[发明专利]带有软硬结合板的大尺寸芯片系统封装结构及其制作方法

权利要求书

1.一种带有软硬结合板的大尺寸芯片系统封装结构，其特征在于，包括：

软硬结合板(2)，包含固定连接的硬基板和软板，硬基板底部由软板支撑，在硬基板中设有开窗，在软板中设有开口，设有开窗的硬基板与设有开口的软板形成一容置空腔；

第一芯片(1)，其正面和背面均具有散热结构，倒装于该软硬结合板(2)的容置空腔中，与软硬结合板(2)电气互连，该第一芯片(1)与该容置空腔的周围存在间隙，且该间隙中填充有树脂材料(17)；

元器件(4)，固定于该软硬结合板(2)的硬基板的表面焊盘上，与硬基板中的线路(18)电气互连；以及

第二散热结构(3)，键合于软硬结合板(2)的上下两侧，位于硬基板一侧的第二散热结构(3)与第一芯片(1)和元器件(4)同时键合，位于软板一侧的第二散热结构(3)与软板键合，实现系统封装与散热。

2.根据权利要求1所述的带有软硬结合板的大尺寸芯片系统封装结构，其特征在于，

所述第一芯片(1)背面的散热结构为芯片背面散热层(8)，位于硬基板一侧的第二散热结构(3)上制作有嵌入散热层凸台(22)，所述嵌入散热层凸台(22)的高度满足：使得该侧的第二散热结构(3)通过该嵌入散热层凸台(22)与第一芯片(1)背面的芯片背面散热层(8)键合的同时还能与元器件(4)键合。

3.根据权利要求1所述的带有软硬结合板的大尺寸芯片系统封装结构，其特征在于，

所述第二散热结构(3)为主动制冷的散热制冷器或者无制冷剂的散热器；和/或，

所述第二散热结构(3)与软硬结合板(2)进行键合的键合材料为如下材料中的一种或几种：金属共晶焊料、以及热界面材料。

4.根据权利要求1所述的带有软硬结合板的大尺寸芯片系统封装结构，其特征在于，所述第一芯片(1)正面的散热结构为复合散热结构，该复合散热结构位于非焊盘区域，包括：

依序层叠的芯片正面散热层(9)、键合层(12)、以及嵌入散热金属层(13)，其中，芯片正面散热层(9)与第一芯片(1)的正面贴合，键合层(12)用于键合芯片正面散热层(9)与嵌入散热金属层(13)，嵌入散热金属层(13)的高度与软板的厚度相同，通过软板中的开口嵌入至软板中。

5.根据权利要求1所述的带有软硬结合板的大尺寸芯片系统封装结构，其特征在于，所述软硬结合板(2)的软板上方设置有软板焊盘(6)，下方设置有软板背面金属层(10)，该软板焊盘(6)的分布设置与第一芯片(1)正面的焊盘区域中芯片焊盘(5)的设置一一对应；所述软板焊盘(6)与硬基板中的线路(18)电气互连；

其中，该第一芯片(1)倒装于该软硬结合板(2)的容置空腔中时，通过第一芯片(1)正面的焊盘与软板焊盘(6)的焊接实现第一芯片(1)与软硬结合板(2)的电气互连；

该元器件(4)经由硬基板中的线路(18)电气连接至该软板焊盘(6)所连接的第一芯片(1)，实现元器件(4)与第一芯片(1)的通信。

6.根据权利要求5所述的带有软硬结合板的大尺寸芯片系统封装结构，其特征在于，

所述第一芯片(1)正面的焊盘与软板焊盘(6)之间通过芯片焊球(7)实现焊接；

所述元器件(4)与硬基板表面的焊盘通过表贴芯片焊点(16)实现焊接，并且在表贴芯片焊点(16)的周围填充有树脂材料；

其中，该芯片焊球(7)或该表贴芯片焊点(16)包括：焊料焊球或铜凸点。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的带有软硬结合板的大尺寸芯片系统封装结构，其特征在于，

所述软硬结合板(2)的左右两端封装有端口通信层(15)，用于与PCB插接进行通信，该端口通信层(15)包括：金手指或者接插件焊接孔阵列结构；和/或，

所述第一芯片(1)为N个大尺寸芯片和/或M个小尺寸芯片，其中，M、N均为自然数。