芯片封装结构及其制备方法、电子设备与流程

本技术涉及半导体，尤其涉及一种芯片封装结构及其制备方法、电子设备。

背景技术：

1、随着新能源、高铁、风电等高压电力技术的发展，高压电机驱动系统较低的运行效率问题日益凸显。

2、目前，高压电机驱动系统的多个器件分立设置，占用较多的板级空间，使得高压电机驱动系统的占用面积较大，器件之间的信号线较长、内阻较大，且信号线之间易产生寄生电容或寄生电感而降低信号的传输效率，导致器件的功耗较大、延时较高。

技术实现思路

1、本技术提出一种芯片封装结构及其制备方法、电子设备，旨在减小芯片封装结构的占用面积，降低器件的功耗和延时。

2、第一方面，本技术提供了一种芯片封装结构，该芯片封装结构包括依次层叠设置的控制芯片、重新布线层和功率芯片，控制芯片包括靠近重新布线层的第一表面及设置于第一表面的第一导电结构，重新布线层包括靠近控制芯片的第二表面及设置于第二表面的第二导电结构，第一导电结构与第二导电结构电连接。重新布线层还包括靠近功率芯片的第三表面及设置于第三表面的第三导电结构，功率芯片包括靠近重新布线层的第四表面及设置于第四表面的第四导电结构，第三导电结构与第四导电结构电连接。

3、本技术的上述实施例中，控制芯片、重新布线层和功率芯片依次层叠设置，通过控制芯片的第一导电结构与重新布线层的第二导电结构电连接，实现控制芯片与重新布线层的电连接。并通过重新布线层的第三导电结构与功率芯片的第四导电结构电连接，实现功率芯片与重新布线层的电连接，以形成芯片封装结构。

4、芯片封装结构中多个芯片堆叠设置，其集成度较高，减小了器件的占用面积，且减少了内部走线的长度和内阻，减弱了走线之间产生的寄生电容或寄生电感，有利于降低信号在走线上传输的压降，提高信号在走线上的传输效率，从而降低器件的功耗和延时，提高器件的响应速度和开关频率，提高搭载该芯片封装结构的设备的可靠性。

5、根据本技术的一个实施例，重新布线层集成于控制芯片的第一表面上，可提高重新布线层与控制芯片的连接强度及连接的稳定性。

6、根据本技术的一个实施例，芯片封装结构还包括第一连接结构，第三导电结构通过第一连接结构与第四导电结构电连接，第一连接结构的结构简单，便于设置。

7、根据本技术的一个实施例，重新布线层还包括设置于第三表面的第一介质层，功率芯片还包括设置于第四表面的第二介质层，其中，第三导电结构与第四导电结构键合，第一介质层与第二介质层相接触，以实现功率芯片与重新布线层的混合键合。

8、通过采用混合键合的方式，保证第三导电结构与第四导电结构连接的稳定性，有利于降低二者的连接处的电阻率，降低信号在连接处的压降，提高信号的传输效率。

9、根据本技术的一个实施例，重新布线层集成于功率芯片的第四表面上，可提高重新布线层与功率芯片的连接强度及连接的稳定性。

10、根据本技术的一个实施例，芯片封装结构还包括第二连接结构，第一导电结构通过第二连接结构与第二导电结构电连接，第二连接结构的结构简单，便于设置。

11、根据本技术的一个实施例，控制芯片还包括设置于第一表面的第三介质层，重新布线层还包括设置于第二表面的第四介质层，其中，第一导电结构与第二导电结构键合，第三介质层与第四介质层相接触，以实现控制芯片与重新布线层的混合键合。

12、通过采用混合键合的方式，保证第一导电结构与第二导电结构连接的稳定性，有利于降低二者的连接处的电阻率，降低信号在连接处的压降，提高信号的传输效率。

13、根据本技术的一个实施例，芯片封装结构包括多个功率芯片，多个功率芯片层叠设置且位于重新布线层的远离控制芯片的一侧。功率芯片还包括远离重新布线层的第五表面及设置于第五表面的第五导电结构，相邻的两个功率芯片中，一个功率芯片的第五导电结构与另一个功率芯片的第四导电结构电连接，以实现相邻两个功率芯片的电连接。

14、可以理解的是，多个功率芯片中元件的设置密度大致相同，使得多个功率芯片的表面的第五导电结构的设置密度大致相同，相邻两个功率芯片的第五导电结构的间距相适配。

15、基于此，通过设置多个功率芯片层叠，且多个功率芯片均位于重新布线层的远离控制芯片的一侧，使多个功率芯片两两相邻，由于相邻两个功率芯片的第五导电结构的间距相适配，以便于相邻两个功率芯片相连。

16、根据本技术的一个实施例，芯片封装结构还包括封装层，封装层包裹控制芯片、重新布线层和功率芯片，起到保护的作用。

17、相较于多个芯片分立设置，多个芯片需要分别进行封装，本技术通过将控制芯片、重新布线层和功率芯片堆叠形成一个芯片封装结构，其集成度较高，只需对芯片封装结构进行一次封装成型，减少了封装工艺的次数，有利于降低封装的成本。

18、第二方面，本技术还提供了一种芯片封装结构的制备方法，该制备方法包括形成依次层叠设置的控制芯片、重新布线层和功率芯片，控制芯片包括靠近重新布线层的第一表面及设置于第一表面的第一导电结构，重新布线层包括靠近控制芯片的第二表面及设置于第二表面的第二导电结构，第一导电结构与第二导电结构电连接。重新布线层还包括靠近功率芯片的第三表面及设置于第三表面的第三导电结构，功率芯片包括靠近重新布线层的第四表面及设置于第四表面的第四导电结构，第三导电结构与第四导电结构电连接。

19、本技术的上述实施例中，形成依次层叠设置的控制芯片、重新布线层和功率芯片，通过第一导电结构与第二导电结构电连接，实现控制芯片与重新布线层的电连接。并通过第三导电结构与第四导电结构电连接，实现功率芯片与重新布线层的电连接，以形成芯片封装结构。

20、芯片封装结构中多个芯片堆叠设置，其集成度较高，减小了器件的占用面积，且减少了内部走线的长度和内阻，减弱了走线之间产生的寄生电容或寄生电感，有利于降低信号在走线上传输的压降，提高信号在走线上的传输效率，从而降低器件的功耗和延时，提高器件的响应速度和开关频率，提高搭载该芯片封装结构的设备的可靠性。

21、根据本技术的一个实施例，形成依次层叠设置的控制芯片、重新布线层和功率芯片，包括：将重新布线层集成于控制芯片的第一表面上；在重新布线层的远离控制芯片的一侧设置功率芯片。

22、可以理解的是，在制备控制芯片的过程中，可采用薄膜沉积工艺，直接在控制芯片的第一表面上制备重新布线层，使重新布线层与控制芯片集成于一体。然后，在重新布线层的远离控制芯片的一侧设置功率芯片，实现控制芯片、重新布线层和功率芯片的层叠。

23、根据本技术的一个实施例，形成依次层叠设置的控制芯片、重新布线层和功率芯片，包括：将重新布线层集成于功率芯片的第四表面上；在重新布线层的远离功率芯片的一侧设置控制芯片。

24、可以理解的是，在制备功率芯片的过程中，可采用薄膜沉积工艺，直接在功率芯片的第四表面上制备重新布线层，使重新布线层与功率芯片集成于一体。然后，在重新布线层的远离功率芯片的一侧设置控制芯片，实现控制芯片、重新布线层和功率芯片的层叠。

25、根据本技术的一个实施例，形成依次层叠设置的控制芯片、重新布线层和功率芯片之后，形成封装层，封装层包裹控制芯片、重新布线层和功率芯片，以实现对芯片封装结构的封装。

26、第三方面，本技术还提供了一种电子设备，电子设备可以为高压电机驱动系统，该高压电机驱动系统可应用于新能源、高铁、风电等高压电力技术领域。电子设备包括电路板以及上述任一实施例中的芯片封装结构，芯片封装结构与电路板电连接。

27、根据本技术的一个实施例，在芯片封装结构中，控制芯片位于功率芯片的靠近电路板的一侧，芯片封装结构通过控制芯片与电路板电连接。

28、可以理解的是，控制芯片中元件的设置密度较小，控制芯片表面的导电结构的设置密度较小，降低了在控制芯片的靠近电路板的表面植焊球的难度，以便于控制芯片通过焊球与电路板焊接。