使用在包括嵌入式管芯的内建非凹凸层衬底上的硅通孔的管芯堆叠,以及其形成工艺的制作方法_2

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对以便为了处理方便而建立两者背靠背装置。装置102已经通过将原始装置102与类似装置102’背靠背配对来扩大。进而,处理流量被有效地加倍。装置102和102’的描述可由属于装置102的附图标记来指代,但是可以理解,在装置102’中可以包含完全相同的处理和结构。
[0046]装置102包括粘合释放层114和粘合剂116。切割区118设置在装置102在X维度上的每一端,用于进一步示出的分离处理。
[0047]图1c是根据实施例的在进一步处理之后的图1b所示装置的横截面图;通过将TSV管芯120设置在止蚀层110上,对装置103进行进一步处理。在一实施例中,止蚀层110是铜箔。在一实施例中,止蚀层110是有机材料。根据具体应用,其他材料可以用于止蚀层110。TSV管芯120具有多个管芯结合盘,每个结合盘由附图标记122指示。TSV管芯120具有与管芯结合盘122在相同表面上的有源表面121。为了说明简洁,仅将管芯结合盘122的数量示为两个,并且这些管芯结合盘122不是必须与通孔140相接触。TSV管芯120具有与有源表面121相对的背侧表面123。此外,如本公开所阐述的,TSV管芯120具有可以包括任何数量和相对厚度的金属化物的金属化物1463SV管芯还被示为具有两个硅通孔,硅通孔之一由附图标记140指示。
[0048]图1d是根据实施例的在进一步处理之后的图1c所示装置的横截面图;装置104被处理以接收第一电介质128。在一实施例中,诸如通过在晶片级装置阵列上旋涂并固化电介质,第一电介质128被图案化,其中为了说明简洁,装置104仅仅是该装置阵列的子集。
[0049]图1e是根据实施例的在进一步处理之后的图1d所示装置的横截面图;装置105已被处理,使得图1d所示的第一电介质128已被图案化以形成图案化的第一电介质129,并且在其中已形成若干凹陷,凹陷之一由附图标记130指示。凹陷130暴露了管芯结合盘122。
[0050]图1f是根据实施例的在进一步处理之后的图1e所示装置的横截面图;装置106已被处理,使得第一接触件132填充通孔130(图1e)并且迹线134在图案化的第一电介质129上形成。
[0051]在一实施例中,第一接触件132是铜,并且若干管芯结合盘122也是铜。在一实施例中,也可以为第一接触件132选择其他金属。
[0052]图1g是根据实施例的在进一步处理之后的图1f所示装置的横截面图。已用第二电介质136对装置107进行了处理,使得图案化的第一电介质129和迹线134被包覆。根据示例实施例,第二电介质136的处理通过旋涂和固化来完成,并且也可以通过晶片级阵列来完成。现在可以理解,内建非凹凸层(BBUL)正被形成以将TSV管芯120耦合到外界。虽然BBUL被不为具有图案化的第一电介质129和第二电介质136,但是可以理解,可以使用若干层金属化物和电介质来形成BBUL,这最终成为具有嵌入式管芯的无核衬底。在所公开实施例在无核衬底上包括BBUL技术的情况下,若干实施例可被称为BBUL-C实施例。此外,由于包括TSV管芯,若干实施例可被称为TSV管芯BBUL-C装置。
[0053]如图1g所配置的,可以通过移除切割区118内的材料来切割两个装置。随着切割区118被移除,粘合释放层114允许两个装置被分离开。
[0054]图1h是在进一步处理之后的图1g所示装置的横截面图。两个背靠背装置已通过移除切割区118(图1g)处的边缘材料以及粘合释放层114和止蚀层110而被分离开。装置108之一被示为具有TSV第一管芯120以及至少一个TSV 140。至少一个TSV管芯140通过无核衬底的管芯侧144而暴露并与横向占据面积180相邻。如所示,TSV第一管芯140完全嵌入无核衬底138中。焊料掩模168补充了形成无核衬底138的着陆侧142的材料,并且设置多个电凸起,其中之一由附图标记170指示。电凸起170用于与基础衬底148(参见图1)的电连通。电凸起170设置在凸起结合盘172上。进一步处理可以获得装置实施例,诸如图1所示和所述的装置实施例。
[0055]图2是根据示例实施例的完全嵌入式管芯无核衬底装置200的横截面图。TSV第一管芯120被嵌入到无核衬底238中。TSV第一管芯120具有至少一个硅通孔140。示出了两个硅通孔,其中之一被列举,但是两个所示硅通孔是为了简化起见而给出的。在一实施例中,在TSV第一管芯120中共有10个硅通孔。
[0056]无核衬底238包括着陆侧242和管芯侧244。可以通过参照图1的TSV管芯120,认知TSV第一管芯120的其他结构。根据实施例,装置200在着陆侧242被安装到基础衬底248 JSV第一管芯120是更大装置的一部分,该更大装置包括后续管芯150,后续管芯150设置在管芯侧244上方并通过至少一个TSV 140耦合到TSV第一管芯120。在一实施例中,装置200还包括设置在管芯侧244之上并在至少一个TSV 140处与TSV第一管芯120物理接触的TSV第二管芯154 ο TSV第二管芯154也被示为具有金属化物。
[0057]现在可以理解,可以连同后续管芯150—起用多个TSV管芯来对TSV第一管芯120进行补充。在一实施例中,TSV管芯120是TSV第一管芯120,且在TSV第一管芯120与后续管芯150之间设置三个TSV管芯,使得三个管芯堆叠在TSV第一管芯120之上并耦合到后续管芯150以使共4个管芯堆叠在TSV第一管芯120之上。在一实施例中,TSV管芯120是TSV第一管芯120,且在TSV第一管芯120与后续管芯150之间设置4至6个TSV管芯,使得4至6个管芯堆叠在TSV第一管芯120之上并耦合到后续管芯150。在一实施例中,这表示设置在管芯侧144之上并与TSV第一管芯120接触的TSV第二管芯、设置在TSV第二管芯之上并与TSV第二管芯接触的TSV第三管芯、设置在TSV第三管芯之上并与第三管芯接触的TSV第四管芯、以及设置在TSV第四管芯之上并与TSV第四管芯接触的后续管芯150。
[0058]如图2所示,TSV第一管芯120和后续管芯150被TSV第二管芯154、TSV第三管芯158、TSV第四管芯160、TSV第五管芯162、TSV第六管芯164和后续管芯150分隔开。现在可以理解,在TSV第一管芯120可以是处理器管芯(诸如加利福尼亚州圣克拉拉市的英特尔公司制造的处理器)的情况下,TSV后续管芯150可以是存储器管芯,诸如SSD管芯150。还可以理解,虽然将若干TSV管芯示为仅各自具有两个TSV,但是更靠近TSV第一管芯120的管芯可以比倒数第二个管芯(在本情形中是TSV第六管芯164)具有更多的TSV。在示例实施例中,TSV第一管芯120具有100至1200之间的TSV,并且倒数第二个TSV管芯164具有100至600之间的TSV。设置在TSV第一管芯120与TSV倒数第二个管芯之间的若干TSV管芯越靠近后续管芯150,所具有的TSV数量成比例地越少。
[0059]现在可以理解,装置200可以包括TSV第一管芯120、后续管芯150、以及设置在其间的零到5个所示TSV管芯。
[0060]横向堆栈TSV第一管芯220也被嵌入到无核衬底238中。横向堆栈TSV第一管芯220具有至少一个硅通孔240。示出了两个硅通孔,其中之一被列举,但是两个所示硅通孔是为了简化起见而给出的。在一实施例中,在横向堆栈TSV第一管芯220中共有10个硅通孔。
[0061]横向堆栈TSV第一管芯220是更大装置的一部分,该更大装置包括横向堆栈后续管芯250,横向堆栈后续管芯250设置在管芯侧244上方并通过至少一个TSV 240耦合到横向堆栈TSV第一管芯220。在一实施例中,装置200还包括设置在管芯侧244之上并在至少一个TSV240处与横向堆栈TSV第一管芯220物理接触的横向堆栈第二管芯254。
[0062]现在可以理解,可以连同横向堆栈后续管芯250—起用多个TSV管芯来对横向堆栈TSV第一管芯220进行补充。在一实施例中,横向堆栈TSV管芯220是横向堆栈TSV第一管芯220,且在横向堆栈TSV第一管芯220与横向堆栈后续管芯250之间设置三个横向堆栈TSV管芯,使得三个管芯堆叠在横向堆栈TSV第一管芯220之上并耦合到横向堆栈后续管芯250以使共4个管芯堆叠在横向堆栈TSV第一管芯220之上。
[0063]在一实施例中,横向堆栈TSV管芯220是横向堆栈TSV第一管芯220,且在横向堆栈TSV第一管芯220与横向堆栈后续管芯250之间设置4至6个横向堆栈TSV管芯,使得4至6个管芯堆叠在横向堆栈TSV第一管芯220之上并耦合到横向堆栈后续管芯250。在一实施例中,这表示设置在管芯侧244之上并与横向堆栈TSV第一管芯220接触的横向堆栈TSV第二管芯、设置在横向堆栈TSV第二管芯之上并与横向堆栈TSV第二管芯接触的横向堆栈TSV第三管芯、设置在横向堆栈TSV第三管芯之上并与横向堆栈TSV第三管芯接触的横向堆栈TSV第四管芯、以及设置在横向堆栈TSV第四管芯之上并与横向堆栈TSV第四管芯接触的横向堆栈后续管芯250。
[0064]现在可以理解,初始的横向堆栈TSV第一管芯220可以使I至6个管芯与之耦合,包括横向堆栈后续管芯250,并且横向堆栈TSV第一管芯220还可以使I至6个管芯与之耦合,包括横向堆栈后续管芯250。进而,两个堆栈可被配置成具有少至共有4个管芯120、150、210和250,多至一个堆栈中有7个管芯而横向堆栈中仅有两个,以及多至14个管芯。
[0065]在一实施例中,连续100个管芯以及连续200个(横向堆栈)管芯各自在X方向上具有8mm的宽度,间距251为0.5mm。进而,连续100个管芯和连续200个管芯之间的通信可被便利以比起它们远远间隔开的情况具有更快的速度。现在还可以理解,在第一横向管芯堆栈与TSV第一管芯120以及至少后续管芯150并置的情况下,其他横向堆栈TSV管芯系列可以位于Y维度上(从附图平面向内)。例如,可以形成基本上方形(矩形)配置的四堆栈装置。类似地,可以形成基本上线性配置的三堆栈装置。可以形成其他组合,包括三堆栈非线性配置。可以形成其他组合,包括六堆栈矩形配置。
[0066]图3是根据示例实施例的完全嵌入式硅通孔管芯层叠封装(POP)无核衬底装置300的横截
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