封装基板和制备方法、封装组件、微电子组件及电子设备与流程

本发明涉及电子器件领域，具体涉及封装基板和制备方法、封装组件、微电子组件及电子设备。

背景技术：

1、随着半导体技术的发展，基于半导体晶圆和/或塑封结构的集成电路芯片得到了广泛的应用。在上述芯片的封装工艺中，两个芯片基板和/或第一缓冲层电路板多通过金属接合或是焊料焊接的方式实现连通。

2、然而，随着芯片领域的不断发展，现有的接合方式存在高度不足，难以提供足够的封装空间、接合点应力大容易出现断裂不良等问题。因此，目前的封装基板和制备方法、封装组件、微电子组件以及电子设备仍有待改进。

技术实现思路

1、本发明旨在一定程度上缓解甚至解决上述问题的至少之一。

2、在本发明的一个方面，本发明提出了一种封装基板。其包括：基板；凸块结构，所述凸块结构位于所述基板的一侧，所述凸块结构包括：导电金属柱和焊料层，所述导电金属柱具有远离所述基板的端面和围绕所述端面的周面，所述焊料层覆盖所述端面，和所述周面的至少部分区域。该封装基板的凸块结构可以在该封装基板和其他基板接合时提供足够的封装空间，凸块结构处的接合点应力能够得到较大程度缓解，不容易出现断裂等不良。

3、根据本发明的实施例，所述凸块结构进一步包括一下结构的至少之一：导电过渡层，所述导电过渡层位于所述基板与所述导电金属柱之间；焊料过渡层，所述焊料过渡层位于所述导电金属柱和所述焊料层之间。由此，可以进一步提高该凸块结构内部各层之间的结合力。

4、根据本发明的实施例，形成所述导电金属柱的材料包括铜。由此，可以提升凸块结构的耐电迁移和热迁移特性。

5、根据本发明的实施例，该基板满足以下条件的至少之一：所述导电过渡层包括种子金属层；所述焊料过渡层包括ni；所述焊料包括sn以及ag及其合金。由此，可以进一步提高该凸块结构内部各层之间的结合力。

6、根据本发明的实施例，所述凸块结构具有所述导电过渡层，所述导电过渡层具有导电过渡层本体和与所述导电过渡层本体连接的导电过渡层凸缘，所述导电过渡层凸缘突出于所述导电金属柱的所述周面。由此，可进一步提高该凸块结构缓解应力的能力。

7、根据本发明的实施例，所述凸块结构具有所述导电过渡层和所述焊料过渡层，所述焊料过渡层覆盖所述导电金属柱的所述端面以及所述周面，并延伸至所述导电过渡层凸缘处。由此，由此，可进一步提高该凸块结构缓解应力的能力。

8、根据本发明的实施例，进一步包括：第一缓冲层，所述第一缓冲层位于所述基板具有所述凸块结构的一侧，并具有用于容纳所述凸块结构的凹部。由此，可进一步提高该封装基板的性能。

9、根据本发明的实施例，所述凸块结构具有导电过渡层，所述导电过渡层具有导电过渡层本体和导电过渡层凸缘，所述第一缓冲层具有位于所述凹部内的侧壁以及和所述侧壁相连的背离所述基板的第一表面，所述导电过渡层本体位于所述凹部内并覆盖所述侧壁，所述导电过渡层凸缘延伸出所述凹部并贴合至所述第一表面。由此，可进一步提高该封装基板的性能。

10、根据本发明的实施例，所述导电过渡层本体的厚度小于所述凹部的厚度，所述导电金属柱的一部分位于所述凹坑内。由此，可进一步提高该凸块结构能够承受的应力。

11、根据本发明的实施例，在平行于所述基板所在平面方向上，所述导电金属柱的截面积不大于所述凹坑的底面积。由此，可进一步提高该凸块结构承受应力的能力。

12、根据本发明的实施例，所述第一缓冲层由有机绝缘材料形成。由此，可进一步提高该封装基板的性能。

13、根据本发明的实施例，所述凸块结构的高度不低于120微米。由此，可为该封装基板在进行封装时提供足够的封装空间。

14、根据本发明的实施例，所述凸块结构的高度不低于200微米。由此，可为该封装基板在进行封装时提供足够的封装空间。

15、根据本发明的实施例，所述凸块结构的横截面形状包括圆形、椭圆形以及多边形的至少之一。由此，有利于进一步缓解该凸块结构在连接其他基板时所受到的应力。

16、根据本发明的实施例，所述凸块结构的横截面的边长或径向尺寸为30-2000微米。由此，可进一步提高该凸块结构承受应力的能力。

17、根据本发明的实施例，所述凸块结构在所述基板所在平面的截面为圆形或椭圆形，所述圆形或椭圆形的径向尺寸为100-250微米。由此，可进一步提高该凸块结构承受应力的能力。

18、根据本发明的实施例，所述凸块结构的高度为200-400微米。由此，可为该封装基板在进行封装时提供足够的封装空间。

19、根据本发明的实施例，在所述基板所在平面的方向上，所述凸块结构的截面为长方形，所述长方形的长宽比为（3:1）~（7:1）。由此，可进一步提高该凸块结构承受应力的能力。

20、根据本发明的实施例，所述长方形长边的长度为100~2000微米。由此，可进一步提高该凸块结构承受应力的能力。

21、根据本发明的实施例，所述凸块结构的高度为130-300微米。由此，可为该封装基板在进行封装时提供足够的封装空间。

22、根据本发明的实施例，所述凸块结构在所述基板所在平面的截面为多边形，所述多边形的面积为0.005~0.7mm2。由此，可进一步提高该凸块结构承受应力的能力。

23、根据本发明的实施例，所述多边形最长边和最短边的边长比为（1:1）~（3:1）。由此，可进一步提高该凸块结构承受应力的能力。

24、根据本发明的实施例，所述凸块结构的高度不低于200微米。由此，可为该封装基板在进行封装时提供足够的封装空间。

25、根据本发明的实施例，所述基板和所述凸块结构之间进一步包括第二缓冲层和布线层，所述第二缓冲层朝向所述基板一侧设置，所述布线层和所述导电过渡层电连接。由此，可进一步提高该封装基板的性能。

26、根据本发明的实施例，所述第二缓冲层由有机绝缘材料形成，所述第二缓冲层具有贯通孔，所述布线层延伸至所述贯通孔内。由此，可进一步提高该封装基板的性能。

27、根据本发明的实施例，所述基板具有相对设置的第一表面和第二表面，所述凸块结构位于所述第一表面一侧，所述第二表面一侧用于容纳电子元件，所述基板具有基板通孔，所述布线层通过所述基板通孔和所述电子元件电连接。由此，可进一步提高该封装基板的性能。

28、根据本发明的实施例，形成所述基板的材料包括si、gaas、gan、soi、sio2、陶瓷以及树脂、玻纤的至少之一。由此，可进一步提高该封装基板的性能。

29、在本发明的又一方面，本发明提出了一种封装组件。该封装组件包括如上所述的封装基板；以及设置于所述封装基板背离所述凸块结构一侧表面上的电子元件。该封装组件具有前述封装基板所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该封装组件具有凸块结构耐应力能力强，不易发生断裂等不良等优点的至少之一。

30、根据本发明的实施例，所述电子元件包括第一芯片，所述第一芯片包括存储芯片。

31、在本发明的又一方面，本发明提出了一种微电子组件。其包括前面所述的封装组以及通过凸块结构和第一芯片电连接的第二芯片结构。该微电子组件具有前述封装组件所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该微电子组件具有凸块结构耐应力能力强，不易发生断裂等不良等优点的至少之一。

32、根据本发明的实施例，所述第二芯片结构包括印刷线路板以及和所述印刷线路板电连接的第二芯片，所述第二芯片包括应用处理器芯片。

33、根据本发明的实施例，所述第二芯片结构和所述封装组件设置所述凸块结构一侧表面之间的距离，不小于100微米。

34、根据本发明的实施例，连通所述第二芯片结构的所述凸块结构的高度不小于250微米。

35、在本发明的又一方面，本发明提出了一种电子设备。其包括前面所述的微电子组件。该电子设备具有前述微电子组件所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该电子设备具有封装连接点处耐应力能力强，不易发生断裂等不良等优点的至少之一。

36、在本发明的又一方面，本发明提出了一种制备前面所述的封装基板的方法，其包括：提供基板；在所述基板的一侧形成第一掩膜层，所述第一掩膜层具有第一凹槽以令预定区域暴露；在所述预定区域内形成导电金属柱；去除所述第一掩膜层，在所述导电金属柱的端面以及周面的至少部分处形成焊料层。该方法可以简便地获得前述的封装基板。

37、根据本发明的实施例，进一步包括以下步骤的至少之一：形成所述第一掩膜层之前，预先在所述基板上形成导电过渡层；以及去除所述第一掩膜层之后，形成所述焊料层之前，预先在所述导电金属柱的端面以及所述周面的至少部分处形成焊料过渡层，所述焊料层形成于所述焊料过渡层之上。由此，可进一步提高该方法制备的封装基板的性能。

38、根据本发明的实施例，去除所述第一掩膜层之后，形成所述焊料过渡层之前，进一步包括：设置第二掩膜层，所述第二掩膜层具有第二凹槽以暴露所述导电金属柱，所述第二凹槽在所述基板上的正投影覆盖所述第一凹槽在所述基板上的正投影。由此，可进一步提高该方法制备的封装基板的性能。

39、根据本发明的实施例，所述第二凹槽的底面积大于所述第一凹槽的底面积，且所述导电金属柱位于所述第二凹槽的中央。由此，可进一步提高该方法制备的封装基板的性能。

40、根据本发明的实施例，形成所述焊料过渡层和所述焊料层包括：在所述第二凹槽内依次形成所述焊料过渡层和焊料，并去除所述第二掩膜层；对所述焊料进行回流焊处理。由此，可进一步提高该方法制备的封装基板的性能。

41、根据本发明的实施例，形成导电过渡层包括：在所述基板的一侧溅射形成导电过渡层材料，并在去除所述第一掩膜层之后，设置所述第二掩膜层之前对所述导电过渡层材料进行刻蚀处理，以形成所述导电过渡层。由此，可进一步提高该方法制备的封装基板的性能。

42、根据本发明的实施例，形成所述导电过渡层包括：在所述基板的一侧溅射形成导电过渡层材料，并在去除所述第二掩膜层之后、进行所述回流焊处理之前，对所述导电过渡层材料进行刻蚀处理，以形成所述导电过渡层。由此，可进一步提高该方法制备的封装基板的性能。

43、根据本发明的实施例，对所述导电过渡层材料进行刻蚀处理，以令所述导电过渡层在所述基板上的正投影位于所述第二凹槽在所述基板上的正投影之内。由此，可进一步提高该方法制备的封装基板的性能。

44、根据本发明的实施例，形成所述导电过渡层包括：基于过渡层掩膜在所述基板的一侧形成所述导电过渡层。由此，可进一步提高该方法制备的封装基板的性能。

45、根据本发明的实施例，形成所述导电金属柱之前，进一步包括：在所述基板上形成第一缓冲层，所述第一缓冲层具有用于容纳所述导电金属柱的凹坑，所述凹坑在所述基板上的正投影和所述第一凹槽在所述基板上的正投影相重叠。由此，可进一步提高该方法制备的封装基板的性能。