面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法与流程

本发明涉及芯片封装，特别涉及一种面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法。

背景技术：

1、芯粒集成技术被认为是“后摩尔时代”集成电路性能持续提升的重要解决方案，产业界在芯粒集成方案中推出了不同的技术方案，其中基于硅桥芯片互连的先进封装技术得益于其工艺灵活和成本相对可控的优势，是异构芯粒集成技术的主流方案之一。但是该技术存在如何实现硅桥芯片与封装基板进行更好的融合，如何实现硅桥芯片在基板中的信号引出以及芯片嵌入层如何解决垂直互连等问题，故需要开发一种硅桥芯片内嵌高密度有机基板的结构及制备方法。

2、英特尔提出的emib是一种实现硅桥芯片与基板融合的典型方案，通过在基板内形成空腔结构放置硅桥芯片，与标准封装基板制备工艺相比，该技术对硅桥芯片的装片和绝缘层打孔提出了非常高的精度要求，同时引入基板开腔的工艺，对技术成本和开发难度带来了挑战，故需开发一种工艺更为简单的硅桥芯片内嵌技术，以此进一步降低研发成本和技术难度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，以解决背景技术中的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，包括：

3、步骤一、制作芯板层，并在所述芯板层的双面分别形成第一介质层和第二介质层；

4、步骤二、研磨所述芯板层正面的第一介质层，再制备第一布线层；

5、步骤三、在所述芯板层的正面制作第三介质层以及研磨背面的第二介质层：

6、步骤四、在背面制备第二布线层，并制备第四介质层；

7、重复步骤二～步骤四，制备成基板主体；

8、步骤五、在基板主体上制作超高铜柱并贴装硅桥芯片；

9、步骤六、在基板主体制作有超高铜柱的一面制备第五介质层，对基板主体双面介质层进行研磨。

10、在一种实施方式中，所述步骤一包括：

11、提供覆铜板；

12、在所述覆铜板上打孔并塞铜形成铜柱盲孔；

13、在所述覆铜板表面的图形化处制作焊盘，形成芯板层；

14、在所述芯板层的正面和背面进行双面压膜分别形成第一介质层和第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层覆盖所述芯板层表面的焊盘，实现介质隔离。

15、在一种实施方式中，所述步骤二包括：

16、研磨所述芯板层正面的第一介质层，漏出正面的铜焊盘，为正面布线做准备；

17、在所述芯板层的正面形成第一布线层和第一铜柱，所述第一布线层用于内水平方向互连，所述第一铜柱用于垂直方向互连。

18、在一种实施方式中，所述步骤三包括：在所述芯板层的正面压介质薄膜形成第三介质层，所述第三介质层覆盖第一层布线；然后研磨背面的第二介质层，漏出背面的焊盘，为背面布线做准备。

19、在一种实施方式中，所述步骤四包括：在所述芯板层的背面形成第二布线层和第二铜柱；再压介质薄膜形成第四介质层，所述第四介质层覆盖所述第二层布线。

20、在一种实施方式中，所述步骤五包括：在所述基板主体上形成超高铜柱，用于实现芯片嵌入层的垂直互连；

21、通过贴片工艺将硅桥芯片正装在基板主体上，所述硅桥芯片上预先已形成微铜柱，所述微铜柱面向上。

22、在一种实施方式中，所述步骤六包括：通过压介质薄膜形成第五介质层，所述第五介质层覆盖所述超高铜柱和所述硅桥芯片；

23、研磨所述第五介质层，实现所述超高铜柱和所述硅桥芯片漏铜，形成基板主体正面的焊盘区；研磨基板背面的第四介质层，形成基板主体背面的焊盘区。

24、在一种实施方式中，所述超高铜柱用tmv结构。

25、在一种实施方式中，所述硅桥芯片是无源硅桥芯片或者有源芯粒，所述无源硅桥芯片用于芯粒间的互连，所述有源芯粒埋置后与其它芯粒互连。

26、本发明提供的一种面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，基于半加成法和介质薄膜叠层工艺完成高密度有机基板制备，提出在芯片内嵌层生长超高铜柱解决纵向互连问题，通过硅桥芯片上的预置微铜柱实现信号引出，在实现有机基板局域布线密度增强的同时没有引入新的复杂的工艺，具有成本和开发难度低的优势。

技术特征：

1.一种面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，其特征在于，所述步骤一包括：

3.如权利要求2所述的面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，其特征在于，所述步骤二包括：

4.如权利要求3所述的面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，其特征在于，所述步骤三包括：在所述芯板层的正面压介质薄膜形成第三介质层，所述第三介质层覆盖第一层布线；然后研磨背面的第二介质层，漏出背面的焊盘，为背面布线做准备。

5.如权利要求4所述的面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，其特征在于，所述步骤四包括：在所述芯板层的背面形成第二布线层和第二铜柱；再压介质薄膜形成第四介质层，所述第四介质层覆盖所述第二层布线。

6.如权利要求5所述的面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，其特征在于，所述步骤五包括：在所述基板主体上形成超高铜柱，用于实现芯片嵌入层的垂直互连；

7.如权利要求6所述的面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，其特征在于，所述步骤六包括：通过压介质薄膜形成第五介质层，所述第五介质层覆盖所述超高铜柱和所述硅桥芯片；

8.如权利要求6所述的面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，其特征在于，所述超高铜柱用tmv结构。

9.如权利要求6所述的面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，其特征在于，所述硅桥芯片是无源硅桥芯片或者有源芯粒，所述无源硅桥芯片用于芯粒间的互连，所述有源芯粒埋置后与其它芯粒互连。

技术总结
本发明公开一种面向芯粒集成的硅桥芯片嵌入式有机基板结构的制备方法，属于芯片封装领域。制作芯板层，并在所述芯板层的双面分别形成第一介质层和第二介质层；研磨所述芯板层正面的第一介质层，再制备第一布线层；在所述芯板层的正面制作第三介质层以及研磨背面的第二介质层：在背面制备第二布线层，并制备第四介质层；重复上述步骤制备成基板主体；在基板主体上制作超高铜柱并贴装硅桥芯片；在基板主体制作有超高铜柱的一面制备第五介质层，再对第五介质层进行研磨。本发明可实现硅桥芯片嵌入高密度有机基板的制备，实现有机基板布线密度局域增强，满足高性能芯粒间的高密度互连需求，支撑“后摩尔时代”下集成电路性能持续提升。

技术研发人员：袁渊,王刚,刘书利,孟德喜
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十八研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17