[发明专利]TSV或TGV转接板，3D封装及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子封装技术领域，特别涉及一种带有电磁带隙(Electromagnetic Band Gap，EBG)的屏蔽结构的TSV或TGV转接板、3D封装结构及其制备方法。

背景技术

随着通讯电子的兴起，人们对小型化和高灵敏度模块或系统的需求越来越高，对信号质量的要求也越来越严格。高密度集成技术，如系统级封装(System-in-Package，SiP)等技术得到了迅速发展，然而混合信号多芯片系统的小型化集成封装却成为了该领域的技术难点之一。

数字信号频率不断上升，上升/下降沿越来越抖，数字信号的高频分量对模拟或射频芯片等敏感电路的影响越来越大。一般通讯系统的灵敏度都在-100dBm，全球定位系统(Global Position System，GPS)的灵敏度甚至低于-148dBm，一些收发模块的灵敏度要求也很高，混合信号系统中的电磁兼容(Electromagnetic Interfere，EMI)成了系统小型化封装中的一个非常重要的问题。微电子封装中干扰芯片产生的噪声主要通过三个途径对敏感芯片形成干扰：一、数字电路快速开关引起的瞬态噪声(Simultaneous Switching Noise，SSN)通过基板影响敏感电路；二、干扰芯片和敏感芯片互联线之间的电容性耦合和电感性耦合；三、干扰芯片和敏感芯片之间由于3D堆叠组装造成的近场耦合。

以系统级封装为代表的新型3D封装技术，除了三维芯片堆叠(Stacked Die package)，封装堆叠POP(Package on Package，POP)等技术外，一些新材料和新技术的应用为封装小型化带来契机，如柔性基板，硅通孔(Through Silicon Via，TSV)转接板技术和玻璃通孔(Through Glass Via，TGV)转接板技术成为垂直3D互联的热点研究方向之一。芯片三维堆叠中敏感芯片和干扰芯片直接堆叠，为适应封装小型化芯片厚度不断减小，近场耦合问题十分严重，通常在垂直芯片间加以屏蔽结构来降低噪声。POP封装中敏感芯片和干扰芯片垂直互联间距较远，近场耦合问题不太严重，但该封装形式下的垂直尺寸较大，不利于封装小型化。TSV、TGV转接板较薄，厚度仅有几百甚至几十微米，垂直互联后芯片间的近场耦合问题对灵敏度很高的混合信号系统影响也很严重。

EBG结构是一种周期性带隙抑制结构，可以通过周期数量和单元结构来调节抑制频段。天线结构中常用于抑制后瓣能量，提高天线辐射效率。专利CN200910143507.1将EBG结构屏蔽罩用于射频(Radio Frequency，RF)收发器以及射频功率放大器集成的系统中，周期性结构降低了相同屏蔽罩下芯片之间的电磁干扰。该结构应用于系统二维集成技术，而非三维封装技术。封装领域的EBG结构应用主要集中在对瞬态开关噪声(simultaneous switching noise，SSN)的抑制方面，也属于对噪声的二维抑制。常常用于基板电源分布网络(Power delivery network，PDN)中二维组装芯片间的噪声抑制，US 20070289771A1等专利中有明确阐述。近年来，随着TSV技术的迅速发展，基于TSV的信号完整性和电源完整性问题日益突出，一些学者，如KAIST的Joungho Kim等人开始将EBG结构用于TSV转接板或低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic，LTCC)转接板的PDN网络中，显然也是属于对SSN噪声的二维抑制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效降低垂直3D互联封装中芯片间的近场耦合问题的带有EBG(Electromagnetic Band Gap，EBG)的屏蔽结构的TSV或TGV转接板、3D封装结构及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种带有EBG的屏蔽结构的TSV转接板或TGV转接板包括TSV或TGV转接板，以及所述带有EBG的屏蔽结构；所述带有EBG的屏蔽结构制备在所述TSV或TGV转接板中，或制备在所述TSV或TGV转接板两侧；所述带有EBG的屏蔽结构包括绝缘层及至少两金属平面；其中，至少一金属平面蚀刻有周期性EBG结构；所述金属平面之间设置有绝缘层。