專利名稱：采用嵌入管芯無芯襯底的系統(tǒng)級封裝及其形成過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開的實(shí)施例涉及半導(dǎo)體微電子器件及其封裝過程。


為了理解獲得實(shí)施例的方式，將參考附圖給出對上文簡要描述的各實(shí)施例的更加具體的描述。這些附圖描繪的實(shí)施例未必是按比例繪制的，不應(yīng)認(rèn)為其構(gòu)成范圍的限制。將通過采用附圖以額外的特異性和細(xì)節(jié)對一些實(shí)施例進(jìn)行描述和解釋，其中圖Ia是根據(jù)示范性實(shí)施例的嵌入式管芯無芯襯底設(shè)備的截面正視圖；圖Ib是根據(jù)實(shí)施例做進(jìn)一步處理之后的圖Ia所示的設(shè)備的截面正視圖；圖Ic是根據(jù)實(shí)施例做進(jìn)一步處理之后的圖Ib所示的設(shè)備的截面正視圖； 圖Id是根據(jù)實(shí)施例做進(jìn)一步處理之后的圖Ic所示的設(shè)備的截面正視圖；圖2是根據(jù)示范性實(shí)施例的嵌入式管芯無芯襯底設(shè)備的截面正視圖；圖3是根據(jù)示范性實(shí)施例的嵌入式管芯無芯襯底設(shè)備的截面正視圖；圖4是根據(jù)示范性實(shí)施例的嵌入式管芯無芯襯底設(shè)備的截面正視圖；圖5是根據(jù)示范性實(shí)施例的嵌入式管芯無芯襯底設(shè)備的示意性透視剖開正視圖；圖6是根據(jù)示范性實(shí)施例的過程和方法流程圖；以及圖7是根據(jù)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖，其中，可以為類似的結(jié)構(gòu)提供類似的后綴附圖標(biāo)記。為了更為清晰地示出各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，這里包括的附圖都是集成電路結(jié)構(gòu)的示意性表示。因而，所制造的集成電路結(jié)構(gòu)的實(shí)際外觀，例如，顯微照片中的外觀可能看起來與此不同，但是其仍然包含了所示的實(shí)施例的所主張保護(hù)的結(jié)構(gòu)。此外，附圖可以僅示出對理解所示的實(shí)施例有用的結(jié)構(gòu)。為了保持附圖的清晰性，可能沒有包含本領(lǐng)域已知的額外結(jié)構(gòu)。圖Ia是根據(jù)示范性實(shí)施例的嵌入式管芯無芯襯底設(shè)備100的截面正視圖。無芯襯底110包括焊盤(land)側(cè)112和器件安裝側(cè)114。也可以將焊盤側(cè)112稱為無芯襯底110的第一表面112。也可以將器件安裝側(cè)114稱為無芯襯底110的第二表面114。通過簡化的形式將所述無芯襯底表示為具有層間電介質(zhì)材料106和金屬化部件(metallization)108。所述金屬化部件108連通于焊盤側(cè)112和器件安裝側(cè)114之間。出于舉例說明的目的以簡化的形式示出了金屬化部件108?？梢钥闯觯饘倩考?08和嵌入管芯118是內(nèi)建無凹凸層(BBUL)封裝的部分。因此，可以將設(shè)備100稱為BBUL無芯(BBUL-C)封裝。球柵焊盤陣列位于焊盤側(cè)112上。在第一表面112上示出了四個(gè)球焊盤(ballpad)116，但是該數(shù)量只是為了舉例說明簡單而給出的一個(gè)小數(shù)量。嵌入管芯118被示為與無芯襯底110為一體。嵌入管芯118包括有源表面120和背面表面122。背面表面122通過第一表面112露出。在器件安裝側(cè)114上示出了幾個(gè)接觸焊盤。在圖示的實(shí)施例中，穿過焊料掩模128將兩個(gè)倒裝芯片焊盤124和兩個(gè)引線鍵合焊盤126配置在第二表面114?？梢岳斫?，所述的幾個(gè)接觸焊盤只是示范性的，即使是在所描繪的截面圖中也可以在第二表面114上設(shè)置四個(gè)以上的焊盤。在所述第一表面上，為簡單起見示出了四個(gè)球焊盤116，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以沿X方向(以及沿與附圖的平面正交的Y方向)多布置幾個(gè)球焊盤，此時(shí)球間距在均勻的中心上隔開。例如，當(dāng)圖示的截面在嵌入管芯118處與無芯襯底110相交時(shí)，可以看到四個(gè)球焊盤116，但是截面可以與無芯襯底110相交但不與嵌入管芯相交，例如，在無芯襯底的邊緣處，在這種情況下將會(huì)與更多的球焊盤相交。在實(shí)施例中，沿邊緣的球焊盤數(shù)量處于200到700的范圍內(nèi)。在實(shí)施例中，設(shè)置層間金屬化部件130，為了清晰起見采取簡化形式對其給出了圖示。設(shè)置所述層間金屬化部件130的目的在于使其充當(dāng)屏蔽結(jié)構(gòu)，以有助于為與噪聲源保持近距離的區(qū)域隔絕本地電磁(EM)噪聲。例如，所述層間金屬化部件130可以使在嵌入管芯118處生成的EM噪聲保持在層間金屬化部件130以下，從而使傳輸?shù)皆O(shè)置在第二表面114上的器件的信號受到由嵌入管芯118發(fā)出的EM噪聲的影響更小。
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現(xiàn)在可以理解，可以沿Z方向在幾個(gè)位置放置諸如層間金屬化部件130的屏蔽件，從而隔絕可能在金屬化部件108內(nèi)生成的EM噪聲。在實(shí)施例中，可以根據(jù)具體需要沿X方向局部放置，以實(shí)現(xiàn)屏蔽。例如，層間金屬化部件130可以只橫貫X方向的一部分?？梢酝ㄟ^BBUL-C工藝完成嵌入管芯無芯襯底設(shè)備100的制造。在BBUL-C工藝的實(shí)施例中，首先使嵌入管芯118經(jīng)由其背面表面122安裝到諸如含有腔的銅箔的材料內(nèi)，并制造構(gòu)建層，其包括使金屬化部件108耦合到有源表面120上，隨后清除所述材料，從而如圖所示使所述背面表面122露出。從而得到了嵌入管芯BBUL-C實(shí)施例。圖Ib是根據(jù)實(shí)施例做進(jìn)一步處理之后的圖Ia所示的設(shè)備的截面正視圖。對設(shè)備101進(jìn)行了處理，使之包含至少一個(gè)設(shè)置在第二表面114上的器件。在實(shí)施例中，第一器件132是芯片倒裝安裝到第二表面114上的存儲(chǔ)芯片132。在實(shí)施例中，后繼器件134是引線鍵合到第二表面114上的射頻(RF)芯片134?？梢钥闯?，將后繼芯片134設(shè)置到了焊料掩模128上，但是也可以將其設(shè)置到其他結(jié)構(gòu)上，例如，熱沉，其將直接處于后繼芯片134的下面而無需短接到所述金屬化部件內(nèi)。現(xiàn)在可以理解，多個(gè)RF管芯器件可以弓I線鍵合安裝到所述第二表面上，也可以倒裝安裝到所述第二表面上。盡管圖Ib僅示出了一個(gè)引線鍵合的RF管芯，但是現(xiàn)在可以理解，可以通過引線鍵合技術(shù)或倒裝技術(shù)或者通過這兩種技術(shù)在所述第二表面上安裝多個(gè)RF器件。圖Ic是根據(jù)實(shí)施例做進(jìn)一步處理之后的圖Ib所示的設(shè)備的截面正視圖。設(shè)備102受到了進(jìn)一步的處理，因而包含保護(hù)設(shè)置在所述第二表面114上的至少一個(gè)器件的包膠模層(overmold) 136。包膠模層136提供了多種效果，包括至少保護(hù)所述至少一個(gè)器件以及為整個(gè)設(shè)備102提供額外的剛度。圖Id是根據(jù)實(shí)施例做進(jìn)一步處理之后的圖Ic所示的設(shè)備的截面正視圖。所述設(shè)備103受到了進(jìn)一步的處理，因而包括多個(gè)設(shè)置在球柵焊盤陣列上的電凸起138，其中，所述球柵焊盤陣列是以球焊盤116舉例說明的。根據(jù)實(shí)施例對設(shè)備103進(jìn)行了進(jìn)一步的處理，從而將其安裝到了襯底140上，例如，所述襯底是用于智能電話或者手持電子裝置的板。可以將襯底140稱為容納嵌入管芯BBUL-C襯底110的基礎(chǔ)襯底140。因而，焊盤側(cè)112面對襯底140。在實(shí)施例中，將電凸起138的尺寸設(shè)定為建立離板間隙(standoff)142，從而使嵌入管芯118具有充分的余隙確保不會(huì)與襯底140發(fā)生接觸。離板間隙142能夠?qū)崿F(xiàn)在沒有顯著的成品率損失的情況下進(jìn)行有用的大批量生產(chǎn)。在實(shí)施例中，離板間隙142允許嵌入管芯118的背面122安裝到襯底140(未示出)上，從而實(shí)現(xiàn)額外的整體剛度。在一個(gè)處理實(shí)施例中，使電凸起138回流,從而允許背面122安裝到襯底140的管芯覆蓋區(qū)144上，但是通過在電凸起138的回流過程中固定夾具(未示出)而保持既定的離板間隙142。所述夾具界定了回流之后的離板間隙142。因此，可以使背面122安裝到管芯覆蓋區(qū)144上。在實(shí)施例中，管芯覆蓋區(qū)144包括嵌入到襯底140內(nèi)的熱沉146，并且所述管芯覆蓋區(qū)可以由嵌入管芯118的尺寸界定。因此，建立了有用的離板間隙142，其允許背面122使其自身在熱沉146所在處安裝到襯底140上。圖示的嵌入管芯無芯實(shí)施例提供了高密度互連(HDI)設(shè)計(jì)，由其得到了系統(tǒng)級封裝(SiP)實(shí)施例。在示范性實(shí)施例中，所述設(shè)備是一種智能電話103，其大部分處理能力分配給了嵌入管芯118，大部分存儲(chǔ)器高速緩存功能分配給了倒裝芯片132，大部分RF職能分配給了引線鍵合芯片134。一個(gè)具有HDI設(shè)計(jì)規(guī)則的示范性實(shí)施例包括處于10 到不足 20 u m的范圍內(nèi)的線路/空間。一個(gè)具有HDI設(shè)計(jì)規(guī)則的示范性實(shí)施例包括處于30 ii m到不足60 iim的范圍內(nèi)的通孔尺寸。一個(gè)具有HDI設(shè)計(jì)規(guī)則的示范性實(shí)施例包括處于IOOiim到不足200 的范圍內(nèi)的管芯互連間距。圖2是根據(jù)示范性實(shí)施例的嵌入式管芯無芯襯底設(shè)備200的截面正視圖。無芯襯底210包括焊盤側(cè)212和器件安裝側(cè)214。焊盤側(cè)212也可以稱為無芯襯底210的第一表面212，器件安裝側(cè)214也可以稱為無芯襯底210的第二表面214。將所嵌入的第一管芯218和所嵌入的后繼管芯219繪制為與無芯襯底210是一體的。所嵌入的第一管芯218被示為與無芯襯底以及所嵌入的后繼管芯219是一體的。每一嵌入管芯分別包括有源表面220、221和背面表面222、223。在每種情況下，相應(yīng)的背面表面222和223穿過所述第一表面212露出。金屬化部件208連通于焊盤側(cè)212和器件安裝側(cè)214之間。出于舉例說明的目的以簡化的形式示出了金屬化部件208?？梢钥闯觯饘倩考?08和嵌入管芯218、219都是BBUL-C封裝的部分?？梢酝ㄟ^BBUL-C工藝完成嵌入管芯無芯襯底設(shè)備200的制造。球柵焊盤陣列位于焊盤側(cè)212上，在第一表面212上示出了六個(gè)球焊盤216。在器件安裝側(cè)214上示出了幾個(gè)接觸焊盤。在圖示的實(shí)施例中，穿過焊料掩模228將倒裝芯片焊盤和引線鍵合焊盤配置到第二表面214上。在實(shí)施例中，設(shè)置層間金屬化部件230，為了清晰起見采取簡化形式對其給出了圖示。設(shè)置所述層間金屬化部件230的目的在于使其充當(dāng)屏蔽結(jié)構(gòu)，其有助于為與噪聲源保持近距離的區(qū)域隔絕本地EM噪聲。現(xiàn)在可以理解，可以沿Z方向在幾個(gè)位置放置諸如層間金屬化部件230的屏蔽件，從而隔絕可能在金屬化部件208內(nèi)生成的EM噪聲。在實(shí)施例中，可以根據(jù)具體需要沿X方向局部放置，以實(shí)現(xiàn)屏蔽。例如，層間金屬化部件230可以只橫貫X方向的一部分。設(shè)備200還具有至少一個(gè)設(shè)置在第二表面214上的器件。在實(shí)施例中，第一器件232是被倒裝安裝到第二表面214上的。在實(shí)施例中，第二器件234被弓I線鍵合安裝到了第二表面214上。在實(shí)施例中，后繼器件250被倒裝安裝到了第二表面214上?？梢钥闯觯诙骷?34被設(shè)置到了焊料掩模228上，但是可以將其設(shè)置到諸如熱沉的其他結(jié)構(gòu)上，使得所述結(jié)構(gòu)將直接位于所述第二器件234的下面。在實(shí)施例中，將第二器件234設(shè)置到連接至地平面的金屬圖案上。設(shè)備200還具有保護(hù)設(shè)置在 所述第二表面214上的至少一個(gè)器件的包膠模層236。包膠模層236提供了多種效果，包括至少保護(hù)所述至少一個(gè)器件以及為整個(gè)設(shè)備200提供額外的剛度。設(shè)備200也受到過處理，從而包含多個(gè)設(shè)置在球柵焊盤陣列上的電凸起238，其中，采用球焊盤216對所述球柵焊盤陣列舉例說明。在實(shí)施例中，設(shè)備200還被組裝到了襯底240上，例如，襯底240是用于智能電話或手提電子裝置的板?？梢詫⒁r底240稱為容納BBUL-C襯底210的基礎(chǔ)襯底240。因而，焊盤側(cè)212面對襯底240。在實(shí)施例中，將電凸起238的尺寸設(shè)定為建立離板間隙242，從而使嵌入管芯218和219具有充分的余隙確保其不會(huì)與襯底240發(fā)生接觸。離板間隙242能夠?qū)崿F(xiàn)在沒有顯著的成品率損失的情況下進(jìn)行有用的大批量生產(chǎn)。在實(shí)施例中，離板間隙242允許嵌入管芯218或嵌入管芯219的至少一個(gè)背面222或223安裝到襯底240 (未示出)上，從而實(shí)現(xiàn)額外的總體剛度。圖示的嵌入管芯無芯實(shí)施例提供了得到SiP實(shí)施例的HDI設(shè)計(jì)。在示范性實(shí)施例中，所述設(shè)備是一種智能電話200，其大部分處理能力分配給了嵌入的第一管芯218。其中，可以將存儲(chǔ)器高速緩存功能分配給倒裝芯片232，將大部分RF職能分配給引線鍵合芯片234，后繼器件250可以是與所嵌入的后繼管芯219通信的存儲(chǔ)芯片。圖3是根據(jù)示范性實(shí)施例的嵌入管芯無芯襯底設(shè)備300的截面正視圖。無芯襯底310包括焊盤側(cè)312和器件安裝側(cè)314。焊盤側(cè)312也可以稱為無芯襯底310的第一表面312，器件安裝側(cè)314也可以稱為無芯襯底310的第二表面314。將所嵌入的第一管芯318和所嵌入的后繼管芯319繪制為與無芯襯底310是一體的。在實(shí)施例中，所嵌入的第一管芯318位于無芯第一部分302內(nèi)，所嵌入的后繼管芯319位于所述無芯襯底310的無芯的后繼部分304內(nèi)。所嵌入的第一管芯318被示為與無芯襯底310以及所嵌入的后繼管芯319是一體的，但是所嵌入的第一管芯具有有源表面320和穿過所述第一表面露出的背面表面322。所嵌入的后繼管芯319也具有有源表面321和背面表面323。金屬化部件308連通于焊盤側(cè)312和器件安裝側(cè)314之間。出于舉例說明的目的以簡化的形式示出了金屬化部件308?？梢钥闯?，金屬化部件308和嵌入管芯318、319都是BBUL-C封裝的部分。可以通過BBUL-C工藝完成嵌入管芯無芯襯底設(shè)備300的制造。在處理實(shí)施例中，將所嵌入的第一管芯318組裝到無芯第一部分302內(nèi)，將所嵌入的后繼管芯319組裝到無芯后繼部分304內(nèi)，此后將無芯第一部分302與無芯后繼部分304組裝起來。協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)則，從而使無芯第一部分302和無芯后繼部分304結(jié)合起來，從而允許所述組件變?yōu)榍度牍苄緹o芯襯底設(shè)備300。在實(shí)施例中，通過BBUL-C處理工藝制造無芯第一部分302和無芯后繼部分304，當(dāng)然該處理工藝包括管芯318和319的順序放置。例如，在BBUL-C處理工藝中，首先將后繼管芯319安裝到無芯中間結(jié)構(gòu)內(nèi)，之后BBUL-C處理工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行，以形成金屬化部件和層間電介質(zhì)材料，隨后進(jìn)行第一管芯318的安裝，隨后進(jìn)行所述結(jié)構(gòu)的反轉(zhuǎn)，如圖3所示。
球柵焊盤陣列位于焊盤側(cè)312上，在第一表面312上示出了多個(gè)球焊盤316。在器件安裝側(cè)314上示出了幾個(gè)接觸焊盤。在圖示的實(shí)施例中，穿過焊料掩模328將倒裝芯片焊盤和引線鍵合焊盤配置到第二表面314上。在實(shí)施例中，設(shè)置層間金屬化部件330，為了清晰起見采取簡化形式對其給出了圖示。設(shè)置所述層間金屬化部件330的目的在于使其充當(dāng)屏蔽結(jié)構(gòu)，其有助于為與噪聲源保持近距離的區(qū)域隔絕本地EM噪聲?，F(xiàn)在可以理解，可以沿Z方向在幾個(gè)位置放置諸如層間金屬化部件330的屏蔽件，從而隔絕可能在金屬化部件308內(nèi)生成的EM噪聲。如圖所示，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述層間金屬化部件330起著用于所嵌入的后繼管芯319的背面金屬化部件以及EM屏蔽的作用。 設(shè)備300還具有至少一個(gè)設(shè)置在第二表面314上的器件。在實(shí)施例中，第一器件332是被倒裝安裝到第二表面314上的。在實(shí)施例中，后繼器件334被引線鍵合安裝到了第二表面314上?？梢钥闯?，后繼器件334被設(shè)置到了焊料掩模328上，但是可以將其設(shè)置到諸如熱沉的其他結(jié)構(gòu)上，這樣所述結(jié)構(gòu)將直接位于所述后繼器件334的下面。設(shè)備300還具有保護(hù)設(shè)置在所述第二表面314上的至少一個(gè)器件的包膠模層336。包膠模層336提供了多種效果，包括至少保護(hù)所述至少一個(gè)器件以及為整個(gè)設(shè)備300提供額外的剛度。設(shè)備300也進(jìn)行過處理，從而包含多個(gè)設(shè)置在球柵焊盤陣列上的電凸起338，其中，采用球焊盤316對所述球柵焊盤陣列舉例說明。在實(shí)施例中，設(shè)備300還被組裝到了襯底340上，例如，襯底340是用于智能電話或手持電子裝置的板?？梢詫⒁r底340稱為容納BBUL-C襯底的基礎(chǔ)襯底340。因而，焊盤側(cè)312面對襯底340。在實(shí)施例中，將電凸起338的尺寸設(shè)定為建立離板間隙342，從而使嵌入管芯318具有充分的余隙確保其不會(huì)與襯底340發(fā)生接觸。離板間隙342能夠?qū)崿F(xiàn)在沒有顯著的成品率損失的情況下進(jìn)行有用的大批量生產(chǎn)。在實(shí)施例中，離板間隙342允許嵌入管芯318的背面322安裝到襯底340 (未示出)上，從而實(shí)現(xiàn)額外的整體剛度。圖示的嵌入管芯無芯實(shí)施例提供了得到SiP實(shí)施例的HDI設(shè)計(jì)。在示范性實(shí)施例中，所述設(shè)備是一種智能電話300，其大部分處理能力分配給了嵌入的第一管芯318。其中，可以將存儲(chǔ)器高速緩存功能分配給倒裝芯片332。所嵌入的后繼管芯319位于引線鍵合芯片334的附近(在圖示的實(shí)施例中直接位于其下面)，后繼管芯319可以是與引線鍵合芯片334通信的存儲(chǔ)芯片。圖4是根據(jù)示范性實(shí)施例的嵌入管芯無芯襯底設(shè)備400的截面正視圖。無芯襯底410包括焊盤側(cè)412和器件安裝側(cè)414。焊盤側(cè)412也可以稱為無芯襯底410的第一表面412，器件安裝側(cè)414也可以稱為無芯襯底410的第二表面414。嵌入管芯418被繪制為與無芯襯底410是一體的。嵌入管芯418包括有源表面420和背面表面422。背面表面422穿過第一表面412露出。金屬化部件408連通于焊盤側(cè)412和器件安裝側(cè)414之間。出于舉例說明的目的以簡化的形式示出了金屬化部件408?？梢钥闯?，金屬化部件408和嵌入管芯418都是BBUL-C封裝的部分。可以通過BBUL-C工藝完成嵌入管芯無芯襯底設(shè)備400的制造。
球柵焊盤陣列位于焊盤側(cè)412上，在第一表面412上示出了多個(gè)球焊盤416。在器件安裝側(cè)414上示出了幾個(gè)接觸焊盤。在圖示的實(shí)施例中，穿過焊料掩模428將倒裝芯片焊盤和引線鍵合焊盤配置到第二表面414上。在實(shí)施例中，設(shè)置層間金屬化部件430，為了清晰起見采取簡化形式對其給出了圖示。設(shè)置所述層間金屬化部件430的目的在于使其充當(dāng)屏蔽結(jié)構(gòu)，其有助于為與噪聲源保持近距離的區(qū)域隔絕本地EM噪聲。現(xiàn)在可以理解，可以沿Z方向在幾個(gè)位置放置諸如層間金屬化部件430的屏蔽件，從而隔絕可能在金屬化部件408內(nèi)生成的EM噪聲。在實(shí)施例中，可以根據(jù)具體需要沿X方向局部放置，以實(shí)現(xiàn)屏蔽。例如，層間金屬化部件430可以只橫貫X方向的一部分。設(shè)備400還具有至少一個(gè)設(shè)置在第二表面414上的器件。在實(shí)施例中，第一器件432是被倒裝安裝到第二表面414上的。在實(shí)施例中，第二器件434被引線鍵合安裝到了第二表面414上。在實(shí)施例中，后繼器件452是被倒裝安裝到第二表面414上的。在實(shí)施 例中，第一器件是倒裝存儲(chǔ)芯片432，第二器件434是RF引線鍵合芯片434，后繼器件452是諸如電感器452的無源器件。在實(shí)施例中，后繼器件452是諸如電容器452的無源器件。在實(shí)施例中，后繼器件452是諸如電阻器452的無源器件。在一個(gè)實(shí)施例中，后繼器件452是諸如帶通濾波器452的集成無源器件(IH))。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，帶通濾波器452耦合至RF引線鍵合芯片434，并且是所述RF引線鍵合芯片434的支持IPD。在實(shí)施例中，帶通濾波器452處于緊鄰引線鍵合芯片434的位置。在實(shí)施例中，“緊鄰”是指在帶通濾波器452和RF引線鍵合芯片434之間沒有設(shè)置任何器件。在一個(gè)實(shí)施例中，IPD 452是低通濾波器。在一個(gè)實(shí)施例中，IH) 452是高通濾波器。在一個(gè)實(shí)施例中，IH) 452是雙工器。在一個(gè)實(shí)施例中，IH) 452是平衡-不平衡變換器?？梢岳斫?，可以將這些器件連接至RF器件，以執(zhí)行某些RF支持功能。設(shè)備400還具有保護(hù)設(shè)置在所述第二表面414上的至少一個(gè)器件的包膠模層436。包膠模層436提供了多種效果，包括至少保護(hù)所述至少一個(gè)器件以及為整個(gè)設(shè)備400提供額外的剛度。設(shè)備400還進(jìn)行過處理，從而包含多個(gè)設(shè)置在球柵焊盤陣列上的電凸起438，其中，采用球焊盤416對所述球柵焊盤陣列舉例說明。在實(shí)施例中，設(shè)備400還被組裝到了襯底440上，例如，襯底440是用于智能電話或手持電子裝置的板。可以將襯底440稱為容納BBUL-C襯底410的基礎(chǔ)襯底440。因而，焊盤側(cè)412面對襯底440。在實(shí)施例中，將電凸起438的尺寸設(shè)定為建立離板間隙442，從而使嵌入管芯具有充分的余隙確保其不會(huì)與襯底440發(fā)生接觸。離板間隙442能夠?qū)崿F(xiàn)在沒有顯著的成品率損失的情況下進(jìn)行有用的大批量生產(chǎn)。在實(shí)施例中，離板間隙3442允許嵌入管芯218的背面422安裝到襯底440 (未示出)上，從而實(shí)現(xiàn)額外的整體剛度。圖示的嵌入管芯無芯實(shí)施例提供了得到SiP實(shí)施例的HDI設(shè)計(jì)。在示范性實(shí)施例中，所述設(shè)備是一種智能電話400，其大部分處理能力分配給了嵌入的第一管芯418。其中，可以將存儲(chǔ)器高速緩存功能分配給倒裝芯片432，可以將大部分RF職能分配給引線鍵合芯片434，后繼器件452可以是電感器。在一個(gè)實(shí)施例中，除了層間金屬化部件430之外還提供了層間金屬化部件454，以抵御從后繼器件452發(fā)出的顯著的EM發(fā)射。
圖5是根據(jù)示范性實(shí)施例的嵌入管芯無芯襯底設(shè)備500的示意性透視剖開正視圖。代表無芯襯底510的空間被示為沿Z方向上升。無芯襯底510被示為具有焊盤側(cè)512和器件安裝側(cè)(未畫出)。為了幾個(gè)嵌入管芯和所安裝的器件的放置的清晰度起見，沒有示出層間電介質(zhì)材料和金屬化部 件。也可以將焊盤側(cè)512稱為無芯襯底510的第一表面512,也可以將器件安裝側(cè)稱為無芯襯底510的第二表面。將所嵌入的第一管芯518和所嵌入的后繼管芯560繪制為與無芯襯底510是一體的。所嵌入的第一管芯518被不為與無芯襯底510以及所嵌入的后繼管芯560是一體的。與本公開中闡述的其他實(shí)施例類似，每一嵌入的管芯包括有源表面和背面表面。在實(shí)施例中，至少所嵌入的第一管芯518的背面表面穿過所述第一表面512露出?？梢酝ㄟ^BBUL-C工藝完成嵌入管芯無芯襯底設(shè)備500的制造。球柵焊盤陣列位于焊盤側(cè)512上，在第一表面512上不出了多個(gè)球焊盤516。在一個(gè)實(shí)施例中，與本公開中闡述的其他圖示的實(shí)施例類似，設(shè)置至少一個(gè)層間金屬化部件。設(shè)備500還具有至少一個(gè)設(shè)置在第二表面的器件。在一個(gè)實(shí)施例中，第一器件532是被倒裝安裝到第二表面上的。在實(shí)施例中，后繼器件534被引線鍵合安裝到了第二表面上。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備500還具有保護(hù)設(shè)置在所述第二表面上的至少一個(gè)器件的包膠模層。設(shè)備500也進(jìn)行過處理，從而包含多個(gè)設(shè)置在球柵焊盤陣列上的電凸起538，其中，采用球焊盤516對所述球柵焊盤陣列舉例說明。如圖所示，采用東(E)替代X坐標(biāo)，采用北(N)給出Y坐標(biāo)。因此，無芯襯底510具有東南角509。在實(shí)施例中，所嵌入的第一管芯518具有東南角坐標(biāo)517，所嵌入的第二管芯560具有東南角坐標(biāo)559，它們沿Z和E維度相似，但是在N維度內(nèi)不同。在實(shí)施例中，第一器件532具有東南角坐標(biāo)531，后繼器件534具有東南角坐標(biāo)533，它們在Z維度內(nèi)相似，但是每者在N和E維度內(nèi)都不同。現(xiàn)在可以理解，可以將多個(gè)器件配置到嵌入管芯無芯襯底的Z剖面(profile)內(nèi)，它們可以共享類似的坐標(biāo)，也可以不共享類似的坐標(biāo)。在實(shí)施例中，將設(shè)備500組裝到襯底上，例如，所述襯底是用于智能電話或手持電子裝置的板。因而，焊盤側(cè)512面對所述襯底。圖示的嵌入管芯無芯實(shí)施例提供了得到SiP實(shí)施例的HDI設(shè)計(jì)。在示范性實(shí)施例中，所述設(shè)備是一種智能電話500，其大部分處理能力分配給了嵌入的第一管芯518。其中，可以將存儲(chǔ)器高速緩存功能分配給倒裝芯片532，可以將大部分RF職能分配給引線鍵合芯片534，所嵌入的后繼管芯560為第二處理器。圖6是根據(jù)幾個(gè)實(shí)施例的過程和方法流程圖600。在610中，所述方法包括將至少一個(gè)嵌入管芯組裝到BBUL-C襯底中。在一個(gè)非限制示范性實(shí)施例中，將嵌入管芯118組裝到無芯襯底110內(nèi)，如圖la、lb、lc和Id所示。在一個(gè)非限制示范性實(shí)施例中，將所嵌入的第一管芯218和所嵌入的后繼管芯219組裝到無芯襯底210內(nèi)。在612中，所述方法包括將至少一個(gè)嵌入管芯組裝到焊盤側(cè)和與焊盤側(cè)相對的器件安裝側(cè)之間。在一個(gè)非限制示范性實(shí)施例中，將所嵌入的第一管芯318和所嵌入的后繼管芯319組裝到無芯襯底310內(nèi)，其中，所嵌入的后繼管芯319嵌入于焊盤側(cè)312和器件安裝側(cè)314之間。在620中，所述方法包括將至少一個(gè)器件組裝到無芯襯底的器件安裝側(cè)上，其中，器件安裝側(cè)與焊盤側(cè)相對。在一個(gè)非限制示范性實(shí)施例中，將倒裝芯片132和引線鍵合芯片134組裝到無芯襯底的器件安裝側(cè)上。在630中，所述方法包括將在器件安裝側(cè)上具有至少一個(gè)器件的嵌入管芯BBUL-C襯底組裝到基礎(chǔ)襯底上。在一個(gè)非限制示范性實(shí)施例中，將BBUL-C襯底110組裝到基礎(chǔ)襯底140上。圖I是根據(jù)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700的示意圖。如圖所示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700 (又稱為電子系統(tǒng)700)可以包含根據(jù)所公開的幾個(gè)實(shí)施例以及在本公開中闡述的所述實(shí)施例的等價(jià)方案中的任何一個(gè)所述的在與焊盤側(cè)相對的表面上具有至少一個(gè)器件的嵌入管芯BBUL-C襯底。所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700可以是諸如筆記本電腦的移動(dòng)裝置。所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)700可以是諸如無線智能電話的移動(dòng)裝置。 在一個(gè)實(shí)施例中，電子系統(tǒng)700是包括將電子系統(tǒng)700的各個(gè)部件電耦合起來的系統(tǒng)總線720的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。根據(jù)各實(shí)施例，系統(tǒng)總線720為單條總線或者任意總線組合。電子系統(tǒng)700包括向集成電路710供電的電壓源730。在一些實(shí)施例中，電壓源730通過系統(tǒng)總線720向集成電路710供應(yīng)電流。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，將集成電路710電耦合至系統(tǒng)總線720，集成電路710包括任何電路或電路組合。在實(shí)施例中，集成電路710包括可以具有任何類型的處理器712。文中采用的處理器712可以指任何類型的電路，例如，其可以是但不限于微處理器、微控制器、圖形處理器、數(shù)字信號處理器或其他處理器。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器712是文中公開的嵌入管芯。在一個(gè)實(shí)施例中，在處理器的存儲(chǔ)器高速緩沖中提供SRAM實(shí)施例?？梢园诩呻娐?10中的其他類型的電路為定制電路或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)，例如，供無線裝置使用的通信電路714，例如所述無線裝置為蜂窩電話、智能電話、尋呼機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、雙向無線電設(shè)備和類似的電子系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器710包括諸如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)的管芯上存儲(chǔ)器716。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器710包括諸如嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(eDRAM)的嵌入式管芯上存儲(chǔ)器716。在一個(gè)實(shí)施例中，采用后繼的集成電路711，例如，后繼的嵌入管芯實(shí)施例對集成電路710加以補(bǔ)充。雙集成電路711包括雙處理器713、雙通信電路715和諸如SRAM的雙管芯上存儲(chǔ)器717。在一個(gè)實(shí)施例中，所述雙集成電路710包括諸如eDRAM的嵌入式管芯上存儲(chǔ)器717。在一個(gè)實(shí)施例中，電子系統(tǒng)700還包括外部存儲(chǔ)器740，所述外部儲(chǔ)存器又可以包括一個(gè)或多個(gè)適于特定應(yīng)用的存儲(chǔ)元件，例如，具有RAM的形式的主存儲(chǔ)器742、一個(gè)或多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器744、和/或操縱移除介質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器746，例如，所述可移除介質(zhì)為軟盤、緊致磁盤(CD)、數(shù)字變量盤(DVD)、閃速存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)器以及本領(lǐng)域已知的其他可移除介質(zhì)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述外部儲(chǔ)存器740還可以是嵌入式存儲(chǔ)器748，例如，倒裝安裝到BBUL-C芯片側(cè)上的器件。在一個(gè)實(shí)施例中，將其他器件連接到集成電路710上，例如，所述集成電路為引線鍵合RF管芯，例如，其為本公開中闡述的引線鍵合管芯實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，電子系統(tǒng)700還包括顯示裝置750和音頻輸出760。在一個(gè)實(shí)施例中，電子系統(tǒng)700包括諸如控制器770的輸入裝置，其可以是鍵盤、鼠標(biāo)、跟蹤球、游戲控制器、麥克風(fēng)、語音識(shí)別裝置或者任何其他向電子系統(tǒng)700輸入信息的輸入裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置770為照相機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置770為數(shù)字錄音機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置770為照相機(jī)和數(shù)字錄音機(jī)。
如文中所示，可以通過很多種不同的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)集成電路710，包括根據(jù)所公開的幾個(gè)實(shí)施例及其等同方案中的任何一個(gè)所述的在與焊盤側(cè)相對的表面上具有至少一個(gè)器件的嵌入管芯BBUL-C襯底、電子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、一種或多種集成電路制造方法、一種或多種制造電子組件的方法，所述電子組件包括根據(jù)在文中通過各個(gè)實(shí)施例闡述的所公開的實(shí)施例以及其在本領(lǐng)域能夠認(rèn)識(shí)到的等價(jià)方案中的任何一個(gè)所述的在與焊盤側(cè)設(shè)備相對的表面上具有至少一個(gè)器件的嵌入管芯BBUL-C襯底。所述元件、材料、幾何形狀、尺寸和操作順序可以發(fā)生變化，以滿足具體的I/O耦合要求，包括陣列接觸數(shù)量以及根據(jù)所公開的幾個(gè)在與焊盤側(cè)設(shè)備實(shí)施例及其等價(jià)方案相對的表面上具有至少一個(gè)器件的嵌入管芯BBUL-C襯底中的任何一個(gè)做出的針對嵌入到處理器安裝襯底內(nèi)的微電子管芯的接觸配置。盡管可能在同一句話內(nèi)提到嵌入管芯可以指處理器芯片、RF芯片或存儲(chǔ)芯片，但是不應(yīng)將其理解為它們具有等同的結(jié)構(gòu)。在本公開的全文當(dāng)中，凡提及“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”都表示結(jié)合所述實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例內(nèi)。在本公開全文的不同地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”或“在實(shí)施例中”未必都是指同一實(shí)施例。此外，可以在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中通過任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合所述具體特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)?？梢詤⒖紙D示的X-Z坐標(biāo)理解諸如“上”、“下”、“之上”、“之下”的詞語，可以參考X-Y坐標(biāo)或者非Z坐標(biāo)理解諸如“相鄰”的詞語。提供了滿足37C. F. R. § I. 72(b)的摘要，其中，37C. F. R. § I. 72(b)要求讀者能夠通過摘要迅速確定技術(shù)公開的本質(zhì)和要點(diǎn)。提交所述摘要的前提是，不應(yīng)采用其解釋或限制權(quán)利要求的范圍和含義。在上述具體實(shí)施方式
中，為了理順本公開，在單個(gè)實(shí)施例中集中了各種特征。不應(yīng)將這種公開方法解釋成反映了這樣的意圖，即所要求保護(hù)的本發(fā)明的實(shí)施例所需要的特征比每一權(quán)利要求中明確表述的特征多。相反，如下述權(quán)利要求所反映的，本發(fā)明的主題存在于所公開的前述單個(gè)實(shí)施例的所有特征中的部分特征中。因而，在此將下述權(quán)利要求包含到所述的具體實(shí)施方式
當(dāng)中，其中每一權(quán)利要求自身代表獨(dú)立的優(yōu)選實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解，在不偏離所附權(quán)利要求表述的本發(fā)明的原理和范圍的情況下，可以對為了解釋本發(fā)明的實(shí)質(zhì)而描述和圖示的細(xì)節(jié)、材料、部分布局和方法階段做出各種其他改變。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括 無芯襯底； 設(shè)置在所述無芯襯底的第一表面上的球柵焊盤陣列； 嵌入到所述無芯襯底中并與之成為一體的管芯，其中，所述管芯包括有源表面和背面表面，并且其中，所述背面表面穿過所述第一表面露出； 設(shè)置在與所述第一表面相對的第二表面上的倒裝芯片； 設(shè)置在所述第二表面上的引線鍵合芯片； 嵌入到所述無芯襯底中并與之成為一體的管芯與所述倒裝芯片和引線鍵合芯片之間的電連接件，并且其中，所有的所述電連接件均設(shè)置于所述無芯襯底之內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述球柵焊盤陣列包括多個(gè)電凸起，其中，所述多個(gè)電凸起表現(xiàn)出第一離板間隙，所述背面表面表現(xiàn)出第二離板間隙，并且其中，所述第一離板間隙超過所述第二離板間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括層間金屬化部件，其連通于設(shè)置在所述第一表面和所述第二表面之間的金屬屏蔽平面之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括連通于所述第一表面和所述第二表面之間的層間金屬化部件，并且其中，所述層間金屬化部件還將所述嵌入管芯耦合到所述第一表面和所述第二表面的至少其中之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，嵌入到所述無芯襯底內(nèi)并與之成為一體的所述管芯是第一管芯，所述設(shè)備還包括嵌入到所述無芯襯底內(nèi)并與之成為一體的第二管芯。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)器件包括選自電阻器、電容器、低通濾波器、高通濾波器、雙工器、平衡-不平衡變換器和電感器的無源器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)器件包括耦合到射頻器件的帶通濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)器件包括被設(shè)置成緊鄰射頻器件并與之耦合的帶通濾波器。
9.一種方法，包括 將至少一個(gè)嵌入管芯組裝到無芯內(nèi)建無凹凸層(BBUL-C)襯底內(nèi)，其中，所述BBUL-C襯底具有焊盤側(cè)和與所述焊盤側(cè)相對的器件安裝側(cè)，并且其中，所述嵌入管芯具有有源表面和背面表面，并且其中，所述嵌入管芯背面表面穿過所述焊盤側(cè)露出； 將至少一個(gè)器件組裝到所述器件安裝側(cè)上；以及 將所述嵌入管芯耦合到所述至少一個(gè)器件上，其中，在所述BBUL-C襯底的內(nèi)部設(shè)置所述奉禹合的路徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述嵌入管芯是所嵌入的第一管芯，所述方法還包括將所嵌入的后繼管芯組裝到所述BBUL-C襯底內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述嵌入管芯是所嵌入的第一管芯，所述方法還包括 將所嵌入的后繼管芯組裝到所述BBUL-C襯底內(nèi)，并且其中，所嵌入的所述后繼管芯完全內(nèi)部組裝到所述BBUL-C襯底內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括將所述BBUL-C襯底組裝到基礎(chǔ)襯底上。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，將至少一個(gè)器件組裝到所述器件安裝襯底上包括在其上安裝倒裝芯片。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，將至少一個(gè)器件組裝到所述器件安裝襯底上包括在其上安裝引線鍵合芯片。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，將至少一個(gè)器件組裝到所述器件安裝襯底上包括在其上安裝無源器件。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，將至少一個(gè)器件組裝到所述器件安裝襯底上包括組裝耦合到射頻器件的帶通濾波器。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，將至少一個(gè)器件組裝到所述器件安裝襯底上包括組裝耦合到射頻器件并與之緊鄰的帶通濾波器。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，將至少一個(gè)器件組裝到所述器件安裝襯底上包括在其上安裝倒裝芯片、弓I線鍵合芯片和無源器件中的至少兩者。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，將至少一個(gè)器件組裝到所述器件安裝襯底上包括在其上安裝倒裝芯片、引線鍵合芯片和無源器件中的至少兩者，所述方法還包括將所述BBUL-C襯底組裝到基礎(chǔ)襯底上。
20.一種計(jì)算系統(tǒng)，包括 無芯襯底； 設(shè)置在所述無芯襯底的第一表面上的球柵陣列； 嵌入到所述無芯襯底內(nèi)中與之成為一體的管芯；以及 設(shè)置在與所述第一表面相對的第二表面上的至少一個(gè)器件，并且其中，所述至少一個(gè)器件包括緊鄰射頻器件設(shè)置并與之耦合的帶通濾波器；以及 耦合至所述無芯襯底的基礎(chǔ)襯底。
全文摘要
一種設(shè)備包括無芯襯底，所述無芯襯底具有與之一體的嵌入管芯，所述設(shè)備還包括在與設(shè)置在所述無芯襯底上的球柵陣列相對的表面上組裝的至少一個(gè)器件。所述設(shè)備可以包括保護(hù)組裝在所述表面上的至少一個(gè)器件的包膠模層。
文檔編號H01L23/14GK102812550SQ201180014284
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者J·S·居澤爾, V·奈爾 申請人:英特爾公司