TWI911231B - 具有嵌入絕緣層內的局部高密度佈線區域的封裝的設備及用於製造前述設備的方法 - Google Patents
具有嵌入絕緣層內的局部高密度佈線區域的封裝的設備及用於製造前述設備的方法Info
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Abstract
揭示一種設備和用於製造該設備的方法。該設備包括第一絕緣層、被佈置在第一絕緣層的表面上的第一金屬層和嵌入在第一絕緣層中的金屬化結構。金屬化結構僅佔據第一絕緣層的體積的一部分。金屬化結構具有大於第一金屬層的線密度的線密度。
Description
本案大體係關於封裝裝置,更特定言之但不排他地係關於具有嵌入絕緣層內的局部高密度佈線區域的層壓基板封裝及其製造技術。
積體電路技術經由主動部件的小型化,在提高計算能力方面取得了長足的進步。對於更快、更強大且效能更強、但封裝尺寸越來越小的晶片組存在持續的需求。一種封裝解決方案是使用所謂的「倒裝晶片」裝置,其中晶片以焊盤側朝下的方式直接被安裝到層壓基板上,而不是被安裝在使用引線鍵合進行電氣連接的封裝中。然而,與晶片尺度下可能的特徵尺寸相比,一般層壓基板具有較大的特徵尺寸。因此,層壓基板的相對較大的最小特徵尺寸限制了晶片組封裝的尺寸可以減小的程度。例如,術語「線密度」指可以佔據給定區域的導電跡線的數目。具有更大的線密度意味著在給定區域內具有更多的導電跡線。層壓基板具有相對較大的最小線寬(金屬跡線的寬度)和線間距(從線中心到中心的距離),其限制了層壓基板上的線密度。同樣,術語「特徵密度」指可以佔據給定區域的特徵(諸如線和通孔)的數目。層壓基板具有相對較大的最小通孔尺寸(例如,通孔直徑)和偏移(通孔和另一特徵之間的空間),其與相對較大的最小線寬和間距一起限制層壓基板上的特徵密度。
相應地,存在對克服一般層壓基板封裝的缺陷的方法、系統和設備的需求,包括本文所提供的方法、系統和設備。
以下提供了與本文所揭示的各設備和方法相關聯的一或多個態樣及/或實例相關的簡化概述。如此,以下概述既不應被視為與所有構想的態樣及/或實例相關的詳盡縱覽,以下概述亦不應被認為標識與所有構想的態樣及/或實例相關的關鍵性或決定性要素或圖示與任何特定態樣及/或實例相關聯的範圍。相應地,以下概述僅具有在以下提供的詳細描述之前以簡化形式呈現與關於本文所揭示的設備和方法的一或多個態樣及/或實例相關的某些概念的目的。
根據本文揭示的各個態樣,至少一個態樣包括一種設備,其包括:第一絕緣層;第一金屬層,被佈置在第一絕緣層的表面上;及金屬化結構,嵌入第一絕緣層中;其中該金屬化結構僅佔據第一絕緣層的體積的一部分,並且其中該金屬化結構具有比第一金屬層的線密度更大的線密度。
根據本文揭示的各個態樣,至少一個態樣包括一種用於製造設備的方法,該方法包括:提供第一絕緣層;提供被佈置在第一絕緣層的表面上的第一金屬層;及提供嵌入第一絕緣層中的金屬化結構,該金屬化結構僅佔據第一絕緣層的體積的一部分並且該金屬化結構具有比第一金屬層的線密度更大的線密度。
基於附圖和詳細描述,與本文揭示的各設備和方法相關聯的其他特徵和優點對本領域技藝人士而言將是明瞭的。
本案的各態樣針對特定實施例在以下描述和相關附圖中揭示。可以設計替換態樣或實施例而不脫離本教示的範疇。另外地,本文的說明性實施例的眾所周知的元素將不被詳細描述或將被省去以免湮沒本案中教示的相關細節。
在某些所描述的示例實施方式中,標識出以下實例,其中各種部件結構和操作的各個部分可以從已知一般技術獲取,並且隨後根據一或多個示例性實施例來佈置。在此類實例中,可以省略已知的一般部件結構及/或操作的部分的內部細節,以幫助避免本文所揭示的說明性實施例中所圖示的概念的潛在混淆。
本文所使用的術語僅出於描述特定實施例的目的,而並不意欲限定。如本文中使用的,單數形式的「一」、「某」和「該」意欲亦包括複數形式,除非上下文另外明確指示。將進一步理解,術語「包括」、「具有」、「包含」及/或「含有」在本文中使用時指明所陳述的特徵、整數、步驟、操作、元素,及/或部件的存在,但並不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元素、部件及/或其群組的存在或添加。
圖1圖示了根據本案的一或多個態樣的示例性設備。在圖1中,設備100包括第一絕緣層102和被佈置在第一絕緣層102的表面上的第一金屬層104。在一些實例中,在將第一金屬層104佈置到第一絕緣層102上之前,第一絕緣層102可經歷實體或化學移除製程。借助此移除製程,第一金屬層104的至少一部分可與第一絕緣層102的表面齊平。根據一些態樣,第一絕緣層102(以及可任選地,被佈置在其上的第一金屬層104)是預浸材料(PPG)層的一部分,例如由預浸玻璃、碳、複合材料或其他纖維形成的層。金屬化結構106嵌入在第一絕緣層102中。在一些實例中,在嵌入金屬化結構106之前,第一絕緣層102亦可經歷實體或化學移除製程。借助此移除製程,金屬化結構106可被嵌入成與第一絕緣層102的表面齊平或低於該表面。金屬化結構106僅佔據第一絕緣層102的體積的一部分。金屬化結構106,更特別地,第二金屬層108具有比第一金屬層104的線密度更大的線密度。再次,具有更大的線密度意味著在給定區域內具有更多的導電跡線。根據一些態樣,金屬化結構106可電耦合至第一金屬層104的至少一部分。在一些情形中,金屬化結構106可電耦合至被佈置在金屬化結構106上的第一金屬層104的另一部分。在一些實例中,被佈置在第一絕緣層102上的第一金屬層104的一部分和被佈置在金屬化結構106上的第一金屬層104的一部分彼此齊平。根據一些態樣,金屬化結構106包括使用晶圓製程構造的重分佈層(RDL)或其他結構。根據一些態樣,金屬化結構106包括第二金屬層108,該第二金屬層108不位於第一絕緣層102的表面上,例如不位於設備100的外表面上,或者不同地放置在與其上佈置第一金屬層104的表面不同的位置處。根據一些態樣,金屬化結構106包括光可成像介電質(PID)110或其他絕緣材料,其可不同於用於第一絕緣層102的材料。PID 110包括在製程之後留在產品上的光敏介電質材料。在一些態樣,PID 110被佈置成支撐第二金屬層108。在一些態樣,PID 110亦被佈置成至少部分地形成與第一絕緣層102的表面齊平的表面(例如,設備100的外表面)。在一些情形中,在第二金屬層108與被佈置在PID 110的表面上的第一金屬層104的一部分之間提供PID 110或其他絕緣材料。根據一些態樣,第二金屬層108由穿過PID 110的一或多個通孔112電耦合至第一金屬層104。應注意,當本文將實體描述為電耦合至金屬層時,應理解該實體被耦合至金屬層的至少一部分。
設備100提供了若干技術優點,包括但不限於以下。在一般層壓基板(諸如芯基板及/或預浸材料(PPG)層)內構建某些區域,並在其中嵌入具有較高線密度及/或特徵密度的金屬化結構(諸如RDL),實現了比一般層壓基板所提供的更高密度的佈線和電氣連接。例如,典型的PPG基板可以具有100或更多微米(µm)的最小線寬和線間距,而典型的RDL可以具有15 µm的最小線寬和線間距,其允許RDL每給定區域具有比PPG基板高出多達6倍的佈線跡線(亦即,高出6倍的線密度)。該等量測和數值僅用於說明,並不意欲限制請求項的範疇,並且進一步說明了金屬化結構106具有比第一金屬層104的線密度更大的線密度。
促進高密度佈線的局部區域的此金屬化結構106可以按不同形式嵌入第一絕緣層102內,可能地形成為PPG基板。例如,緊湊高密度佈線的此局部區域可以位於一個PPG層內或多個PPG層之間,並且亦可堆疊在緊湊佈線的其他局部區域上以形成堆疊的金屬化結構106。局部高密度佈線區域的使用提供了技術優點,包括但不限於:減輕局部佈線壅塞;允許設計更緊湊的封裝;及提供由於減小佈線距離及/或視圖通孔而導致的效能改進,以及由於減小的寄生電阻、電容或電感而導致的效能改進。
根據一些態樣(諸如圖1所圖示的態樣),設備100可包括電耦合至設備100的第一金屬層104及/或金屬化結構106的至少一部分的晶粒114,以及經由穿過第一絕緣層102的一或多個通孔118電耦合至設備100的第一金屬層104的一組電觸點116。根據一些態樣,電觸點116可包括焊球、銅柱或凸塊下金屬化結構120。根據一些態樣,晶粒114經由細間距UBM結構電耦合至第一金屬層104及/或金屬化結構106。根據一些態樣,金屬化結構106位於在晶粒114的至少一部分下方。根據一些態樣,晶粒114經由凸塊下金屬化(UBM)結構電耦合至金屬化結構106。根據一些態樣,金屬化結構106是或包括UBM結構。
圖2圖示了根據本案的另一態樣的示例性設備。圖2內的一些元件對應於圖1內相似地編號的元件,在此不再重複該等元件的描述。在圖2所圖示的態樣中,設備(諸如圖1所圖示的設備100)亦可包括電耦合至第一金屬層104及/或金屬化結構106的至少一部分的被動部件200。
圖3圖示了根據本案的另一態樣的示例性設備。圖3內的一些元件對應於圖1內相似地編號的元件,在此不再重複該等元件的描述。在圖3所圖示的態樣中,設備(諸如圖1所圖示的設備100)可包括電耦合到至少一些電觸點116的晶粒114,並且可以由穿過第一絕緣層102的一或多個通孔118被進一步電耦合至第一金屬層104的至少一部分。設備100在第一絕緣層102的相對表面上包括電耦合至第一金屬層104及/或金屬化結構106的至少一部分的一或多個電觸點116。根據一些態樣,金屬化結構106位於一或多個電觸點116的至少一部分下方。根據一些態樣,第一金屬層104的各部分可包括焊球、銅柱或凸塊下金屬化結構120。
圖4圖示了根據本案的另一態樣的示例性設備。圖4內的一些元件對應於圖1至圖3內相似地編號的元件,在此不再重複該等元件的描述。在圖4所圖示的態樣,設備(諸如圖1中的設備100)亦可包括電耦合至第一金屬層104及/或金屬化結構106的至少一部分的被動部件200。
圖5和圖6圖示了根據本案的其他態樣的示例性設備。圖5和圖6內的一些元件對應於圖1內相似地編號的元件,在此不再重複該等元件的描述。在圖5和圖6所圖示的態樣,設備(諸如設備100,諸如圖1所圖示的設備100)可進一步包括第二絕緣層500,該第二絕緣層500具有由穿過第二絕緣層500的一或多個通孔504電耦合至第一金屬層104的至少一部分的第三金屬層502。根據一些態樣,金屬化結構106僅覆蓋第二絕緣層500的區域的一部分。根據一些態樣,第一絕緣層102和第二絕緣層500中的至少一者是預浸材料(PPG)層。因此,在圖5和圖6所示的所得結構中,高密度佈線區域(亦即嵌入第一絕緣層102內的金屬化結構106)在中間,例如在構成設備100的多個PPG層之間,並且因此從視野中隱藏。
根據一些態樣,如圖5所圖示的,設備100包括電耦合至第三金屬層502的至少一部分的晶粒114。第三金屬層502由一或多個通孔506電耦合至第一金屬層104的至少一部分。第一金屬層104的至少一部分由穿過第一絕緣層102的一或多個通孔118電耦合至一或多個電觸點116。根據一些態樣,電觸點116可包括焊球、銅柱或凸塊下金屬化結構120。根據一些態樣,金屬化結構106被佈置在電觸點116與第一金屬層104的至少一部分之間。根據一些態樣,局部高密度區域在三層(3L)嵌入式跡線基板(ETS)的中間被處理。
根據一些態樣,如圖6所圖示,一種設備(諸如圖1中的設備100)包括電耦合到至少一些電觸點116的晶粒114。至少一些電觸點116由穿過第一絕緣層102的一或多個通孔118電耦合至第一金屬層104的至少一部分。第一金屬層104的至少一部分由一或多個通孔504電耦合至第三金屬層502。根據一些態樣,第三金屬層502的各部分可包括焊球、銅柱或凸塊下金屬化結構120。根據一些態樣,第三金屬層502的至少一部分電耦合至一或多個電觸點116。根據一些態樣,金屬化結構106被佈置在晶粒114與第一金屬層104的至少一部分之間。根據一些態樣,局部高密度區域在三層ETS的中間被處理。
根據一些態樣,設備100被納入另一設備中,諸如但不限於以下中的一者:音樂播放機、視訊播放機、娛樂單元、導航裝置、通訊裝置、行動裝置、行動電話、智慧型電話、個人數位助理、固定位置終端、平板電腦、電腦、可穿戴裝置、物聯網路(IoT)裝置、膝上型電腦、伺服器、以及機動車中的裝置。
為了充分說明本案的設計的各態樣,提出了各製造方法。其他製造方法亦是可能的,並且所論述的製造方法被呈現以僅用於幫助理解本文中揭示的概念。
圖7圖示了根據本案的一些實例的用於製造設備的示例性部分方法700的流程圖。如圖7所示,部分方法700可在方塊702中以提供第一絕緣層102開始。部分方法700可在方塊704中繼續以提供第一金屬層,例如,第一金屬層104的至少一部分被佈置在第一絕緣層102的表面上。在一些實例中,在將第一金屬層佈置到第一絕緣層102上之前,第一絕緣層102可經歷實體或化學移除製程。借助此移除製程,金屬層可與第一絕緣層102的表面齊平地沉積。部分方法700可在方塊706中繼續以提供嵌入在第一絕緣層102中的金屬化結構106,該金屬化結構106僅佔據第一絕緣層102的體積的一部分(或表面的一部分)。在一些實例中,在嵌入金屬化結構106之前,第一絕緣層102亦可經歷實體或化學移除製程。借助此移除製程,金屬化結構106可被嵌入成與第一絕緣層102的表面齊平。
在一些實例中,第一金屬層104可沉積在臨時基板上,而PID 110可沉積到第一金屬層104上並部分地覆蓋該第一金屬層104。PID形成第一絕緣層102的第一部分。另一絕緣材料可以沉積或生長在第一金屬層104尚未被PID 110覆蓋的部分之上。PID 110被蝕刻以暴露第一金屬層104的部分,並且金屬化結構106被沉積到PID 110上。移除另一絕緣材料,讓金屬化結構106和第一金屬層104的部分不被PID 110覆蓋。在金屬化結構106和至少一些暴露的第一金屬層104上形成另一絕緣材料,以完成第一絕緣層102。
金屬化結構106的線密度大於第一金屬層104的線密度。部分方法700可在方塊708中繼續以提供晶粒114、被動部件200及/或一組電觸點116,其電耦合至金屬化結構106且其亦可電耦合至第一金屬層104的至少一部分。
圖8圖示了根據本案的一或多個態樣的製造技術。參照圖8,在部分製程800部分(i)中,提供具有第一金屬層804的基板802。在製程部分(ii)中,在基板802的局部區域中建立光可成像介電質(PID)805。在製程部分(iii)中,蝕刻PID 805以在PID 805中建立開口以存取一些第一金屬層804特徵。在製程部分(iv)中,沉積並蝕刻光阻劑(PR)塗層806以提供對PID 805和一些第一金屬層804特徵的存取。在製程部分(v)中,在PID 805和第一金屬層804特徵的暴露表面上建立金屬的晶種層808,之後PR塗層806被剝離。在製程部分(vi)中,金屬化結構810使用多個步驟來建立,諸如,可用於建立重分佈層(RDL),例如,光遮罩(PM)塗層、暴露和顯影、晶種沉積、鍍敷、剝離、蝕刻等。金屬化結構810電耦合至第一金屬層804的至少一些特徵或結構。在製程部分(vii)中,將絕緣層812構建在金屬化結構810上。絕緣層812可以是PPG層,例如,浸漬有未固化樹脂的玻璃纖維。在一些態樣中,將PPG層放置在第一金屬層801和金屬化結構810的頂部,同時可變形,而隨後一旦樹脂已經流動或被強制進入覆蓋該等結構的適當位置就被固化。在製程部分(viii)中,在絕緣層812中建立開口以存取第一金屬層804的一些特徵或結構。在製程部分(ix)中,例如使用銅來建立通孔814和金屬圖案816。
將領會,若基板802是其中穿有通孔的絕緣層以提供與相對側的電連接,則圖8中的所得結構類似於圖5和圖6所圖示的。同樣,若圖8中所示的基板802最終被移除,則所得結構類似於圖1至圖4中所圖示的彼等結構。同樣,應領會,圖1至圖8中所示的結構可以藉由建立額外絕緣層和金屬層來增強。
應領會,前述製造製程僅作為本案的一些態樣的一般說明來提供,並不意欲限制本案或所附請求項。進一步地,本領域技藝人士已知的製造製程中的許多細節可以在概要製程部分中被省略或組合,以促成對所揭示的各個態樣的理解,而無需詳細呈現每個細節及/或所有可能的製程變動。
圖9圖示了根據本案的一些實例的示例性行動裝置。現在參照圖9,圖示了根據示例性態樣配置的行動裝置的方塊圖並將其一般性地標示為行動裝置900。在一些態樣,行動裝置900可被配置為無線通訊裝置。如所示,行動裝置900包括處理器902。處理器902被示為包括指令管線904、緩衝處理單元(BPU)906、分支指令佇列(BIQ)908和扼流器910,如本領域公知的。為了清楚起見,已經從處理器902的此視圖中省略了該等方塊的其他眾所周知的細節(例如,計數器、條目、置信度欄位、加權和、比較器等)。處理器902可以在鏈路上通訊地耦合到記憶體912,該鏈路可以是晶粒到晶粒或晶片到晶片的鏈路。行動裝置900亦包括顯示器914和顯示器控制器916,其中顯示器控制器916耦合到處理器902和顯示器914。
在一些態樣中,圖9可包括:被耦合至處理器902的編碼器/解碼器(CODEC)918(例如,音訊及/或語音CODEC);被耦合至CODEC 918的揚聲器920和話筒922;及被耦合至無線天線926和處理器902的無線控制器電路924(其可以包括數據機、射頻(RF)電路系統、濾波器等,其可使用如本文所揭示的一或多個倒裝晶片裝置來實施)。
在特定態樣,在存在一或多個上述方塊的情況下,處理器902、顯示控制器916、記憶體912、CODEC 918和無線控制器電路924可被包括在系統級封裝或片上系統裝置中,包括但不限於設備100和800,其可以使用本文所揭示的技術全部或部分地實施。輸入裝置928(例如,實體或虛擬鍵盤)、電源930(例如,電池)、顯示器914、輸入裝置928、揚聲器920、話筒922、無線天線926和電源930可以位於片上系統裝置的外部,並且可被耦合至片上系統裝置的部件,諸如介面或控制器。
應注意,儘管圖9圖示了行動裝置,但是處理器902和記憶體912亦可被整合到機上盒、音樂播放機、視訊播放機、娛樂單元、導航裝置、個人數位助理(PDA)、固定位置資料單元、電腦、膝上型電腦、平板電腦、通訊裝置、行動電話或其他類似裝置。
圖10圖示了根據本案的各個實例的可與任何前述整合裝置或半導體裝置的各種電子裝置。例如,行動電話裝置1002、膝上型電腦裝置1004和固定位置終端裝置1006可各自被一般性地視為使用者設備(UE),並且可包括例如本文所描述的設備1000。該裝置可以是例如本文所描述的積體電路、晶粒、整合裝置、整合裝置封裝、積體電路裝置、裝置封裝、積體電路(IC)封裝、層疊封裝裝置中的任一者。圖10所圖示的行動電話裝置1002、膝上型電腦裝置1004和固定位置終端裝置1006僅僅是示例性的。其他電子裝置亦可以裝置為其特徵,此類電子裝置包括但不限於包括以下各項的一組裝置(例如,電子裝置):行動裝置、掌上型個人通訊系統(PCS)單元、可攜式資料單元(諸如個人數位助理)、啟用全球定位系統(GPS)的裝置、導航裝置、機上盒、音樂播放機、視訊播放機、娛樂單元、固定位置資料單元(諸如儀錶讀數裝置)、通訊裝置、智慧型電話、平板電腦、電腦、可穿戴裝置、伺服器、路由器、實施在機動車(例如,自主車輛)中的電子裝置、物聯網路(IoT)裝置,或者儲存或取得資料或電腦指令的任何其他裝置,或者其任何組合。
前面揭示的封裝、裝置和功能性可被設計和配置在儲存在電腦可讀取媒體上的電腦檔案(例如,RTL、GDSII、GERBER等)中。一些或所有此類檔案可提供給基於此類檔案來製造裝置的製造處置器。所得的產品可包括半導體晶圓,隨後將其切割成半導體晶粒並被封裝成倒裝晶片或其他封裝。該等封裝隨後可用於本文所描述的裝置中。
應當領會,本文所揭示的各個態樣可以被描述為本領域技藝人士描述及/或認識的結構、材料,及/或裝置的功能等同方案。例如,在一個態樣,設備可包括用於執行以上所論述的各種功能性的構件。將領會,前述各態樣僅作為實例提供,並且要求保護的各個態樣不限於作為實例引述的特定參考及/或說明。
圖1至圖10中圖示的各部件、過程、特徵,及/或功能中的一或多個可以被重新安排及/或組合成單個部件、過程、特徵或功能,或者可以被納入在若干部件、過程或功能中。亦可添加額外元件、部件、過程,及/或功能而不會脫離本案。亦應當注意,圖1至圖10及其在本案中的對應描述不限於晶粒及/或IC。在一些實施方式中,圖1至圖10及其對應描述可被用於製造、建立、提供,及/或生產整合裝置。在一些至圖中,裝置可包括晶粒、整合裝置、晶粒封裝、積體電路(IC)、裝置封裝、積體電路(IC)封裝、晶片、半導體裝置、層疊封裝(PoP)裝置,及/或中介體。
如本文中所使用的,術語「使用者設備」(或「UE」)、「使用者裝置」、「使用者終端」、「客戶端裝置」、「通訊裝置」、「無線裝置」、「無線通訊裝置」、「掌上型裝置」、「行動裝置」、「行動終端」、「行動站」、「手持機」、「存取終端」、「用戶裝置」、「用戶終端」、「用戶站」、「終端」以及其變型可以可互換地代表能夠接收無線通訊及/或導航信號的任何合適的移動或駐定裝置。該等術語包括但不限於音樂播放機、視訊播放機、娛樂單元、導航裝置、通訊裝置、智慧型電話、個人數位助理、固定位置終端、平板電腦、電腦、可穿戴裝置、物聯網路(IoT)裝置、膝上型電腦、伺服器、機動車中的車載裝置,及/或通常由個人攜帶及/或具有通訊能力(例如,無線、蜂巢、紅外、短程無線電等)的其他類型的可攜式電子裝置。該等術語亦意欲包括與另一裝置進行通訊的裝置,該另一裝置能夠接收無線通訊及/或導航信號(諸如經由短程無線、紅外、有線連接或其他連接),而不論衛星信號接收、輔助資料接收,及/或定位相關處理是在該裝置還是在該另一裝置處發生。另外,該等術語意欲包括所有裝置,其中包括無線和有線通訊裝置,其能夠經由無線電存取網路(RAN)來與核心網路進行通訊,並且經由核心網路,UE能夠與外部網路(諸如網際網路)以及與其他UE連接。當然,連接到核心網路及/或網際網路的其他機制對於UE而言亦是可能的,諸如在有線存取網路、無線區域網路(WLAN)(例如,基於IEEE 802.11等)上、等等。UE能夠經由數種類型裝置中的任何裝置來體現,包括但不限於印刷電路(PC)卡、CF記憶體裝置、外置或內置數據機、無線或有線電話、智慧型電話、平板電腦、追蹤裝置、資產標籤等。UE能夠藉以向RAN發送信號的通訊鏈路被稱為上行鏈路通道(例如,反向訊務通道、反向控制通道、存取通道等)。RAN能夠藉以向UE發送信號的通訊鏈路被稱為下行鏈路或前向鏈路通道(例如,傳呼通道、控制通道、廣播通道、前向訊務通道等)。如本文所使用的,術語訊務通道(TCH)可以指上行鏈路/反向訊務通道或下行鏈路/前向訊務通道。
電子裝置之間的無線通訊可基於不同技術,諸如分碼多工存取(CDMA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、分時多工存取(TDMA)、分頻多工存取(FDMA)、正交分頻多工(OFDM)、行動通訊全球系統(GSM)、第三代夥伴計劃(3GPP)長期進化(LTE)、5G新無線電、藍芽(BT)、藍芽低功耗(BLE)、IEEE 802.11(WiFi)和IEEE 802.15.4(Zigbee/Thread),或可在無線通訊網路或資料通訊網路中使用的其他協定。藍芽低功耗(亦稱為藍芽LE、BLE和藍芽智慧)是由藍芽特別興趣小組設計和銷售的無線個人區域網路技術,其意欲提供顯著降低的功耗和成本、同時保持類似的通訊範圍。BLE於2010年被合併到主要的藍芽標準中,其中採用藍芽核心規範版本4.0並在藍芽5中更新。
措辭「示例性」在本文中用於意指「用作示例、實例,或說明」。本文中描述為「示例性」的任何細節不被解釋為勝過其他實例。同樣,術語「實例」並不意指所有實例皆包括所論述的特徵、優點,或工作模式。此外,特定特徵及/或結構可與一或多個其他特徵及/或結構組合。此外,在此描述的設備的至少一部分可被配置成執行於此描述的方法的至少一部分。
應當注意,術語「連接」、「耦合」或其任何變體意指在各元件之間的直接或間接的任何連接或耦合,且可涵蓋兩個元件之間的中間元件的存在,該兩個元件經由該中間元件被「連接」或「耦合」在一起,除非該連接明確揭示為直接連接。
本文中使用諸如「第一」、「第二」等之類的指定對元素的任何引述並不限定彼等元素的數量及/或次序。確切而言,該等指定被用作區分複數個兩個或兩個以上元素及/或元素實例的便捷方法。同樣,除非另外聲明,否則元素集合可包括一或多個元素。
本領域技藝人士將領會,資訊和信號可使用各種不同技術和技藝中的任何一種來表示。例如,貫穿上面說明始終可能被述及的資料、指令、命令、資訊、信號、位元、符號和碼片可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子,或其任何組合來表示。
本案中已描述或圖示圖示的任何內容皆不意欲指定任何部件、動作、特徵、益處、優點,或均等物奉獻給公眾,無論該等部件、動作、特徵、益處、優點或均等物是否記載在請求項中。
此外,本領域技藝人士將領會,結合本文所揭示的各實例描述的各種說明性邏輯區塊、模組、電路和算法動作可被實施為電子硬體、電腦軟體,或兩者的組合。為清楚地說明硬體與軟體的該一可互換性,各種說明性部件、方塊、模組、電路、以及動作在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此類功能性是被實施為硬體還是軟體取決於特定應用和施加於整體系統的設計約束。技藝人士可針對每種特定應用以不同方式來實施所描述的功能性,但此類實施決策不應被解讀為致使脫離本案的範疇。
儘管已經結合設備描述了一些態樣,但毋庸置疑,該等態樣亦構成對應方法的描述,並且因此設備的方塊或部件亦應被理解為對應的方法動作或方法動作的特徵。與之類似地,結合或作為方法動作描述的各態樣亦構成對應裝置的對應區塊或細節或特徵的描述。方法動作中的一些或全部可由硬體設備(或使用硬體設備)來執行,諸如舉例而言,微處理器、可程式設計電腦或電子電路。在一些實例中,最重要的方法動作中的一些或複數個方法動作可由此類設備來執行。
在以上詳細描述中,可以看到不同特徵在實例中被分組在一起。此種揭示方式並不應被理解為反映所要求保護的實例具有比相應請求項中所明確提及的特徵更多的特徵的意圖。相反,本案可以包括少於所揭示的個體實例的所有特徵。因此,所附請求項由此應該被認為是被納入到該描述中,其中每項請求項自身可為單獨的實例。儘管每項請求項自身可為單獨實例,但應注意,儘管申請專利範圍中的從屬請求項可引用具有一或多個請求項的特定組合,但其他實例亦可涵蓋或包括該從屬請求項與具有任何其他從屬請求項的標的的組合或任何特徵與其他從屬和獨立請求項的組合。此類組合在本文提出,除非顯示表達了不以某一特定組合為目標。此外,亦意欲使請求項的特徵可被包括在任何其他獨立請求項中,即使該請求項不直接從屬於該獨立請求項。
此外亦應注意,本說明書或請求項中揭示的方法、系統以及設備可由包括用於執行所揭示方法的相應動作及/或功能性的構件的設備來實施。
此外,在一些實例中,個體動作可被細分為複數個子動作或包含複數個子動作。此類子動作可被包含在個體動作的揭示中並且可以是個體動作的揭示的一部分。
儘管前面的揭示說明本案的說明性實例,但是應當注意,在其中可作出各種變更和修改而不會脫離如所附請求項定義的本案的範疇。根據本文中所描述的本案的各實例的方法請求項中的功能及/或動作不一定要以任何特定次序執行。另外,眾所周知的元素將不被詳細描述或可被省去以免模糊本文所揭示的各態樣和實例的相關細節。此外,儘管本案的要素可能是以單數來描述或主張權利的,但是複數亦是已料想了的,除非顯式地聲明瞭限定於單數。
100:設備102:第一絕緣層104:第一金屬層106:金屬化結構108:第二金屬層110:光可成像介電質(PID)112:通孔114:晶粒116:電觸點118:通孔120:焊球/銅柱/凸塊下金屬化結構200:被動部件500:第二絕緣層502:第三金屬層504:通孔700:部分方法702:方塊704:方塊706:方塊708:方塊800:部分製程802:基板804:第一金屬層805:光可成像介電質(PID)806:光阻劑(PR)塗層808:晶種層810:金屬化結構812:絕緣層900:行動裝置902:處理器904:指令管線906:緩衝處理單元(BPU)908:分支指令佇列(BIQ)910:扼流器912:記憶體914:顯示器916:顯示器控制器918:編碼器/解碼器(CODEC)920:揚聲器922:話筒924:無線控制器電路926:無線天線928:輸入裝置930:電源1000:設備1002:行動電話裝置1004:膝上型電腦裝置1006:固定位置終端裝置i:製程部分ii:製程部分iii:製程部分iv:製程部分ix:製程部分v:製程部分vi:製程部分vii:製程部分viii:製程部分
對本案的各態樣及其許多伴隨優點的更完整領會將因其在參考結合附圖考慮的以下詳細描述時變得更好理解而易於獲得,附圖僅出於說明目的被提供而不對本案構成任何限定。
圖1圖示了根據本案的一或多個態樣的示例性設備;
圖2圖示了根據本案的一或多個態樣的另一示例性設備;
圖3圖示了根據本案的一或多個態樣的另一示例性設備;
圖4圖示了根據本案的一或多個態樣的另一示例性設備;
圖5圖示了根據本案的一或多個態樣的另一示例性設備;
圖6圖示了根據本案的一或多個態樣的另一示例性設備;
圖7圖示了根據本案的一或多個態樣的用於製造設備的示例性部分方法的流程圖;
圖8圖示了根據本案的一或多個態樣的製造技術;
圖9圖示了根據本案的一或多個態樣的示例性行動裝置;及
圖10圖示了根據本案的一或多個態樣的可與任何前述整合裝置或半導體裝置整合的各種電子裝置。
根據慣例,附圖所圖示的特徵或許並非按比例繪製。相應地,為了清晰起見,所圖示的特徵的尺寸可能被任意放大或縮小。根據慣例,為了清晰起見,某些附圖被簡化。由此,附圖可能未繪製特定設備或方法的所有部件。此外,類似元件符號貫穿說明書和附圖標示類似特徵。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)無
100:設備102:第一絕緣層104:第一金屬層106:金屬化結構108:第二金屬層110:光可成像介電質(PID)112:通孔114:晶粒116:電觸點118:通孔120:焊球/銅柱/凸塊下金屬化結構
Claims (50)
- 一種用於封裝裝置的設備,包括:一預浸材料(PPG)第一絕緣層,其包含一底表面以及一頂表面;一第一金屬層,被佈置在該第一絕緣層的該頂表面上並且具備具有一第一線密度的第一特徵;及一金屬化結構,嵌入該第一絕緣層中並且包含由一非PPG第二絕緣層與該第一金屬層分開的一第二金屬層,該第二金屬層具備具有比該第一線密度更大的一第二線密度的第二特徵,其中該金屬化結構僅佔據該第一絕緣層的一體積的一部分,其中該等第二特徵被置於一平面內,該平面位於該第一絕緣層的該頂表面與該第一絕緣層的該底表面之間,並且其中該第二金屬層由穿過該非PPG第二絕緣層的至少一個通孔而電耦合至該第一金屬層的至少一部份,該非PPG第二絕緣層將該第二金屬層與該第一金屬層分開。
- 如請求項1所述之設備,其中該金屬化結構包括一重分佈層。
- 如請求項2所述之設備,其中該第二絕緣層包括一光可成像介電質(PID)。
- 如請求項1所述之設備,其中該第二絕緣層的一頂表面與該第一絕緣層的該頂表面齊平。
- 如請求項1所述之設備,其中該第二金屬層由穿過該第二絕緣層的該至少一個通孔電耦合至被佈置在該第二絕緣層的該頂表面上的該第一金屬層的該至少一部分。
- 如請求項1所述之設備,進一步包括:一晶粒,電耦合至該第一金屬層的至少一部分的;及複數個電觸點,由穿過該第一絕緣層的複數個通孔電耦合至該第一金屬層的至少一部分。
- 如請求項6所述之設備,其中該複數個電觸點中的至少一些包括一焊球、銅柱或凸塊下金屬化(UBM)結構。
- 如請求項6所述之設備,其中該晶粒由一凸塊下金屬化(UBM)結構電耦合至該第一金屬層的該至少一部分。
- 如請求項6所述之設備,其中該晶粒電耦合至該金屬化結構。
- 如請求項6所述之設備,其中該金屬化結構被佈置在該晶粒的至少一部分下方。
- 如請求項6所述之設備,進一步包括一被動部件,電耦合至該第一金屬層的該至少一部分。
- 如請求項11所述之設備,其中該被動部件電耦合至該金屬化結構的至少一部分。
- 如請求項1所述之設備,進一步包括:一晶粒,由穿過該第一絕緣層的複數個通孔電耦合至該第一金屬層的至少一部分;及複數個電觸點,電耦合至該第一金屬層的至少一部分。
- 如請求項13所述之設備,其中該電觸點中的至少一些包括一焊球、銅柱或凸塊下金屬化(UBM)結構。
- 如請求項13所述之設備,其中該複數個電觸點的至少一部分電耦合至該金屬化結構。
- 如請求項13所述之設備,其中該金屬化結構被佈置在該複數個電觸點的至少一部分下方。
- 如請求項13所述之設備,進一步包括一被動部件,電耦合至該金屬化結構。
- 如請求項13所述之設備,其中該第一金屬層的至少一部分包括一焊球、銅柱或凸塊下金屬化(UBM)結構。
- 如請求項1所述之設備,進一步包括:一第二絕緣層;及一第三金屬層,被佈置在該第二絕緣層的一表面上,該第三金屬層由穿過該第二絕緣層的一或多個通孔電耦合至該第一金屬層的至少一部分。
- 如請求項19所述之設備,其中該金屬化結構僅覆蓋該第二絕緣層的一區域的一部分。
- 如請求項19所述之設備,進一步包括:一晶粒,電耦合至該第三金屬層的至少一部分;及複數個電觸點,由穿過該第一絕緣層的複數個通孔電耦合至該第一金屬層的至少一部分。
- 如請求項21所述之設備,其中該複數個電觸點中的至少一些包括一焊球、銅柱或凸塊下金屬化(UBM)結構。
- 如請求項19所述之設備,進一步包括:一晶粒,由穿過該第一絕緣層的複數個通孔電耦合至該第一金屬層的至少一部分;及複數個電觸點,電耦合至該第三金屬層。
- 如請求項23所述之設備,其中該複數個電觸點中的至少一些包括一焊球、銅柱或凸塊下金屬化(UBM)結構。
- 如請求項1所述之設備,其中該設備被納入選自由以下項組成的群組的另一設備中:一音樂播放機、一視訊播放機、一娛樂單元、一導航裝置、一通訊裝置、一行動裝置、一行動電話、一智慧型電話、一個人數位助理、一固定位置終端、一平板電腦、一電腦,一可穿戴裝置、一物聯網路(IoT)裝置、一膝上型電腦、一伺服器和一機動車中的一裝置。
- 如請求項1所述之設備,其中該設備包括一封裝。
- 一種用於製造一設備的方法,該方法包括以下步驟:提供一絕緣基板;將一第一金屬層沉積在該第一絕緣基板的一表面上;蝕刻該第一金屬層,以建立具有一第一線密度的第一特徵;並且提供一金屬化結構,該金屬化結構嵌入被佈置在該絕緣基板上的一預浸材料(PPG)第一絕緣層中,該第一絕緣層包含一頂表面及一底表面,該金屬化結構包含由一非PPG第二絕緣層與該第一金屬層分開的一第二金屬層,該第二金屬層具備具有比該第一線密度更大的一第二線密度的第二特徵,該金屬化結構僅佔據該第一絕緣層的一體積的一部分,該等第二特徵佔據一平面,該平面位於該第一絕緣層的該頂表面及該第一絕緣層的該底表面之間,並且該第二金屬層由穿過該非PPG第二絕緣層的至少一個通孔而電耦合至該第一金屬層的至少一部份,該非PPG第二絕緣層將該第二金屬層與該第一金屬層分開,其中提供該金屬化結構之步驟包含以下步驟:將一光可成像介電質(PID)作為該非PPG第二絕緣層而沉積在該絕緣基板的一第一區域上,並且覆蓋且直接接觸該第一金屬層的該至少一部分;蝕刻該PID以在該PID中建立開口,該等開口用於存取該由該PID所覆蓋的該第一金屬層的至少一部分;在該PID上沉積一光阻劑(PR)塗層及該第一金屬層的該至少一部分;蝕刻該PR塗層以提供對該PID及該第一金屬層的該至少一部分的存取;在該PID及該第一金屬層的該至少一部分上沉積該第二金屬層;蝕刻該第二金屬層以建立具有比該第一線密度更大的一第二線密度的第二特徵;移除該PR塗層;並且提供該PPG第一絕緣層,該PPG第一絕緣層被佈置在該等第一特徵及該等第二特徵上並且直接接觸該等第一特徵及該等第二特徵。
- 如請求項27所述之方法,其中提供該金屬化結構包括提供一重分佈層。
- 如請求項27所述之方法,進一步包含以下步驟:蝕刻該第一絕緣層,以提供對該等第一特徵的至少一些的存取;將具有該第一線密度的金屬連接提供至該等第一特徵的該至少一些及至該等第二特徵的至少一個。
- 如請求項29所述之方法,其中將具有該第一線密度的該等金屬連接提供至該等第一特徵的該至少一些及至該等第二特徵的至少一個之步驟包含以下步驟:提供銅連接、提供穿過至少一個通孔的至少一個金屬連接而其中該至少一個通孔穿過該PID,或其一組合。
- 如請求項27所述之方法,進一步包括以下步驟:將一晶粒納入該設備中,該晶粒電耦合至該第一金屬層的至少一部分,並且複數個電觸點由穿過該第一絕緣層的複數個通孔電耦合至該第一金屬層的至少一部分。
- 如請求項31所述之方法,其中該複數個電觸點中的至少一些包括一焊球、銅柱或凸塊下金屬化(UBM)結構。
- 如請求項31所述之方法,其中該晶粒由一凸塊下金屬化(UBM)結構電耦合至該第一金屬層的該至少一部分。
- 如請求項31所述之方法,其中該晶粒電耦合至該金屬化結構。
- 如請求項31所述之方法,其中該金屬化結構被佈置在該晶粒的至少一部分下方。
- 如請求項31所述之方法,該設備進一步包括一被動部件,電耦合至該第一金屬層的至少一部分。
- 如請求項36所述之方法,其中該被動部件電耦合至該金屬化結構的至少一部分。
- 如請求項27所述之方法,進一步包括以下步驟:將一晶粒納入該設備中,該晶粒由穿過該第一絕緣層的複數個通孔電耦合至該第一金屬層的至少一部分,並且複數個電觸點電耦合至該第一金屬層的至少一部分。
- 如請求項38所述之方法,其中該複數個電觸點中的至少一些包括一焊球、銅柱或凸塊下金屬化(UBM)結構。
- 如請求項38所述之方法,其中該複數個電觸點的至少一部分電耦合至該金屬化結構。
- 如請求項38所述之方法,其中該金屬化結構被佈置在該複數個電觸點的至少一部分下方。
- 如請求項38所述之方法,進一步包括以下步驟:提供一被動部件,電耦合至該金屬化結構。
- 如請求項38所述之方法,其中該第一金屬層的至少一部分包括一焊球、銅柱或凸塊下金屬化(UBM)結構。
- 如請求項27所述之方法,進一步包括以下步驟:提供具有一第三金屬層的一第二絕緣層,該第三金屬層由穿過該第二絕緣層的一或多個通孔電耦合至該第一金屬層的至少一部分。
- 如請求項44所述之方法,其中該金屬化結構僅覆蓋該第二絕緣層的一區域的一部分。
- 如請求項44所述之方法,進一步包括以下步驟:將一晶粒納入該設備中,該晶粒電耦合至該第三金屬層的至少一部分;及提供由穿過該第一絕緣層的複數個通孔電耦合至該第一金屬層的至少一部分的複數個電觸點。
- 如請求項46所述之方法,其中該複數個電觸點中的至少一些包括一焊球、銅柱或凸塊下金屬化(UBM)結構。
- 如請求項44所述之方法,進一步包括以下步驟:將一晶粒納入該設備中,該晶粒由穿過該第一絕緣層的複數個通孔電耦合至該第一金屬層的至少一部分,並且複數個電觸點電耦合至該第三金屬層。
- 如請求項48所述之方法,其中該複數個電觸點中的至少一些包括一焊球、銅柱或凸塊下金屬化(UBM)結構。
- 如請求項27所述之方法,進一步包括以下步驟:將該設備納入選自由以下項組成的群組的另一設備中:一音樂播放機、一視訊播放機、一娛樂單元、一導航裝置、一通訊裝置、一行動裝置、一行動電話、一智慧型電話、一個人數位助理、一固定位置終端、一平板電腦、一電腦,一可穿戴裝置、一物聯網路(IoT)裝置、一膝上型電腦、一伺服器和一機動車中的一裝置。
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|---|---|---|---|---|
| US20210183773A1 (en) | 2019-12-12 | 2021-06-17 | International Business Machines Corporation | Multi-chip package structure having high density chip interconnect bridge with embedded power distribution network |
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