[发明专利]一种倒装芯片的封装结构及电子设备

说明书

一种倒装芯片的封装结构及电子设备。封装结构包括：基板、芯片、导电凸块和第一金属结构，芯片的上表面通过多个导电凸块与基板朝向芯片的表面形成电气连接；第一金属结构包含多个第一金属柱，每个第一金属柱置于基板和芯片之间，与基板以及芯片形成电气连接，多个第一金属柱围绕第一有源功能电路排列，第一有源功能电路为芯片中具有电磁辐射能力和/或电磁接收能力的电路。采用上述封装结构，多个第一金属柱可以改变基板、芯片以及导电凸块之间形成的谐振腔的谐振特性，从而减小干扰源对受扰体的干扰，提高干扰源和受扰体之间的电磁隔离度。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种倒装芯片的封装结构及电子设备。

背景技术

随着芯片集成度的不断提高，芯片上集成的功能电路(简称IP)越来越多、功能电路之间的距离越来越近，因而具有电磁辐射能力的功能电路(以下称为干扰源)对具有电磁接收能力的功能电路(以下称为受扰体)的干扰问题日益突出。采用倒装(Flip-Chip)技术封装的芯片中，干扰源对为受扰体的干扰问题尤为严重。

采用倒装(Flip-Chip)技术封装的芯片称为倒装芯片。示例性地，倒装芯片的一种可能的封装结构可以如图1所示。其中，芯片(Die)的上表面通过导电凸块与基板的顶层(即基板朝向芯片的表面)连接，芯片(Die)的上表面、基板的顶层(Top Layer)以及导电凸块之间形成谐振腔。其中，芯片(Die)的上表面即包括芯片焊垫的表面。在图1所示的封装结构中，干扰源辐射的电磁波会通过该谐振腔耦合到受扰体中，导致受扰体收到严重干扰。

综上，亟需一种倒装芯片的封装方案，用以减小芯片(Die)中的干扰源对受扰体的干扰，提高干扰源和受扰体之间的电磁隔离度。

发明内容

本申请实施例提供了一种倒装芯片的封装结构及电子设备，用以提高芯片(Die)中干扰源和受扰体之间的电磁隔离度，减小干扰源和受扰体之间的干扰。

第一方面，本申请实施例提供一种倒装芯片的封装结构，包括基板、芯片、多个导电凸块和第一金属结构，其中：芯片的上表面通过多个导电凸块与基板朝向芯片的表面形成电气连接，该上表面为包括芯片焊垫的表面；第一金属结构包含多个第一金属柱，多个第一金属柱中的每个第一金属柱置于基板和芯片之间，且每个第一金属柱与基板以及芯片形成电气连接，多个第一金属柱围绕第一有源功能电路排列，第一有源功能电路为该芯片中具有电磁辐射能力和/或电磁接收能力的电路。

也就是说，第一有源功能电路可以为干扰源，可以为受扰体，也可以同时为干扰源和受扰体。

采用第一方面提供的倒装芯片的封装结构，围绕第一有源功能电路排列有多个第一金属柱，多个第一金属柱可以改变基板、芯片以及导电凸块之间形成的谐振腔的谐振特性。当第一有源功能电路作为干扰源时，第一金属结构可以减小第一有源功能电路对芯片中其他功能电路(例如受扰体)的电磁干扰；当第一有源功能电路作为受扰体时，第一金属结构可以减小芯片中其他功能电路(例如干扰源)对第一有源功能电路的电磁干扰。因此，采用第一方面提供的倒装芯片的封装结构，可以减小芯片中的干扰源对受扰体的干扰，提高干扰源和受扰体之间的电磁隔离度。

此外，第一方面提供的倒装芯片的封装结构中还可以包括填充层，该填充层可以用于将第一有源功能电路辐射和/或接收的电磁波转换为热能。

在基板和芯片之间设置填充层，可以将第一有源功能电路辐射和/或接收的电磁波转换为热能，从而进一步减小干扰源对受扰体的电磁干扰，提高该封装结构中干扰源和受扰体之间的电磁隔离度。此外，填充层还可以将基板、芯片、多个导电凸块以及第一金属结构黏附在一起，降低由于基板和芯片热膨胀系数不匹配而在导电凸块和第一金属结构上产生的应力，提高导电凸块和第一金属结构的热疲劳寿命，从而提高该封装结构的可靠性。

在一种可能的设计中，上述填充层中还可以包含电磁损耗粒子，该电磁损耗粒子用于将第一有源功能电路辐射和/或接收的电磁波转换为热能。