一种硅桥嵌入的基板结构及其制造方法

本发明涉及半导体封装，具体涉及一种硅桥嵌入的基板结构及其制造方法。

背景技术：

1、硅桥埋入到基板中用于基板表面封装的相邻芯片间的数据和信号的传输，对于高性能芯片的系统集成，具有重要的意义。fcbga基板中埋入硅桥，主要用于替代带有tsv硅通孔的有机转接板，实现cpu、gpu以及高性能fpga芯片间的数据传输，实现高速、低损耗、高带宽和低功耗的芯片互连。

2、为避免硅桥在fcbga基板中占用很大的空间，通常硅桥的尺寸长度为2-8mm，宽度同样是2-8mm，而厚度为50um左右的薄片，在硅桥的表面是3-5层金属布线层介质是氧化硅、氮化硅、pi，布线金属是铜，由于超高的布线密度，布线层每层的铜的残铜率较高，硅桥的厚度中有30％是rdl层，硅的cte是3×10-6/k，二氧化硅的cte大约0.5×10-6/k，铜为17×10-6/k，rdl层中主要是氧化硅和铜，rdl层材料、基板层和硅之间的热膨胀系数(cte)不匹配，因此会导致硅桥翘曲，而翘曲过大的硅桥贴在开槽中，会出现硅桥因翘曲导致压合层固化过程中出现硅桥的局部翘起，在硅桥底部形成空洞，使得硅桥基板出现严重的可靠性问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种硅桥嵌入的基板结构及其制造方法，用于减小硅桥在基板内发生翘曲。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种硅桥嵌入的基板结构，包括：

4、基板，基板具有填埋树脂面和底面，填埋树脂面上开设有凹槽，填埋树脂面和底面均具有多个第一凸点；

5、硅桥，具有相对的上表面和下表面，下表面与凹槽底部连接，上表面具有地电极和多个第二凸点，地电极的两侧均布置有第二凸点，多个第二凸点间隔分布于上表面，第二凸点相对上表面凸起的高度和地电极相对上表面凸起的高度相同；

6、第一压合层，覆盖于硅桥上，且第一压合层的覆盖厚度小于第二凸点相对上表面凸起的高度，第一压合层用于将硅桥埋入基板内，地电极和第二凸点外露于第一压合层；

7、第二压合层，覆盖于基板的底面，位于基板底面的第一凸点外露于第二压合层。

8、可选地，上述硅桥嵌入的基板结构中，第一压合层的覆盖厚度为第二凸点相对上表面凸起高度的0.4倍～0.6倍。

9、可选地，上述硅桥嵌入的基板结构中，第二凸点呈阵列排布，地电极设置有多个，多个地电极间隔设置。

10、第二方面，本发明还提供一种硅桥嵌入的基板结构的制造方法，适用于上述的硅桥嵌入的基板结构，其特征在于，该方法包括以下步骤：

11、基板开槽，基板的两面分别为填埋树脂面和底面，在填埋树脂面上开设凹槽；

12、贴硅桥，将硅桥设置于凹槽内；

13、第一压合填埋树脂，在基板的填埋树脂面压合填埋树脂以形成第一压合层，并进行固化；

14、压合层刻蚀，将第一压合层的厚度刻蚀至位于填埋树脂面的第一凸点、第二凸点和地电极均露出；

15、制作阻焊层，在第一压合层的表面和第二压合层的表面制作阻焊层。

16、可选地，上述硅桥嵌入的基板结构的制造方法中，第一压合填埋树脂之后还包括步骤：第二压合填埋树脂，在基板的底面压合填埋树脂以形成第二压合层，并进行固化。

17、可选地，上述硅桥嵌入的基板结构的制造方法中，压合层刻蚀还包括将第二压合层的厚度刻蚀至位于底面的第一凸点露出。

18、可选地，上述硅桥嵌入的基板结构的制造方法中，第二压合层的覆盖厚度和第一凸点相对基板底面的凸起高度之间的高度差大于或者等于2微米。

19、可选地，上述硅桥嵌入的基板结构的制造方法中，压合层刻蚀采用干法刻蚀。

20、可选地，上述硅桥嵌入的基板结构的制造方法中，贴硅桥步骤中采用abf将硅桥贴入凹槽内；

21、或，贴硅桥步骤中采用daf将硅桥贴入凹槽内。

22、可选地，上述硅桥嵌入的基板结构的制造方法中，制作阻焊层之后还包括步骤：植球，对在基板上位于填埋树脂面露出的第一凸点和第二凸点进行植球。

23、与现有技术相比，采用上述技术方案时，先在基板的填埋树脂面上开设凹槽，将硅桥贴入凹槽内，然后在基板的填埋树脂面压合填埋树脂以形成第一压合层和第二压合层并进行固化，待固化完成后，分别对第一压合层和第二压合层进行刻蚀，使得位于填埋树脂面的第一凸点、第一凸点、第二凸点和地电极均外露于第一压合层以及位于基板底面的第一凸点外露于第二压合层，在此过程中，由于硅桥的上表面具有地电极，地电极两侧布设有第二凸点，而位于硅桥两侧分布的第二凸点分布密集，导致硅桥两侧的应力偏大，通过中间区域一定厚度的地电极进行应力分布的平衡，使得在硅桥表面地电极区域、第二凸点区域以及周围结构层之间的热膨胀系数保持基本匹配，降低制造时硅桥处发生翘曲的风险。

技术特征：

1.一种硅桥嵌入的基板结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的硅桥嵌入的基板结构，其特征在于，所述第一压合层的覆盖厚度为所述第二凸点相对所述上表面凸起高度的0.4倍～0.6倍。

3.根据权利要求1所述的硅桥嵌入的基板结构，其特征在于，所述第二凸点呈阵列排布，所述地电极设置有多个，多个所述地电极间隔设置。

4.一种硅桥嵌入的基板结构的制造方法，适用于权利要求1-3任一项所述的硅桥嵌入结构，其特征在于，该方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的硅桥嵌入的基板结构的制造方法，其特征在于，第一压合填埋树脂之后还包括步骤：第二压合填埋树脂，在所述基板的底面压合填埋树脂以形成所述第二压合层，并进行固化。

6.根据权利要求5所述的硅桥嵌入的基板结构的制造方法，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的硅桥嵌入的基板结构的制造方法，其特征在于，所述第二压合层的覆盖厚度和所述第一凸点相对所述基板底面的凸起高度之间的高度差大于或者等于2微米。

8.根据权利要求4所述的硅桥嵌入的基板结构的制造方法，其特征在于，压合层刻蚀采用干法刻蚀。

9.根据权利要求4所述的硅桥嵌入的基板结构的制造方法，其特征在于，所述贴硅桥步骤中采用abf将所述硅桥贴入所述凹槽内；

10.根据权利要求4所述的硅桥嵌入的基板结构的制造方法，其特征在于，制作阻焊层之后还包括步骤：植球，对在所述基板上位于填埋树脂面露出的所述第一凸点和所述第二凸点进行植球。

技术总结本发明公开一种硅桥嵌入的基板结构及其制造方法，涉及半导体封装技术领域，以解决制造时硅桥发生翘曲的问题。基板结构包括：基板具有填埋树脂面和底面，填埋树脂面开设凹槽，两面均有多个第一凸点；硅桥下表面与凹槽连接，其上表面有地电极和多个第二凸点，多个第二凸点间隔分布于上表面，地电极两侧均设有第二凸点，第二凸点和地电极相对上表面凸起高度相同；第一压合层覆盖于硅桥上，且其覆盖厚度小于第二凸点相对上表面凸起高度，用于将硅桥埋入基板内，地电极和第二凸点外露于第一压合层；第二压合层覆盖于基板底面，位于底面的第一凸点外露于第二压合层。在硅桥上布置地电极，使各层结构间的CTE保持基本匹配，减少制造时硅桥处的翘曲。技术研发人员：于中尧,方志丹,杨芳,王启东,武晓萌受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/25