CN114883291A - 用于立体封装的可配置转接板和立体封装结构 - Google Patents

Abstract

一种用于立体封装的可配置转接板和立体封装结构，其中所述可配置转接板，包括：基底；位于所述基底第一表面上的若干第一凸块；位于基底第二表面上的若干第二凸块；位于基底中的片上控制网络，包括若干线路和若干路由节点，若干线路包括若干第一线路、若干第二线路和若干第三线路，若干第一线路的一端相应的连接所述若干第一凸块，若干第一线路的另一端连接部分所述路由节点，若干第二线路的一端相应的连接所述若干第二凸块，若干第二线路的另一端连接部分所述路由节点，若干第三线路用于相邻路由节点之间的互连，若干路由节点用于控制所述某一根或多跟目标第一线路与相应的所述某一根或多跟目标第二线路连通。实现了转接板的复用。

Description

用于立体封装的可配置转接板和立体封装结构

技术领域

本申请涉及半导体领域，尤其涉及一种用于立体封装的可配置转接板和立体封装结构。

背景技术

过往要将芯片整合在一起，大多使用系统单封装(System in a Package，SiP)技术，像是PiP(Package in Package)封装、PoP(Package on Package)封装等。然而，随着智能手机、AIoT等应用，不仅需要更高的性能，还要保持小体积、低功耗，在这样的情况下，必须想办法将更多的芯片堆积起来使体积再缩小，因此，目前封装技术除了原有的SiP之外，也纷纷朝向立体封装技术发展。

而立体封装较为人熟知的是2.5D与3D封装，而所谓的2.5D封装，主要的概念是将处理器、记忆体或是其他的芯片，并列排在硅转接板或中介板(Silicon Interposer)上，先经由微凸块(Micro Bump)连结，让硅转接板之内金属线可连接不同芯片的电子讯号；接着再透过硅穿孔(TSV)来连结下方的金属凸块(Solder Bump)，再经由导线载板连结外部金属球，实现芯片、芯片与封装基板之间更紧密的互连。

但是现有进行2.5D封装时，不同功能的封装结构中封装的芯片是不同，因而封装时具体的布线设计是不同的，这就需要硅转接板进行不同的布线设计，使得硅转接板不能复用，使得设计和制作成本较高，并且硅转接板中存在连接错误时，需要重新进行设计，费时费力。

发明内容

本申请一些实施例提供了一种用于立体封装的可配置转接板，包括：

基底，所述基底包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；

位于所述基底第一表面上的若干第一凸块；

位于所述基底第二表面上的若干第二凸块；

位于基底中的片上控制网络，所述片上控制网络包括若干线路和若干路由节点，所述若干线路包括若干第一线路、若干第二线路和若干第三线路，所述若干第一线路的一端相应的连接所述若干第一凸块，所述若干第一线路的另一端连接部分所述路由节点，所述若干第二线路的一端相应的连接所述若干第二凸块，所述若干第二线路的另一端连接部分所述路由节点，所述若干第三线路用于相邻路由节点之间的互连，所述若干路由节点用于控制所述某一根或多跟目标第一线路与相应的所述某一根或多跟目标第二线路连通，从而使得所述某一个或多个目标第一凸块与相应的所述某一个或多个目标第二凸块连通。

在一些实施例中，每一个所述路由节点包括路由器，所述路由器用于控制所述若干第一线路、若干第二线路和若干第三线路之间的连通。

在一些实施例中，所述路由器控制所述若干第一线路、若干第二线路和若干第三线路之间的连通时，相邻所述路由器之间根据NOC网络的标准协议进行通信。

在一些实施例中，将与所述第一线路存在连接的路由器作为源路由器，所述路由节点还包括与路由器连接的控制器，所述控制器中用于存储配置文件，所述配置文件中设定有需要连通的目标第一凸块和目标第二凸块，所述控制器还用于基于所述配置文件规划出所述设定的目标第一凸块到所述设定的目标第二凸块的最优导通线路，并将所述规划出的最优导通线路发送给相应的源路由器，所述源路由器和其他相关的路由器根据所述规划的最优导通线路将特定的第一线路和第二线路连通，从而使得所述设定的目标第一凸块与所述设定的目标第二凸块连通。

在一些实施例中，所述第一凸块的尺寸小于所述第二凸块的尺寸，或者所述第一凸块的尺寸大于所述第一凸块的尺寸。

在一些实施例中，当所述第一凸块的尺寸小于所述第二凸块的尺寸时，所述第一凸块用于连接半导体芯片上的焊盘，所述第二凸块用于连接封装基板或PCB基板上的焊盘。

在一些实施例中，当所述第一凸块的尺寸大于所述第一凸块的尺寸时，所述第二凸块用于连接半导体芯片上的焊盘，所述第一凸块用于连接封装基板或PCB基板上的焊盘。

在一些实施例中，所述路由节点为一个或多个。

在一些实施例中，所述路由节点为一个时，所述若干第一线路的一端相应的连接所述若干第一凸块，所述若干第一线路的另一端连接一个所述路由节点，所述若干第二线路的一端相应的连接所述若干第二凸块，所述若干第二线路的另一端连接一个所述路由节点。

在一些实施例中，所述路由节点为多个时，所述若干路由节点呈二维网状连接。

在一些实施例中，所述路由节点用于控制所述某一根目标第一线路与相应的所述某一根目标第二线路连通，从而使得所述某一个目标第一凸块与相应的所述某一个目标第二凸块连通。

在一些实施例中，所述路由节点用于控制所述某一根目标第一线路与相应的所述多跟目标第二线路连通，从而使得所述某一个目标第一凸块与相应的所述多个目标第二凸块连通。

在一些实施例中，所述路由节点用于控制所述多跟目标第一线路与相应的所述某一根目标第二线路连通，从而使得所述多个目标第一凸块与相应的所述某一个目标第二凸块连通。

在一些实施例中，所述路由节点用于控制所述多跟目标第一线路与相应的所述多跟目标第二线路连通，从而使得所述多个目标第一凸块与相应的所述多个目标第二凸块连通。

本申请一些实施例还提供了一种立体封装结构，包括：

前述所述的可配置转接板；

位于所述可配置转接板的正面上与所述可配置转接板上的若干第一凸块连接的若干半导体芯片；

位于所述可配置转接板的背面上与所述可配置转接板上的若干第二凸块连接的封装基板或PCB基板。

本申请前述一些实施例中的用于立体封装的可配置转接板，包括：基底，所述基底包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；位于所述基底第一表面上的若干第一凸块；位于所述基底第二表面上的若干第二凸块；位于基底中的片上控制网络，所述片上控制网络包括若干线路和若干路由节点，所述若干线路包括若干第一线路、若干第二线路和若干第三线路，所述若干第一线路的一端相应的连接所述若干第一凸块，所述若干第一线路的另一端连接部分所述路由节点，所述若干第二线路的一端相应的连接所述若干第二凸块，所述若干第二线路的另一端连接部分所述路由节点，所述若干第三线路用于相邻路由节点之间的互连，所述若干路由节点用于控制所述某一根或多跟目标第一线路与相应的所述某一根或多跟目标第二线路连通，从而使得所述某一个或多个目标第一凸块与相应的所述某一个或多个目标第二凸块连通。因而在将本申请的可配置转接板应用于立体封装结构时，具体的，在所述可配置转接板的所述第一凸块上连接不同功能的若干芯片，在所述可配置转接板的第二凸块上连接封装基板或PCB基板，以形成不同功能的封装结构时，虽然不同功能的封装结构由于芯片种类和尺寸的不同，使得芯片连接封装基板或PCB基板连接或者芯片与芯片之间连接时，这就要求的转接板中的具体的布线结构是不一样的，而本申请中的转接板，由于所述若干路由节点可以控制所述某一根或多跟目标第一线路与相应的所述某一根或多跟目标第二线路连通，从而使得所述某一个或多个目标第一凸块与相应的所述某一个或多个目标第二凸块连通，因而可以实现不同的布线结构，即采用本申请转接板可以用于不同功能的立体封装，实现了立体封装设计时转接板的复用，无需根据不同的立体封装结构而重新设计转接板，省时省力，并且不会存在连接错误的问题。

附图说明

图1-图2为一些实施例中用于立体封装的可配置转接板的结构示意图；

图3为一些实施例中一种立体封装结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在详述本申请实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

本申请一些实施例提供了一种用于立体封装的可配置转接板，参考图1和图2，其中图2为图1的俯视结构示意图，图1为图2沿切割线AB方向的剖面结构示意图，包括：

基底201，所述基底201包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；

位于所述基底201第一表面上的若干第一凸块202；

位于所述基底201第二表面上的若干第二凸块203；

位于基底201中的片上控制网络，所述片上控制网络包括若干线路和若干路由节点204，所述若干线路包括若干第一线路205、若干第二线路206和若干第三线路207，所述若干第一线路205的一端相应的连接所述若干第一凸块202，所述若干第一线路205的另一端连接部分所述路由节点204，所述若干第二线路206的一端相应的连接所述若干第二凸块203，所述若干第二线路206的另一端连接部分所述路由节点204，所述若干第三线路207用于相邻路由节点204之间的互连，所述若干路由节点204用于控制所述某一根或多跟目标第一线路205与相应的所述某一根或多跟目标第二线路206连通，从而使得所述某一个或多个目标第一凸块202与相应的所述某一个或多个目标第二凸块203连通。

具体的，所述基底201作为可配置转接板的载体。在一些实施例中，所述基底201可以包括半导体衬底和位于所述半导体衬底上的介质层。所述半导体衬底的材料可以为硅(Si)、锗(Ge)、或硅锗(GeSi)、碳化硅(SiC)；也可以是绝缘体上硅(SOI)，绝缘体上锗(GOI)；或者还可以为其它的材料，例如砷化镓等Ⅲ-Ⅴ族化合物。本实施例中，所述半导体衬底的材料为硅。所述介质层可以为单层或多层堆叠结构，所述介质层的材料可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳氮化硅、碳、FSG(掺氟的二氧化硅)、BSG(掺硼的二氧化硅)、PSG(掺磷的二氧化硅)或BPSG(掺硼磷的二氧化硅)或低介电常数(K小于2.5)材料中的一种或几种。

在一些实施例中，所述片上控制网络通过半导体集成制作工艺制作在所述基底中。具体，通过半导体集成制作工艺(包括沉积、研磨、光刻、刻蚀和离子注入等半导体工艺)在所述半导体衬底上形成若干路由节点204，比如路由器；在所述半导体衬底上形成介质层，在介质层中形成与所述若干路由节点204对应连接的若干第一线路205，每一个第一线路205可以包括位于介质层中的若干层金属线以及将不同层的金属线互连的插塞，在形成第一线路205时，可以在所述半导体衬底中和/或介质层中形成将相邻的路由节点204连接的第三线路207，以及在所述半导体衬底中和/或介质层中形成用于每个路由节点204(比如路由器)中的各部件(比如构成具有路由功能的集成电路中的各种有源器件和无源器件等)连接的若干第四线路；通过硅通孔(TSV)工艺，在半导体衬底的背面中形成与若干路由节点204对应连接的若干第二线路206；在所述介质层顶部表面形成与若干第一线路205对应连接的若干第一凸块202；在所述半导体衬底的背面形成与所述若干第二线路206对应连接的若干第二凸块203。

在一些实施例中，所述第一凸块202和第二凸块203的尺寸不同，用于连接的对象不同。在一具体的实例中，所述第一凸块202为微凸块(Micro Bump)，所述第二凸块203为金属凸块(Solder Bump或C4 CU bump)，所述第一凸块202的尺寸小于所述第二凸块203的尺寸，且所述第一凸块202之间的间距小于相邻第二凸块203之间的间距，在将本申请的可配置转接板用于立体封装时(比如2.5D异构封装或3D封装)，所述若干第一凸块202用于连接若干半导体芯片上的焊盘，所述芯片包括但不限于传感器芯片、电源芯片、信号处理芯片、逻辑控制芯片、存储芯片中的一种或几种。所述若干第二凸块202用于连接封装基板或PCB基板上的焊盘。具体的，参考图3，图3为一实施例中采用本申请的可配置转接板形成的立体封装结构，所述若干第一凸块202连接若干半导体芯片上的焊盘，所述若干半导体芯片包括第一芯片301、第二芯片302和第三芯片303，所述若干第二凸块202连接封装基板或PCB基板401上的焊盘，所述封装基板或PCB基板401背面上还可以设置有与所述第二凸块203连接的第三凸块402。

继续参考图1和图2，在一些实施例中，所述第一凸块202和第二凸块203的形状可以为呈球状、椭球装、块状。在另一些实施例中，所述第一凸块202和第二凸块203还可以包括金属柱和位于金属柱顶部表面的凸点。

在其他的实施例中，所述第一凸块的尺寸可以大于所述第二凸块的尺寸，所述第二凸块用于连接半导体芯片上的焊盘，所述第一凸块用于连接封装基板或PCB基板上的焊盘。在其他实施例中，所述第一凸块和第二凸块也可以用于连接其他的外部电路结构。

所述若干路由节点204用于控制所述某一根或多跟目标第一线路205与相应的所述某一根或多跟目标第二线路206连通，从而使得所述某一个或多个目标第一凸块202与相应的所述某一个或多个目标第二凸块203连通。因而在将本申请的可配置转接板应用于立体封装结构时，具体的，在所述可配置转接板的所述第一凸块上连接不同功能的若干芯片，在所述可配置转接板的第二凸块上连接封装基板或PCB基板，以形成不同功能的封装结构时，虽然不同功能的封装结构由于芯片种类和尺寸的不同，使得芯片连接封装基板或PCB基板连接或者芯片与芯片之间连接时，这就要求的转接板中的具体的布线结构是不一样的，而本申请中的转接板，由于所述若干路由节点204可以控制所述某一根或多跟目标第一线路205与相应的所述某一根或多跟目标第二线路206连通，从而使得所述某一个或多个目标第一凸块202与相应的所述某一个或多个目标第二凸块203连通，因而可以实现不同的布线结构，即采用本申请转接板可以用于不同功能的立体封装，实现了立体封装设计时转接板的复用，无需根据不同的立体封装结构而重新设计转接板，省时省力，并且不会存在连接错误的问题。

需要说明的是，本申请中将需要同时连通的一个或多个第一凸块和第二凸块称为目标第一凸块和目标第二凸块，将与目标第一凸块连接的那根第一线路称为第一线路，与所述目标第二凸块连接的第二线路称为目标第二线路。

在一些实施例中，所述路由节点204可以用于控制所述某一根目标第一线路205与相应的所述某一根目标第二线路206连通，从而使得所述某一个目标第一凸块202与相应的所述某一个目标第二凸块203连通。

在一些实施例中，所述路由节点204可以用于控制所述某一根目标第一线路205与相应的所述多跟目标第二线路206连通，从而使得所述某一个目标第一凸块202与相应的所述多个目标第二凸块203连通。

在一些实施例中，所述路由节点204用于控制所述多跟目标第一线路205与相应的所述某一根目标第二线路206连通，从而使得所述多个目标第一凸块202与相应的所述某一个目标第二凸块203连通。

在一些实施例中，所述路由节点204用于控制所述多跟目标第一线路205与相应的所述多跟目标第二线路206连通，从而使得所述多个目标第一凸块202与相应的所述多个目标第二凸块203连通。

在一些实施例中，每一个所述路由节点204包括路由器(图中未示出)，所述路由器用于控制所述若干第一线路202、若干第二线路203和若干第三线路204之间的连通，从而使得相应的目标第一凸块和目标第二凸块之间可以导通。所述路由器用于控制所述若干第一线路、若干第二线路和若干第三线路之间的连通时，相邻所述路由器之间根据NOC网络的标准协议进行通信。

在一些实施例中，将与所述第一线路205存在连接的路由器204作为源路由器，所述路由节点204还包括与路由器连接的控制器(图中未示出)，所述控制器中用于存储配置文件，所述配置文件中设定有需要连通的目标第一凸块和目标第二凸块，所述控制器还用于基于所述配置文件规划出所述设定的目标第一凸块到所述设定的目标第二凸块的最优导通线路，并将所述规划出的最优导通线路发送给相应的源路由器，所述源路由器和其他相关的路由器根据所述规划的最优导通线路将特定的第一线路和第二线路连通，从而使得所述设定的目标第一凸块与所述设定的目标第二凸块连通，从而使得本申请的可配置转接板根据不同的需求，可以设定不同的需要连通的一个或多个目标第一凸块和目标第二凸块，并可以实现不同的连通方式，以更有利于本申请的可配置转接板在不同的立体封装结构上的复用。具体的，请参考图3，在一实施例中，所述配置文件中设定需要连通的目标第一凸块202a和目标第二凸块203b(参考图3)，所述控制器基于所述配置文件规划出所述设定的目标第一凸块202a到所述设定的目标第二凸块203b的最优导通线路如图3中粗实线所示，所述源路由器(图3中左数第二个路由器204)和其他相关的路由器(图3中左数第三个路由器204)根据所述规划的最优导通线路将特定的第一线路205和第二线路206连通，从而使得所述设定的目标第一凸块202a与所述设定的目标第二凸块203b连通。需要说明书的是，前述图3所示的连通仅是作为一个示例，其不应限制本申请的保护范围，本申请的可配置转接板可以实现其他不同的连通方式，具体的根据实际的需要进行设定。

所述路由节点204可以为一个或多个。

在一些实施例中，所述路由节点204为一个时，所述若干第一线路的一端相应的连接所述若干第一凸块，所述若干第一线路的另一端连接一个所述路由节点，所述若干第二线路的一端相应的连接所述若干第二凸块，所述若干第二线路的另一端连接一个所述路由节点。

在一些实施例中，所述路由节点204为多个时，所述若干路由节点204呈二维网状连接(参考图2)。

本申请一些实施例还提供了一种立体封装结构，参考图3，包括：

前述所述的可配置转接板；

位于所述可配置转接板的正面(正面为具有第一凸块202的表面)上与所述可配置转接板上的若干第一凸块202连接的若干半导体芯片(301，302，303)；

位于所述可配置转接板的背面(背面为具有第二凸块203的表面)上与所述可配置转接板上的若干第二凸块203连接的封装基板或PCB基板401。

所述立体封装结构可以为2.5D封装结构或3D封装结构。

本申请虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本申请技术方案的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，包括：

基底，所述基底包括第一表面和与第一表面相对的第二表面；

位于所述基底第一表面上的若干第一凸块；

位于所述基底第二表面上的若干第二凸块；

位于基底中的片上控制网络，所述片上控制网络包括若干线路和若干路由节点，所述若干线路包括若干第一线路、若干第二线路和若干第三线路，所述若干第一线路的一端相应的连接所述若干第一凸块，所述若干第一线路的另一端连接部分所述路由节点，所述若干第二线路的一端相应的连接所述若干第二凸块，所述若干第二线路的另一端连接部分所述路由节点，所述若干第三线路用于相邻路由节点之间的互连，所述若干路由节点用于控制所述某一根或多跟目标第一线路与相应的所述某一根或多跟目标第二线路连通，从而使得所述某一个或多个目标第一凸块与相应的所述某一个或多个目标第二凸块连通。

2.如权利要求1所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，每一个所述路由节点包括路由器，所述路由器用于控制所述若干第一线路、若干第二线路和若干第三线路之间的连通。

3.如权利要求2所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，所述路由器控制所述若干第一线路、若干第二线路和若干第三线路之间的连通时，相邻所述路由器之间根据NOC网络的标准协议进行通信。

4.如权利要求2所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，将与所述第一线路存在连接的路由器作为源路由器，所述路由节点还包括与路由器连接的控制器，所述控制器中用于存储配置文件，所述配置文件中设定有需要连通的目标第一凸块和目标第二凸块，所述控制器还用于基于所述配置文件规划出所述设定的目标第一凸块到所述设定的目标第二凸块的最优导通线路，并将所述规划出的最优导通线路发送给相应的源路由器，所述源路由器和其他相关的路由器根据所述规划的最优导通线路将特定的第一线路和第二线路连通，从而使得所述设定的目标第一凸块与所述设定的目标第二凸块连通。

5.如权利要求1所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，所述第一凸块的尺寸小于所述第二凸块的尺寸，或者所述第一凸块的尺寸大于所述第一凸块的尺寸。

6.如权利要求5所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，当所述第一凸块的尺寸小于所述第二凸块的尺寸时，所述第一凸块用于连接半导体芯片上的焊盘，所述第二凸块用于连接封装基板或PCB基板上的焊盘。

7.如权利要求5所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，当所述第一凸块的尺寸大于所述第一凸块的尺寸时，所述第二凸块用于连接半导体芯片上的焊盘，所述第一凸块用于连接封装基板或PCB基板上的焊盘。

8.如权利要求1所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，所述路由节点为一个或多个。

9.如权利要求8所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，所述路由节点为一个时，所述若干第一线路的一端相应的连接所述若干第一凸块，所述若干第一线路的另一端连接一个所述路由节点，所述若干第二线路的一端相应的连接所述若干第二凸块，所述若干第二线路的另一端连接一个所述路由节点。

10.如权利要求8所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，所述路由节点为多个时，所述若干路由节点呈二维网状连接。

11.如权利要求9或10所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，所述路由节点用于控制所述某一根目标第一线路与相应的所述某一根目标第二线路连通，从而使得所述某一个目标第一凸块与相应的所述某一个目标第二凸块连通。

12.如权利要求9或10所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，所述路由节点用于控制所述某一根目标第一线路与相应的所述多跟目标第二线路连通，从而使得所述某一个目标第一凸块与相应的所述多个目标第二凸块连通。

13.如权利要求9或10所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，所述路由节点用于控制所述多跟目标第一线路与相应的所述某一根目标第二线路连通，从而使得所述多个目标第一凸块与相应的所述某一个目标第二凸块连通。

14.如权利要求9或10所述的用于立体封装的可配置转接板，其特征在于，所述路由节点用于控制所述多跟目标第一线路与相应的所述多跟目标第二线路连通，从而使得所述多个目标第一凸块与相应的所述多个目标第二凸块连通。

15.一种立体封装结构，其特征在于，包括：

前述权利要求1-14任一项所述的可配置转接板；

位于所述可配置转接板的正面上与所述可配置转接板上的若干第一凸块连接的若干半导体芯片；

位于所述可配置转接板的背面上与所述可配置转接板上的若干第二凸块连接的封装基板或PCB基板。

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