微电子互连适配器的制作方法

本描述的实施例一般涉及微电子装置的领域，并且，更具体地涉及微电子结构，该微电子结构包括允许将微电子结构附连到各种基板的微电子互连适配器。

背景技术：

随着微电子装置正变得越来越小，将微电子装置制造成可穿戴式微电子系统的能力正变得普遍。可穿戴式微电子系统有望成为用于医疗应用以及用于使物联网（“iot”，即将小型识别装置配备到多个物体，该小型识别装置可与互联网连接以相互连网和通信）得以实现的常见产品。

为了封装这种可穿戴式装置，将会需要一方面是增强的集成密度（例如系统级封装件（sip））和另一方面是增强的尺寸减小（例如长度（x）、宽度（y）和高度（z）尺寸）。减小长度和宽度是重要的，以便减小微电子封装件所安装到的印刷电路板或模块上所需的表面积。减小高度不仅对于尺寸减小是重要的，而且对于在柔性印刷电路板上或稍微弯曲的印刷电路板上组装封装件的弯曲/柔性是重要的。这种弯曲/柔性能够通过使用内部具有非常薄的微电子切片的薄微电子封装件来实现。这些薄微电子封装件可被安装在柔性印刷电路板上，然后可稍微弯曲该柔性印刷电路板以纳入到模块或框槽（chase）中。然而，常见的微电子封装件，例如扇出晶圆级封装件（fowlp）、晶圆级芯片规模封装件（wlcsp）或倒装芯片（fc）封装件，即使被极薄化，也仅具有非常有限的弯曲柔性。另外，微电子封装件和其中的微电子切片的极薄化减小了其机械稳定性。此外，由于其晶体结构上的不对称机械应力，微电子切片（例如硅基切片）的弯曲对性能可具有负面影响。依据弯曲方向，微电子切片中所形成的集成电路系统(例如晶体管)的性能可被减小例如多达大约20%。这可导致在被弯曲微电子切片内的集成电路系统的性能的显著不均匀性，这可要求重新设计其中的集成电路系统。

还另外，对于高度弯曲印刷电路板(例如管形表面、台阶表面、90°z方向角或用于桥接目的)，不适合对微电子封装件进行弯曲。虽然这些问题中的一些可通过印刷电子技术来解决，但这些有机基装置仍遭受低下的电气性能。

因此，存在对于用在可穿戴式微电子系统中时不要求弯曲的微电子封装件设计的需要。

附图说明

本公开的主题在说明书的结束部分中被特别指出并明确要求保护。采取与附图相配合，从以下描述和所附权利要求，本公开的前述和其他特征将会变得更加充分显而易见。可以理解附图只描绘了根据本公开的若干实施例，以及因此不会被认为是对其的范围的限制。通过对附图的使用，将以额外的特性和细节来描述本公开，使得能够更容易地确定本公开的优势，其中：

图1图示了根据本描述的实施例的、被附连到具有基本平坦表面和非平坦表面的互连适配器的微电子封装件的截面图，其中互连从平坦表面延伸到非平坦表面。

图2至6图示了根据本描述的实施例的、被附连到微电子基板的互连适配器的各种配置的截面图。

图7至16图示了根据本描述的一个实施例的、制造图1的微电子构件的过程的截面图。

图17图示了根据本描述的实施例的、制造微电子构件的过程的流程图。

图18图示了按照本描述的一个实现的计算装置。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考了通过图示的方式示出其中可实施所要求保护主题的具体实施例的附图。这些实施例被充分详细地描述以使所属领域的技术人员能够实施该主题。将理解各种实施例虽然不同，也不一定是相互排斥的。例如，结合一个实施例的本文所描述的特定的特征、结构或特点，可在不背离所要求保护的主题的精神和范围的情况下在其他实施例内被实现。这个说明书内对“一个实施例”或“实施例”的引用，意味着本描述内所涵盖的至少一个实现中包括结合该实施例所描述的特定的特征、结构或特点。因此，短语“一个实施例”或“在实施例中”的使用不一定指同一实施例。并且，将理解在不背离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，可修改每个所公开实施例内的单独元件的位置和布置。因此，下面的详细描述将不被认为是限制性的，并且主题的范围仅由所附权利要求来限定，连同被赋予所附权利要求的等效物的全部范畴一起适当地来解释。在附图中，相同标号指的是遍布若干视图的相同或相似的元件或功能，并且其中所描述的那个元件不一定与另一个成比例，相反可放大或减小单独元件以便更容易地理解在本描述的上下文中的元件。

本文所使用的术语“上”、“到”、“之间”和“之上”指的是一个层相对于其他层的相对位置。一个层在另一个层或在另一个层“上”、“之上”或者接合“到”另一个层可以是直接与另一个层接触或可具有一个或多个介于中间的层。一个层在层“之间”可以是直接与层接触或可具有一个或多个介于中间的层。

本描述的实施例可包括具有基本平坦表面和非平坦表面的互连适配器，微电子封装件可被电附连到该平坦表面，其中至少一个互连从互连适配器平坦表面延伸到互连适配器非平坦表面。可将互连适配器非平坦表面成形为基本符合其可被附连到的微电子基板的形状，这消除了弯曲的需要或以其他方式适配微电子封装件以符合微电子基板的需要。

图1图示了根据本发明的一个实施例的微电子构件100。如图1中所示，可将微电子封装件110附连到互连适配器130。互连适配器130可包含具有基本平坦表面134和非平坦表面136的互连适配器主体132，微电子封装件110被电附连到基本平坦表面134，其中至少一个导电互连140从互连适配器主体平坦表面134延伸到互连适配器主体非平坦表面136。

如图1中所示，微电子封装件110可包含例如微处理器、芯片组、图形装置、无线装置、存储器装置、专用集成电路或诸如此类的被电附连到内建层120或中介层或的第一表面122的微电子装置112。密封剂材料114可密封微电子装置112并且邻接中介层/内建层第一表面122的一部分。借助在中介层/内建层120的第二表面126所形成的对应模仿微电子封装件接合垫124，可将中介层/内建层120在互连适配器主体平坦表面134电附连到互连140。通过延伸穿过中介层/内建层120的传导路径（如虚线128所示），可将微电子封装件接合垫124电连接到微电子装置112内的集成电路系统（未示出）。

因为微电子封装件110被安装到互连适配器平坦表面134，微电子封装件110将保持平坦并且不需要对微电子封装件110进行弯曲或以其他方式变形。所以，如所属领域的技术人员将理解的，虽然微电子封装件110在图1中被图示为扇出型晶圆级封装件（fowlp），如将要讨论的，也能够使用任何适当的封装技术。

互连适配器130可具有在互连适配器主体非平坦表面136所形成的至少一个接合垫138，其中每个接合垫138与对应互连140电接触。图1中作为焊料球所图示的连接器142可形成在互连适配器接合垫138的每个之上。

互连适配器主体132可以是任何适当的、基本刚性的电介质材料。互连140、互连适配器接合垫138以及微电子封装件接合垫124可由任何适当的传导材料来形成，该传导材料包括但不限于金属和金属合金，例如铜、银、金、镍以及其合金。密封剂材料114可以是任何适当的密封材料，该密封材料包括但不限于硅石填充环氧化物和树脂。在一个实施例中，中介层/内建层120可由电介质材料（未示出）的多个层而形成，该电介质材料包括但不限于例如二氧化硅（sio2）、氮氧化硅（sioxny）、以及氮化硅（si3n4）和碳化硅（sic）、液晶聚合物、环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、聚酰亚胺材料及诸如此类。可形成传导路径128以在电介质材料层（未示出）之间和穿过电介质材料层（未示出）而延伸并且可由任何适当的传导材料制成，该传导材料包括但不限于铜、银、金、镍以及其合金。形成微电子封装件110及其构件所使用的过程是所属领域的技术人员所熟知的，并且为了简短和简洁，在本文中将不会描述和图示该过程。

图2至6图示了通过连接器142电连接到各种微电子基板150的微电子构件100的各种实施例。微电子基板150可包含任何适当的电介质材料，该电介质材料包括但不限于液晶聚合物、环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、fr4、聚酰亚胺材料及诸如此类，并且该微电子基板150可包括在其中和/或其上所形成的传导路径（未示出）以形成在微电子基板150内的、在微电子构件100之间的、和/或与额外外部构件（未示出）的任何期望的电气路径。形成微电子基板150所使用的过程是所属领域的技术人员所熟知的，并且为了简短和简洁，在本文中将不会描述和图示该过程。如图2至6中所图示，微电子基板150可具有各种形状，其中互连适配器130配置成适应微电子基板150的形状。

如图2中所示，微电子构件1001、1002可分别具有互连适配器1301、1302，该互连适配器1301、1302分别包括弧形的或弓形的互连适配器主体非平坦表面1361、1362。在上部微电子构件1001中，互连适配器主体弓形表面1361相对于互连适配器主体平坦表面1341可基本呈凸形，使得可将它附连到管形或球形微电子基板1501的内表面152。在下部微电子构件1002中，互连适配器主体弓形表面1362相对于互连适配器主体平坦表面1342可基本呈凹形，使得可将它附连到管形或球形微电子基板1501的外表面154。

如图3中所示，微电子构件1003、1004两者可分别具有互连适配器1303、1304，该互连适配器1303、1304分别包括互连适配器主体非平坦表面1363、1364，该互连适配器主体非平坦表面1363、1364包含两个会聚平坦表面136a和136b。在上部微电子构件1003中，可使会聚平坦表面136a和136b彼此形成锐角a1，使得可将它们附连到基本l形微电子基板1502的内表面156。在下部微电子构件1004中，可使会聚平坦表面136a和136b彼此形成钝角a2，使得可将它们附连到基本l形微电子基板1502的外表面158。

如图4中所示，微电子构件1005可具有包括互连适配器主体非平坦表面1365的互连适配器1305，该互连适配器主体非平坦表面1365包含彼此平行非平坦（例如在不同平行面上）的两个平坦表面136a和136b以及在两个平坦表面136a和136b之间的连接表面136c。这样的配置可允许用作微电子构件1005到微电子基板1503的电附连，该微电子基板1503具有基本模仿互连适配器主体非平坦表面1365的台阶表面162。如图5中所示，微电子基板1504不需要具有用于图4中所示出的非平坦表面1365的台阶表面162（参见图4）待使用。相反，可将有源或无源的次微电子装置170的有源表面172电附连到平坦微电子基板1504，其中通过例如穿硅通孔（未示出）可将互连适配器1305的一个平坦表面136a电连接到微电子基板1504并且可将互连适配器1305的其他平坦表面136b电连接到次微电子装置170的背表面174。

如图6中所示，微电子构件1006可具有互连适配器1306，该互连适配器1306包括互连适配器主体非平坦表面1366，该互连适配器主体非平坦表面1366包含至少一个平坦表面1368以及延伸至互连适配器1306中的凹部138，使得凹部138能够跨越微电子装置170。

如能够在图2至6中所见，本描述的实施例可允许微电子构件100附连到弯曲或非平坦基板150而不需要对其中的微电子封装件110和微电子装置112弯曲/施加应力。微电子构件100可允许在当前没有安置可能的位置处附连到微电子基板150，这可减小作为整体的所产生的系统或模块的形状因素（例如大小）并且允许用于在小型管或者例如环或镯子的可穿戴式物体内的附连。另外，本描述的实施例可不要求任何微电子封装件或微电子管芯减薄，如所属领域的技术人员将理解的，这可导致由于机械应力的性能下降。因此，可以使用具有例如系统级封装件（sip）、层叠封装件（pop）、三维堆叠及诸如此类的许多特征的、如扇出晶圆级封装件（fowlp）（图1至6中所图示）、晶圆级芯片规模封装件（wlcsp）、倒装芯片（fc）封装件、四方扁平无引脚（qfn）封装件、双平面无引线（dfn）封装件及诸如此类的标准的高性能封装技术。

图7至16图示制造图1中所图示的微电子构件100的一个实施例。如图7中所示，可形成其中具有至少一个凹部212的模制框槽（moldchase）210。如所属领域的技术人员将理解的，模制框槽凹部212可具有互连适配器非平坦表面136的所需的形状的阴模（参见图1）。所属领域的技术人员还可以理解模制框槽凹部212的配置和数量可由所使用的封装件主体技术、例如面板、晶圆、条状及诸如此类来确定。如图7中进一步所示，液体电介质模制复合物220可沉积入模制框槽凹部212并填充模制框槽凹部212。一旦被填充，通过例如跨模制框槽210所牵拉（箭头224）的移除工具或刮板222可移除多余的电介质模制复合物220以形成如图8中所示的互连适配器平坦表面134。如图9中所示，可固化或部分固化电介质模制复合物220（参见图8）以形成互连适配器130的互连适配器主体132并且可将微电子封装件110附连到互连适配器主体平坦表面134，这可以在从模制框槽210移除电介质模制复合物220之前或之后发生（参见图7和8）。虽然在图7和图8中图示了模制过程，可以理解能够将大块电介质材料机械抛光、激光烧蚀或诸如此类以形成互连适配器主体132，或者，能够在三维打印过程或诸如此类中来制造连接器间适配器主体132。

在互连适配器主体132形成之后，如图10所示可形成至少一个通孔226以从互连适配器主体非平坦表面136延伸到互连适配器主体平坦表面134。其中，每个微电子封装件接合垫124的一部分可被暴露。在一个实施例中，通过激光钻孔可形成通孔226。激光钻孔的使用可导致对通孔226的无锥度或非常低的锥度并且可导致通孔226具有大约20μm至25μm之间的直径，这与在互连适配器主体非平坦表面136到互连适配器主体平坦表面134的距离无关。如果将使用非电解镀敷过程以形成互连140（参见图1），在所暴露的每个微电子封装件接合垫124的部分、通孔226的侧壁以及互连适配器主体非平坦表面136之上，可以例如通过溅射沉积或非电解镀敷来形成种子层（未示出）。

在形成通孔226（参见图10）之后，如图11中所示可以例如通过旋涂非共形地或如图12中所示例如通过喷涂共形地在互连适配器主体非平坦表面136上形成抗蚀剂材料层232。在一个实施例中，抗蚀剂厚度可介于大约50μm至100μm之间。如图13中所示，穿过抗蚀剂材料层232至通孔226可形成开口234，并且可以例如通过光刻法和/或激光钻孔来移除通孔226内的材料。在一个实施例中，负色调抗蚀剂材料层232可被用于允许从通孔226的移除。

如图14中所示，通孔226（参见图13）内可形成互连140。在一个实施例中，可通过采用非电解镀敷过程（如关于图10所讨论的，在通孔226形成后将沉积种子层（未示出））填充通孔226（参见图13）而形成互连140。如图14中所示，镀敷过程可导致与它们各自的互连140集成的互连适配器接合垫138的形成。在一个实施例中，互连140可由任何合适的金属来形成。在具体实施例中，互连140可由铜来形成。在另一个实施例中，对于具有约20μm至25μm之间的直径的通孔226(参见图13)，镀敷材料的厚度应该在约15μm至20μm之间，以填充通孔226(参见图13)。如图14中进一步所示，在互连件140和互连适配器接合垫138形成之后，在每个互连适配器接合垫138上可形成下凸块金属化结构144(例如镍阻挡层和锡/银润湿层)。如图14中又进一步示出的，在每个下凸块金属化结构144上可沉积焊料材料242。焊料材料242可以是任何合适的材料，包括但不限于铅/锡合金(例如63%锡/37%铅焊料)、高锡含量合金(例如90%或更多锡，例如锡/铋、共晶锡/银、三元锡/银/铜、共晶锡/铜以及类似合金)。

如图15所示，可移除抗蚀剂材料层232(参见图14)以及任何剩余种子层材料(未示出)。如图16中所示，焊料材料242(参见图15)可被回流(加热)以形成连接器142(例如焊料球)和所得到的微电子构件100。可以理解，如果同时并整体形成多个微电子构件100，在形成连接器142之后，它们将例如通过机械切割被单分。

可以理解，可使用类似的过程方法来形成不同形状的互连适配器主体非平坦表面136，还可以理解，过程调整可能是必要的。

图17是按照本描述的实施例的制造柔性微电子系统的过程300的流程图。如框302中所阐述，可以形成具有基本平坦表面和非平坦表面的互连适配器主体。可将微电子封装件附连到互连适配器主体平坦表面，如框304中所阐述，其中微电子封装件包括接触互连适配器主体平坦表面的至少一个接合垫。如框306中所阐述，至少一个通孔可从互连适配器主体非平坦表面延伸到互连适配器主体平坦表面来形成，其中至少一个通孔暴露至少一个微电子封装件接合垫的至少一部分。如框308中所阐述，可用传导材料填充至少一个通孔以形成穿过互连适配器主体的至少一个互连。

图18图示了按照本描述的一个实施方式的计算装置400。计算装置400容纳板402。板可包括多个微电子构件，包括但不限于处理器404、至少一个通信芯片406a、406b、易失性存储器408(例如dram)、非易失性存储器410(例如rom)、闪速存储器412、图形处理器或cpu414、数字信号处理器(未示出)、密码处理器(未示出)、芯片组416、天线、显示器(触摸屏显示器)、触摸屏控制器、电池、音频编解码器(未示出)、视频编解码器(未示出)、功率放大器(amp)、全球定位系统(gps)装置、指南针、加速度计(未示出)、陀螺仪(未示出)、扬声器(未示出)、摄像头和大容量存储装置(未示出)(例如硬盘驱动器、光盘(cd)、数字多功能盘(dvd)等)。微电子构件的任一个都可物理地和电地被附连到板402。在一些实施例中，微电子构件的至少一个可以是处理器404的一部分。

所述通信芯片使得无线通信能够用于向/从计算装置转移数据。术语“无线”及其派生词可被用于描述可经由非固态介质，通过使用经调制电磁辐射来传递数据的电路、装置、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并不意味着相关联的装置不含有任何电线，尽管在一些实施例中它们可能不含有任何电线。通信芯片可实现多种无线标准或协议中的任一种，包括但不限于wi-fi(ieee802.11族)、wimax(ieee802.16族)、ieee802.20、长期演进(lte)、ev-do、hspa+、hsdpa+、hsupa+、edge、gsm、gprs、cdma、tdma、dect、蓝牙、及其派生物，以及被指定为3g、4g、5g及往后的其他无线协议。计算装置可包括多个通信芯片。例如，第一通信芯片可被专用于较短距离无线通信(例如wi-fi和蓝牙)并且第二通信芯片可被专用于较长距离无线通信(例如gps、edge、gprs、cdma、wimax、lte、ev-do及其他)。

术语“处理器”可指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据以将那种电子数据转换成可被存储在寄存器和/或存储器中的其它电子数据的任何装置或装置的部分。

计算设备400内的微电子构件的任一个可包括具有如上所述的互连适配器的微电子结构。

在各种实现中，计算装置可以是膝上型计算机、上网本、笔记本型计算机、超级本、智能手机、平板、个人数字助理(pda)、超移动pc、移动电话、桌上型计算机、服务器、打印机、扫描仪、监视器、机顶盒、娱乐控制单元、数码相机、便携式音乐播放器或数字视频录像机。在进一步的实现中，计算装置可以是处理数据的任何其它电子装置。

可以理解，本描述的主题不一定限于图1-18中所图示的具体应用。如所属领域的技术人员将理解的，主题可被应用于其它微电子装置和组件应用，以及任何适当电子应用。

以下示例涉及进一步的实施例。示例中的细节可在一个或多个实施例中的任何地方来使用。

在示例1中，微电子构件可包含：具有基本平坦表面和非平坦表面的互连适配器，其中至少一个导电互连从平坦表面延伸到非平坦表面。

在示例2中，示例1的主题能够任选地包括：非平坦表面包含弓形表面。

在示例3中，示例2的主题能够任选地包括：弓形非平坦表面相对于所述平坦表面呈凹形。

在示例4中，示例2的主题能够任选地包括：弓形非平坦表面相对于所述平坦表面呈凸形。

在示例5中，示例1的主题能够任选地包括：非平坦表面包含至少两个平坦表面。

在示例6中，示例5的主题能够任选地包括：至少两个平坦表面之间形成锐角。

在示例7中，示例5的主题能够任选地包括：至少两个平坦表面之间形成钝角。

在示例8中，示例5的主题能够任选地包括：至少两个平坦表面处于彼此平行非平坦配置。

在示例9中，示例1的主题能够任选地包括：被附连到互连适配器平坦表面的微电子封装件。

在示例10中，一种制造微电子结构的方法可包含：形成具有基本平坦表面和非平坦表面的互连适配器主体；将微电子封装件附连到互连适配器主体平坦表面，其中该微电子封装件包括接触互连适配器主体平坦表面的至少一个接合垫；形成从互连适配器主体非平坦表面延伸到互连适配器主体平坦主体的至少一个通孔，其中该至少一个通孔暴露至少一个微电子封装件接合垫的至少一部分；以及用传导材料填充至少一个通孔以形成穿过互连适配器主体的至少一个互连。

在示例11中，示例10的主题能够任选地包括：形成互连适配器主体包含模制互连适配器主体。

在示例12中，示例10的主题能够任选地包括：形成至少一个通孔包含激光钻孔从互连适配器主体非平坦表面延伸到互连适配器主体平坦主体的至少一个通孔。

在示例13中，示例10的主题能够任选地包括：用传导材料填充至少一个通孔包含在至少一个通孔中镀敷金属以形成穿过互连适配器主体的至少一个互连。

在示例14中，示例13的主题能够任选地包括：在至少一个通孔中镀敷金属包含在至少一个通孔中镀敷铜。

在示例15中，示例10至14中任一个的主题能够任选地包括：形成互连适配器主体包含形成具有基本平坦表面和非平坦表面的互连适配器主体，其中该非平坦表面包含至少两个平坦表面。

在示例16中，示例15的主题能够任选地包括：弓形非平坦表面相对于平坦表面呈凹形。

在示例17中，示例15的主题能够任选地包括：弓形非平坦表面相对于平坦表面呈凸形

在示例18中，示例10至14中任一个的主题能够任选地包括：形成互连适配器主体包含形成具有基本平坦表面和非平坦表面的互连适配器主体，其中该非平坦表面包含至少两个平坦表面。

在示例19中，示例18的主题能够任选地包括：至少两个平坦表面之间形成锐角。

在示例20中，示例18的主题能够任选地包括：至少两个平坦表面之间形成钝角。

在示例21中，示例18的主题能够任选地包括：至少两个平坦表面处于彼此平行非平坦配置。

在示例22中，电子系统可包含板以及微电子构件，该微电子构件包括：互连适配器，具有基本平坦表面和非平坦表面，其中至少一个导电互连从平坦表面延伸到非平坦表面；以及微电子封装件，被附连到互连适配器平坦表面；其中通过从互连适配器非平坦表面延伸的连接器将微电子构件电附连到板。

在示例23中，示例22的主题能够任选地包括：非平坦表面包含弓形表面。

在示例24中，示例23的主题能够任选地包括：弓形非平坦表面相对于平坦表面呈凹形。

在示例25中，示例23的主题能够任选地包括：弓形非平坦表面相对于平坦表面呈凸形。

在示例26中，示例22的主题能够任选地包括：非平坦表面包含至少两个平坦表面。

在示例27中，示例26的主题能够任选地包括：至少两个平坦表面之间形成锐角。

在示例28中，示例26的主题能够任选地包括：至少两个平坦表面之间形成钝角。

在示例29中，示例26的主题能够任选地包括：两个平坦表面处于彼此平行非平坦配置。

如此对本描述的实施例进行了详细描述，可以理解，由所附权利要求来限定的本描述不受上面描述中所阐述的特定细节的限制，在不脱离本描述的精神或范围的情况下，本描述的许多明显变化是可能的。