專利名稱：內(nèi)插器上貼片組裝以及由此形成的結(jié)構(gòu)的制作方法
內(nèi)插器上貼片組裝以及由此形成的結(jié)構(gòu)
背景技術(shù)：
集成電路通常包括已集成到經(jīng)常被稱為管芯的一塊半導(dǎo)體材料中的各種有源和無(wú)源電路元件。管芯又可被封到封裝中。已利用各種封裝設(shè)計(jì)，諸如例如，針柵陣列(PGA)、球柵陣列(BGA)和地柵(land grid)陣列(LGA)封裝。在一些情況下，管芯封裝然后可附連到諸如電路板的另一襯底。


雖然說(shuō)明書以專門指出并明確對(duì)本發(fā)明的某些實(shí)施例要求權(quán)利的權(quán)利要求而結(jié)束，但是本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)能夠在與附圖相結(jié)合閱讀時(shí)從本發(fā)明的以下描述來(lái)更容易地被查明，其中
圖Ia-Ie表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的形成結(jié)構(gòu)的方法；
圖2a_2e表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的形成結(jié)構(gòu)的方法；
圖3表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)描述中，對(duì)通過(guò)圖示來(lái)示出其中可實(shí)踐本發(fā)明的特定實(shí)施例的附圖做出參照。這些實(shí)施例以足夠的細(xì)節(jié)來(lái)描述以使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。要理解，本發(fā)明的各種實(shí)施例盡管不同，但不一定相互排斥。例如，在不脫離本發(fā)明精神和范疇的情況下，連同一個(gè)實(shí)施例的本文中所描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特性可在其他實(shí)施例內(nèi)實(shí)現(xiàn)。另外要理解，在不脫離本發(fā)明精神和范疇的情況下，可修改每個(gè)公開(kāi)的實(shí)施例內(nèi)的各個(gè)元件的位置和布置。下面的詳細(xì)描述因此未在限制的意思中做出，并且本發(fā)明的范疇僅由適當(dāng)?shù)亟忉尩碾S附權(quán)利要求以及授權(quán)給權(quán)利要求的等同的全部范圍一起來(lái)定義。在圖中，相似的數(shù)字在若干個(gè)視圖各處引用相同的或類似的功能性。描述了形成和利用諸如封裝結(jié)構(gòu)的微電子結(jié)構(gòu)的方法和相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)。這些方法可包括通過(guò)熱壓接合(bonding)將貼片(patch)結(jié)構(gòu)附連到內(nèi)插器(interposer)、在安置于該內(nèi)插器的頂部表面上的互連結(jié)構(gòu)的陣列的周圍形成底部填充(underfill)、固化該底部填充及然后將管芯附連到該貼片結(jié)構(gòu)。各種實(shí)施例的方法可能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)插器上貼片襯底封裝技木。圖Ia-Ie示出形成諸如例如內(nèi)插器上貼片(PoINT)結(jié)構(gòu)的微電子結(jié)構(gòu)的方法的實(shí)施例。圖IaTj^出內(nèi)插器100。在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)插器100可包括帶有堆疊激光制造的通路(via)的層壓內(nèi)插器設(shè)計(jì)。該堆疊的通路102可充當(dāng)內(nèi)插器100內(nèi)的垂直互連結(jié)構(gòu)，其中垂直互連結(jié)構(gòu)可堆疊于彼此之上。內(nèi)插器100還可包括內(nèi)插器100的頂部表面105上的互連結(jié)構(gòu)104。在一實(shí)施例中，互連結(jié)構(gòu)104的陣列可包括中間級(jí)互連(MLI)焊球，諸如但不限于MLI球全柵陣列焊球。在一實(shí)施例中，內(nèi)插器可包括母板和諸如但不限于蜂窩電話卡的小卡的至少之一。圖Ib示出貼片結(jié)構(gòu)106。在一實(shí)施例中，貼片結(jié)構(gòu)106可包括薄芯(thin core)(例如厚度約為400微米)貼片結(jié)構(gòu)106。在實(shí)施例中，貼片結(jié)構(gòu)106可支持微電子裝置/系統(tǒng)的布線(routing) (RTG)和功率輸送(PD)功能。在一實(shí)施例中，貼片結(jié)構(gòu)106可包括剛性構(gòu)件(stiffener) 108和管芯側(cè)電容器(DSC) 110。貼片結(jié)構(gòu)106還可包括貼片互連結(jié)構(gòu)107，其在一些實(shí)施例中可包括焊球。在一實(shí)施例中，貼片結(jié)構(gòu)106可通過(guò)中間級(jí)互連(MLI)BGA連接104而附連到內(nèi)插器100以形成內(nèi)插器上貼片結(jié)構(gòu)113(圖1C)。貼片結(jié)構(gòu)106到內(nèi)插器100的MLI 104的附連可通過(guò)熱壓接合(TCB)過(guò)程112來(lái)執(zhí)行。在一些實(shí)施例中，TCB過(guò)程112可包括諸如通過(guò)利用內(nèi)插器上帯有焊膏的像LGA的焊盤的微型球(減少直徑的焊球)或表面安裝技術(shù)(SMT)附連過(guò)程的至少之一。在一實(shí)施例中，TCB過(guò)程112可包括熱的局部化應(yīng)用，因此限制熱對(duì)整個(gè)封裝的暴露并且潛在地限制翅曲(warpage)影響。在一實(shí)施例中，焊接點(diǎn)(solder joint) 109可將貼片結(jié)構(gòu)106附連/連結(jié)到內(nèi)插器100。底部填充114可應(yīng)用到內(nèi)插器100 MLI 104區(qū)域(圖Id)。底部填充114可在安置于內(nèi)插器100的頂部表面105上的互連結(jié)構(gòu)104的陣列的周圍來(lái)形成。底部填充114然后·可經(jīng)受固化過(guò)程115。在一個(gè)實(shí)施例中，固化過(guò)程115可在管芯附連過(guò)程之前用來(lái)向內(nèi)插器上貼片結(jié)構(gòu)113提供附加的剛性。在一些情況下，由于內(nèi)插器的空芯結(jié)構(gòu)和貼片結(jié)構(gòu)的薄芯，將MLI結(jié)構(gòu)的回流用于將貼片連接到內(nèi)插器的現(xiàn)有技術(shù)過(guò)程可體驗(yàn)對(duì)此類現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)插器上貼片結(jié)構(gòu)附加的引入的和動(dòng)態(tài)的翹曲。翹曲的増加可顯著地影響此類現(xiàn)有技術(shù)貼片的產(chǎn)量(yield)、第一級(jí)互連(FLI)集成及還有此類貼片到內(nèi)插器的集成。通過(guò)能夠?qū)崿F(xiàn)在低溫的MLI集成和僅在底部填充固化后將內(nèi)插器上貼片暴露于高溫，本文中本發(fā)明的各種實(shí)施例的內(nèi)插器上貼片結(jié)構(gòu)趨向于表現(xiàn)得更像更剛硬的/基于層壓芯的母板。因此，內(nèi)插器上貼片結(jié)構(gòu)113降低可在隨后的管芯附連過(guò)程期間發(fā)生的動(dòng)態(tài)翹曲，并且通過(guò)控制翹曲影響而導(dǎo)致改進(jìn)的組裝流程。在一實(shí)施例中，管芯116可附連到內(nèi)插器上點(diǎn)結(jié)構(gòu)以形成內(nèi)插器上貼片封裝結(jié)構(gòu)116 (圖le)。在另ー實(shí)施例中，被示出為包括兩個(gè)內(nèi)插器201、201’的內(nèi)插器條(strip) 200可在一些實(shí)施例中包括多于兩個(gè)的內(nèi)插器。在一實(shí)施例中，例如，包括內(nèi)插器條200的內(nèi)插器的數(shù)量可或可不取決于用于處理的承載體設(shè)計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)插器條200可包括內(nèi)插器201、201’，其各自可包括帶有堆疊的激光制造的通路(202、202’)的層壓內(nèi)插器設(shè)計(jì)。堆疊的通路結(jié)構(gòu)202、202’可充當(dāng)內(nèi)插器201、201’內(nèi)的垂直互連結(jié)構(gòu)。內(nèi)插器201、201’還可包括內(nèi)插器201、201的頂部表面205、205’上的互連結(jié)構(gòu)204、204’。在一實(shí)施例中，互連結(jié)構(gòu)204、204’可包括中間級(jí)互連(MLI)焊球，諸如但不限于MLI球柵陣列(BGA)焊球。內(nèi)插器條200可包括切單(singulation)點(diǎn)203。在一實(shí)施例中，至少ー個(gè)貼片結(jié)構(gòu)206、206’可附連到內(nèi)插器條200 (圖2b)。在一實(shí)施例中，貼片結(jié)構(gòu)206、206’可附連到內(nèi)插器條200的各個(gè)內(nèi)插器200、200’的至少之一。在一實(shí)施例中，貼片結(jié)構(gòu)206、206’(類似于圖2b的貼片結(jié)構(gòu)106)可包括薄芯(例如厚度約為400微米)。在一實(shí)施例中，貼片結(jié)構(gòu)206、206’可包括至少ー個(gè)剛性構(gòu)件208、208’和至少ー個(gè)dsc 210、210’。貼片結(jié)構(gòu)206、206’還可包括貼片互連結(jié)構(gòu)207、207’，其在一些實(shí)施例中可包括焊球。在一實(shí)施例中，貼片結(jié)構(gòu)206、206’可通過(guò)中間級(jí)(MLI)BGA連接204、204’而附連到內(nèi)插器條200。貼片206、206’到內(nèi)插器條200的MLI 204、204’的附連可通過(guò)熱壓接合過(guò)程(TCB)212來(lái)執(zhí)行。在一些實(shí)施例中，TCB過(guò)程212可包括諸如通過(guò)利用內(nèi)插器上的帶有焊膏的像LGA的焊盤的微型球(減少直徑的焊球)或表面安裝技術(shù)(SMT)附連過(guò)程的至少之一。在一實(shí)施例中，焊接點(diǎn)209 (類似于圖Ib的焊接點(diǎn)109)可將貼片結(jié)構(gòu)206、206’附連/連結(jié)到內(nèi)插器條200。底部填充214可被應(yīng)用到內(nèi)插器條200 MLI 204區(qū)域(圖2c)。在一實(shí)施例中，底部填充214可在內(nèi)插器條200的切單過(guò)程之前在至少兩個(gè)相鄰的內(nèi)插器(例如內(nèi)插器條200的內(nèi)插器201、201’)的MLI區(qū)域204、204’的周圍來(lái)形成。底部填充214然后可經(jīng)受固化過(guò)程215 (圖2d)。在一個(gè)實(shí)施例中，固化過(guò)程215可在管芯附連過(guò)程之前用來(lái)向封裝結(jié)構(gòu)提供附加的剛性。該附加的剛性化(stiffening)可顯著地降低封裝結(jié)構(gòu)的翹曲。管芯216可附連到封裝結(jié)構(gòu)(圖2e)。圖3示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)300包括處理器310、存儲(chǔ)器裝置320、存儲(chǔ)器控制器330、圖形控制器340、輸入和輸出(I/O)控制器350、顯示器352、 鍵盤354、指點(diǎn)裝置356和外圍裝置358，在一些實(shí)施例中，所有的這些裝置可通過(guò)總線360在通信上耦合到彼此。處理器310可以是通用處理器或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)。I/O控制器350可包括用于有線或無(wú)線通信的通信模塊。存儲(chǔ)器裝置320可以是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)裝置、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)裝置、閃速存儲(chǔ)器裝置或這些存儲(chǔ)器裝置的組合。因此，在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)300中的存儲(chǔ)器裝置320不必包括DRAM裝置。系統(tǒng)300中示出的一個(gè)或多個(gè)組件可被包括在諸如例如圖Ie的封裝結(jié)構(gòu)118的ー個(gè)或多個(gè)集成電路封裝中/和或可包括所述ー個(gè)或多個(gè)集成電路封裝。例如，處理器310、或存儲(chǔ)器裝置320、或I/O控制器350的至少一部分、或這些組件的組合可被包括在集成電路封裝中，該集成電路封裝包括各種實(shí)施例中所描述的結(jié)構(gòu)的至少ー個(gè)實(shí)施例。這些元件執(zhí)行本領(lǐng)域中公知的其常規(guī)功能。具體而言，存儲(chǔ)器裝置320可用于在一些情況下為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成封裝的結(jié)構(gòu)的方法的可運(yùn)行指令提供長(zhǎng)期存儲(chǔ)，并且在其他實(shí)施例中可用于在處理器310的運(yùn)行期間在較短期的基礎(chǔ)上存儲(chǔ)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成封裝結(jié)構(gòu)的方法的可運(yùn)行指令。另外，指令可被存儲(chǔ)在或以其他方式關(guān)聯(lián)于與系統(tǒng)在通信上耦合的機(jī)器可訪問(wèn)媒體，諸如例如緊致盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、數(shù)字多功能盤(DVD)和軟盤、載波或/或其他傳播信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置320可為處理器310提供用于運(yùn)行的可運(yùn)行指令。系統(tǒng)300可包括計(jì)算機(jī)(例如，臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、Web設(shè)施、路由器等等)、無(wú)線通信裝置(例如，蜂窩電話、無(wú)繩電話、尋呼機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等等)、與計(jì)算機(jī)有關(guān)的外圍設(shè)備(例如，打印機(jī)、掃描儀、監(jiān)視器等等)、娛樂(lè)裝置(例如，電視機(jī)、收音機(jī)、立體聲系統(tǒng)、磁帶和緊致盤播放器、盒式錄像錄像機(jī)、攝錄像機(jī)(camcorder)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、MP3 (運(yùn)動(dòng)圖像專家組，音頻層3)播放器、視頻游戲、手表等等)、以及諸如此類。本文中所包括的實(shí)施例的好處包括能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)插器上貼片襯底封裝技木。通過(guò)熱壓接合來(lái)形成內(nèi)插器MLI結(jié)構(gòu)和貼片結(jié)構(gòu)之間的接點(diǎn)，然后底部填充，并且在完成管芯附連之前固化貼片和內(nèi)插器，從而增加了結(jié)構(gòu)的剛性，因此防止翹曲。在一些實(shí)施例中，在一些情況下可包括有機(jī)襯底的內(nèi)插器和貼片襯底與可包括硅的管芯之間存在顯著的CTE差別。翹曲改進(jìn)可通過(guò)在附連可包括硅的管芯之前將貼片附連到可具有類似的溫度系數(shù)(CTE)的內(nèi)插器來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，各種實(shí)施例允許抑制機(jī)制被集成到內(nèi)插器條承載體中。通過(guò)TCB處理使得能夠?qū)崿F(xiàn)在低溫的MLI集成并且內(nèi)插器上貼片結(jié)構(gòu)僅在底部填充固化后才暴露干高溫。因此，內(nèi)插器上貼片結(jié)構(gòu)展示更剛硬的/像基于層壓芯的襯底。在一實(shí)施例中，服務(wù)器封裝可通過(guò)用于MLI的TCB由能夠?qū)崿F(xiàn)多連接的內(nèi)插器條設(shè)計(jì)而以降低的翹曲來(lái)組裝，其中，貼片結(jié)構(gòu)可在底部填充內(nèi)插器上貼片結(jié)構(gòu)之前被SMT安裝。管芯附連處理之前在內(nèi)插器上組裝貼片避免了有機(jī)襯底和硅管芯之間顯著的CTE差別。雖然前面的描述已規(guī)定可用于本發(fā)明方法中的某些步驟和材料，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)，可做出許多修改和替換。因此，意在所有此類修改、變更、替換和添加被認(rèn)為落在隨附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)。另外，要領(lǐng)會(huì)，諸如封裝結(jié)構(gòu)的各種微電子結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域中公知的。因此，本文所提供的圖僅示出與本發(fā)明的實(shí)踐相關(guān)的示范微電子結(jié)構(gòu)的部分。因此，本發(fā)明不限于本文中所描述的結(jié)構(gòu)?！?br> 權(quán)利要求
1.ー種方法，包括 通過(guò)熱壓接合將貼片結(jié)構(gòu)附連到內(nèi)插器； 在安置于所述內(nèi)插器的頂部表面上的互連結(jié)構(gòu)的陣列周圍形成底部填充； 固化所述底部填充；以及 將管芯附連到所述貼片結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括其中，所述貼片結(jié)構(gòu)附連到安置于所述內(nèi)插器的頂部表面上的MLI。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括其中，所述熱壓接合在所述底部填充之前被執(zhí)行。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括其中，所述底部填充在MLI結(jié)構(gòu)的周圍被形成。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述底部填充在管芯附連過(guò)程之前被固化。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，在管芯附連之前固化所述底部填充剛性化所述內(nèi)插器上貼片結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括其中，所述貼片結(jié)構(gòu)包括薄芯，所述薄芯包括小于大約400微米。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述內(nèi)插器包括還包含堆疊的激光互連結(jié)構(gòu)的層壓封裝設(shè)計(jì)。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括其中，所述貼片結(jié)構(gòu)能夠支持裝置的布線和功率輸送功能。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，焊接點(diǎn)將所述貼片結(jié)構(gòu)附連到所述內(nèi)插器。
11.ー種方法，包括 通過(guò)熱壓接合將貼片結(jié)構(gòu)附連到內(nèi)插器條的単獨(dú)內(nèi)插器的至少ー個(gè)，其中，所述內(nèi)插器條包括至少兩個(gè)単獨(dú)內(nèi)插器； 在安置于所述単獨(dú)內(nèi)插器的所述至少一個(gè)上的互連結(jié)構(gòu)的陣列周圍形成底部填充； 固化所述底部填充；以及 將管芯附連到所述貼片結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述內(nèi)插器條包括多連接的內(nèi)插器條設(shè)計(jì)。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述底部填充在切單過(guò)程之前在所述內(nèi)插器條的至少兩個(gè)相鄰的內(nèi)插器的MLI區(qū)域周圍被形成。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，至少ー個(gè)貼片附連到所述內(nèi)插器條的單獨(dú)內(nèi)插器的MLI。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括其中，至少ー個(gè)貼片結(jié)構(gòu)在所述底部填充步驟之前被附連到所述內(nèi)插器條。
16.—種結(jié)構(gòu),包括 貼片結(jié)構(gòu)，被安置于內(nèi)插器的互連陣列上，其中，所述內(nèi)插器包括堆疊的互連結(jié)構(gòu)； 焊接點(diǎn)，將所述貼片結(jié)構(gòu)附連到所述內(nèi)插器； 底部填充，被安置于所述互連陣列周圍；以及 管芯，被附連到所述貼片。
17.如權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述互連陣列包括中間級(jí)互連球柵陣列。
18.如權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述堆疊的互連結(jié)構(gòu)包括堆疊的激光創(chuàng)建的通路。
19.如權(quán)利要求17所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述貼片結(jié)構(gòu)包括厚度小于約400微米。
20.如權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述焊接點(diǎn)包括通過(guò)熱壓接合所形成的焊接點(diǎn)。
21.如權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述貼片結(jié)構(gòu)能夠支持布線和功率輸送功能。
22.如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述貼片結(jié)構(gòu)包括安置于所述貼片結(jié)構(gòu)的頂部表面上的至少ー個(gè)剛性構(gòu)件。
23.如權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述內(nèi)插器包括母板和小卡的至少之一。
24.—種結(jié)構(gòu),包括 至少ー個(gè)貼片結(jié)構(gòu)，被安置于內(nèi)插器條的單獨(dú)內(nèi)插器上，其中，所述內(nèi)插器條包括至少兩個(gè)單獨(dú)內(nèi)插器； 底部填充，被安置在互連結(jié)構(gòu)的陣列周圍，所述互連結(jié)構(gòu)的陣列被安置于單獨(dú)內(nèi)插器的頂部表面上；以及 管芯，被附連到所述至少一個(gè)貼片結(jié)構(gòu)。
25.如權(quán)利要求24所述的結(jié)構(gòu)，還包括一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 總線，在通信上耦合到所述結(jié)構(gòu)；以及 DRAM,在通信上耦合到所述總線。
26.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述底部填充被安置于相鄰的多個(gè)單獨(dú)內(nèi)插器之下。
27.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)插器條包括多連接的內(nèi)插器條設(shè)計(jì)。
28.如權(quán)利要求24所述的結(jié)構(gòu)，還包括將所述至少ー個(gè)貼片結(jié)構(gòu)附連到所述單獨(dú)內(nèi)插器的焊接點(diǎn)。
29.如權(quán)利要求24所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述貼片結(jié)構(gòu)包括薄貼片結(jié)構(gòu)。
30.如權(quán)利要求24所述的結(jié)構(gòu)，還包括其中，所述結(jié)構(gòu)包括服務(wù)器封裝的一部分。
全文摘要
描述了形成微電子結(jié)構(gòu)的方法。這些方法的實(shí)施例包括通過(guò)熱壓接合將貼片結(jié)構(gòu)附連到內(nèi)插器、在安置于所述內(nèi)插器的頂部表面上的互連結(jié)構(gòu)的陣列周圍來(lái)形成底部填充、固化所述底部填充、以及然后將管芯附連到所述貼片結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L23/482GK102668067SQ201080060049
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者B.M.羅伯茨, M.K.羅伊, S.斯里尼瓦桑 申請(qǐng)人:英特爾公司