有散热结构的系统封装板卡结构，包括：陶瓷基板1，其正面和背面均覆有金属层14，17，在金属层中制作有布线15，16，并在金属层中开设有对应埋入芯片6的金属键合区；大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片，共同形成该埋入芯片6，其键合于陶瓷基板1的对应金属键合区中；塑封结构2，封装于该大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片的周围；散热结构9，键合于陶瓷基板1的背面。

在本公开的一些实施例中，该带有散热结构的系统封装板卡结构，还包括：多层再布线层4，位于塑封结构2上表面，与埋入芯片6以及陶瓷基板1中的布线均电气连接，该多层再布线层4的上表面具有多个表面焊盘，非焊盘区域覆有绝缘树脂材料；以及多个元器件，贴装于多层再布线层4的表面焊盘上，形成系统级封装。

在本公开的一些实施例中，多个元器件包括如下器件的一种或组合：表面贴装芯片7和无源元器件8。

在本公开的一些实施例中，陶瓷基板1中制作有导电通孔11，用于陶瓷基板正面布线15和陶瓷基板背面布线16的电气连接；塑封结构2内部制作有导电通道10，该导电通道10连接陶瓷基板的导电通孔11，多层再布线层4通过连接该导电通道10实现与陶瓷基板1中的布线的电气连接。

在本公开的一些实施例中，大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的焊盘上均制作有金属柱，该金属柱在塑封结构2的上表面露出，多层再布线层4通过该金属柱实现与埋入芯片6的电气互联；该大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的背面具有背面散热金属层。

在本公开的一些实施例中，陶瓷基板1为覆铜陶瓷基板；和/或，导电通孔11和导电通道10为铜柱；和/或，导电通道10的高度超过埋入芯片6的最大高度；和/或，大尺寸芯片和小尺寸芯片的高度相同；和/或，大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的焊盘上的金属柱的高度介于15μm-50μm之间；和/或，金属柱为铜柱；和/或，背面散热金属层的材料为如下材料的一种或几种：粘附层为ti或cr，金属层为cu。

在本公开的一些实施例中，散热结构9为主动制冷的制冷散热器，该制冷散热器中设置有隔板18；和/或，散热结构9与陶瓷基板1进行键合的键合层12材料为如下材料中的一种或几种：金属共晶焊料、以及热界面材料；和/或，陶瓷基板1背面的非键合层区域覆有绝缘树脂材料。

在本公开的一些实施例中，在多层再布线层4上表面和陶瓷基板1背面设置有端口通信层3，该端口通信层15包括：金手指或者接插件焊接孔阵列结构。

根据本公开的另一个方面，提供了一种上述带有散热结构的系统封装板卡结构的制作方法，包括：准备大尺寸芯片和若干小尺寸芯片；将准备好的大尺寸芯片和若干小尺寸芯片键合于双面制作有布线15，16的陶瓷基板1的正面；将塑封结构2封装于该大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片的周围，使该大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片共同形成埋入芯片6；在陶瓷基板1的背面键合散热结构9；在塑封结构2上表面制作多层再布线层4，使得多层再布线层4与埋入芯片6以及陶瓷基板1中的布线均电气连接，该多层再布线层4的上表面具有多个表面焊盘，非焊盘区域覆有绝缘树脂材料；在多层再布线层4的表面焊盘上贴装多个元器件。

在本公开的一些实施例中，该制作方法中，准备大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的步骤包括：在大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的焊盘上制作金属柱，在大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的背面制作背面散热金属层；

将塑封结构2封装于该大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片的周围，使该大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片共同形成埋入芯片6的步骤之后，还包括如下步骤：减薄塑封结构2使大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片焊盘上的金属柱在塑封结构2的上表面露出；在塑封结构2中制作导电通道10；

其中，导电通道10通过如下方式的一种进行制作：

激光钻孔，然后在孔中进行金属化；或者，

在陶瓷基板表面电镀第二金属柱，第二金属柱的高度超过埋入芯片的最大高度，在塑封结构的上表面暴露埋入芯片表面金属柱的同时暴露贯通塑封结构的第二金属柱。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开提供的带有散热结构的系统封装板卡结构及其制作方法，具有以下有益效果：

1、将大尺寸芯片和若干小尺寸芯片作为埋入芯片，陶瓷基板作为埋入芯片的支撑结构，陶瓷基板正面和背面具有金属层，金属层中对应设置有供埋入芯片放置的金属键合区，埋入芯片与陶瓷基板键合，并通过塑封结构将埋入芯片进行封装，一方面，采用了芯片埋入技术，避免使用大尺寸芯片的倒装焊技术，因而，避免大尺寸芯片在焊接时因基板翘曲和吸头不平行引起的虚焊和无法焊接等问题；另一方面，通过将陶瓷基板作为埋入芯片的支撑结构，具有如下优点：(a)为埋入芯片提供刚性支撑；(b)低热膨胀系数(cte)的陶瓷基板具有良好的尺寸稳定性，保证多个芯片在埋入基板制作过程中，埋入芯片位置偏移小，同时也大幅度减少埋入过程中基板的翘曲；(c)双面覆有金属层的陶瓷基板表面具有布线能力，并且由于具有(b)提及特点可以实现高精度、高密度布线，在金属层中可制作布线，金属层不仅用于键合埋入芯片，而且能通过布线形成多个埋入芯片与陶瓷基板之间的电气互连；(d)陶瓷基板具有良好的散热能力，为埋入芯片提供良好的散热；从而在避免虚焊或无焊接的同时保证了散热效果和封装；(e)封装完成后，陶瓷基板作为封装的一部分，其双面布线能够分担一部分多层布线的布线需求；此外，通过在陶瓷基板的背面键合散热结构，利用高热导率的陶瓷基板将埋入芯片工作产生的热量向下以及两侧迅速传导散开，再通过散热结构将热量迅速带走，保证芯片工作在正常温度范围内，在解决虚焊这一基本技术问题的同时进一步实现了良好的散热和可靠封装。

2、在上述方案的基础上，更进一步的，在塑封结构表面的多层再布线层上还固定有与埋入芯片相关的有源或无源元器件(例如有源芯片倒装于多层在布线层表面焊盘上和/或无源器件贴装于表面焊盘上)，通过多层再布线层实现埋入芯片和元器件的电气连接，整体实现三维系统封装，不仅可以大幅度减小整个电路板的体积，而且可以大幅度优化整个电路板的电气性能。在解决了上述基本技术问题的基础上进一步解决了独立的大尺寸芯片封装占据空间太大，导致带有大尺寸芯片封装的系统体积过大，不利于信号的传输和数据的处理的技术问题，具有高密度集成的特点，能够大幅度减小封装体积、减小信号传输路径、以及减小损耗。

附图说明

图1为根据本公开一实施例所示的带有散热结构的系统封装板卡结构的剖面示意图。

图2a和图2b分别为如图1所示的带有散热结构的系统封装板卡结构的正面俯视图和背面俯视图。

图3a和图3b分别为根据本公开一实施例所示的陶瓷基板的正面俯视图和背面俯视图。

图4a和图4b分别为根据本公开一实施例所示的制冷散热器的剖面示意图和正面俯视图。

图5为根据本公开一实施例所示的埋入的大尺寸芯片的剖视图。

图6a、图6b和图6c分别为根据本公开一实施例所示的埋入的大尺寸芯片的正面焊盘示意图、正面俯视图和背面俯视图。

图7为根据本公开一实施例所示的埋入的小尺寸芯片的剖视图。

图8为根据本公开一实施例所示的表面贴装芯片的示意图。

图9为根据本公开一实施例所示的无源元器件的示意图。

【符号说明】

1-陶瓷基板；2-塑封结构；

3-端口通信层；4-多层再布线层；

5-大尺寸芯片；6-埋入芯片；

7-表面贴装芯片；8-无源元器件；

9-散热结构/制冷散热器；10-导电通道/铜柱；

11-陶瓷基板导电通孔；12-键合层；

13-制冷剂出入口；14-正面金属层/正面铜层；

15-陶瓷基板正面布线；16-陶瓷基板背面布线；

17-背面金属层/背面铜层；18-隔板；

19-制冷剂腔；20-大尺寸芯片焊盘/第一焊盘；

21-大尺寸芯片铜柱/第一铜柱；22-第一背面散热金属层；

23-小尺寸芯片焊盘/第二焊盘；24-小尺寸芯片铜柱/第二铜柱；

25-第二背面散热金属层。

具体实施方式

本公开提出一种带有散热结构的系统封装板卡结构及其制作方法，通过设置一级封装结构实现二级封装的功能，采用高密度集成板级扇出型埋入芯片封装方案，将常规的一级封装和零级封装扩展到二级封装，使大尺寸芯片与基板高度集成，在避免虚焊问题的同时还具有良好的散热性能，并且具有高密度集成、能够降低信号传输路径、以及减小传输损耗等优点。该带有散热结构的系统封装板卡结构形成一系统封装板卡，能够直接插在主板上使用。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。所有附图中，以右手坐标系的x-y-z指示该器件的三维方向，以便与全文中描述的上、下、左、右等进行方向指示，全部附图与图1坐标系的指示方向一致。

术语“陶瓷基板的布线”包括其正面布线和背面布线。术语“导电通孔”和“导电通道”的含义均为在绝缘材料中制作的导电材料形成的通道，具体尺寸直径的大小不作限定，根据实际器件的尺寸进行适应性设置，在一实施例中例如为：互联铜柱。

在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种带有散热结构的系统封装板卡结构。

图1为根据本公开一实施例所示的带有散热结构的系统封装板卡结构的剖面示意图。图2a和图2b分别为如图1所示的带有散热结构的系统封装板卡结构的正面俯视图和背面俯视图。其中，图1为沿着图2a中a-a线剖开的剖面示意图。

图3a和图3b分别为根据本公开一实施例所示的陶瓷基板的正面俯视图和背面俯视图。

参照图1-图3b所示，本公开的带有散热结构的系统封装板卡结构，包括：陶瓷基板1，其正面和背面均覆有金属层(包括正面金属层14和背面金属层17)，在金属层中制作有布线(包括陶瓷基板正面布线15和陶瓷基板背面布线16)，并在金属层中开设有对应埋入芯片6的金属键合区；大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片，共同形成该埋入芯片6，其键合于陶瓷基板1的对应金属键合区中；塑封结构2，封装于该大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片的周围；散热结构9，键合于陶瓷基板1的背面。

本实施例中，该带有散热结构的系统封装板卡结构还包括：多层再布线层4，位于塑封结构2上表面，与埋入芯片6以及陶瓷基板1中的布线均电气连接，该多层再布线层4的上表面具有多个表面焊盘，非焊盘区域覆有绝缘树脂材料；以及多个元器件，贴装于多层再布线层4的表面焊盘上，形成系统级封装。

下面对本实施例中带有散热结构的系统封装板卡结构的各个部分进行详细介绍。

本实施例中，参照图1、图2a和图2b所示，在多层再布线层4上表面和陶瓷基板1背面设置有端口通信层3，该端口通信层15包括但不限于如下形式：金手指或者接插件焊接孔阵列结构。

在一些实施例中，多个元器件为有源元器件和/或无源元器件，这些元器件与埋入芯片通过多层再布线层4实现电气连接和通信。元器件包括但不限于如下器件的一种或组合：表面贴装芯片7和无源元器件8。

图8为根据本公开一实施例所示的表面贴装芯片的示意图。图9为根据本公开一实施例所示的无源元器件的示意图。

本实施例中，参照图2a所示，元器件为多个(例如这里有5个)有源的表面贴装芯片7和多个密集排布的无源元器件8，其中，表面贴装芯片7的结构示意图如图8所示，该表面贴装芯片7倒装于表面焊盘上；无源元器件8直接贴装于表面焊盘上，通过多层再布线层4与埋入芯片6实现电气通信，并能通过导电通道10与陶瓷基板1的布线实现电气连接(下文会详细介绍)，整体形成高密度集成的三维封装结构。

参照图3a所示，陶瓷基板1的上表面覆有正面金属层14，例如为正面铜层14，该正面铜层14经过图案化工艺制作有陶瓷基板正面布线15以及开设有对应埋入芯片6的金属键合区，大尺寸芯片和若干小尺寸芯片作为埋入芯片6，例如本实施例中为1个大尺寸芯片和5个小尺寸芯片，对应键合于金属键合区，优选的，在陶瓷基板表面布线的同时，在每个共晶键合的埋入芯片6下方陶瓷基板表面保留一块陶瓷基板表面覆铜的铜皮，用于与芯片底部金属键合，如图3a中大尺寸芯片放置区域的铜皮、芯片1-5放置区域的铜皮所示意。

参照图3b所示，陶瓷基板1的下表面覆有背面金属层17，例如为背面铜层17，陶瓷基板1的背面具有陶瓷基板背面布线16。

参照图1、图3a和图3b所示，陶瓷基板1中制作有导电通孔11，例如为铜柱或其他金属柱，用于陶瓷基板正面布线15和陶瓷基板背面布线16的电气连接。

本实施例中，陶瓷基板1优选采用覆铜陶瓷基板(dbc陶瓷基板)，这是一种双面覆铜的陶瓷基板，不需要进行金属化工艺，是一种本身在陶瓷芯板两面带有铜箔的陶瓷基板，覆铜陶瓷基板具有陶瓷的高导热、高电绝缘、高机械强度、低膨胀等特性，又兼具无氧铜的高导电性和优异焊接性能，且能像pcb线路板一样刻蚀出各种图形。

该dbc陶瓷基板通过将铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面上的特殊工艺方法制备得到，其具有高导热特性，高的附着强度，优异的软钎焊性和优良电绝缘性能，是大功率电力电子电路互连技术和结构技术的基础材料。

氧化铝陶瓷的热导率是常规pcb热导率的25-30倍，氮化铝陶瓷的热导率是氧化铝陶瓷的8倍，陶瓷基板代替有机基板具有更加优异的导热性能。

由于陶瓷材料的热膨胀系数(cte)小，材料刚性强，以陶瓷基板为基础的扇出型封装翘曲比较容易控制；材料尺寸稳定性好，扇出多层布线过程中层间布线对准可以保持较高的精度；与硅芯片的cte相近，封装热应力小。扇出型封装高密度布线，要求高精度贴片，承载板具有良好的尺寸稳定性，塑封后尺寸变异小，满足高精度光刻对准。陶瓷基板符合这些要求，易于实现高精度布线。

在一些实施例中，埋入芯片与陶瓷基板之间的键合材料为如下材料中的一种或几种：金属共晶焊料、以及热界面材料。本实施例中，埋入芯片6与陶瓷基板1之间为共晶键合，二者的键合优选铜铜键合，当然高热导率的焊料片键合也可使用。

多层再布线层4，位于塑封结构2上表面，与埋入芯片6以及陶瓷基板1中的布线均电气连接，该多层再布线层4的上表面具有多个表面焊盘，非焊盘区域覆有绝缘树脂材料；多层再布线层将塑封结构表面的芯片焊盘和连接陶瓷基板的导电通道与带有散热结构的系统封装板卡结构的表面焊盘(该表面焊盘为位于多层再布线层上表面的表面焊盘)连接，实现与埋入芯片6以及陶瓷基板1的电气连接。

本公开中，采用陶瓷基板作为埋入芯片的刚性支撑结构，低热膨胀系数(cte)的陶瓷基板具有良好的尺寸稳定性，保证多个芯片在埋入基板制作过程中，埋入芯片位置偏移小，同时也大幅度减少埋入过程中基板的翘曲；双面覆有金属层的陶瓷基板表面具有布线能力，并且由于具有低膨胀系数的特点可以实现高精度、高密度布线，在金属层中可制作布线，金属层不仅用于键合埋入芯片，而且能通过布线形成多个埋入芯片与陶瓷基板之间的电气互连；此外陶瓷基板具有良好的散热能力，为埋入芯片提供良好的散热。

本实施例中，参照图1所示，塑封结构2内部制作有导电通道10，例如为金属柱，优选铜柱，导电通道10的高度超过埋入芯片6的最大高度；该导电通道10连接陶瓷基板的导电通孔11，多层再布线层4通过连接该导电通道10实现与陶瓷基板1中的布线的电气连接。优选导电通孔11和导电通道10均为铜柱。

图4a和图4b分别为根据本公开一实施例所示的制冷散热器的剖面示意图和正面俯视图。图4a为图4b沿着b-b线剖开的剖面示意图。

本实施例中，散热结构9为主动制冷的制冷散热器，参照图4a和图4b该制冷散热器的制冷剂腔19中设置有隔板18，通过该隔板18将散热结构进行区域分割，将保证制冷剂均匀流入和流出，将发热区的热量及时均匀带走，制冷剂出入口13参照图4a和图4b所示。

参照图1所示，散热结构9与陶瓷基板1进行键合的键合层12材料为如下材料中的一种或几种：金属共晶焊料、以及热界面材料。

本实施例中，如图1所示，陶瓷基板1背面的非键合层区域覆有绝缘树脂材料。

在本实施例中，大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的焊盘上的金属柱的高度介于15μm-50μm之间；优选的，埋入芯片焊盘上的金属柱为铜柱。

图5为根据本公开一实施例所示的埋入的大尺寸芯片的剖视图。图6a、图6b和图6c分别为根据本公开一实施例所示的埋入的大尺寸芯片的正面焊盘示意图、正面俯视图和背面俯视图。图7为根据本公开一实施例所示的埋入的小尺寸芯片的剖视图。

在本公开的一些实施例中，参照图6a-图6c所示，大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的焊盘上均制作有金属柱，该金属柱在塑封结构2的上表面露出，多层再布线层4通过该金属柱实现与埋入芯片6的电气互联。该大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的背面具有背面散热金属层。

优选的，埋入芯片6中，大尺寸芯片和小尺寸芯片的高度加工为相同的。

其中，如图5和图6b所示，在大尺寸芯片焊盘20即第一焊盘20上制作有第一铜柱21，如图6c所示，在大尺寸芯片背面具有第一背面散热金属层22；如图7所示，在小尺寸芯片焊盘23即第二焊盘23上制作有第二铜柱24，在小尺寸芯片背面具有第二背面散热金属层25。

在一实例中，背面散热金属层(包括第一背面散热金属层22和第二背面散热金属层25)的材料为如下材料的一种或几种：粘附层为ti或cr，金属层为cu。

在本公开的第二个示例性实施例中，提供了一种带有散热结构的系统封装板卡结构的制作方法。

本实施例中示例制备第一实施例所示的带有散热结构的系统封装板卡结构的制作方法，本公开中任何能形成带有散热结构的系统封装板卡结构的各部件和位置关系的方法均在本公开的保护范围之内。

本实施例中，带有散热结构的系统封装板卡结构的制作方法，包括：

步骤s21：准备大尺寸芯片和若干小尺寸芯片；

步骤s21中，准备大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的步骤包括：在大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的焊盘上制作金属柱，在大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的背面制作背面散热金属层，得到的大尺寸芯片参见图5所示，得到的小尺寸芯片参见图7所示。

大尺寸芯片和若干小尺寸芯片的焊盘上的金属柱的高度介于15μm-50μm之间；优选的，埋入芯片焊盘上的金属柱为铜柱。

步骤s22：将准备好的大尺寸芯片和若干小尺寸芯片键合于双面制作有布线的陶瓷基板1的正面；

本实施例中，双面制作有布线的陶瓷基板1参见图3a和图3b所示，在陶瓷基板表面布线的同时，在每个共晶键合的埋入芯片6下方陶瓷基板表面保留一块陶瓷基板表面覆铜的铜皮，用于与芯片底部金属键合，如图3a中大尺寸芯片放置区域的铜皮、芯片1-5放置区域的铜皮所示意。本实施例中，陶瓷基板1优选采用覆铜陶瓷基板，键合为铜铜键合。

步骤s23：将塑封结构2封装于该大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片的周围，使该大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片共同形成埋入芯片6；

本实施例中，塑封结构2通过将塑封材料浇铸于大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片的周围固化得到。当然，也可以是其他形成塑封结构实现对买日芯片封装的方式。

其中，该步骤s23之后，还包括如下步骤：减薄塑封结构2使大尺寸芯片5和若干小尺寸芯片焊盘上的金属柱在塑封结构2的上表面露出；在塑封结构2中制作导电通道10。

其中，导电通道10通过如下方式的一种进行制作：

激光钻孔，然后在孔中进行金属化；或者，

在陶瓷基板表面电镀第二金属柱(导电通道金属柱)，第二金属柱的高度超过埋入芯片的最大高度，在塑封结构的上表面暴露埋入芯片表面金属柱的同时暴露贯通塑封结构的第二金属柱。

步骤s24：在陶瓷基板1的背面键合散热结构9；

散热结构9为制冷散热器，结构参见图4a和图4b所示，键合层12参见图1所示，散热结构9与陶瓷基板1进行键合的键合层12材料为如下材料中的一种或几种：金属共晶焊料、以及热界面材料。

步骤s25：在塑封结构2上表面制作多层再布线层4，使得多层再布线层4与埋入芯片6以及陶瓷基板1中的布线均电气连接；

其中，该多层再布线层4的上表面具有多个表面焊盘，非焊盘区域覆有绝缘树脂材料。

步骤s26：在多层再布线层4的表面焊盘上贴装多个元器件；

多个元器件为有源元器件和/或无源元器件，这些元器件与埋入芯片通过多层再布线层4实现电气连接和通信。

通过将大尺寸芯片和若干小尺寸芯片背面金属化，正面焊盘制造预定高度(例如15-50微米)的铜柱；将大尺寸芯片和若干小尺寸芯片共晶键合在双面布线的陶瓷基板一侧；通过塑封结构将键合芯片包封，减薄塑封材料层将芯片表面的铜柱露出；在塑封结构中制造连通陶瓷基板的导电通道；在塑封材料表面制作多层再布线层，多层再布线层表面带有多个用于表贴芯片和元器件的表面焊盘；多层再布线层将塑封结构表面的芯片焊盘和连接陶瓷基板的导电通道与带有散热结构的系统封装板卡结构的表面焊盘连接；封装表面焊盘上表贴多个无源元器件和倒装多个芯片。整个封装结构构成系统封装板卡，板卡输出和输入端口采用金手指或焊接接插件形式作为端口通信层；陶瓷基板未贴芯片一侧保留大面积铜皮用于与制冷散热器进行键合，作为封装结构的一部分，制冷散热器提高封装散热能力。

综上所述，本公开提供了一种带有散热结构的系统封装板卡结构及其制作方法，采用高密度集成板级扇出型埋入芯片封装方案，整体实现三维系统封装，使大尺寸芯片与基板高度集成，在避免虚焊问题的同时还具有良好的散热性能，并且不仅可以大幅度减小整个电路板的体积，而且可以大幅度优化整个电路板的电气性能，具有高密度集成、能够降低信号传输路径、以及减小传输损耗等优点。该带有散热结构的系统封装板卡结构形成一系统封装板卡，能够直接插在主板上使用。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

再者，单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。