基于TSV工艺晶上系统与PCB板互连结构及制造方法与流程

技术特征：
1.一种基于tsv工艺晶上系统与pcb板互连结构，其特征在于，包括底部结构件（1）和顶部结构件（2），所述底部结构件（1）与所述顶部结构件（2）通过连接件可拆卸链接，所述底部结构件（1）的上表面设置有底部凹槽（12），所述底部凹槽（12）内设置有晶上系统（3），所述晶上系统（3）的下表面与所述底部凹槽（12）之间贴合连接，所述顶部结构件（2）的下表面设置有顶部凹槽（22），所述顶部凹槽（22）内通过连接件连接有pcb预制件（5），所述pcb预制件（5）的另一端通过弹性连接器（6）连接所述晶上系统（3）。2.如权利要求1所述的一种基于tsv工艺晶上系统与pcb板互连结构，其特征在于，所述晶上系统（3）包括晶圆（31）、芯粒（32）、有机填充物（33）、晶圆压焊点（34）、晶圆键合点（35）和芯粒键合点（36），所述晶圆（31）设置于所述底部凹槽（12）内，所述晶圆（31）上设置有若干组贯通的tsv孔（311），所述tsv孔（311）对应的所述晶圆（31）的下表面设置有所述晶圆键合点（35），所述晶圆键合点（35）的下表面连接所述芯粒键合点（36），所述芯粒键合点（36）的另一端连接所述芯粒（32），相邻所述芯粒（32）之间填充所述有机填充物（33），所述tsv孔（311）对应的所述晶圆（31）的上表面设置所述晶圆压焊点（34）。3.如权利要求2所述的一种基于tsv工艺晶上系统与pcb板互连结构，其特征在于，所述晶圆键合点（35）的下表面通过热压键合工艺或者无污染焊接工艺键合连接所述芯粒键合点（36）。4.如权利要求2所述的一种基于tsv工艺晶上系统与pcb板互连结构，其特征在于，每组所述tsv孔（311）为四个，且所述tsv孔（311）与所述晶圆键合点（35）交错设置。5.如权利要求2所述的一种基于tsv工艺晶上系统与pcb板互连结构，其特征在于，所述pcb预制件（5）包括pcb板（51）和焊盘（52），所述顶部凹槽（22）的上表面设置有若干凸台（221），所述pcb板（51）上设置有与所述凸台（221）对应的贯通孔（511），所述pcb板（51）通过连接件贯穿所述贯通孔（511）并延伸至所述凸台（221）与所述顶部凹槽（22）连接，所述pcb板（51）的下表面均布设置有若干盲孔（512），所述盲孔（512）与所述晶圆压焊点（34）对应，所述盲孔（512）的顶壁设置所述焊盘（52），所述焊盘（52）的下表面连接所述弹性连接器（6），所述弹性连接器（6）的另一端连接所述晶圆压焊点（34）。6.如权利要求1所述的一种基于tsv工艺晶上系统与pcb板互连结构，其特征在于，所述底部结构件（1）的内部设置有液冷通道（13）。7.如权利要求6所述的一种基于tsv工艺晶上系统与pcb板互连结构，其特征在于，所述液冷通道（13）两端设置有接头（7）。8.如权利要求1所述的一种基于tsv工艺晶上系统与pcb板互连结构，其特征在于，所述底部结构件（1）和顶部结构件（2）的材质为金属或者陶瓷，所述底部结构件（1）的上表面设置有若干定位孔（11），所述顶部结构件（2）的下表面设置有与所述定位孔（11）契合连接的定位销（21）。9.如权利要求1所述的一种基于tsv工艺晶上系统与pcb板互连结构，其特征在于，所述弹性连接器（6）为微弹簧、毛纽扣或弹性绝缘子。10.一种权利要求1-9任一项所述的一种基于tsv工艺晶上系统与pcb板互连结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：在pcb板（51）上加工若干贯通孔（511），在pcb板（51）的下表面加工若干盲孔（512），盲孔（512）内焊接焊盘（52），形成pcb预制件（5）；
步骤s2：通过微纳工艺在晶圆（31）上制备若干贯通的tsv孔（311），tsv孔（311）对应的晶圆（31）的上表面设置晶圆压焊点（34），tsv孔（311）对应的晶圆（31）的下表面设置晶圆键合点（35），将若干芯粒（32）倒扣在晶圆（31）上，使芯粒键合点（36）与晶圆键合点（35）对齐，并使用热压键合工艺或者无污染焊接工艺键合连接在一起，再使用有机填充物（33）填充缝隙，然后使用cmp工艺磨平、减薄，形成晶上系统（3）；步骤s3：加工顶部结构件（2），顶部结构件（2）下表面制备顶部凹槽（22），顶部凹槽（22）内制备凸台（221），顶部结构件（2）的下表面设置定位销（21）；步骤s4：加工底部结构件（1），底部结构件（1）上表面制备底部凹槽（12），底部结构件（1）还制备与顶部结构件（2）契合定位孔（11），底部结构件（1）内部制备封闭液冷通道（13）；步骤s5：将pcb预制件（5）安置在顶部结构件（2）的顶部凹槽（22）内，使用连接件穿过pcb板（51）的贯通孔（511）并延伸至凸台（221）与顶部凹槽（22）固定连接，形成顶部预制件；步骤s6：将晶上系统（3）安置在底部结构件（1）的底部凹槽（12）内，并使芯粒（32）朝下，晶上系统（3）与底部凹槽（12）之间贴合固定，形成底部预制件；步骤s7：将弹性连接器（6）插入pcb板（51）的盲孔（512）并与焊盘（52）连接，并将顶部结构件（2）的定位销（21）与底部结构件（1）上的定位孔（11）契合连接，使弹性连接器（6）的另一端与晶上系统（3）上的晶圆压焊点（34）连接，并通过若干连接件贯穿顶部结构件（2）并延伸至底部结构件（1），形成互联结构体；步骤s8：将接头（7）安装在底部结构件（1）的液冷通道（13）的端口处，并使用胶密封以确保不漏水，完成装配。

技术总结
本发明公开了基于TSV工艺晶上系统与PCB板互连结构，包括底部结构件和顶部结构件，所述底部结构件与所述顶部结构件通过连接件可拆卸链接，所述底部结构件的上表面设置有底部凹槽，所述底部凹槽内设置有晶上系统，所述晶上系统的下表面与所述底部凹槽之间贴合连接，所述顶部结构件的下表面设置有顶部凹槽，所述顶部凹槽内通过连接件连接有PCB预制件，所述PCB预制件的另一端通过弹性连接器连接所述晶上系统。本发明不仅可解决大尺寸晶上系统与翘曲PCB板连通问题，还可以解决晶上系统散热问题，从而为晶上系统的供电、调试、信号输入输出提供技术支撑，为更高速率、更大容量的晶上系统的设计与制造提供技术保障。统的设计与制造提供技术保障。统的设计与制造提供技术保障。


技术研发人员：邓庆文 张坤 李顺斌 张汝云
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：2022.06.14
技术公布日：2022/7/15