一种用于同构芯片的晶圆级集成结构的制作方法

本发明总的来说涉及半导体制造。具体而言，本发明涉及一种用于同构芯片的晶圆级集成结构。

背景技术：

1、晶圆级封装(wlp，wafer level package)是指直接在晶圆上进行大多数或者全部的封装测试程序后，再进行切割(singulation)以形成单颗的芯片组件的封装技术。晶圆级封装具有封装尺寸较小以及电性表现较好的优点，目前已被广泛应用于低脚数消费性集成电路(ic，integrated circuit)的封装。

2、现有技术中，中国专利“cn114823592a”公开了一种晶上系统结构及其制备方法，该结构包括晶圆基板、集成芯粒、系统配置板和系统散热模组。所述晶圆基板和集成芯粒通过晶圆基板上表面的晶圆微凸点阵列和集成芯粒下表面的芯粒微凸点阵列键合相连；所述晶圆基板和系统配置板通过晶圆基板上的铜柱阵列和系统配置板下表面的焊盘键合相连；晶圆基板和系统配置板之间设有塑封层，塑封晶圆基板、集成芯粒和铜柱阵列；所述集成芯粒之间通过晶圆基板的顶部设置的重布线层电连接；所述系统配置板通过所述重布线层以及铜柱阵列与集成芯粒电连接；所述系统散热模组贴合在晶圆基板的下表面。

3、然而现有技术仍存在下列问题：多个晶圆级芯片之间的连接数量有限；晶圆级芯片之间互联线的数量受限；晶圆级芯片之间带宽受限；晶圆级芯片之间的通信通路长，因此需要借道转接板(interposer)、基板(substrate)或者印刷电路板(pcb)来进行通信，其供电通路长、散热效果差。

技术实现思路

1、为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种用于同构芯片的晶圆级集成结构，包括：

2、印刷电路板，其包括多个相互分离的印刷电路板模块，所述印刷电路板模块包括：

3、多个第一印刷电路板模块；以及

4、多个第二印刷电路板模块，其布置在多个第一印刷电路板模块的周围；

5、转接板，其布置在多个第一印刷电路板模块的第一面上；

6、多个芯片，其布置在所述转接板上；以及

7、多个输入/输出连接器，其布置在所述第二印刷电路板模块的第一面上。

8、在本发明一个实施例中规定，多个所述第一印刷电路板模块的第一面通过球栅阵列与所述转接板连接。

9、在本发明一个实施例中规定，所述转接板上设有硅通孔。

10、在本发明一个实施例中规定，所述输入/输出连接器布置在多个所述第二印刷电路板模块的至少一部分的第一面上。

11、在本发明一个实施例中规定，所述芯片包括多个同构芯片和\或多个裸芯片，所述同构芯片包括计算芯片、接口芯片以及存储芯片。

12、在本发明一个实施例中规定，多个所述芯片通过混合键合互联。

13、在本发明一个实施例中规定，所述用于同构芯片的晶圆级集成结构还包括：

14、第一散热模块，其布置在所述多个芯片上，其中所述多个芯片通过热导层与所述第一散热模块连接；

15、第二散热模块，其将所述第一散热模块与所述第二印刷电路板模块的第一面连接；以及

16、第三散热模块，其与所述第二印刷电路板模块的第二面连接。

17、在本发明一个实施例中规定，所述用于同构芯片的晶圆级集成结构还包括垂直供电模块，其包括：

18、直流输入端；

19、电压调节电路板，其与所述直流输入端连接；

20、电源连接器，其与所述电压调节电路板连接；以及

21、二级电源模组，其与所述电源连接器连接，并且与所述第一印刷电路板模块的第二面连接。

22、在本发明一个实施例中规定，所述用于同构芯片的晶圆级集成结构包括多个垂直供电模块，其中每个所述第一印刷电路板模块分别与多个垂直供电模块的其中之一连接，并且多个所述垂直供电模块布置有第四散热模块。

23、在本发明一个实施例中规定，所述第二散热模块、第三散热模块和\或第四散热模块是一体式散热器和机械支撑件。

24、本发明至少具有如下有益效果：本发明提出一种用于同构芯片的晶圆级集成结构，其中将多个芯片通过转接板(inter pose r)实现高速片间互联，极大的减少对外连接的输入/输出(i0，l nput/0utput)通路数量。该结构集成了垂直供电模组，在功能上除了常规的芯片功能，一体化集成了提高电源完整性的器件。该结构设有多个散热模块，可以实现对于超过千瓦功耗的芯片本身以及电源模组的有效散热。该结构提供分离式的pcb，可以有效降低转接板和pcb之间的应力。并且该结构在转接板的周围集成输入/输出连接器，可以将往外扇出的i 0通路与供电通路分开，进一步便于系统之间的互联。

技术特征：

1.一种用于同构芯片的晶圆级集成结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于同构芯片的晶圆级集成结构，其特征在于，多个所述第一印刷电路板模块的第一面通过球栅阵列与所述转接板连接。

3.根据权利要求1所述的用于同构芯片的晶圆级集成结构，其特征在于，所述转接板上设有硅通孔。

4.根据权利要求1所述的用于同构芯片的晶圆级集成结构，其特征在于，所述输入/输出连接器布置在多个所述第二印刷电路板模块的至少一部分的第一面上。

5.根据权利要求1所述的用于同构芯片的晶圆级集成结构，其特征在于，所述芯片包括多个同构芯片和\或多个裸芯片，所述同构芯片包括计算芯片、接口芯片以及存储芯片。

6.根据权利要求5所述的用于同构芯片的晶圆级集成结构，其特征在于，多个所述芯片通过混合键合互联。

7.根据权利要求1所述的用于同构芯片的晶圆级集成结构，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的用于同构芯片的晶圆级集成结构，其特征在于，还包括垂直供电模块，其包括：

9.根据权利要求8所述的用于同构芯片的晶圆级集成结构，其特征在于，包括多个垂直供电模块，其中每个所述第一印刷电路板模块分别与多个垂直供电模块的其中之一连接，并且多个所述垂直供电模块布置有第四散热模块。

10.根据权利要求9所述的用于同构芯片的晶圆级集成结构，其特征在于，所述第二散热模块、第三散热模块和\或第四散热模块是一体式散热器和机械支撑件。

技术总结
本发明涉及半导体制造技术领域，提出一种用于同构芯片的晶圆级集成结构，包括：印刷电路板，其包括多个相互分离的第一印刷电路板模块以及第二印刷电路板模块；转接板，其布置在多个第一印刷电路板模块的第一面上；多个芯片，其布置在所述转接板上；以及多个输入/输出连接器，其布置在所述第二印刷电路板模块的第一面上。该结构将多个芯片通过转接板实现高速片间互联，极大的减少对外连接的I 0通路数量，并且提供分离式的PCB，可以有效降低转接板和PCB之间的应力。

技术研发人员：姜申飞,李霞,胡杨,王磊,潘岳,朱小云,王立华,郝培霖,韩慧明
受保护的技术使用者：上海人工智能创新中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13