CN104335342A - 反向微电子封装上的微电子器件附着 - Google Patents

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Abstract

本描述涉及制造微电子结构领域。微电子结构可以包括具有开口的微电子基板，其中开口可以被形成为穿过微电子基板或者可以是形成在微电子基板中的凹口。微电子封装可以被附着至微电子基板，其中微电子封装可以包括具有第一表面和相对的第二表面的插入器。微电子器件可以被附着至插入器第一表面，并且插入器可以通过插入器第一表面而附着至微电子基板，以使微电子器件延伸进入开口。至少一个辅助微电子器件可以被附着至插入器第二表面。

Description

反向微电子封装上的微电子器件附着
背景技术
本描述的实施例大体涉及微电子封装领域，并且更具体来说，涉及基板上微电子封装的反向附着以及附着至微电子封装的至少一个辅助(secondary)微电子器件。
附图说明
在说明书的结束部分中具体指出并且明确要求保护本公开内容的主题。结合附图来看，根据以下描述和所附权利要求书，本公开内容的前述和其他特征将变得更充分明显。要理解的是，附图仅描绘根据本公开内容的若干实施例，并且因此不应被认为限制其范围。通过使用附图，使用附加的特性和细节来描述本公开内容，以使能够更容易确定本公开内容的优点，其中：
图1示出本领域中已知的安装在微电子基板上的微电子封装的侧视截面图。
图2示出本领域中已知的具有与微电子封装接触的散热设备的图1的结构的侧视截面图。
图3示出根据本描述的一个实施例的反向安装在微电子基板上的微电子封装的侧视截面图，该微电子基板具有延伸进入微电子基板中的开口的微电子封装的至少一个微电子器件。
图4示出根据本描述的一个实施例的具有与微电子封装的微电子器件接触的散热设备的图3的结构的侧视截面图。
图5示出根据本描述的一个实施例的反向安装在微电子基板上的微电子封装的侧视截面图，该微电子基板具有延伸进入微电子基板中的凹口的微电子封装的至少一个微电子器件。
图6示出根据本描述的一个实施例的反向安装在微电子基板上的微电子封装的侧视截面图，该微电子基板具有延伸进入微电子基板中的开口的微电子封装的多个微电子器件，该微电子基板具有与微电子器件接触的散热设备。
图7是根据本描述的实施例的制造微电子结构的工艺流程图。
图8示出根据本描述的一个实施方式的电子系统/设备。
具体实施方式
在以下的具体描述中，参见附图，其中附图通过图解可以实践本公开内容的特定方面的方法来示出。足够详细地描述这些实施例以使得本领域技术人员能够实施本主题。要理解的是，各个实施例虽然不同，但是不一定互相排斥。例如，本文结合一个实施例描述的特定特征、结构或特性可以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。本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的提及表示结合这个实施例说明的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方式中。因此，短语“一个实施例”或“在实施例中”的使用不一定指代相同的实施例。此外，要理解的是，在不偏离所要求的主题的精神和范围的情况下，可以修改在每一个公开的实施例中的个体元件的位置或布置。因此，以下详细描述不应以限制性意义来理解，主题的范围仅由适当解释的所附权利要求连同所附权利要求对其享有权利的全部等价范围来定义。在附图中，相似的附图标记在几个附图中指代相同或相似的元件或功能，本文所示的元件相互之间不一定是按比例的，而是可以放大或缩小个体元件，以便更易于理解本描述的上下文中的元件。
本描述的实施例涉及制造微电子结构的领域。微电子结构可以包括具有开口的微电子基板，其中开口可以被形成为穿过微电子基板或者可以是形成在微电子基板中的凹口。微电子封装可以被附着至微电子基板，其中微电子封装可以包括具有第一表面和相对的第二表面的插入器。微电子器件可以被附着至插入器的第一表面，并且插入器可以通过插入器第一表面而附着至微电子基板，以使微电子器件延伸进入开口。至少一个辅助微电子器件可以被附着至插入器第二表面。
在微电子结构的制造过程中，微电子封装通常被安装在微电子基板上，微电子基板提供微电子封装和外部部件之间的电通信路线。如图1所示，微电子器件102，诸如微处理器、芯片组、图形设备、无线设备、存储器设备、专用集成电路等，可以通过多个互连106而附着至微电子插入器104以形成微电子封装120。该器件至插入器的互连106可以在微电子器件102的有源表面112上的接合焊盘108和微电子插入器104的器件附着表面116上的基本上镜像的接合焊盘114之间延伸。微电子器件接合焊盘108可以与微电子器件102内的集成电路(未示出)电通信。微电子插入器接合焊盘114可以与微电子插入器104内的导电路线(示出为虚线118)电通信。插入器导电路线118将电通信路线提供至微电子插入器104的基板附着表面124上的接合焊盘122。
微电子插入器104及其相应的插入器导电路线118可以由建立在介电层上并通过介电层的诸如铜或铝的多层导电迹线制成，介电层诸如是层压在诸如玻璃纤维或环氧树脂的基质核(matrix core)的任一侧上的环氧树脂。此外，无源器件126，诸如电阻器、电容器和电感器，可以被附着至微电子插入器基板附着表面124并通过相应的插入器导电路线118与微电子器件102电通信。
进一步如图1所示，微电子封装120可以被安装在微电子基板130上，诸如母板，其可以提供微电子封装120和外部部件之间的电通信路线。微电子封装120可以通过多个互连132附着至微电子基板130，以形成微电子结构100。插入器至基板的互连132可以在微电子插入器基板附着表面接合焊盘122和微电子基板130的第一表面136上的基本镜像的接合焊盘134之间延伸。微电子基板第一表面接合焊盘134可以与微电子基板130上或内的导电路线(示出为虚线138)电通信。微电子基板导电路线138将电通信路线提供给外部部件，诸如辅助微电子器件142。辅助微电子器件142可以通过在辅助微电子器件142上的接合焊盘146和微电子基板130上的辅助接合焊盘148之间延伸的互连144而附着。辅助微电子器件142可以包括但不限于微处理器、芯片组、图形设备、无线设备、存储器设备、专用集成电路等。
从图1可以看出，微电子结构100中部件的布置可能需要相当大的空间，该空间可能难于容纳在小尺寸移动设备中，诸如手机、平板电脑和膝上型电脑。此外，在需要将热从微电子器件102移除时，诸如通过散热设备150(图2中示出为耦合至热导管154的散热器152)，微电子结构100中部件的布置的厚度也可能难于容纳在小尺寸设备中。
图3中示出了本描述的微电子结构的一个实施例。如图3所示，微电子器件202，诸如微处理器、芯片组、图形设备、无线设备、存储器设备、专用集成电路等，可以通过多个互连206而附着至微电子插入器204以形成微电子封装220。该器件至插入器的互连206可以在微电子器件202的第一表面212上的接合焊盘208和微电子插入器204的第一表面216上的基本上镜像的接合焊盘214之间延伸。微电子器件接合焊盘208可以与微电子器件202内的集成电路(未示出)电通信。微电子插入器接合焊盘214可以与微电子插入器204内的导电路线(示出为虚线218)电通信。插入器导电路线218将电通信路线提供至微电子插入器204的第二表面224上的接合焊盘222。
尽管器件至插入器的互连206被示出为可回流焊点或焊球，在通常称为倒装芯片或可控坍塌芯片连接(“C4”)构造的构造中，互连可以是本领域中熟知的引脚、针脚或接合线。微电子插入器204及其相应的插入器导电路线218可以由建立在介电层上并通过介电层的诸如铜或铝的多层导电迹线制成，介电层诸如是层压在诸如玻璃纤维或环氧树脂的基质核的任一侧上的环氧树脂。
进一步如图3所示，开口210可以被形成在微电子基板230中，诸如母板，其可以提供微电子封装220和外部部件之间的电通信路线。在一个实施例中，微电子基板开口210可以延伸穿过微电子基板230，如图所示，从微电子基板230的第一表面236至微电子基板230的第二表面240。微电子封装220可以以相反的结构安装在微电子基板第一表面236上，以使微电子器件202延伸进入微电子基板开口210。微电子封装220可以通过多个互连232附着至微电子基板230，以形成微电子结构200。插入器至基板的互连232可以在微电子插入器基板第一表面216上的接合焊盘228和微电子基板230的第一表面236上的基本镜像的接合焊盘234之间延伸。微电子基板接合焊盘234可以与微电子基板230上或内的导电路线(示出为虚线238)电通信。微电子基板导电路线238将电通信路线提供给外部部件(未示出)。
至少一个辅助微电子器件242可以通过在辅助微电子器件242上的接合焊盘246和微电子插入器第二表面224上的接合焊盘222之间延伸的互连244附着至微电子插入器第二表面224。辅助微电子器件242可以包括但不限于微处理器、芯片组、图形设备、无线设备、存储器设备、专用集成电路等。在一个实施例中，微电子器件202可以是微处理器，并且辅助微电子器件242可以是存储器设备。此外，无源器件226，诸如电阻器、电容器和电感器，可以被附着至微电子插入器第二表面224并且通过相应的插入器导电路线218与微电子器件202电通信。
尽管插入器至基板的互连232被示为可回流焊点或焊球，但它们可以是本领域中熟知的引脚或针脚。此外，尽管辅助微电子器件至基板的互连244被示为可回流焊点或焊球，但它们可以是本领域中熟知的引脚、针脚或引线接合。
微电子基板230可以主要由任意适合的材料组成，包括但不限于二元马来酰亚胺三嗪树脂、阻燃等级4的材料、聚亚酰胺材料、玻璃纤维增强环氧树脂基体材料等，及其层压或多层结构。微电子基板导电路线238可以由任意导电材料组成，包括但不限于金属，诸如铜和铝，及它们的合金。如本领域技术人员所理解，微电子基板导电路线238可以被形成为形成在介电材料层(构建微电子基板材料层)上的多个导电迹线(未示出)，介电材料层通过导电过孔(未示出)连接。
在焊球或焊点被用于形成器件至插入器互连206、插入器至基板的互连232、和/或辅助微电子器件至插入器的互连244时，焊料可以是任意适合的材料，包括但不限于铅/锡合金和高锡含量合金(例如大约90％或更多锡)，以及类似的合金。焊料可以通过加热、压力和/或声波(sonic)能量中的任一种回流。
可以从图4中看出，在需要从微电子器件202去除热量时，散热设备250(示出为耦合至导热管254的散热器252)可以延伸进入微电子基板开口210以热接触微电子器件202。通过将散热设备250延伸进入微电子基板开口210，可以减少微电子结构200中的部件的布置的厚度。
在图5中示出的本描述的另一个实施例中，微电子基板开口210可以是从微电子基板第一表面236延伸进入微电子基板230的凹口。
可以理解的是，本描述的实施例可以包括许多构造。如图6所示，多个微电子器件(示为202和202’)可以延伸进入微电子基板开口210。散热设备250的一部分可以被并入微电子基板230，诸如被附着至微电子基板230。微电子基板230可以是双面的，以使另外的微电子器件262可以被附着至微电子基板第一表面236和/或微电子基板第二表面240。
本描述的实施例可以充分减小将辅助微电子器件附着在微电子基板上时微电子基板所需的空间量。此外，在辅助微电子器件和附着至微电子插入器的微电子器件之间需要高密度互连板布线(routing)，其可以减少微电子结构的成本。特别是在辅助微电子器件是存储器设备而附着至微电子插入器的微电子器件是微处理器时。此外，在微电子基板上所需空间的减小可以允许特定平台的更大的电池尺寸，诸如电子平板电脑和超级本平台。
图7的流程图300示出了制造本描述的微电子结构的一个过程的实施例。如框310所限定，可以形成其中具有开口的微电子基板。如框320所限定，微电子封装可以被形成为包括微电子插入器，其具有电性附着至微电子插入器的第一表面的至少一个微电子器件。如框330所限定，微电子插入器第一表面可以被电性附着至微电子基板的第一表面，其中微电子器件被定位为至少部分延伸进入微电子基板开口。如框340中限定，至少一个辅助器件可以被附着至微电子插入器的第二表面。
图8示出电子系统/设备400的实施例，诸如便携式计算机、台式机、移动电话、数码相机、数码音乐播放器、网络书写板/平板设备、个人数字助理、寻呼机、即时通讯设备或其他设备。电子系统/设备400可以适用于无线发送和/或接收信息，诸如通过无线局域网(WLAN)系统、无线个人局域网(WPAN)系统和/或蜂窝网络。电子系统/设备400可以包括外壳420内的微电子结构410(诸如图3-6中的微电子结构200)。正如本申请的实施例，微电子结构410可以包括其中具有开口(参见图3-6中的元件210)的微电子基板440以及包括具有至少一个电性附着至其第一表面的微电子器件(参见图3-6中的元件202)的微电子插入器(参见图3-6中的元件204)的微电子封装430，其中微电子封装430通过微电子插入器第一表面电性附着至微电子基板410，并且其中微电子器件至少部分延伸进入微电子基板开口；并且至少一个辅助微电子器件(参见图3-6中的元件202)被附着至微电子插入器的第二表面。微电子基板410可以被附着至包括诸如键盘的输入设备450和诸如LCD显示器的显示设备460的各种外围设备。可以理解的是，如果显示设备460是触敏的，则显示设备460还可以作为输入设备。
可以理解的是，本描述的主题不必限定于图1-8所示的特定应用。正如本领域技术人员会理解的那样，主题可以被应用于其他微电子器件制造应用。
因此，本发明的具体实施例中已经描述的，可以理解的是由所附权利要求限定的本发明并不被上面描述中阐述的特定细节来限定，因为在不偏离本发明的范围的情况下它们的许多显而易见的改变都是可能的。

Claims (27)

1.一种微电子结构，包括：
其中具有开口的微电子基板；以及
包括微电子插入器的微电子封装，所述微电子插入器具有电性附着至所述微电子插入器的第一表面的至少一个微电子器件，其中所述微电子封装通过微电子插入器第一表面而被电性附着至所述微电子基板，并且其中所述微电子器件至少部分延伸进入微电子基板开口。
2.根据权利要求1所述的微电子结构，进一步包括附着至所述微电子插入器的第二表面的至少一个辅助微电子器件。
3.根据权利要求2所述的微电子结构，其中所述微电子器件包括微处理器，并且所述辅助微电子器件包括存储器设备。
4.根据权利要求1所述的微电子结构，其中所述微电子基板开口从微电子基板第一表面延伸至所述微电子基板的第二表面。
5.根据权利要求1所述的微电子结构，其中所述微电子基板开口包括从所述微电子基板第一表面延伸进入所述微电子基板的凹口。
6.根据权利要求1所述的微电子结构，进一步包括与所述微电子器件热接触的散热设备。
7.根据权利要求6所述的微电子结构，其中所述散热设备的至少一部分延伸进入所述微电子基板开口。
8.根据权利要求6所述的微电子结构，其中所述散热设备的至少一部分被并入所述微电子基板。
9.根据权利要求1所述的微电子结构，进一步包括附着至微电子插入器第二表面的至少一个无源器件。
10.一种形成微电子结构的方法，包括：
形成其中具有开口的微电子基板；
形成包括微电子插入器的微电子封装，所述微电子插入器具有电性附着至所述微电子插入器的第一表面的至少一个微电子器件；以及
将微电子插入器第一表面电性附着至所述微电子基板的第一表面，其中所述微电子器件至少部分延伸进入微电子基板开口。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括将至少一个辅助微电子器件电性附着至所述微电子插入器的第二表面。
12.根据权利要求11所述的方法，其中形成包括微电子插入器的微电子封装包括形成包括具有电性附着至所述微电子插入器的第一表面的微处理器的微电子插入器的微电子封装，所述微电子插入器具有电性附着至所述微电子插入器的第一表面的至少一个微电子器件，所述微电子器件包括微处理器，并且所述辅助微电子器件包括存储器设备；并且其中将至少一个辅助设备电性附着至所述微电子插入器的第二表面包括将至少一个存储器设备电性附着至所述微电子插入器的第二表面。
13.根据权利要求10所述的方法，其中形成其中具有开口的微电子基板包括形成具有从微电子基板第一表面延伸至所述微电子基板的第二表面的开口的微电子基板。
14.根据权利要求10所述的方法，其中形成其中具有开口的微电子基板包括形成具有开口的微电子基板，
其中微电子基板开口包括从微电子基板第一表面延伸进入所述微电子基板的凹口。
15.根据权利要求10所述的方法，进一步包括将散热设备与所述微电子器件接触。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述散热设备的至少一部分延伸进入微电子基板开口。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述散热设备的至少一部分被并入所述微电子基板。
18.根据权利要求10所述的方法，进一步包括将至少一个无源器件附着至微电子插入器第二表面。
19.一种微电子系统，包括：
外壳；以及
设置于所述外壳内的微电子结构，所述微电子结构包括：
其中具有开口的微电子基板；以及
包括微电子插入器的微电子封装，所述微电子插入器具有电性附着至所述微电子插入器的第一表面的微电子器件，其中所述微电子封装通过微电子插入器第一表面而被电性附着至所述微电子基板，并且其中所述微电子器件至少部分延伸进入微电子基板开口。
20.根据权利要求19所述的微电子系统，其中所述微电子封装进一步包括附着至所述微电子插入器的第二表面的至少一个辅助微电子器件。
21.根据权利要求20所述的微电子系统，其中所述微电子器件包括微处理器，并且所述辅助微电子器件包括存储器设备。
22.根据权利要求19所述的微电子系统，其中微电子基板开口从微电子基板第一表面延伸至所述微电子基板的第二表面。
23.根据权利要求19所述的微电子系统，其中所述微电子基板开口包括从微电子基板第一表面延伸进入所述微电子基板的凹口。
24.根据权利要求19所述的系统，进一步包括与所述微电子器件热接触的散热设备。
25.根据权利要求24所述的系统，其中所述散热设备的至少一部分延伸进入微电子基板开口。
26.根据权利要求24所述的系统，其中所述散热设备的至少一部分被并入所述微电子基板。
27.根据权利要求19所述的系统，进一步包括附着至微电子插入器第二表面的至少一个无源器件。
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