[0047] 通過上述技術(shù)方案,采用硅橡膠和氮化硼復(fù)合材料作為第一絕緣層207,氮化硼本身具有電絕緣性能,其加入到硅橡膠中后,能夠顯著提高復(fù)合材料的絕緣電阻和介電強(qiáng)度,有效防止電流在硅通孔中泄漏或短路,確保了電子元件之間的電氣隔離,提高了整個電路的可靠性和穩(wěn)定性;同時氮化硼具有較高的熱導(dǎo)率,在電子器件工作時,硅通孔中會產(chǎn)生熱量,良好的散熱性能有助于將熱量及時散發(fā)出去,防止熱量積聚導(dǎo)致局部過熱,從而提高了電子器件的工作效率和可靠性;進(jìn)一步的硅橡膠具有良好的流動性和成型性,易于通過注塑、模壓等工藝填充到硅通孔中,形成均勻、致密的絕緣層。
[0048] 作為一種較優(yōu)的實(shí)施方式,上述封裝結(jié)構(gòu)還包括第二連接球206和第二絕緣層
210,第二連接球206連接于CPU模塊2和金屬芯208之間,第二連接球206與CPU模塊2和硅中介層1表面蝕刻的電路電性連接;第二絕緣層210設(shè)置于緩沖腔209的側(cè)壁和硅中介層1的端面,第二絕緣層210將第二連接球206以及金屬芯208與硅中介層1絕緣隔離。
[0049] 通過上述技術(shù)方案,采用第二絕緣層210對硅通孔端頭進(jìn)行絕緣保護(hù),避免第二連接球206直接和硅中介層1進(jìn)行電性連接,提高了連接后的電信號傳輸穩(wěn)定性。
[0050] 作為一種較優(yōu)的實(shí)施方式,如圖1所示,上述CPU模塊2包括逐層連接的第一晶粒
204、第二晶粒203、第三晶粒202以及第四晶粒201和第二硅通孔205,如圖3和圖4所示,還包括邏輯單元401、導(dǎo)線4012、引腳4011以及邏輯導(dǎo)線4013,第二硅通孔205開設(shè)于第一晶粒
204、第二晶粒203以及第三晶粒202;邏輯單元401連接于第一晶粒204、第二晶粒203、第三晶粒202以及第四晶粒201;導(dǎo)線4012連接于邏輯單元401外側(cè);若干引腳4011與第二硅通孔
205或第一硅通孔102電性連接;邏輯導(dǎo)線4013連接于導(dǎo)線4012和引腳4011之間,邏輯導(dǎo)線
4013基于本身物理性質(zhì)和環(huán)境因素改變其本身導(dǎo)電性。
[0051] 需要說明的是,如圖3所示,CPU模塊2的一片晶粒中,均包括了邏輯單元401、寄存器402、控制器403以及時鐘404,當(dāng)接近于硅中介層1的第一晶粒204負(fù)載過大導(dǎo)致過熱時,邏輯導(dǎo)線4013受熱電阻降低,使第二晶粒203物理連通分擔(dān)第一晶粒204的負(fù)載,同理逐漸物理接入第三晶粒202和第四晶粒201,而因?yàn)槎鄠€晶粒連通后產(chǎn)生的阻抗變化以及引起的型號反射問題可以通過軟件層面的方式進(jìn)行優(yōu)化,示例性的采用自適應(yīng)均衡技術(shù),自適應(yīng)均衡技術(shù)可以根據(jù)信號傳輸過程中的變化,自動調(diào)整信號的增益和相位等參數(shù),以補(bǔ)償信號在傳輸過程中的衰減和失真,包括因反射導(dǎo)致的信號變化。它通過不斷地監(jiān)測信號的質(zhì)量,并根據(jù)預(yù)設(shè)的算法和準(zhǔn)則來動態(tài)地優(yōu)化信號的均衡效果,從而提高信號的傳輸性能,減少反射等因素對信號的影響?。而如圖3所示的功能模塊3通過第三連接球301連接于硅中介層1后,示例性的功能模塊3可以是用于支撐自適應(yīng)均衡技術(shù)的模塊如信號處理器(DSP)或FPGA、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)以及射頻(RF)前端設(shè)備等模塊[0052] 通過上述技術(shù)方案,在CPU模塊2中采用3D封裝技術(shù),提高了封裝的集成度,同時利用邏輯導(dǎo)線4013基于芯片本身物理性質(zhì)的變化改變線路的導(dǎo)電性,起到了硬件層面的物理過熱保護(hù),進(jìn)一步提高了芯片運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0053] 作為一種較優(yōu)的實(shí)施方式,上述邏輯導(dǎo)線4013為二氧化釩制成的導(dǎo)線4012。
[0054] 二氧化釩的相變溫度約為68攝氏度,溫度低于68攝氏度時變現(xiàn)為透明絕緣體,溫度高于68攝氏度時表現(xiàn)為金屬態(tài)。
[0055] 通過上述技術(shù)方案,采用二氧化釩作為導(dǎo)線4012,當(dāng)溫度上升時,二氧化釩轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體,進(jìn)而將不同層級的晶粒連通,從而分擔(dān)單個晶粒的工作負(fù)荷。
[0056] 本實(shí)施例還提供一種如上述的晶圓級芯片TSV封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法,其包括以下步驟:
[0057] 步驟S1:制備多個晶圓;
[0058] 步驟S2:分別在不同晶圓上制備CPU模塊2的晶粒、功能模塊3的晶粒以及硅中介層
1;
[0059] 步驟S3:在晶粒和硅中介層1的引腳4011位置開設(shè)硅通孔;
[0060] 步驟S4:在硅通孔處涂覆第一絕緣層207;
[0061] 步驟S5:對硅通孔內(nèi)的第一絕緣層207進(jìn)行修整并涂覆第二絕緣層210,然后插入預(yù)先制備好的金屬芯208,將金屬芯208的中間部分和硅中介層1的表面電路進(jìn)行電性連接,將金屬芯208的兩端和晶粒表面電路進(jìn)行電性連接;
[0062] 步驟S6:對硅中介層1和晶粒進(jìn)行功能檢測;
[0063] 步驟S7:對晶圓上的晶粒和硅中介層1進(jìn)行切分;
[0064] 步驟S8:將硅中介層1焊接于基板5上,將CPU模塊2和功能模塊3焊接于硅中介層1上,然后采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行填充。