开放空腔桥接器共面放置架构和工艺的制作方法

文档序号:26803202发布日期:2021-09-29 02:12阅读:120来源:国知局
开放空腔桥接器共面放置架构和工艺的制作方法

1.本公开的实施例涉及半导体器件,更具体而言,涉及具有开放空腔桥接器的多管芯封装。


背景技术:

2.对于小型化形状因子和提高集成水平以获得高性能的需求正在推动半导体工业中的复杂封装方法。一种这样的方法是使用管芯分割来实现小形状因子的小型化和高性能。这种架构依赖于精细的管芯到管芯互连来将分割的管芯耦合在一起。嵌入式多管芯互连桥接器(emib)已经被用来提供精细的管芯到管芯互连。然而,emib还具有其自身的集成挑战。
3.一个挑战是emib受高累积凸块厚度变化(btv)的困扰。随着更多的emib被包括在封装中以及随着emib的尺寸增加,btv正变成更大的工程障碍。已经提出将emib放置在玻璃贴片上以减少btv并改善翘曲。然而,玻璃贴片是具有低热导率的厚衬底。因此,热压接合(tcb)不适合于中间级互连(mli)。因此,需要增加mli的间距,以便适应替代的接合技术,例如传统的芯片附接模块(质量回流)工艺。增加mli的间距需要使用设置在玻璃贴片之上的一个或多个再分布层。再分配层抵消了玻璃提供的btv益处,并且不是期望的解决方案。
附图说明
4.图1是具有开放空腔桥接器的电子封装的截面图。
5.图2是根据本公开的实施例的具有开放空腔桥接器的电子封装的截面图。
6.图3是根据本公开的另一实施例的具有开放空腔桥接器的另一电子封装的截面图。
7.图4a和4b分别是根据本公开的另一实施例的具有开放空腔桥接器的另一电子封装的截面图和平面图。
8.图5a和5b分别是根据本公开的另一实施例的桥接管芯的截面图和平面图。
9.图6a和6b分别是根据本公开的另一实施例的具有开放空腔桥接器的另一电子封装的截面图和平面图。
10.图7a

7d是根据本公开的另一实施例的具有开放空腔桥接器的各种电子封装的截面图。
11.图8a

8d是根据本公开的另一实施例的具有开放空腔桥接器的各种电子封装的平面图图示。
12.图9是根据本公开的实施例构建的计算设备的示意图。
具体实施方式
13.本文描述了根据各种实施例的具有开放空腔桥接器的多管芯封装。在以下说明中,将使用本领域技术人员通常采用的术语来说明示例性实施方式的多个方面以向本领域
中其他技术人员传达其工作的主旨。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,可以仅借助部分所述的方面来实施本公开的实施例。为了解释,阐述了特定的数量、材料和配置以便提供对示例性实施方式的透彻理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,可以在没有这些特定细节的情况下实施本公开。在其他实例中,省略或简化了公知的特征,以避免使得示例性实施方式难以理解。
14.将以最有助于理解本公开的方式作为多个分立操作依次描述各操作,但描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必定是顺序相关的。具体而言,这些操作不必按照所呈现的顺序执行。
15.某些术语也可以用于以下描述中,仅用于参考的目的,因此不旨在是限制性的。例如,诸如“上”、“下”、“上方”和“下方”的术语是指所参考的附图中的方向。诸如“前”、“后”、“后部”和“侧面”的术语描述了部件的部分在一致但任意的参照系内的取向和/或位置,参照描述所讨论的部件的文本和相关附图,这是清楚的。这样的术语可以包括上面具体提到的词语、其派生词和类似含义的词语。
16.如上所述,分割的管芯架构至少部分地受到用于将分割的管芯耦合在一起的互连架构的限制。例如,嵌入式多管芯互连桥接器(emib)架构的使用受到凸块厚度变化(btv)考虑的限制。通过使用玻璃贴片来改善emib架构中的btv的尝试迄今为止尚未成功。特别地,玻璃贴片需要使用质量回流技术以用于中间级互连(mli)。由于质量回流需要较大的凸块间距,因此必须将再分布层(rdl)添加到玻璃贴片以适应间距平移(pitch translation)。rdl对厚度均匀性有不利的影响,从而抵消了使用玻璃贴片的益处。
17.因此,本文公开的实施例包括一种包括开放空腔桥接器的电子封装。开放空腔桥接器可以包括无源互连,并且可能地可以包括具有晶体管等的有源区。
18.本文描述的一个或多个实施例涉及开放空腔桥接器共面放置架构和工艺。本文描述的开放空腔桥接器架构可以适合于连接多个管芯,同时提供较低成本、高带宽解决方案。在一个示例中,将桥接器放置在相对于凸起区域的正确的z高度处可能是至关重要的。可以实施本文描述的实施例以解决这些问题。
19.为了提供背景,过去的解决方案涉及将桥接管芯按原样放置在开放空腔中,并且吸收工艺优化中的任何z高度差。然而,这种方法会限制顶部(互连)管芯和桥接管芯上的凸块间距。其他过去的解决方案涉及相对于凸块区域的共面放置。然而,这种方法可能需要厚度可变的胶,这对于处理是有挑战性的。
20.实施如本文描述的开放空腔架构的优点可以包括维持以较宽间距对封装衬底部分进行处理的机会。按比例缩小至更精细的特征可以被限制在硅桥接管芯。另外,管芯厚度可以不受芯片间隙的约束。应当理解,如本文描述的开放空腔桥接器架构与emib的区别可以在于开放空腔桥接器不必覆盖或密封在封装衬底状的层间电介质(ild)层中。
21.根据本公开内容的实施例,本文公开了开放空腔桥接器架构的若干共面布置。在实施例中,使用预填充的底填料/胶来调整腔深度,这可以使得能够易于将桥接器附接在正确的z高度处。在另一实施例中,将焊料有效地用作胶,其中可以通过放置微球或电镀以非常精确的体积控制来施加焊料。焊料可以仅润湿暴露的金属表面,并因此可以较不易于溢出。在另一实施例中,过量的粘合剂由沟槽和贮存器来管理,其可以用于填充桥接器下方的间隙并且还容纳过量的底填料(uf)体积。在另一实施例中,将额外的非连接凸块和/或模制
材料包括在桥接管芯上,以提供用于处理桥接管芯的坚固表面并在处理期间保护管芯边缘。在另一实施例中,将喷嘴停止特征包括在封装衬底上以在将桥接管芯热压接合到封装衬底期间提供保护以实现正确的z高度。
22.为了提供背景,由于粘合剂分配可能与体积的高变化相关联并且可能难以控制,因此可能发生粘合剂溢出。空腔深度也可以与有效改变开放空腔体积的高变化相关联。作为示例,出于比较的目的,图1是具有开放空腔桥接器的电子封装的截面图。
23.参考图1,电子装置100包括具有交替的金属化层108和电介质层109的封装衬底102。封装衬底102包括第一多个衬底焊盘(左112)和第二多个衬底焊盘(右112),其可以通过导电过孔110耦合到金属化层108。开放空腔106位于第一多个衬底焊盘(左112)和第二多个衬底焊盘(右112)之间。开放空腔106具有底部和侧面。桥接管芯104位于开放空腔106中。桥接管芯104包括第一多个桥接焊盘(左122)、第二多个桥接焊盘(右122),并且还可以包括导电迹线(未示出)。焊料结构114耦合到衬底焊盘112,并且可以包括其间的阻焊剂113。焊料结构124耦合到桥接焊盘122。粘合剂116将桥接管芯104耦合到开放空腔106的底部。然而,根据粘合剂116的分配的性质,溢出的粘合剂部分117可能不期望地形成在焊料结构114和124中的一些上,这可能使得结构100不能操作用于耦合到管芯。
24.应当理解,开放空腔桥接器(ocb)架构要求桥接管芯放置具有桥接凸块与衬底或核心凸块的z对准。除了可能导致溢出之外,形成粘合剂116的粘合剂分配方法也可能不能提供桥接器在开放空腔106内的一致放置和/或可能不能适应空腔深度的变化。此外,空腔深度公差的要求可能使得管芯附着膜(daf)的使用不足以用于桥接管芯放置。
25.在第一方面,预先填充开放空腔以实现期望的z高度。测量进入的空腔深度和btv,并且填充空腔。所得到的预填充空腔包括具有受控uf量和/或正确厚度的uf/粘合剂/膜。在一个实施例中,uf点以用于改进控制的预期填料尺寸(例如,使用具有预定颗粒尺寸的焊料球、聚合物球、cu球、焊膏)滴入到开放空腔中。该方法可以将复杂性降到最低,有助于uf溢出问题,和/或有助于在热压接合(tcb)期间将热量从基座传导到桥接器。作为示例,图2是根据本公开内容的实施例的具有开放空腔桥接器的电子封装的截面图。
26.参考图2,电子装置200包括具有交替的金属化层208和电介质层209的封装衬底202。封装衬底202包括第一多个衬底焊盘(左212)和第二多个衬底焊盘(右212),其可以通过导电过孔210耦合到金属化层208。开放空腔206位于第一多个衬底焊盘(左212)和第二多个衬底焊盘(右212)之间。开放空腔206具有底部和侧面。桥接管芯204位于开放空腔206中。桥接管芯204包括第一多个桥接焊盘(左222)、第二多个桥接焊盘(右222),并且还可以包括导电迹线(未示出)。粘合层216将桥接管芯204耦合到开放空腔206的底部。间隙226横向地位于桥接管芯204与开放空腔206的侧面之间。间隙226围绕桥接管芯204。
27.在实施例中,电子装置200还可以包括耦合到第一多个衬底焊盘(左212)和第一多个桥接焊盘(左222)的第一管芯、以及耦合到第二多个衬底焊盘(右212)和第二多个桥接焊盘(右212)的第二管芯,下面更详细地描述其示例性布置。第二管芯可以通过桥接管芯204的导电迹线耦合到第一管芯。在一个实施例中,这样的第一管芯通过第一多个焊料结构(例如,左衬底焊料结构214和左桥接焊料结构224)耦合到第一多个衬底焊盘(左212)和第一多个桥接焊盘(左222),并且第二管芯通过第二多个焊料结构(例如,右衬底焊料结构214和右桥接焊料结构224)耦合到第二多个衬底焊盘(右212)和第二多个桥接焊盘(右222)。如图所
示,可以将阻焊剂213包括在衬底焊料结构214中的相邻的衬底焊料结构之间。在实施例中,电子装置200还可以包括耦合到封装衬底202的与第一管芯和第二管芯相对的一侧的板,下面更详细地描述其示例性布置。
28.在实施例中,第一多个桥接焊盘(左222)中的相邻焊盘和第二多个桥接焊盘(右222)中的相邻焊盘具有第一间距,并且第一多个衬底焊盘(左212)中的相邻焊盘和第二多个衬底焊盘(右212)中的相邻焊盘具有大于第一间距的第二间距。在一个这样的实施例中,第一间距小于大约100μm,并且第二间距大于大约100μm。
29.在实施例中,粘合层216是基于环氧树脂的并且可以包括诸如二氧化硅的填充物。在实施例中,如图所示,粘合层216直接位于金属化层208上,或者可以位于封装衬底202的电介质层209上。在实施例中,在逐一情况(逐个空腔)的基础上选择粘合层216,以具有适于提供衬底焊料结构214和桥接器224沿平面230的共面性的厚度。粘合层216可以被称为预填充的底填料(uf)层。
30.在另一方面,焊料用作粘合剂。可以在体积上更好地控制焊料。对于这种情况,可以将桥接管芯背面金属化,使得焊料能够优先润湿管芯背面而不是挤出空腔。作为示例,图3是根据本公开的另一实施例的具有开放空腔桥接器的另一电子封装的截面图。
31.参考图3,电子装置300包括具有交替的金属化层308和电介质层309的封装衬底302。封装衬底302包括第一多个衬底焊盘(左312)和第二多个衬底焊盘(右312),其可以通过导电过孔310耦合到金属化层308。开放空腔306位于第一多个衬底焊盘(左312)和第二多个衬底焊盘(右312)之间。开放空腔306具有底部和侧面,其中底部具有暴露的金属层308。桥接管芯304位于开放空腔306中。桥接管芯304具有第一侧,其包括第一多个桥接焊盘(左322)、第二多个桥接焊盘(右322),并且还可以包括导电迹线(未示出)。桥接管芯304具有与第一侧相对的第二侧,第二侧包括金属化层305。焊料结构316将桥接管芯304耦合到开放空腔306的底部。焊料结构316与桥接管芯304的金属化层305接触,并且与开放空腔306的底部的暴露的金属层308接触。在实施例中,间隙326横向地位于桥接管芯304与开放空腔306的侧面之间。间隙326围绕桥接管芯304。
32.在实施例中,电子装置300还可以包括耦合到第一多个衬底焊盘(左312)和第一多个桥接焊盘(左322)的第一管芯、以及耦合到第二多个衬底焊盘(右312)和第二多个桥接焊盘(右312)的第二管芯,下面更详细地描述其示例性布置。第二管芯可以通过桥接管芯304的导电迹线耦合到第一管芯。在一个实施例中,这样的第一管芯通过第一多个焊料结构(例如,左衬底焊料结构314和左桥接焊料结构324)耦合到第一多个衬底焊盘(左312)和第一多个桥接焊盘(左322),并且第二管芯通过第二多个焊料结构(例如,右衬底焊料结构314和右桥接焊料结构324)耦合到第二多个衬底焊盘(右312)和第二多个桥接焊盘(右322)。如图所示,可以将阻焊剂313包括在衬底焊料结构314中的相邻的衬底焊料结构之间。在实施例中,电子装置300还可以包括耦合到封装衬底302的与第一管芯和第二管芯相对的一侧的板,下面更详细地描述其示例性布置。
33.在实施例中,第一多个桥接焊盘(左322)中的相邻焊盘和第二多个桥接焊盘(右322)中的相邻焊盘具有第一间距,并且第一多个衬底焊盘(左312)中的相邻焊盘和第二多个衬底焊盘(右312)中的相邻焊盘具有大于第一间距的第二间距。在一个这样的实施例中,第一间距小于大约100μm,并且第二间距大于大约100μm。
34.在另一方面,描述了过量粘合剂管理架构。粘合剂分配可以在体积上具有高变化并且可能难以控制。腔深度也可以具有高变化,这可以改变开放空腔体积。来自管芯附着膜(daf)或来自分配的底填料的过量粘合剂体积可以通过沟槽利用毛细力来实现。过量的体积可以用于填充基底cu中的沟槽(例如,如使用激光器制造的)。沟槽也可以用于填充开放空腔中的毛细底填料。作为示例,图4a和4b分别是根据本公开的另一实施例的具有开放空腔桥接器的另一电子封装的截面图和平面图。
35.参考图4a和4b,电子装置400包括具有交替的金属化层408和电介质层409的封装衬底402。封装衬底402包括第一多个衬底焊盘(左412)和第二多个衬底焊盘(右412),其可以通过导电过孔410耦合到金属化层408。开放空腔406位于第一多个衬底焊盘(左412)和第二多个衬底焊盘(右412)之间。开放空腔406具有底部和侧面,底部在其中具有多个沟槽444。桥接管芯404位于开放空腔406中。桥接管芯404包括第一多个桥接焊盘(左422)、第二多个桥接焊盘(右422),并且还可以包括导电迹线(未示出)。粘合层416将桥接管芯404耦合到开放空腔406的底部。粘合层416位于开放空腔406的多个沟槽444中。
36.在实施例中,沟槽444延伸超过开放空腔406的一侧或多侧,如图4b所示。在实施例中,延伸超过开放空腔406的一侧的沟槽444具有第一厚度,同时延伸超过开放空腔406的一侧的沟槽444具有大于第一厚度的第二厚度(在图4b中标记为沟槽446)。在实施例中,粘合剂416涂敷在位置450处且沿方向452提供到沟槽444中。粘合剂416进入开放空腔406以将桥接管芯404附着在开放空腔406中。过量的粘合剂416沿方向454通过沟槽446流出。在实施例中,沟槽宽度可以在沟槽中从一侧到另一侧变化(例如,如较宽的沟槽446对较窄的沟槽444),或者可以使用不同的沟槽宽度来实现不同的毛细力,以沿期望的方向(例如,在过量材料被分配在管芯下方的情况下远离管芯,或者当在450处外部分配底填料时进入管芯)拉动毛细底填料。
37.在实施例中,间隙426横向地位于桥接管芯404与开放空腔406的侧面之间。间隙426围绕桥接管芯404,如图所示。在实施例中,粘合剂416填充间隙426的下部,如图所示。在其他实施例中,粘合剂416填充间隙426。在实施例中,粘合层416是基于环氧树脂的,并且可以包括诸如二氧化硅的填料。在实施例中,如图所示,粘合层416直接位于金属化层408a上,或者可以位于封装衬底402的电介质层409上。即,在实施例中,开放空腔406的多个沟槽444如所示出的那样位于金属化层408a中,或者可以位于封装衬底402的电介质层409中。
38.在实施例中,电子装置400还可以包括耦合到第一多个衬底焊盘(左412)和第一多个桥接焊盘(左422)的第一管芯(例如,在位置432处)、以及耦合到第二多个衬底焊盘(右412)和第二多个桥接焊盘(右422)的第二管芯(例如,在位置434处),下面更详细地描述其示例性布置。第二管芯可以通过桥接管芯404的导电迹线耦合到第一管芯。在一个实施例中,这样的第一管芯通过第一多个焊料结构(例如,左衬底焊料结构414和左桥接焊料结构424)耦合到第一多个衬底焊盘(左412)和第一多个桥接焊盘(左422),并且第二管芯通过第二多个焊料结构(例如,右衬底焊料结构414和右桥接焊料结构424)耦合到第二多个衬底焊盘(右412)和第二多个桥接焊盘(右422)。如图所示,可以将阻焊剂413包括在衬底焊料结构414中的相邻的衬底焊料结构之间。在实施例中,电子装置400还可以包括耦合到封装衬底202的与第一管芯和第二管芯相对的一侧的板,下面更详细地描述其示例性布置。
39.在实施例中,第一多个桥接焊盘(左422)中的相邻焊盘和第二多个桥接焊盘(右
422)中的相邻焊盘具有第一间距,并且第一多个衬底焊盘(左412)中的相邻焊盘和第二多个衬底焊盘(右412)中的相邻焊盘具有大于第一间距的第二间距。在一个这样的实施例中,第一间距小于大约100μm,并且第二间距大于大约100μm。
40.在另一方面,桥接管芯修改涉及包含额外的非互连凸块以挑选管芯。可以包括这样的附加特征以保护焊料在处理期间不被损坏,提高均匀性,提供额外的sort凸块以避免在sort期间损坏焊料,利用模制料容纳可调整的管芯尺寸,在使管芯下降到空腔中时保护管芯边缘,和/或防止环氧树脂在桥接管芯上方卷起。作为示例,图5a和5b分别是根据本公开的另一实施例的桥接管芯的截面图和平面图。
41.参考图5a和5b,装置500包括桥接管芯502,其被包括在周围的模制框架504中。可以将桥接管芯502和周围的模制框架504成对地包括在封装衬底的开放空腔中。桥接管芯502包括有源互连凸块506。每个有源互连凸块506可以包括导电凸块508和焊料结构510。将多个非有源互连凸块(或非互连凸块)512包括在桥接管芯502的有源表面的外围处。
42.在另一方面,包括底座挡块以提供将管芯放置在空腔中的适当高度处的能力以用于开放空腔架构。可以使用过大尺寸的喷嘴(例如,大于空腔的尺寸)将桥接管芯放置在空腔中。封装衬底上的电镀的非有源结构可以用作喷嘴挡块。可以实施这样的实施例以防止对有源凸块的损坏。作为示例,图6a和6b分别是根据本公开的另一实施例的具有开放空腔桥接器的另一电子封装的截面图和平面图。
43.参考图6a和6b,电子装置600包括具有交替的金属化层和电介质层的封装衬底602。有源桥接管芯604位于封装衬底602中的开放空腔606中。开放空腔606具有底部和侧面。多个非有源传导结构618围绕开放空腔606的周界。如图所示,多个焊料结构608将桥接管芯604耦合到开放空腔606的底部,例如以上结合图3所描述的。在另一实施例中,粘合层将桥接管芯604耦合到开放空腔606的底部,例如以上结合图2、4a和4b所描述的。在实施例中,间隙横向地位于桥接管芯604与开放空腔606的侧面之间。间隙围绕桥接管芯604。电子装置600还包括通过衬底互连(左614)耦合到封装衬底602且通过桥接互连(左616)耦合到桥接管芯604的第一管芯610。第二管芯612通过衬底互连(右614)耦合到封装衬底602,并且通过桥接互连(右616)耦合到桥接管芯604。可以将桥接互连616包括在基于环氧树脂的互连封装结构617中,如图所示。底填材料620位于第一管芯610和第二管芯612与封装衬底602之间,并且还可以被包括在围绕桥接管芯604的间隙中,如图所示。在实施例中,电子装置600还可以包括例如通过焊球或凸块622耦合到封装衬底602的与第一管芯610和第二管芯612相对的一侧的板624(例如,印刷电路板)。
44.图7a

7d是根据本公开的另一实施例的具有开放空腔桥接器的各种电子封装的截面图。
45.参考图7a,电子装置700包括具有交替的金属化层和电介质层的封装衬底702。有源桥接管芯704位于封装衬底702中的开放空腔706中。开放空腔706具有底部和侧面。粘合层708将桥接管芯704耦合到开放空腔706的底部,例如以上结合图2所描述的。在实施例中,间隙横向地位于桥接管芯704与开放空腔706的侧面之间。间隙围绕桥接管芯704。电子装置700还包括通过衬底互连(左714)耦合到封装衬底702且通过桥接互连(左716)耦合到桥接管芯704的第一管芯710。第二管芯712通过衬底互连(右714)耦合到封装衬底702,并且通过桥接互连(右716)耦合到桥接管芯704。底填材料720位于第一管芯710和第二管芯712与封
装衬底702之间,并且还可以被包括在围绕桥接管芯704的间隙中,如图所示。在实施例中,电子装置700还可以包括例如通过焊球或凸块722耦合到封装衬底702的与第一管芯710和第二管芯712相对的一侧的板724(例如,印刷电路板)。
46.参考图7b,电子装置750包括具有交替的金属化层和电介质层的封装衬底702。有源桥接管芯704位于封装衬底702中的开放空腔706中。开放空腔706具有底部和侧面。粘合层708将桥接管芯704耦合到开放空腔706的底部,例如以上结合图2所描述的。在实施例中,间隙横向地位于桥接管芯704与开放空腔706的侧面之间。间隙围绕桥接管芯704。电子装置700还包括通过衬底互连(左714)耦合到封装衬底702且通过桥接互连(左716)耦合到桥接管芯704的第一管芯710。第二管芯712通过衬底互连(右714)耦合到封装衬底702,并且通过桥接互连(右716)耦合到桥接管芯704。桥接互连716被包括在基于环氧树脂的互连封装结构717中。底填材料720位于第一管芯710和第二管芯712与封装衬底702之间,并且还可以被包括在围绕桥接管芯704的间隙中,如图所示。在实施例中,电子装置700还可以包括例如通过焊球或凸块722耦合到封装衬底702的与第一管芯710和第二管芯712相对的一侧的板724(例如,印刷电路板)。
47.参考图7c,电子装置760包括具有交替的金属化层和电介质层的封装衬底702。有源桥接管芯704位于封装衬底702中的开放空腔706中。开放空腔706具有底部和侧面。粘合层758将桥接管芯704耦合到开放空腔706的底部,并且还可以沿着桥接管芯704的侧壁和开放空腔706的侧面,如图所示。电子装置760还包括通过衬底互连(左714)耦合到封装衬底702且通过桥接互连(左716)耦合到桥接管芯704的第一管芯710。第二管芯712通过衬底互连(右714)耦合到封装衬底702,并且通过桥接互连(右716)耦合到桥接管芯704。桥接互连716可以被包括在基于环氧树脂的互连封装结构717中,如图所示。底填材料720位于第一管芯710和第二管芯712与封装衬底702之间,并且还可以被包括在围绕桥接管芯704的间隙中,如图所示。在实施例中,电子装置700还可以包括例如通过焊球或凸块722耦合到封装衬底702的与第一管芯710和第二管芯712相对的一侧的板724(例如,印刷电路板)。
48.参考图7d,电子装置770包括具有交替的金属化层和电介质层的封装衬底702。有源桥接管芯704位于封装衬底702中的开放空腔706中。开放空腔706具有底部和侧面。多个焊料结构778将桥接管芯704耦合到开放空腔706的底部,例如以上结合图3所描述的。电子装置770还包括通过衬底互连(左714)耦合到封装衬底702且通过桥接互连(左716)耦合到桥接管芯704的第一管芯710。第二管芯712通过衬底互连(右714)耦合到封装衬底702,并且通过桥接互连(右716)耦合到桥接管芯704。桥接互连716可以被包括在基于环氧树脂的互连封装结构717中,如图所示。底填材料720位于第一管芯710和第二管芯712与封装衬底702之间,并且还可以被包括在围绕桥接管芯704的间隙中,如图所示。在实施例中,电子装置700还可以包括例如通过焊球或凸块722耦合到封装衬底702的与第一管芯710和第二管芯712相对的一侧的板724(例如,印刷电路板)。
49.应当理解,对于相对于互连管芯的桥接管芯布置存在各种可能性。作为示例,图8a

8d是根据本公开的另一实施例的具有开放空腔桥接器的各种电子封装的平面图。
50.参考图8a,电子封装800包括其中具有开放空腔806的封装衬底802。桥接管芯804位于开放空腔806中。第一管芯808和第二管芯810通过桥接管芯804耦合在一起。第一管芯808和第二管芯810相对于桥接管芯804具有线性布置。
51.参考图8b,电子封装820包括其中具有开放空腔826的封装衬底822。桥接管芯824位于开放空腔826中。第一管芯828、第二管芯830和第三管芯832通过桥接管芯824耦合在一起。
52.参考图8c,电子封装840包括其中具有开放空腔846的封装衬底842。桥接管芯844位于开放空腔846中。第一管芯848和第二管芯850通过桥接管芯844耦合在一起。第一管芯848和第二管芯850具有相对于桥接管芯844的对角布置。
53.参考图8d,电子封装860包括其中具有开放空腔866的封装衬底862。桥接管芯864位于开放空腔866中。第一管芯868、第二管芯870、第三管芯872和第四管芯874通过桥接管芯864连接在一起。
54.在实施例中,如本文所述的桥接管芯可以包括任何适当的衬底材料。在实施例中,如本文所述的桥接管芯是硅(si)桥接管芯。在实施例中,如本文所述的桥接管芯包括玻璃、陶瓷、半导体材料(例如,高或低电阻率硅、iii

v族半导体等)或有机衬底(高密度互连(hdi)衬底、嵌入式迹线衬底(ets)、高密度封装(hdp)衬底、模制衬底等)。在一些实施例中,桥接管芯是无源器件。即,桥接管芯可以仅包括无源部件(例如,迹线、过孔等)。在其他实施例中,桥接管芯可以是有源中介层。即,桥接管芯可以包括有源器件(例如,晶体管等)。
55.在实施例中,桥接管芯具有有源表面。虽然被称为“有源”表面,但是应当理解,有源表面可以包括完全无源的特征。在实施例中,桥接管芯可以包括贯通部件过孔(tcv)。tcv可以将有源表面电耦合到桥接管芯的背面上的焊盘。在实施例中,桥接管芯具有第一级互连(fli),例如铜凸块、焊料或任何其他适适的fli互连架构。
56.在实施例中,由桥接管芯耦合的多个管芯可以是任何类型的管芯。例如,管芯可以是处理器管芯、存储器管芯、图形管芯等。在实施例中,管芯可以嵌入在模制层中。底填料层也可以部分地嵌入管芯并包围管芯下方的互连,其示例性结构如上所述。
57.图9示出了根据本公开的一个实施方式的计算设备900。计算设备900容纳板902。板902可以包括多个部件,包括但不限于处理器904和至少一个通信芯片906。处理器904物理且电耦合到板902。在一些实施方式中,至少一个通信芯片906也物理且电耦合到板902。在进一步的实施方式中,通信芯片906是处理器904的一部分。
58.这些其他部件包括但不限于易失性存储器(例如,dram)、非易失性存储器(例如,rom)、闪存、图形处理器、数字信号处理器、加密处理器、芯片组、天线、显示器、触摸屏显示器、触摸屏控制器、电池、音频编码解码器、视频编码解码器、功率放大器、全球定位系统(gps)设备、罗盘、加速度计、陀螺仪、扬声器、相机和大容量储存设备(例如,硬盘驱动器、光盘(cd)、数字多用途盘(dvd)等等)。
59.通信芯片906实现了无线通信,用于往来于计算设备900传送数据。术语“无线”及其派生词可以用于描述可以通过非固态介质借助使用经调制的电磁辐射传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并非暗示相关设备不包含任何导线,尽管在一些实施例中它们可以不包含。通信芯片906可以实施多个无线标准或协议中的任意一个,包括但不限于wi

fi(ieee 802.11系列)、wimax(ieee 802.16系列)、ieee802.20、长期演进(lte)、ev

do、hspa+、hsdpa+、hsupa+、edge、gsm、gprs、cdma、tdma、dect、蓝牙、其派生物,以及被指定为3g、4g、5g及更高版本的任何其他无线协议。计算设备900可以包括多个通信芯片906。例如,第一通信芯片906可以专用于近距离无线通信(例如,wi

fi和蓝牙),并且第二
通信芯片906可以专用于远距离无线通信(例如,gps、edge、gprs、cdma、wimax、lte、ev

do等)。
60.计算设备900的处理器904包括封装在处理器904内的集成电路管芯。在一些实施方式中,根据本文所述的实施例,处理器904的集成电路管芯可以是包括开放空腔桥接器的电子封装的一部分。术语“处理器”可以指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据以将该电子数据转换为可以存储在寄存器和/或存储器中的其他电子数据的任何设备或设备的一部分。
61.通信芯片906也包括封装在通信芯片906内的集成电路管芯。根据另一个实施方式,根据本文所述的实施例,通信芯片906的集成电路管芯可以是包括开放空腔桥接器的电子封装的一部分。
62.因此,本文描述了具有开放空腔桥接器的多管芯封装。
63.所示实施方式的以上描述(包括摘要中所描述的内容)并非旨在是详尽无遗的或将本公开限于所公开的精确形式。虽然在本文中出于说明性目的描述了本公开的特定实施方式和示例,但是如相关领域的技术人员将认识到的,在本公开的范围内可以进行各种等同修改。根据以上具体实施方式,可以对本公开进行这些修改。在所附权利要求中使用的术语不应被解释为将本公开限于说明书和权利要求中公开的特定实施方式。相反,本公开的范围完全由所附权利要求确定,权利要求应根据权利要求解释的既定原则来解释。
64.示例实施例1:一种电子装置包括具有交替的金属化层和电介质层的封装衬底。封装衬底包括第一多个衬底焊盘和第二多个衬底焊盘。封装衬底还包括位于第一多个衬底焊盘和第二多个衬底焊盘之间的开放空腔,开放空腔具有底部和侧面。电子装置还包括位于开放空腔中的桥接管芯,桥接管芯包括第一多个桥接焊盘、第二多个桥接焊盘和导电迹线。粘合层将桥接管芯耦合到开放空腔的底部。间隙横向地位于桥接管芯与开放空腔的侧面之间,间隙围绕桥接管芯。
65.示例实施例2:根据示例实施例1的电子装置,还包括耦合到第一多个衬底焊盘和第一多个桥接焊盘的第一管芯、以及耦合到第二多个衬底焊盘和第二多个桥接焊盘的第二管芯,第二管芯通过桥接管芯的导电迹线耦合到第一管芯。
66.示例实施例3:根据示例实施例2的电子装置,其中第一管芯通过第一多个焊料结构耦合到第一多个衬底焊盘和第一多个桥接焊盘,并且第二管芯通过第二多个焊料结构耦合到第二多个衬底焊盘和第二多个桥接焊盘。
67.示例实施例4:根据示例实施例2或3的电子装置,还包括耦合到封装衬底的与第一管芯和第二管芯相对的一侧的板。
68.示例实施例5:根据示例实施例1、2、3或4的电子装置,其中第一多个桥接焊盘中的相邻焊盘和第二多个桥接焊盘中的相邻焊盘具有第一间距,并且其中第一多个衬底焊盘中的相邻焊盘和第二多个衬底焊盘中的相邻焊盘具有大于第一间距的第二间距。
69.示例实施例6:根据示例实施例5的电子装置,其中第一间距小于大约100μm,并且第二间距大于大约100μm。
70.示例实施例7:一种电子装置包括具有交替的金属化层和电介质层的封装衬底。封装衬底包括第一多个衬底焊盘和第二多个衬底焊盘。衬底还包括位于第一多个衬底焊盘和第二多个衬底焊盘之间的开放空腔,开放空腔具有底部和侧面,底部具有暴露的金属层。电
子装置还包括位于开放空腔中的桥接管芯,桥接管芯具有包括第一多个桥接焊盘、第二多个桥接焊盘和导电迹线的第一侧,并且桥接管芯具有包括金属化层的第二侧。焊料结构将桥接管芯耦合到开放空腔的底部,焊料结构与桥接管芯的金属化层接触并且与开放空腔的底部的暴露的金属层接触。
71.示例实施例8:根据示例实施例7的电子装置,还包括横向地位于桥接管芯与开放空腔的侧面之间的间隙,间隙围绕桥接管芯。
72.示例实施例9:根据示例实施例7或8的电子装置,还包括耦合到第一多个衬底焊盘和第一多个桥接焊盘的第一管芯、以及耦合到第二多个衬底焊盘和第二多个桥接焊盘的第二管芯,第二管芯通过桥接管芯的导电迹线耦合到第一管芯。
73.示例实施例10:根据示例实施例9的电子装置,其中第一管芯通过第一多个焊料结构耦合到第一多个衬底焊盘和第一多个桥接焊盘,并且第二管芯通过第二多个焊料结构耦合到第二多个衬底焊盘和第二多个桥接焊盘。
74.示例实施例11:根据示例实施例9或10的电子装置,还包括耦合到封装衬底的与第一管芯和第二管芯相对的一侧的板。
75.示例实施例12:根据示例实施例7、8、9、10或11的电子装置,其中第一多个桥接焊盘中的相邻焊盘和第二多个桥接焊盘中的相邻焊盘具有第一间距,并且其中第一多个衬底焊盘中的相邻焊盘和第二多个衬底焊盘中的相邻焊盘具有大于第一间距的第二间距。
76.示例实施例13:根据示例实施例12的电子装置,其中第一间距小于大约100μm,并且第二间距大于大约100μm。
77.示例实施例14:一种电子装置包括具有交替的金属化层和电介质层的封装衬底。封装衬底包括第一多个衬底焊盘和第二多个衬底焊盘。封装衬底还包括位于第一多个衬底焊盘和第二多个衬底焊盘之间的开放空腔,开放空腔具有底部和侧面,底部在其中具有多个沟槽。电子装置还包括位于开放空腔中的桥接管芯,桥接管芯包括第一多个桥接焊盘、第二多个桥接焊盘和导电迹线。粘合层将桥接管芯耦合到开放空腔的底部,粘合层位于开放空腔的多个沟槽中。
78.示例实施例15:根据示例实施例14的电子装置,其中沟槽延伸超过开放空腔的一侧或多侧。
79.示例实施例16:根据示例实施例14或15的电子装置,还包括横向地位于在桥接管芯与开放空腔的侧面之间的间隙,间隙围绕桥接管芯。
80.示例实施例17:根据示例实施例14、15或16的电子装置,还包括耦合到第一多个衬底焊盘和第一多个桥接焊盘的第一管芯;以及耦合到第二多个衬底焊盘和第二多个桥接焊盘的第二管芯,第二管芯通过桥接管芯的导电迹线耦合到第一管芯。
81.示例实施例18:根据示例实施例17的电子装置,其中第一管芯通过第一多个焊料结构耦合到第一多个衬底焊盘和第一多个桥接焊盘,并且第二管芯通过第二多个焊料结构耦合到第二多个衬底焊盘和第二多个桥接焊盘。
82.示例实施例19:根据示例实施例17或18的电子装置,还包括耦合到封装衬底的与第一管芯和第二管芯相对的一侧的板。
83.示例实施例20:根据示例实施例14、15、16、17、18或19的电子装置,其中第一多个桥接焊盘中的相邻焊盘和第二多个桥接焊盘中的相邻焊盘具有第一间距,并且其中第一多
个衬底焊盘中的相邻焊盘和第二多个衬底焊盘中的相邻焊盘具有大于第一间距的第二间距。
84.示例实施例21:根据示例实施例20的电子装置,其中第一间距小于大约100μm,并且第二间距大于大约100μm。
85.示例实施例22:一种电子装置包括具有交替的金属化层和电介质层的封装衬底。封装衬底包括第一多个衬底焊盘和第二多个衬底焊盘。电子装置还包括位于第一多个衬底焊盘和第二多个衬底焊盘之间的开放空腔,开放空腔具有底部和侧面。多个非有源导电结构围绕开放空腔的周界。电子装置还包括位于开放空腔中并且耦合到开放空腔的底部的桥接管芯,桥接管芯包括第一多个桥接焊盘、第二多个桥接焊盘和导电迹线。
86.示例实施例23:根据示例实施例22的电子装置,还包括横向地位于在桥接管芯与开放空腔的侧面之间的间隙,间隙围绕桥接管芯。
87.示例实施例24:根据示例实施例22或23的电子装置,还包括耦合到第一多个衬底焊盘和第一多个桥接焊盘的第一管芯、以及耦合到第二多个衬底焊盘和第二多个桥接焊盘的第二管芯,第二管芯通过桥接管芯的导电迹线耦合到第一管芯。
88.示例实施例25:根据示例实施例24的电子装置,其中第一管芯通过第一多个焊料结构耦合到第一多个衬底焊盘和第一多个桥接焊盘,并且第二管芯通过第二多个焊料结构耦合到第二多个衬底焊盘和第二多个桥接焊盘。
89.示例实施例26:根据示例实施例24或25的电子装置,还包括耦合到封装衬底的与第一管芯和第二管芯相对的一侧的板。
90.示例实施例27:根据示例实施例22、23、24、25或26的电子装置,其中第一多个桥接焊盘中的相邻焊盘和第二多个桥接焊盘中的相邻焊盘具有第一间距,并且其中第一多个衬底焊盘中的相邻焊盘和第二多个衬底焊盘中的相邻焊盘具有大于第一间距的第二间距。
91.示例实施例28:根据示例实施例27的电子装置,其中第一间距小于大约100μm,并且第二间距大于大约100μm。
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