TWI678766B - 一種製造一系統於一可主動控制基板上的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明乃揭示製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其步驟包括：提供一可主動控制基板，該可主動控制基板具有相對的上、下表面，且該可主動控制基板包括至少一主動控制單元以及一與該主動控制單元電性連接的內連結構；形成一第一、第二重佈線層於該可主動控制基板的該上、下表面分別，且該第一、第二重佈線層分別與該內連結構電性連接；分別形成複數第一、第二導電接合結構於該第一、第二重佈線層上；提供一功能性裸晶片及一感測器，並使該功能性裸晶片及該感測器分別藉由該第一、第二導電接合結構而與該第一、第二重佈線層接合，進而透過該第一重佈線層及該內連結構而使該功能性裸晶片與該主動控制單元電性連接，且透過該第二重佈線層及該內連結構而使該感測器與該主動控制單元電性連接。
Description
本發明是關於一種製造一系統於一可主動控制基板上的方法，且特別是關於一種製造一功能性系統於一可主動控制基板上的方法。
物聯網(Internet of Things；IoT) 的應用包括各式各樣的使用狀況，故需要藉由不同集成電路(ICs)、晶片的連接來整合各種軟、硬體，賦予提供多重功能，例如邏輯集成電路(Logic IC)加上射頻集成電路(RF IC)再加上感測器等。然而，不同功能感側器，例如電流感測器、電壓感測器、光學感測器、磁感測器、溫度感測器、熱感測器、溼度感測器、氣體感測器、壓力感測器、液位感測器、浸水感測器、照度感測器、重量感測器、超音波感測器、圖像感測器、線位移感測器、傾斜感測器、加速度感測器、碰撞感測器、震動感側器、生物特徵辨識感測器等，通常具有不同的結構，且均是利用獨特的集成電路製程所製備，故該等感測器很難以系統單晶片(System-on-Chip；SOC)模式製造。
有鑑於此，因此，對於實際用途需要多重/同步的感測器數據以利使用者或人工智慧(AI)作出正確的判斷者，較佳的是整合於一小面積的單一基板上，以提供較佳的效率、較佳的能源規劃、較小的尺寸以及數據同步化，故一種可將不同功能性的晶片以及各種感應器整合成一系統單晶片者乃業界所殷切期盼。
本發明之一特徵是揭示一種製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其步驟包括：提供一可主動控制基板，該可主動控制基板具有相對的上、下表面，且該可主動控制基板包括至少一主動控制單元以及一與該主動控制單元電性連接的內連結構；形成一第一、第二重佈線層於該可主動控制基板的該上、下表面分別，且該第一、第二重佈線層分別與該內連結構電性連接；分別形成複數第一、第二導電接合結構於該第一、第二重佈線層上；提供一功能性裸晶片及一感測器，並使該功能性裸晶片及該感測器分別藉由該第一、第二導電接合結構而與該第一、第二重佈線層接合，進而透過該第一重佈線層及該內連結構而使該功能性裸晶片與該主動控制單元電性連接，且透過該第二重佈線層及該內連結構而使該感測器與該主動控制單元電性連接。
本發明之另一特徵是揭示一種如上所述製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其中該可主動控制基板為絕緣基板或半導體基板。
本發明之另一特徵是揭示一種如上所述製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其中該半導體基板為矽基板、碳化矽基板、藍寶石基板、(II)-(VI)族基板或(III)-(V)族基板。
本發明之另一特徵是揭示一種如上所述製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其中該內連結構包括至少一導線及至少一穿孔(via)。
本發明之另一特徵是揭示一種如上所述製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其中該主動控制單元包括一主動元件及/或一多工器。
本發明之另一特徵是揭示一種如上所述製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其中該主動元件包括電晶體、主動開關(active switch)、調變器(modulator)、可程式邏輯控制器(programmable logic)、開關陣列(switch array)其中之一或其組合。
本發明之另一特徵是揭示一種如上所述製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其中該電晶體可為金氧半場效電晶體(MOS)或雙載子接面電晶體(BJT)。
本發明之另一特徵是揭示一種如上所述製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其中該功能性裸晶片包括微型控制器(MCU)、邏輯集成電路(Logic IC)、驅動集成電路(Driving IC)或射頻集成電路(RF IC)其中之一或其組合。
本發明之另一特徵是揭示一種如上所述製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其中該感測器包括電流感測器、電壓感測器、光學感測器、磁感測器、溫度感測器、熱感測器、溼度感測器、氣體感測器、壓力感測器、液位感測器、浸水感測器、照度感測器、重量感測器、超音波感測器、圖像感測器、線位移感測器、傾斜感測器、加速度感測器、碰撞感測器、震動感側器、生物特徵辨識感測器其中之一或其組合。
本發明之另一特徵是揭示一種如上所述製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其中該第一、第二導電接合結構包括焊球、導電凸塊、導電柱其中之一或其組合。
本發明之另一特徵是揭示一種如上所述製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其中該基板更包括至少一被動元件。
本發明之另一特徵是揭示一種如上所述製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其中該被動元件包括電阻、電容、電感、憶阻器(memristor)、天線(antenna)、散熱器(heat-spreader)、二極體(Diode)、發光二極體(LED) 、波導器(waveguide)、濾波器(filter)其中之一或其組合。
以下將詳細說明本發明實施例之製作與使用方式。然應注意的是，本發明提供許多可供應用的發明概念，其可以多種特定型式實施。文中所舉例討論之特定實施例僅為製造與使用本發明之特定方式，非用以限制本發明之範圍。
首先，請參照第1A圖，提供一如第1A圖所示的可主動控制基板100。該可主動控制基板100具有相對的上、下表面100A、100B，且該可主動控制基板包括一主動控制單元110、120以及一與該主動控制單元110、120電性連接的內連結構(未繪示)。
上述之可主動控制基板100可為絕緣基板，例如但不限於玻璃基板或塑料基板，或半、導體基板，例如但不限於矽基板、碳化矽基板、藍寶石基板、(II)-(VI)族基板或(III)-(V)族基板。
上述之主動控制單元110、120可為具有相同或相異功能的主動控制單元，且每一個主動控制單元110、120可分別包括一主動元件及/或一多工器(Multiplexer；MUX)。主動元件可包括電晶體、主動開關(active switch)、調變器(modulator)、可程式邏輯控制器(programmable logic)、開關陣列(switch array)其中之一或其組合，且該電晶體例如但不限於金氧半場效電晶體(MOS)或雙載子接面電晶體(BJT)，或者。
上述之內連結構(未繪示)包括至少一導線(未繪示)及至少一穿孔(via) (未繪示)。該導線(未繪示)可由具有高導電係數之材料所構成，例如但不限於為半導體業常用的金線、銀線或銅線等，且該穿孔(via) (未繪示)可藉由例如但不限於鑲嵌(damascene)、貫通矽穿孔(through silicon via；TSV)或金屬插栓(Metal Plug)等製程製備，在此不再贅述。
接著，請參照第1B圖，利用習知的重佈線製程(re-distribution layer process；RDL process)，分別形成一第一、第二重佈線層(re-distribution layer ；RDL)140A、140B於該可主動控制基板100的該上、下表面100A、100B，且該第一、第二重佈線層140A、140B分別與該內連結構(未繪示)電性連接。然後，再分別形成複數第一、第二導電接合結構150A、150B於該第一、第二重佈線層140A、140B上。上述的第一、第二導電接合結構150A、150B可為例如但不限於焊球、導電凸塊、導電柱其中之一或其組合。
最後，請參照第1C圖，提供一功能性裸晶片200及一感測器300，並使該功能性裸晶片200及該感測器300分別藉由該第一、第二導電接合結構150A、150B與該第一、第二重佈線層140A、140B接合，進而透過該第一重佈線層140A及該內連結構(未繪示)而使該功能性裸晶片200與該主動控制單元110、120電性連接，且透過該第二重佈線層140B及該內連結構(未繪示)而使該感測器300與該主動控制單元110、120電性連接，形成一功能整合系統。根據本發明的其他實施例，可選擇一個以上具有不同功能的上述功能性裸晶片200及一個以上具有不同功能的感測器300並且分別透過該第一重佈線層140A及該內連結構(未繪示)而使該等具有不同功能的功能性裸晶片200與該等具有不同功能的主動控制單元110、120電性連接，且透過該第二重佈線層140B及該內連結構(未繪示)而使該等具有不同功能的感測器300與該主動控制單元110、120電性連接，形成一多重功能整合系統1000。
上述該功能性裸晶片200可為例如但不限於微型控制器(MCU)、邏輯集成電路(Logic IC)、驅動集成電路(Driving IC)或射頻集成電路(RF IC)其中之一或其組合。
上述感測器300可為例如但不限於電流感測器、電壓感測器、光學感測器、磁感測器、溫度感測器、熱感測器、溼度感測器、氣體感測器、壓力感測器、液位感測器、浸水感測器、照度感測器、重量感測器、超音波感測器、圖像感測器、線位移感測器、傾斜感測器、加速度感測器、碰撞感測器、震動感側器、生物特徵辨識感測器等。
此外，上述之可主動控制基板100更可包括至少一被動元件，該被動元件可為例如但不限於電阻、電容、電感、憶阻器(memristor)、天線(antenna)、散熱器(heat-spreader)、二極體(Diode)、發光二極體(LED)、波導器(waveguide)、濾波器(filter)其中之一或其組合。如第1C圖所示，上述之可主動控制基板100更包括一電容130以及一天線330，且其中一功能性裸晶片200乃藉由第一、第二重佈線層140A、140B及第二導電接合結構150B與該電容130及該天線330電性連接。上述之天線330可應用於無線通訊，例如但不限於近場無線通訊(NFC)。
如上所述，根據本發明所揭示之一種製造一系統於一可主動控制基板上的方法，可視需要選擇一個以上具有不同功能的功能性裸晶片以及一個或一個以上的感測器，將該等功能性裸晶片及該等感測器分別接合於一含有主動控制單元的基板，並藉由該基板內的重佈線層及內連線結構，使該等功能性裸晶片及該等感測器與該主動控制單元電性連接整合於一小面積的單一基板上，形成一可以提供較佳的效率、較佳的能源規劃、較小面積以及數據同步化的多重功能整合的系統。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
| 100 | 可主動控制基板 | 150A | 第一導電接合結構 | |
| 100A | 上表面 | 150B | 第二導電接合結構 | |
| 100B | 下表面 | 200 | 功能性裸晶片 | |
| 110、120 | 主動控制單元 | 300 | 感測器 | |
| 130 | 電容 | 330 | 天線 | |
| 140A | 第一重佈線層 | 1000 | 多重功能整合系統 | |
| 140B | 第二重佈線層 |
第1A~1C圖所繪示者是根據本發明一實施例所揭示的製造一系統於一可主動控制基板上的剖面製程。
Claims (11)
- 一種製造一系統於一可主動控制基板上的方法，其步驟包括：步驟(1)：提供一可主動控制基板，該可主動控制基板具有相對的上、下表面，且該可主動控制基板包括至少一主動控制單元以及一與該主動控制單元電性連接的內連結構；步驟(2)：分別形成一第一、第二重佈線層於該可主動控制基板的該上、下表面，且該第一、第二重佈線層分別與該內連結構電性連接；步驟(3)：分別形成複數第一、第二導電接合結構於該第一、第二重佈線層上；以及步驟(4)：提供一功能性裸晶片及一感測器，並使該功能性裸晶片及該感測器分別藉由該第一、第二導電接合結構而與該第一、第二重佈線層接合，進而透過該第一重佈線層及該內連結構而使該功能性裸晶片與該主動控制單元電性連接，且透過該第二重佈線層及該內連結構而使該感測器與該主動控制單元電性連接；其中，該功能性裸晶片包括微型控制器(MCU)、邏輯集成電路(Logic IC)、驅動集成電路(Driving IC)或射頻集成電路(RF IC)其中之一或其組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造一系統於一可主動控制基板上的方法，該可主動控制基板為絕緣基板或半導體基板。
- 如申請專利範圍第2項所述之製造一系統於一可主動控制基板上的方法，該半導體基板為矽基板、碳化矽基板、藍寶石基板、(II)-(VI)族基板或(III)-(V)族基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造一系統於一可主動控制基板上的方法，該內連結構包括至少一導線及至少一穿孔(via)。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造一系統於一可主動控制基板上的方法，該主動控制單元包括一主動元件及/或一多工器(MUX)。
- 如申請專利範圍第5項所述之製造一系統於一可主動控制基板上的方法，該主動元件包括電晶體、主動開關(active switch)、調變器(modulator)、可程式邏輯控制器(programmable logic)、開關陣列(switch array)其中之一或其組合。
- 如申請專利範圍第6項所述之製造一系統於一可主動控制基板上的方法，該電晶體可為金氧半場效電晶體(MOS)或雙載子接面電晶體(BJT)。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造一系統於一可主動控制基板上的方法，該感測器包括電流感測器、電壓感測器、光學感測器、磁感測器、溫度感測器、熱感測器、溼度感測器、氣體感測器、壓力感測器、液位感測器、浸水感測器、照度感測器、重量感測器、超音波感測器、圖像感測器、線位移感測器、傾斜感測器、加速度感測器、碰撞感測器、震動感側器、生物特徵辨識感測器其中之一或其組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之製造一系統於一可主動控制基板上的方法，該第一、第二導電接合結構可為焊球、導電凸塊或導電柱。
- 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之製造一系統於一可主動控制基板上的方法，該可主動控制基板更包括至少一被動元件。
- 如申請專利範圍第10項所述之製造一系統於一可主動控制基板上的方法，該被動元件包括電阻、電容、電感、憶阻器(memristor)、天線(antenna)、散熱器(heat-spreader)、二極體(Diode)、發光二極體(LED)、波導器(waveguide)、濾波器(filter)其中之一或其組合。
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