專(zhuān)利名稱(chēng):堆疊微電子封裝的制作方法
背景技術(shù):
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及堆疊小片封裝及其制造方法。特別是,本發(fā)明涉及用于堆疊小片封裝的制造的柔性基板的使用。
技術(shù)發(fā)展水平計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的當(dāng)前目標(biāo)正趨于集成電路元件的高性能、低成本、小型化以及微電子器件的更大的封裝密度。增加微電子器件封裝的密度的一種方法是在封裝內(nèi)堆疊個(gè)別微電子小片。
各種方法已用于堆疊小片封裝的制造中。一種方法是簡(jiǎn)單地將第一微電子管芯(諸如微處理器、芯片集、存儲(chǔ)器件、ASIC等等)附著到載體基板(諸如插入體、主板、其它微電子管芯的背面等等)??梢酝ㄟ^(guò)其有效表面(即通過(guò)倒轉(zhuǎn)芯片附著)或者通過(guò)具有由線路結(jié)合形成的電接觸的其背面將第一微電子管芯附著到載體基板上,如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟練技術(shù)人員可以理解的。隨后,第二微電子管芯通過(guò)第一微電子管芯上的其背面被堆疊并通過(guò)粘合層(并可以包括合適的間隔器件)被固定。第二微電子管芯通過(guò)多個(gè)結(jié)合線路與載體基板電接觸,這多個(gè)結(jié)合線路在第二微電子管芯的有效表面上的結(jié)合墊與基板上的接合墊之間延伸。雖然該方法顯得簡(jiǎn)單,但制造工藝相對(duì)復(fù)雜且該方法需要載體基板上的接合墊,它采取其上有價(jià)值的“不動(dòng)產(chǎn)”。
另一種方法包括使用柔性基板將電軌跡從第二微電子管芯路由到第一微電子管芯和基板之間的位置以便與載體基板電接觸。
圖10示出了這種結(jié)構(gòu),其中第一微電子管芯202和第二微電子管芯204分別通過(guò)附著互連212和214被附著到柔性基板206的第一表面208上并與其電接觸。密封材料216分散于第一微電子管芯202和第二微電子204中每一個(gè)之下和附近。
柔性基板206包括導(dǎo)電軌跡(未示出),它設(shè)置于其中、其上和/或通過(guò)其與接近第一微電子管芯202的柔性基板206的第二表面226上設(shè)置的外部互連224(諸如,焊料球)的陣列222接觸。因此,第一微電子管芯202和和第二微電子管芯204都具有陣列222內(nèi)的外部互連224。彎曲柔性基板206,從而第一微電子管芯202的背面232可以用粘合層236被附著到第二微電子管芯204的背面234上。外部互連224使用C4(受控塌陷芯片連接)工藝附著到載體基板238上。
雖然這種方法形成有效的堆疊封裝,但由于第一微電子管芯背面232和第二微電子管芯背面234必須提供適當(dāng)?shù)谋砻嬗糜谙嗷ジ街?,它就需要沒(méi)有尺寸或高度失配或者被密封的和沒(méi)有被密封的半導(dǎo)體管芯之間失配的微電子小片。這些缺陷大大地降低了這種堆疊封裝的效用。
此外,采用這種堆疊封裝會(huì)產(chǎn)生鈍化損害。鈍化損害是微電子管芯的缺點(diǎn),其中電路的表面涂層由暴露微電子管芯軌跡的任何材料撕破、刮擦或刺破或者甚至破壞集成電路,導(dǎo)致電路“開(kāi)路(open)”,如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟練技術(shù)人員已知的。在使用相對(duì)靈敏的粘合材料的微電子管芯附著過(guò)程中通常引起高結(jié)合力需要,以及采用大量在周?chē)?dòng)的顆粒暴露給環(huán)境。骨線(boneline)厚度控制也是使用糊粘合劑的薄微電子管芯處理的一個(gè)問(wèn)題。微電子管芯述評(píng)扭曲是薄化微電子管芯(例如硅)的效果,其被研磨后使得晶片上的機(jī)械應(yīng)力變得可見(jiàn)。它還變得足夠影響粘合骨線厚度的平直度。需要特定的變平過(guò)程來(lái)解決該問(wèn)題。
因此,開(kāi)發(fā)一種堆疊封裝是有利的,它使用各種微電子管芯尺寸和類(lèi)型并降低鈍化損害的可能性。
附圖概述雖然以權(quán)利要求書(shū)結(jié)束的說(shuō)明書(shū)特別地指出和清楚地要求了被認(rèn)為是本發(fā)明的內(nèi)容,但在接合附圖閱讀時(shí),本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可以更方便地從以下本發(fā)明的詳細(xì)描述中確定,其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的柔性基板的第一表面的平面圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明的柔性基板的第二表面的平面圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明的柔性基板的側(cè)剖視圖;圖4-7是根據(jù)本發(fā)明的制造微電子封裝的方法的側(cè)剖視圖;圖8的根據(jù)本發(fā)明的微電子封裝的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)剖視圖;圖9是根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意圖;以及圖10是現(xiàn)有技術(shù)已知的堆疊小片組件的側(cè)剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在以下的詳細(xì)描述中,參考附圖,它通過(guò)說(shuō)明示出可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施例。充分詳細(xì)地描述了這些實(shí)施例以使本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。可以理解,雖然不同,但本發(fā)明的各種實(shí)施例不必相互排他。例如,與一個(gè)實(shí)施例相接合的這里描述的特定特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)或特征也可以在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)而不背離本發(fā)明的精神和范圍。此外,可以理解,每個(gè)所揭示的實(shí)施例內(nèi)個(gè)別元件的位置或安排都可以進(jìn)行修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此,以下的詳細(xì)描述不是限制性的,且本發(fā)明的范圍僅通過(guò)適當(dāng)揭示的所附權(quán)利要求書(shū)與權(quán)利要求書(shū)所賦予的等效物的全部范圍限定。圖中,貫穿幾個(gè)示圖,相同的標(biāo)號(hào)表示相同或相似的功能。
圖1說(shuō)明了柔性基板102的第一表面104,其上具有至少一個(gè)第一表面附著墊106,其中至少一個(gè)柔性基板第一表面附著墊106設(shè)置于柔性基板102的微電子管芯部分108中。柔性基板102優(yōu)選是聚合材料,諸如聚酰亞胺帶或其它這種柔性帶,如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的。
圖2說(shuō)明了柔性基板102的第二表面112(與所述柔性基板第一表面104相對(duì)),它具有至少一個(gè)柔性基板第二表面附著墊114位于柔性基板102的微電子管芯部分108中。至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡116從至少一個(gè)柔性基板第二表面附著墊114延伸到至少一個(gè)外部互連墊118,其設(shè)置于柔性基板102的外部互連部分122中。導(dǎo)電軌跡116、柔性基板第一表面附著墊106(圖1示出)以及柔性基板第二表面附著墊114優(yōu)選是金屬,諸如銅(優(yōu)選)、鋁、銀、金、其合金等等,但也可以由導(dǎo)電聚合物構(gòu)成,諸如填充銅的環(huán)氧樹(shù)脂等等。
如圖3所示,柔性基板102可以是多個(gè)層(示作元件124、124’、124”),其中導(dǎo)電軌跡116可以與柔性基板層124、124’和/或124”集成(即,設(shè)置于其上、其中或穿過(guò))。導(dǎo)電軌跡116也延伸通過(guò)柔性基板102以實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)第一表面附著墊106和至少一個(gè)外部互連墊118之間的接觸。
圖4說(shuō)明了第一微電子管芯126(諸如有源器件,包括微處理器、芯片集、存儲(chǔ)器件、ASIC等等,或無(wú)源器件,包括電阻器、電容器等),它通過(guò)其有效表面128并通過(guò)第一粘合層132附著到柔性基板第一表面104上,包括但不限于環(huán)氧樹(shù)脂、,氨基甲酸酯、聚亞安酯和硅樹(shù)脂彈性體。第一微電子管芯有效表面128還通過(guò)至少一個(gè)互連136電連接到柔性基板102,該至少一個(gè)互連136在第一微電子管芯有效表面128上的至少一個(gè)結(jié)合墊138和至少一個(gè)柔性基板第一表面附著墊106(圖1示出)之間延伸。當(dāng)然,可以理解,第一微電子管芯126可以通過(guò)任何已知的芯片附著技術(shù)電氣附著到柔性基板102上,其中包括但不限于倒裝芯片互連(焊料或?qū)щ娋酆衔?、表面安裝技術(shù)、TAB結(jié)合等等,如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟練技術(shù)人員可以理解的。密封材料140可以設(shè)置于第一微電子管芯126之下和/或附近。密封材料140向第一微電子管芯126提供保護(hù)并向最終的微電子封裝提供機(jī)械穩(wěn)定性。密封材料可以包括但不限于塑料、樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等等。
如圖5所示,第二微電子管芯142(諸如有源器件,包括微處理器、芯片集、存儲(chǔ)器件、ASIC等等,或者無(wú)源器件,包括電阻器、電容器等等)通過(guò)其有效表面144被電氣附著到柔性基板第二表面112上,諸如通過(guò)第二微電子管芯有效表面144的結(jié)合墊146和柔性基板第二表面附著墊114(圖2示出)之間的焊料連接148(即,表面安裝技術(shù)工藝)。第二微電子管芯142不需要具有設(shè)置于其下和/或附近的密封材料,因?yàn)橥ㄟ^(guò)第一微電子管芯密封材料140提供足夠的機(jī)械穩(wěn)定性。此外,第二微電子管芯142可以是不需要密封的不連續(xù)器件,并可以用導(dǎo)電糊或焊料貼附被附著到柔性基板第二表面112上。因此,本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)更薄的封裝。
如圖6所示,將柔性基板102折疊且柔性基板第一表面104的外部互連部分122(圖1和2中示出)的一部分通過(guò)粘合劑152附著到第一微電子管芯126的背面154上(即,與第一微電子管芯有效表面128相對(duì))。諸如焊料球的多個(gè)外部互連156可以設(shè)置于外部互連墊118上以形成微電子組件160,如圖7所示。
如圖8所示,不同高度和尺寸的各種微電子管芯(示作元件162和164)可以電氣附著到柔性基板第二表面112上以形成微電子組件170。在一個(gè)實(shí)施例中,第一微電子管芯126是閃存器件而元件162是微芯片電阻器,且元件164是電容器或電感器。
通過(guò)本發(fā)明形成的微電子封裝(諸如,圖7的微電子組件160)可以用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)180中,如圖9所示。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)180可以在機(jī)架184內(nèi)包括其上附著有微電子組件160的主板182。主板182可以被附著到各種周邊設(shè)備,包括鍵盤(pán)186、鼠標(biāo)188和監(jiān)視器190。
因此,已詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例,可以理解,所附權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明不限于以上描述中闡述的特定細(xì)節(jié),因?yàn)樵S多明顯的變化都是可能的而不會(huì)背離其精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種微電子組件,其特征在于,包括柔性基板,具有第一表面和相對(duì)的第二表面,并具有微電子管芯部分和外部互連部分,所述柔性基板具有與其集成的至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡;至少一個(gè)第一微電子管芯,具有有效表面和相對(duì)的背面,其中所述有效表面電連接到所述柔性基板微電子管芯部分中的所述柔性基板第一表面;至少一個(gè)第二微電子管芯,通過(guò)有效表面電連接到所述柔性基板微電子管芯部分中的所述柔性基板第二表面;至少一個(gè)外部互連墊,設(shè)置于所述柔性基板外部互連部分中的所述柔性基板第二表面上,其中所述至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡與至少一個(gè)外部互連墊以及所述第一微電子管芯和所述第二微電子管芯中的至少一個(gè)電接觸;以及其中,所述外部互連部分中的所述柔性基板第一表面的至少一部分被附著到所述第一微電子管芯背面。
2.如權(quán)利要求1所述的微電子組件,其特征在于,進(jìn)一步包括至少一個(gè)外部互連,其被電氣附著到所述至少一個(gè)外部互連墊。
3.如權(quán)利要求1所述的微電子組件,其特征在于,進(jìn)一步包括密封材料,其被分散于第一微電子管芯附近。
4.如權(quán)利要求1所述的微電子組件,其特征在于,所述至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡的至少一部分被設(shè)置于所述柔性基板上。
5.如權(quán)利要求1所述的微電子組件,其特征在于,所述柔性基板包括多個(gè)柔性基板層。
6.如權(quán)利要求5所述的微電子組件,其特征在于,所述至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡的至少一部分被設(shè)置于所述多個(gè)柔性基板層的相鄰層之間。
7.如權(quán)利要求1所述的微電子組件,其特征在于,所述至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡由選自銅、鋁、銀、金或其合金的材料構(gòu)成。
8.一種制造微電子封裝的方法,其特征在于,包括提供柔性基板,它具有第一表面和相對(duì)的第二表面,并具有微電子管芯部分和外部互連部分,所述柔性基板具有與其集成的至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡,所述柔性基板進(jìn)一步包括多個(gè)外部互連墊,它們被設(shè)置于所述柔性基板外部互連部分中的所述柔性基板第二表面上;將至少一個(gè)第一微電子管芯的有效表面電連接到所述柔性基板微電子管芯部分中的所述柔性基板第一表面上;將所述至少一個(gè)第二微電子管芯的有效表面電連接到所述柔性基板微電子管芯部分中的所述柔性基板第二表面上;在所述多個(gè)外部互連墊中的至少一個(gè)以及所述第一微電子管芯和所述第二微電子管芯中的至少一個(gè)之間通過(guò)至少一個(gè)所述導(dǎo)電軌跡提供電接觸;以及將所述外部互連部分中所述柔性基板第一表面的至少一部分附著到所述第一微電子管芯背面。
9.如權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,進(jìn)一步包括將至少一個(gè)外部互連電氣附著到所述至少一個(gè)外部互連墊。
10.如權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,進(jìn)一步包括將密封材料分散于所述第一微電子管芯附近。
11.如權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,提供具有與其集成的至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡的所述柔性基板的步驟包括提供所述柔性基板,它具有設(shè)置于所述柔性基板上的至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡的至少一部分。
12.如權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,提供所述柔性基板的步驟包括提供多個(gè)柔性基板層。
13.如權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,提供具有與其集成的至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡的所述柔性基板的步驟包括提供所述柔性基板,它具有設(shè)置于所述多個(gè)柔性基板層的相鄰層之間的所述至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡的至少一部分。
14.如權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,提供具有與其集成的至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡的所述柔性基板的步驟包括提供具有至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡的所述柔性基板,該至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡由選自銅、鋁、銀、金或其合金的材料構(gòu)成。
15.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其特征在于,包括主板;微電子封裝,被電氣附著到所述主板上,其包括柔性基板,具有第一表面和相對(duì)的第二表面,并具有微電子管芯部分和外部互連部分,所述柔性基板具有與其集成的至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡;至少一個(gè)第一微電子管芯,具有有效表面和相對(duì)的背面,其中所述有效表面電連接到所述柔性基板微電子管芯部分中的所述柔性基板第一表面;至少一個(gè)第二微電子管芯,通過(guò)有效表面電連接到所述柔性基板微電子管芯部分中的所述柔性基板第二表面;至少一個(gè)外部互連墊,設(shè)置于所述柔性基板外部互連部分中的所述柔性基板第二表面上,其中所述至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡與至少一個(gè)外部互連墊以及所述第一微電子管芯和所述第二微電子管芯中的至少一個(gè)電接觸;以及其中,所述外部互連部分中的所述柔性基板第一表面的至少一部分被附著到所述第一微電子管芯背面。
16.如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括電氣附著到所述至少一個(gè)外部互連墊的至少一個(gè)外部互連。
17.如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其特征在于,進(jìn)一步包括分散于第一微電子管芯附近的密封材料。
18.如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其特征在于,所述至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡的至少一部分被設(shè)置于所述柔性基板上。
19.如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其特征在于,所述柔性基板包括多個(gè)柔性基板層。
20.如權(quán)利要求19所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其特征在于,所述至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡的至少一部分被設(shè)置于所述多個(gè)柔性基板層的相鄰層之間。
21.如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其特征在于,所述至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡由選自銅、鋁、銀、金或其合金的材料構(gòu)成。
全文摘要
一種微電子組件包括具有第一表面和第二表面的柔性基板,它還具有微電子管芯部分和外部互連部分。基板具有與其集成的導(dǎo)電軌跡。第一微電子管芯具有有效表面,該有效表面電連接到基板微電子管芯部分中的基板第一表面。第二微電子管芯通過(guò)其有效表面電連接到基板微電子管芯部分中的基板第二表面。外部互連墊設(shè)置于基板外部互連部分中的基板第二表面上,其中至少一個(gè)導(dǎo)電軌跡與至少一個(gè)外部互連墊以及第一微電子管芯和第二微電子管芯中的任一個(gè)或兩者電接觸?;灞徽郫B且外部互連部分中的第一表面的一部分被附著到第一微電子管芯的背面。
文檔編號(hào)H01L23/538GK1669140SQ03816855
公開(kāi)日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月17日
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