堆叠式多芯片集成电路封装的制作方法_3

文档序号:8386072阅读:来源:国知局
面,第一级IC管芯1002是实质上为处理电路的1C,而第二级管芯904a、904b、904c、904d是存储器电路(诸如DDR3DRAM电路)。当然,在其他方面,管芯1002、904a、904b、904c、904d可以是其他类型的处理和/或存储器电路。
[0060]第一级IC管芯1002具有包括多个集成电路组件(例如,晶体管、电容器、电感器、电阻器等)的有效表面侧1106(例如,前侧表面)。类似地,第二级IC管芯904a、904b、904c、904d各自具有包括多个集成电路组件(例如,晶体管、电容器、电感器、电阻器等)的有效表面侧 910a、910b、910c、910d (例如,前侧表面)。管芯 1002、904a、904b、904c、904d 也可以各自具有背侧表面1108、912a、912b、912c、912d。第一个第二级IC管芯904a的有效表面910a可以经由多个电导体1016a、1016b (参见图11)被电耦合至其所面对的封装基板1114(例如,层压基板、基于金属的基板(诸如基于铜的基板)等)。类似地,第二个第二级IC管芯904b的有效表面910b可以经由另外多个电导体1018a、1018b被电耦合至其所面对的基板1114。第三个第二级IC管芯904c的有效表面910c可以经由另外多个电导体1020a、1020b (参见图12)被电耦合至其所面对的基板1114。第四个第二级IC管芯904d的有效表面910d可以经由另外多个电导体1022a、1022b (参见图13)被电耦合至其所面对的基板 1114。具体而言,电导体 1016a、1016b、1018a、1018b、1020a、1020b、1022a、1022b 被放置在管芯904a、904b、904c、904d的有效表面周界悬突区域1117、1119、1221、1323上。有效表面周界悬突区域1117、1119、1221、1323定义管芯904a、904b、904c、904d的周界附近的、延伸越过第一级IC管芯1002的侧边缘1125、1127、1229、1331并且由此创建悬突的有效表面 910a、910b、910c、910d。
[0061]第一级IC管芯1002的有效表面1106可以经由多个较小的电导体1030被电耦合至其所面对的基板1114。在一个方面,IC管芯1002、904a、904b、904c、904d可以通过经由多层封装基板1114内的互连传送和接收电信号来彼此电通信。在另一方面,第一级IC管芯1002可以使用穿硅通孔(TSV)被电耦合至第二级IC管芯904a、904b、904c、904d。因此,TSV元件(未示出)可以穿过第一级IC管芯1002的背侧表面1108,并且与第二级IC管芯904a、904b、904c、904d 的有效表面 910a、910b、910c、910d 电耦合。
[0062]此外,可以用管芯附连和/或底层填料粘合剂1122来将第一级IC管芯1002的有效表面1106物理地固定至基板1114。根据一个方面,粘合材料924可被用于将第一级IC管芯1002固定至第二级IC管芯902a、902b、902c、902d。最后,环氧树脂和/或树脂模塑料 926 包裹管芯 1002、904a、904b、904c、904d、电导体 1016a、1016b、1018a、1018b、1020a、1020b、1022a、1022b、1030、底层填料1122、以及其他组件以形成封装900。模塑料926还可以部分地覆盖封装基板1114。
[0063]图14解说了根据一个方面的第二级IC管芯904a之一的示意性仰视图。管芯904a包括四(4)侧1402、1404、1406、1408。第一侧1402具有与其相关联的、在管芯904a的第一侧1402附近的第一有效表面周界悬突区域1410。类似地,第二侧1404具有与其相关联的、在管芯904a的第二侧1404附近的第二有效表面周界悬突区域1412。有效表面周界悬突区域1410、1412中的每一个具有放置在其上的将管芯904a电耦合至基板1114的多个电导体1016a、1016b。与之形成对比的是,第三侧1406和第四侧1408包括直接安置在第一级IC管芯1002的背侧表面1108之上并且不具有电导体1016a、1016b的部分1414、1416。这允许垂直方向(即,Z方向)上的空间容纳第二级IC管芯904a下面的第一级IC管芯1002(参见图11)。其他第二级IC管芯904b、904c、904d可以具有与刚才描述的管芯904a相似的结构。
[0064]以此方式,第二级IC管芯904a、904b、904c、904d基本上并排地安置在同一平面区域(例如,如图9和10中所示的X-Y平面)中,并且各自安置在第一级IC管芯1002上方。如以下将更详细地讨论的,具有四个或更多个各自小于具有相同数量的有效组件的单个较大的顶部IC管芯102 (参见图1)(例如,具有较小的表面面积和/或具有较小的长度和/或宽度)的IC管芯904a、904b、904c、904d提供了独特的优点。
[0065]图15解说了根据一个方面的IC封装1500的示意性俯视图。模塑料1526的一部分已被移除以解说四(4)个第二级IC管芯1504a、1504b、1504c、1504d和下面的粘合材料1524。如图15中所示,第二级IC管芯1504a、1504b、1504c、1504d并排地安置在X-Y平面中,并且各自具有背侧表面1512a、1512b、1512c、1512d。第一个第二级IC管芯1504a具有长度Idi和宽度w D1,第二个第二级IC管芯1504b具有长度Idi和宽度w D2,第三个第二级IC管芯1504c具有长度Id2和宽度w D1,,并且第四个第二级IC管芯1504d具有长度Id2和宽度wD2。注意,不同于图9的第二级IC管芯904a、904b、904c、904d的是,图15中的第二级IC管芯1504a、1504b、1504c、1504d各自具有彼此不同的尺寸和表面面积。例如,根据一个方面,wD1小于w D2,并且Id2小于I D1o以此方式,第二级IC管芯1504a、1504b、1504c、1504d可以包括各自不同大小的1C。根据一个方面,封装1500可以包括基本上彼此对角地安置的两个第二级IC管芯1504a、1504c,但是不包括其他第二级IC管芯1504b、1504d。根据另一方面,封装1500可以包括基本上彼此对角地安置的两个第二级IC管芯1504b、1504d,但是不包括其他第二级IC管芯1504a、1504c。根据另一方面,封装1500可以包括三个第二级IC管芯1504a、1504b、1504c,但是不包括另一第二级IC管芯1504d。
[0066]图16解说了根据一个方面的IC封装1500的示意性仰视图。为了清楚起见,已省略了封装1500的各个组件。如图16中所解说的,IC封装1500还包括安置在第二级IC管芯1504a、1504b、1504c、1504d下面的第一级IC管芯1602。粘合材料1524(参见图15)帮助第一级IC管芯1602粘附至第二级IC管芯1504a、1504b、1504c、1504d。IC管芯1602、1504a、1504b、1504c、1504d还可以包括与以上关于IC封装900所描述的电导体相似的多个电导体。
[0067]三级式多芯片封装
[0068]图17解说了根据一个方面的三级堆叠式多芯片IC封装1700的示意性仰视图。为了清楚起见,已省略了封装1700的各个组件,诸如密封该封装1700的模塑料。如图17中所解说的,IC封装1700包括第一级IC管芯1702、第一个第二级IC管芯1704a、第二个第二级IC管芯1704b、第一个第三级IC管芯1706a、第二个第三级IC管芯1706b、第三个第三级IC管芯1706c、以及第四个第三级IC管芯1706d。第一级IC管芯1702安置在第二级IC管芯1704a、1704b下面,而第二级IC管芯1704a、1704b安置在第三级IC管芯1706a、1706b、1706c、1706d下面。第二级IC管芯1704a、1704b还被摆放成并排地处在与图17中所示的X-Y平面取向平行的同一平面中。类似地,第三级IC管芯1706a、1706b、1706c、1706d也被摆放成并排地处在与X-Y平面平行的同一平面中。
[0069]IC管芯 1702、1704a、1704b、1706a、1706b、1706c、1706d还可以包括与以上关于 IC封装500、900所描述的电导体相似的多个电导体。例如,第一级IC管芯1702可以包括将第一级IC管芯1702电耦合至封装基板(图17中未示出)的多个电导体1734。第一个第二级IC管芯1704a可以包括将该第二级IC管芯1704a电耦合至封装基板的多个电导体1732a、1732b。具体而言,该第一个第二级IC管芯1704a可以具有多个内周界区域电导体1732b和多个外周界区域电导体1732a。内周界区域电导体1732b要比外周界区域电导体1732a更靠近封装1700的中心区域C。第二个第二级IC管芯1704b也可以具有类似于第一个第二级IC管芯1704a的电导体安排。第一个第三级IC管芯1706a可以包括将该第三级IC管芯1706a电耦合至封装基板的多个电导体1734a、1734b。具体而言,第一个第三级IC管芯1706a可以具有多个内周界区域电导体1734b和多个外周界区域电导体1734a。内周界区域电导体1734b要比外周界区域电导体1734a更靠近封装1700的中心区域C。第二、第三和第四个第三级IC管芯1706b、1706c、1706d也可以具有与第一个第三级IC管芯1706a相似的电导体安排。
[0070]图18和19解说了根据一个方面的三级式IC封装1700的示意性横截面侧视图。如以上关于图17所讨论的,IC封装1700包括第一级IC管芯1702、第一个第二级IC管芯1704a、第二个第二级IC管芯1704b、第一个第三级IC管芯1706a、第二个第三级IC管芯1706b、第三个第三级IC管芯1706c、以及第四个第三级IC管芯1706d。第二级IC管芯1704a、1704b被并排地安排在同一平面中,第三级IC管芯1706a、1706b、1706c、1706d也是如此。例如,第三级IC管芯1706a、1706b、1706c、1706d可以被并排地安排,以使得它们的有效表面1712a、1712b、1712c、1712d基本上在同一平面中。以此方式,IC封装1700包括三个相异的堆叠式 IC 管芯级 / 层。IC 管芯 1702、1704a、1704b、1706a、1706b、1706c、1706d可以是任何类型的IC,诸如但不限于处理电路、存储器电路、或其组合。在一个方面,第一级IC管芯1702是处理电路,并且第二级和第三级IC管芯1704a、1704b、1706a、1706b、1706c、1706d是存储器电路(诸如DDR3DRAM电路)。当然,在其他方面,管芯1702、1704a、1704b、1706a、1706b、1706c、1706d可以是其他类型的处理和/或存储器电路。
[0071]第一级IC管芯1702具有包括多个集成电路组件(例如,晶体管、电容器、电感器、电阻器等)的有效表面侧1708(例如,前侧表面)。类似地,第二级IC管芯1704a、1704b和第三级IC管芯1706a、1706b、1706c、1706d各自分别具有面对封装基板1714并且包括多个集成电路组件的有效表面侧1710a、1710b和1712a、1712b、1712c、1712d。第一个第三级IC管芯1706a的有效表面1712a可以经由多个电导体1730a、1730b被电耦合至封装基板1714(例如,层压基板、基于金属的基板(诸如基于铜的基板)等)。类似地,第二、第三和第四个第三级IC管芯1706b、1706c、1706d的有效表面1712b、1712c、1712d也可以通过其他电导体被电耦合至基板1714。第二级IC管芯1704a的有效表面1710a可以经由多个电导体1732a、1732b被电耦合至封装基板1714。类似地,第二个第二级IC管芯1704b的有效表面1710b也可以通过电导体被电耦合至基板1714。第一级IC管芯1702的有效表面1708可以经由多个电导体1734被电耦合至封装基板1714。以此方式,IC管芯1702、1704a、1704b、1706a、1706b、1706c、1706d可以按倒装芯片方式被电耦合至基板1714,并且可以通过经由多层封装基板1714内的互连传送和接收电信号来彼此电通信。
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