襯底封裝核中的編織的電氣組件的制作方法
【專利說明】襯底封裝核中的編織的電氣組件
[0001]一般而言，本發(fā)明的各實施例涉及半導(dǎo)體器件封裝，具體而言，涉及在其上可以附接集成電路(IC)芯片的襯底封裝和印刷電路板(PCB)襯底，以及它們的制造方法。
[0002]背景
[0003]諸如微處理器、協(xié)處理器之類的集成電路(IC)芯片(例如，“芯片”、“管芯”、“1C”或“1C芯片”)及其他微電子器件常常使用封裝器件(“封裝”)，以在物理上和/或以電子方式將IC芯片或管芯附接到諸如主板(或主板接口)之類的電路板。管芯通常安裝在封裝內(nèi)，該封裝，除了其他功能之外，還在管芯和插槽、主板，或另一下一級別組件之間建立電連接。
[0004]這些封裝可以被描述為或包括在其上可以附接集成電路(IC)芯片或管芯的襯底核、襯底封裝、電子器件電路板、主板，或印刷電路板(PCB)。這些封裝可以充當(dāng)半導(dǎo)體器件(例如，集成電路)的機(jī)械支撐和電互聯(lián)的基底。這樣的封裝可以包括帶有頂表面和底表面的由非導(dǎo)電復(fù)合材料(例如，帶有環(huán)氧樹脂的玻璃材料)構(gòu)成的片狀基底；以及許多從頂表面延伸到底表面的導(dǎo)電通道、線路/或鍍通孔(PTH)。
[0005]這些封裝可以通過首先形成非導(dǎo)電材料的片狀基底來制造。片狀基底可以，例如，通過將玻璃纖維編織為一片布或織物來形成。然后，將該片布浸到樹脂中，進(jìn)行熱固化，以形成片狀基底。此后，以機(jī)械方式在片狀基底中鉆通孔，并用導(dǎo)電材料(例如，銅)鍍覆并填充，以形成導(dǎo)電通道(例如，鍍通孔(PTH))。某些常規(guī)處理的機(jī)械鉆孔、鍍覆以及填充過程是昂貴的，吞吐量低，并導(dǎo)致低產(chǎn)量。當(dāng)制造帶有大量的導(dǎo)電通道和/或小直徑的導(dǎo)電通道的PCB襯底時，特別如此。此外，在片狀基底中以機(jī)械方式鉆孔的動作本身會無意中降低PCB襯底的機(jī)械穩(wěn)定性。
[0006]本領(lǐng)域仍需要用于制造這樣的封裝的便宜并且高吞吐量的過程。另外，過程可以導(dǎo)致高封裝產(chǎn)量以及高機(jī)械穩(wěn)定性的封裝。本領(lǐng)域還需要具有更好的組件的封裝，用于在其頂表面和底表面之間提供穩(wěn)定并且干凈的電源、接地，以及高頻信號，諸如向表面上的將電連接到IC或主板的觸點。
[0007]附圖簡述
[0008]本發(fā)明的各實施例是作為示例說明的，而不僅限于各個附圖的圖形，在附圖中，類似的參考編號表示類似的元件。應(yīng)該注意，在本發(fā)明中對“一個”實施例的引用不一定是指同一個實施例，它們表示至少一個。
[0009]圖1A是根據(jù)此處所描述的各實施例的在導(dǎo)電股線、同軸股線，以及電感器圖案股線之間具有非導(dǎo)電股線織物的電路板的示意截面頂視圖。
[0010]圖1B是根據(jù)此處所描述的各實施例的圖1A的電路板的示意截面?zhèn)纫晥D。
[0011]圖2A示出了圖1A和IB的導(dǎo)電股線，在其間具有多組編織的非導(dǎo)電的股線。
[0012]圖2B示出了圖1A和IB的線路的電感性的圖案，在其間具有多組編織的非導(dǎo)電的股線。
[0013]圖3A和3B分別是根據(jù)此處所描述的各實施例的通過編織過程所產(chǎn)生的雙層編織的織物的簡化頂視圖和側(cè)視圖表示。
[0014]圖4是示出了根據(jù)此處所描述的各實施例的過程的流程圖。
[0015]圖5A示出了根據(jù)此處所描述的各實施例的在樹脂浸潰之前具有在導(dǎo)電股線之間(或與導(dǎo)電股線一起)的編織的非導(dǎo)電股線的電路板的織物。
[0016]圖5B示出了根據(jù)此處所描述的各實施例的樹脂浸潰之后的圖5A的織物。
[0017]圖5C示出了根據(jù)此處所描述的各實施例的在固化樹脂以及對頂表面和底表面的機(jī)械平坦化之后圖5B的織物。
[0018]圖6示出了根據(jù)一種實現(xiàn)的計算設(shè)備。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在參考附圖來說明本發(fā)明的幾個實施例。每當(dāng)沒有清楚地定義在各實施例中所描述的部件的形狀、相對位置及其他方面時，本發(fā)明的各實施例的范圍不僅限于所示出的部分，僅僅是為了說明。此外，盡管闡述了很多細(xì)節(jié)，但是，應(yīng)該理解，本發(fā)明的一些實施例可以在沒有這些細(xì)節(jié)的情況下實施。在其他情況下，沒有詳細(xì)示出已知的電路、結(jié)構(gòu)，以及技術(shù)，以便不至于使對本描述的理解變得模糊。
[0020]此處的一些實施例描述了電路板器件(和系統(tǒng))，其包括電路板圖案(例如，編織的布或織物)，在導(dǎo)電股線、同軸股線，和/或電感器圖案化的股線之間具有編織的非導(dǎo)電股線，以及它們的制造的過程。在某些情況下，電路板是半導(dǎo)體器件封裝，具體而言，在其上可以附接集成電路(IC)芯片的襯底封裝(或核)或印刷電路板(PCB)襯底。在某些實施例中，股線可以是實心線、同軸連接器、電感器的一部分，和/或穿過電路板形成的鍍通孔(PTH)。在某些情況下，股線、同軸股線，和/或電感器圖案化的股線被描述為在襯底封裝核中存在的編織的電氣組件。
[0021]此處所描述的一些實施例可以提供各種構(gòu)建在襯底封裝核中的各種基于導(dǎo)體股線的特征，這些特征可以充當(dāng)電氣組件。這樣的封裝可包括或提供電感器、同軸的PTH，以及同時構(gòu)建到核中的標(biāo)準(zhǔn)填充了銅的PTH。這些特征可以在電路板的制造過程中(例如，在織物的編織過程中)“構(gòu)建”到襯底核中，而并非在固化板的樹脂或平坦化板之后嵌入分離的組件。將組件特征構(gòu)建到襯底核中可以消除對于以前的封裝存在的可靠性顧慮以及襯底有效面積顧慮。此處所描述的一些實施例提供封裝體系結(jié)構(gòu)，以及用于形成這樣的封裝的過程，其成本可與現(xiàn)有的非嵌入式襯底成本相當(dāng)，且成本顯著低于基于嵌入式組件的襯底成本。
[0022]圖1A是根據(jù)此處所描述的各實施例的在導(dǎo)電股線、同軸股線，以及電感器圖案股線之間具有編織的非導(dǎo)電股線的電路板的示意截面頂視圖。圖1B是根據(jù)此處所描述的各實施例的圖1A的電路板的示意截面?zhèn)纫晥D。圖1A-B示出了電路板100，其具有在組件圖案之間編織的非導(dǎo)電股線104、106和108的電路板圖案102 (例如，編織的布或織物)，該組件圖案包括電感器股線圖案110、導(dǎo)電線路圖案120以及同軸線路圖案130。
[0023]電路板100可以是或包括在其上可以直接安裝集成電路芯片的電路板。在某些情況下，電路板是半導(dǎo)體器件封裝，具體而言，襯底封裝(或核)或印刷電路板(PCB)襯底。在某些情況下，電路板可以是或包括在其上可以附接集成電路(IC)芯片的襯底核、襯底封裝、電子器件電路板、主板或印刷電路板(PCB)。
[0024]電路板100被示為具有高度H1、長度LI和寬度W1。電路板100可以包括IC芯片的占用空間或陰影區(qū)。占用空間可以大于圖案110，120和130的頂部截面面積并在其上延伸。在某些情況下，占用空間比LI小W1。在某些情況下，占用空間覆蓋板100的線路、同軸和電感器圖案股線的圖案中的某些的頂部截面面積，但是，不覆蓋其他。
[0025]電感器圖案110形成電感器112。圖案110包括實心線118以及實心線之間的間隙119。股線104可以在線路118之間編織，諸如通過間隙119。這樣的編織可以包括穿過股線104編織線路118。這樣的編織可以形成包括與線路118編織在一起的股線104的一片布或織物?？梢岳斫?，可以使用各種其他圖案來進(jìn)行編織，諸如已知用于編織非導(dǎo)電股線以及衣服纖維的那些圖案。
[0026]圖案110包括內(nèi)徑114和外徑116，頂表面115和底表面117。內(nèi)徑114可以由圖案110的內(nèi)部部分的圓形形狀周邊定義。外徑116可以由圖案110的外周邊形狀定義。表面115可以由圖案110的頂部周邊形狀進(jìn)行定義。表面117可以由圖案110的底部周邊形狀進(jìn)行定義。板100包括頂表面150、側(cè)表面151和152和底表面153。間隙155被示為在板的頂表面150和電感器圖案110的頂表面115之間。間隙157被不為在表面153和表面117之間。
[0027]在某些情況下，圖案110包括電感器圖案，具有被配置成低通濾波(例如，允許高頻信號通過，但不允許低頻信號通過)、去噪聲、穩(wěn)定或傳遞高頻數(shù)據(jù)信號、圖形信號、圖形雙倍數(shù)據(jù)速率(GDDR)存儲器信號、交流(AC)信號、視頻信號，和/或音頻信號的實心導(dǎo)體材料的線路的圓環(huán)圖案。
[0028]電感器的直徑116可以在100和250微米之間。較大的直徑可以具有較高電感(這不利于高頻率，但是有利于直流電)。
[0029]根據(jù)某些實施例，電感器圖案110是被編織成或具有圓環(huán)圖案的實心導(dǎo)體材料線路118的圖案，該圓環(huán)圖案具有內(nèi)圓形頂部截面直徑114和外圓形頂部截面直徑116 ;內(nèi)徑和外徑之間的頂表面115，以及內(nèi)徑和外徑之間的底表面117。在某些情況下，頂表面115是板的平坦化頂表面150下面的側(cè)截面平面的表面(可選的輸入或輸出線路延伸到表面)，底表面117是板的平面化底表面153下面的側(cè)截面平面的表面(可選的輸入或輸出線路延伸到表面)。
[0030]可以理解，可以使用直徑114和116 ;表面115和117 ;以及圖案110的各種其他形狀?？梢岳斫猓砻?15和117可以具有平面的、凹形的、凸形的，或S曲線形的側(cè)截面形狀?？梢岳斫猓睆?14和116可以具有正方形、矩形，橢圓或蛋形的頂部截面形狀?？梢岳斫?，如圖1B所示的實心線118的垂直股線可以具有平面的、凹形的、凸形的，或S曲線形的側(cè)截面形狀。
[0031]在某些情況下，線路118包括電感器112的輸入線路和輸出線路。輸入和輸出線路可以是進(jìn)一步編織的或用于形成線路121和122的線路。輸入和輸出線路可以延伸到板的頂表面150和/或底表面153。在某些情況下，輸入線路可以在頂表面或底表面上或延伸到頂表面或底表面；輸出線路可以在相對的表面上或延伸到相對的表面。在某些情況下，輸入線路可以在頂表面或底表面上或延伸到頂表面或底表面；輸出線路可以在相同的表面上或延伸到相同的表面?？梢栽谄教够^程中分段輸入和輸出線路?？梢岳斫猓砻嫔系妮斎牒洼敵鼍€路的暴露的末端可以連接到在板100的表面中或之上形成的電氣互連、跡線或觸點。
[0032]圖案120包括線路121和122?？梢岳斫?，也可以使用線路的其他圖案。非導(dǎo)電股線106被示為編織在線路121和122，或圖案120之間。這樣的編織可以包括通過股線106編織線路121和122。這樣的編織可以形成包括與線路121和122編織在一起的股線106的一片布或織物。
[0033]在某些情況下，圖案120包括實心導(dǎo)體材料的導(dǎo)電股線的實心線圖案，它們被配置成將放行、發(fā)送或傳遞電力信號、直流(DC)信號、偏置信號和/或接地信號。線路121被示為具有外徑124。線路直徑124可以在5和20微米之間。某些情況可能需要較大的直徑，諸如對于較高功率密度，在10和20微米之間。
[0034]可以理解，線路121和122可以具有圓形、正方形、矩形，橢圓或其他頂部截面形狀。在某些情況下，線路121可以表示線路；同軸連接器或線路；電感器圖案的線路部分；或穿過電路板形成的鍍通孔(PTH)