封装上封装堆叠微电子结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本描述的实施例大体上涉及微电子封装制造的领域，并且更特定地，涉及包括采用倒装(flipped)配置堆叠的两个微电子封装的微电子结构。
【背景技术】
[0002]微电子产业不断地努力生产甚至更快且更小的微电子封装以供在各种电子产品中使用，其包括但不限于计算机服务器产品和便携式产品，例如便携式计算机、电子平板、蜂窝电话、数字拍摄装置及类似物。实现这些目标的一个途径是制造堆叠封装。一个类型的封装堆叠(叫作封装上封装(Package-on_Package，PoP)堆叠)对于在封装上封装堆叠结构内的微电子设备之间、需要小的横向尺寸、低封装高度和高带宽的移动和无线应用正变成重要的技术方案。
【附图说明】
[0003]本公开的主题特别在说明书的结论部分中指出并且清楚地要求保护。本公开的前述和其他特征在结合附图来看时将从下列描述和附上的权利要求变得更充分地显而易见。理解附图仅描绘根据本公开的若干实施例并且因此不视为限制它的范围。公开将通过使用附图另外专门且详细描述，使得可以更容易弄清本公开的优势，其中:
图1-7图示根据本描述的实施例制造封装上封装堆叠微电子结构的过程的横截面视图。
[0004]图8图示根据本描述的另一个实施例的封装上封装堆叠微电子结构的横截面视图。
[0005]图9图示根据本描述的再另一个实施例的封装上封装堆叠微电子结构的横截面视图。
[0006]图10图示根据本描述的再另一个实施例的封装上封装堆叠微电子结构的横截面视图。
[0007]图11图示根据本描述的一个实施例的图3的沿线A-A的俯视图。
[0008]图12图示根据本描述的另一个实施例的图3的沿线A-A的俯视图。
[0009]图13是根据本描述的实施例制造封装上封装堆叠微电子结构的过程的流程图。
[0010]图14图示根据本描述的一个实现的计算设备。
【具体实施方式】
[0011]在下列详细描述中，参考附图，其通过图示示出其中可实践要求保护的主题的特定实施例。足够详细地描述这些示例以使本领域内技术人员能够实践主题。要理解各种实施例尽管不同但不一定互相排斥。例如，本文连同一个实施例描述的特定特征、结构或特性可在其他实施例内实现而不偏离要求保护的主题的精神和范围。在该说明书内对“一个实施例”或“实施例”的引用意指连同实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本描述所包含的至少一个实现中。因此，短语“一个实施例”或“在实施例中”的使用不一定指相同实施例。另外，要理解可修改每个公开的实施例内个体元件的位点或设置而不偏离要求保护的主题的精神和范围。下列详细描述因此不是限制性意义的，并且主题的范围仅由附上的权利要求(在适当解释的情况下)连同权利要求所要求保护的全范围等同物限定。在图中，类似的标号在若干视图中始终指相同或相似的元件或功能性，并且本文描绘的元件不一定用彼此按比例，相反个体元件可放大或减小以便更容易领会本描述的上下文中的元件。
[0012]如本文使用的术语“在…上面”、“到”、“在…之间”和“在…上”可指一个层相对于其他层的相对位置。在另一个层“上面”或“上”或接合“到”另一个层的一个层可与另一层直接接触或可具有一个或多个介入层。在层“之间”的一个层可与层直接接触或可具有一个或多个介入层。
[0013]本描述的实施例包括封装上封装堆叠微电子结构，其包括采用倒装配置附连到彼此的一对微电子封装。在一个实施例中，封装上封装堆叠微电子结构可包括第一和第二微电子封装，每个包括具有在每个微电子封装衬底的第一表面上形成的至少一个封装连接接合垫的衬底，并且每个具有电连接到每个微电子封装衬底第一表面的至少一个微电子设备，其中该第一和第二微电子封装利用在第一微电子封装连接接合垫与第二微电子封装连接接合垫之间延伸的至少一个封装对封装互连结构而连接到彼此。
[0014]图1-7图示本描述的实施例，其中一对微电子封装采用倒装配置附连到彼此来形成封装上封装堆叠微电子结构。如在图1中示出的，可形成封装衬底110。封装衬底110可以是任何适合的衬底，例如插入物或类似物，其具有第一表面112和相对的第二表面114。封装衬底110可具有多个接合垫，其包括在封装衬底第一表面112中或上形成的至少一个微电子设备附连接合垫122和至少一个封装上封装接合垫124，和在封装衬底第二表面114中或上形成的多个外部连接接合垫126。封装衬底110可包括多个介电层(未图示)，其具有穿过其中形成的多个导电线路116，其中这些导电线路116可在例如微电子设备附连接合垫122、封装上封装接合垫124和/或外部连接接合垫126等适合的接合垫之间形成连接。
[0015]封装衬底110可包括任何适合的介电材料，其包括但不限于液晶聚合物、环氧树月旨、双马来酰亚胺三嗪树脂、FR4、聚酰亚胺材料及类似物。导电线路116可由任何适合的导电材料形成，其包括但不限于铜、银、金、镍和其合金。理解封装衬底110可由许多介电层形成、可包含刚性芯(未示出)，并且可包括在其中形成的有源和/或无源微电子设备(未示出)。进一步理解导电线路116可以在封装衬底110和/或用额外外部部件(未示出)形成任何期望的电气路线。还理解阻焊层(未示出)可以在封装衬底第一表面112和/或封装衬底第二表面114上使用，如将被本领域内技术人员所理解的。用于形成封装衬底110的过程对本领域内技术人员是众所周知的，并且为了简洁和简明起见而将不在本文描述或图示。
[0016]如在图2中示出的，可在封装上封装接合垫124中的每个上形成封装互连材料凸块(bump ) 134。封装互连材料凸块134可由任何适合的材料形成，其包括但不限于可回流焊料。
[0017]如在图3中示出的，具有有效表面(active surface)144和相对背表面148的微电子设备142可采用一般称为倒装芯片(f lip-chip)或控制塌陷芯片连接(“C4”)配置的配置利用多个设备到衬底互连132而附连到对应的微电子设备附连接合垫122，来形成微电子封装100。设备到衬底互连132可在微电子设备142的有效表面144上在微电子设备接合垫122与镜像接合垫146之间延伸以在其之间形成电连接。理解微电子设备接合垫146可与微电子设备142内的集成电路(未不出)电通信。微电子设备142可以是任何适合的微电子设备，其包括但不限于微处理器、芯片集、图形设备、无线设备、存储器设备、专用集成电路设备及类似物。
[0018]设备到衬底互连132可以由任何适合的材料制成，其包括但不限于焊料和导电填充环氧树脂。焊料材料可包括或可以是任何适合的材料，其包括但不限于铅/锡合金，例如63%锡/37%铅焊料或无铅焊料，例如纯锡或高锡含量合金(例如，90%或以上的锡)，例如锡/铋、共晶锡/银、三元锡/银/铜、共晶锡/铜和相似合金。在微电子设备142利用由焊料制成的设备到衬底互连132而附连到微电子衬底110时，焊料通过热、压力和/或声能而回流来保护微电子设备接合垫146与微电子设备附连接合垫122之间的焊料。另外，微电子设备142可以是基于铜柱的倒装芯片部件，其附连到衬底110，如将被本领域内技术人员所理解的。
[0019]如在图4中示出的，电绝缘可流动材料(例如底部填充(underfill)材料152)可设置在微电子设备142与封装衬底110之间，其大致上使设备到衬底互连132密封。底部填充材料152可用于使可能由微电子设备142与微电子衬底110之间的热膨胀失配引起的机械应力问题减少。底部填充材料152可以是环氧树脂材料，其包括但不限于环氧树脂、氰代酯、硅酮、硅氧烷和基于酚的树脂，它具有足够低的粘性以在由底部填充材料分配器(未示出)引入时通过毛细管作用而在微电子设备142与微电子衬底110之间被吸走，这将被本领域内技术