具厚度减薄区域的晶片封装用基板及其电子装置的制作方法
本发明涉及晶片封装用基板及其电子装置。更具体而言,本发明涉及用于发光二极管(led)晶片,特别是用于共同封装光学(cpo)的封装用基板及其电子装置。
背景技术:
1、随着高效能运算(high performance computing, hpc)、人工智慧(artificialintelligence, ai)以及数据中心应用的快速发展,系统对于高速、大频宽(highbandwidth)且低损耗(low loss)的互连需求日益增加。为满足此需求,共同封装光学(co-packaged optics, cpo)技术逐渐成为主流。共同封装光学通过将光学引擎(opticalengine)直接与运算晶片(如asic、gpu)共同封装于同一基板上,可显著缩短电信号传输距离,降低延迟与信号损耗,并提升系统整体能效与频宽密度。由于共同封装光学系统需在高频操作下维持稳定性,基板设计必须兼顾低阻抗,以避免电阻-电容负载(rc loading)干扰,确保信号完整性。
2、然而,由于需要高频操作,现有设计中常采用厚铜(举例来说,约5 μm)以降低线路阻抗。铜材料虽具有低电阻但同时具有超高导热系数(约401 w/m·k),高铜厚造成导热体积增加,导致在发光二极管(light emitting diode, led)晶片接合(bonding)过程中,激光加热能量蓄积效率不足,进而造成晶片上件率不佳。此问题显示,现有基板结构在兼顾高频低阻抗设计的同时,却面临导热过高造成激光加热效率不足的矛盾。
3、因此,如何在满足共同封装光学高频操作需求的前提下,兼顾低阻抗与低损耗设计,同时改善激光加热蓄热效率与晶片接合良率,已成为晶片封装用基板结构亟需解决的技术挑战。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种晶片封装用基板结构,藉由于连接垫上形成厚度减薄区域,调整该区域的铜膜厚,以改善晶片于激光加热接合过程中的蓄热效率。通过此设计,可有效提升晶片上件率,并避免因连接垫金属材高导热系数与高膜厚导致的热能散失问题。
2、本发明的目的在于进一步兼顾高频操作下的电性需求,于线路区保持高膜厚以降低线路阻抗,避免电阻-电容负载干扰造成信号衰减或驱动失效,同时于连接垫区域降低铜膜厚度,以改善激光加热蓄热特性。藉由线路区与连接垫区域的差异化设计,本发明能在确保高速信号完整性的同时,提升晶片封装良率与可靠性。
3、有鉴于此,本发明提供一种用于一晶片封装的基板,包括:一基底;一线路及一连接垫,形成于该基底上,该连接垫与该线路电性相连接,该连接垫配置用以与该晶片电性相连接,及一绝缘层,设置于该线路和该连接垫之上,其中该连接垫于与该晶片电性连接的对应区域形成有一厚度减薄区域,且该绝缘层具有一开口,该开口相对于该厚度减薄区域设置,以使该晶片通过该开口与该厚度减薄区域进行连接,该厚度减薄区域的厚度为相对于该线路的厚度的20%至80%。
4、在一些实施例中,该厚度减薄区域位于该开口的下方及部分该绝缘层的下方,该连接垫于该厚度减薄区域的边界形成一侧向凹蚀区域,该侧向凹蚀区域沿该厚度减薄区域的边界延伸,并构成该厚度减薄区域的一部分。
5、在一些实施例中,该连接垫非厚度减薄的区域与该线路的厚度为5微米±15%。
6、在一些实施例中,该厚度减薄区域的厚度小于或等于4微米±15%。
7、在一些实施例中,该厚度减薄区域为一凹陷区域,设置于该开口下方的部分该连接垫上。
8、在一些实施例中,该厚度减薄区域设置于该连接垫的一中央部位,该连接垫于该厚度减薄区域的两侧分别形成一金属保留部,该金属保留部沿该厚度减薄区域的边界周向延伸。
9、在一些实施例中,该厚度减薄区域设置于该连接垫的一侧,并位于该开口下方以与该晶片电性连接,该连接垫于该厚度减薄区域的相对侧形成一金属保留部。
10、在一些实施例中,该连接垫之上设置有一第一金属层,该第一金属层覆盖该厚度减薄区域上表面并沿该厚度减薄区域的侧壁延伸,且该第一金属层之上设置有一第二金属层以与该晶片电性连接。
11、在一些实施例中,该厚度减薄区域的面积占该连接垫总面积的80%以上。
12、本发明还提供一种电子装置,包括:一晶片;及如上所述的基板,其中该晶片通过该开口与该厚度减薄区域的该连接垫进行电性连接。
1.一种用于一晶片封装的基板,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的基板,其特征在于,其中该厚度减薄区域位于该开口的下方及部分该绝缘层的下方,该连接垫于该厚度减薄区域的边界形成一侧向凹蚀区域,该侧向凹蚀区域沿该厚度减薄区域的边界延伸,并构成该厚度减薄区域的一部分。
3.如权利要求1所述的基板,其特征在于,其中该连接垫非厚度减薄的区域与该线路的厚度为5微米±15%。
4.如权利要求1所述的基板,其特征在于,其中该厚度减薄区域的厚度小于或等于4微米±15%。
5.如权利要求1所述的基板,其特征在于,其中该厚度减薄区域为一凹陷区域,设置于该开口下方的部分该连接垫上。
6.如权利要求5所述的基板,其特征在于,其中该厚度减薄区域设置于该连接垫的一中央部位,该连接垫于该厚度减薄区域的两侧分别形成一金属保留部,该金属保留部沿该厚度减薄区域的边界周向延伸。
7.如权利要求1所述的基板,其特征在于,其中该厚度减薄区域设置于该连接垫的一侧,并位于该开口下方以与该晶片电性连接,该连接垫于该厚度减薄区域的相对侧形成一金属保留部。
8.如权利要求7所述的基板,其特征在于,其中该连接垫之上设置有一第一金属层,该第一金属层覆盖该厚度减薄区域上表面并沿该厚度减薄区域的侧壁延伸,且该第一金属层之上设置有一第二金属层以与该晶片电性连接。
9.如权利要求1所述的基板,其特征在于,其中该厚度减薄区域的面积占该连接垫总面积的80%以上。
10.一种电子装置,其特征在于,包括:
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