JP2021027334A - 超薄型ブリッジ及びマルチダイ・ウルトラファイン・ピッチ・パッチ・アーキテクチャ及び製造方法 - Google Patents
超薄型ブリッジ及びマルチダイ・ウルトラファイン・ピッチ・パッチ・アーキテクチャ及び製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021027334A JP2021027334A JP2020108349A JP2020108349A JP2021027334A JP 2021027334 A JP2021027334 A JP 2021027334A JP 2020108349 A JP2020108349 A JP 2020108349A JP 2020108349 A JP2020108349 A JP 2020108349A JP 2021027334 A JP2021027334 A JP 2021027334A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dies
- bridge
- conductive pads
- tmvs
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 259
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 104
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 283
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 80
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 60
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 32
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 12
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 abstract description 8
- 241000723873 Tobacco mosaic virus Species 0.000 description 75
- 230000008569 process Effects 0.000 description 39
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 18
- 241000724291 Tobacco streak virus Species 0.000 description 10
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910020888 Sn-Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019204 Sn—Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- BWWVXHRLMPBDCK-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trichloro-5-(2,6-dichlorophenyl)benzene Chemical compound C1=C(Cl)C(Cl)=CC(Cl)=C1C1=C(Cl)C=CC=C1Cl BWWVXHRLMPBDCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YIWGJFPJRAEKMK-UHFFFAOYSA-N 1-(2H-benzotriazol-5-yl)-3-methyl-8-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carbonyl]-1,3,8-triazaspiro[4.5]decane-2,4-dione Chemical compound CN1C(=O)N(c2ccc3n[nH]nc3c2)C2(CCN(CC2)C(=O)c2cnc(NCc3cccc(OC(F)(F)F)c3)nc2)C1=O YIWGJFPJRAEKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- -1 features Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/528—Geometry or layout of the interconnection structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49822—Multilayer substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
- H01L23/5381—Crossover interconnections, e.g. bridge stepovers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
- H01L21/4853—Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
- H01L21/486—Via connections through the substrate with or without pins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
- H01L21/561—Batch processing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
- H01L21/565—Moulds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
- H01L21/568—Temporary substrate used as encapsulation process aid
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
- H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
- H01L23/3128—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation the substrate having spherical bumps for external connection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/481—Internal lead connections, e.g. via connections, feedthrough structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
- H01L23/49816—Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49827—Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49838—Geometry or layout
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49866—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/525—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
- H01L23/5385—Assembly of a plurality of insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
- H01L23/5386—Geometry or layout of the interconnection structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
- H01L23/5389—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates the chips being integrally enclosed by the interconnect and support structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/07—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process
- H01L24/08—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process of an individual bonding area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/19—Manufacturing methods of high density interconnect preforms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/20—Structure, shape, material or disposition of high density interconnect preforms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L24/80 - H01L24/90
- H01L24/92—Specific sequence of method steps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/93—Batch processes
- H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L24/96—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being encapsulated in a common layer, e.g. neo-wafer or pseudo-wafer, said common layer being separable into individual assemblies after connecting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L25/0655—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the devices being arranged next to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
- H01L21/563—Encapsulation of active face of flip-chip device, e.g. underfilling or underencapsulation of flip-chip, encapsulation preform on chip or mounting substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
- H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
- H01L2221/68327—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
- H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
- H01L2221/68345—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used as a support during the manufacture of self supporting substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
- H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
- H01L2221/68354—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used to support diced chips prior to mounting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
- H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
- H01L2221/68372—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used to support a device or wafer when forming electrical connections thereto
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
- H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
- H01L2223/64—Impedance arrangements
- H01L2223/66—High-frequency adaptations
- H01L2223/6661—High-frequency adaptations for passive devices
- H01L2223/6677—High-frequency adaptations for passive devices for antenna, e.g. antenna included within housing of semiconductor device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/04105—Bonding areas formed on an encapsulation of the semiconductor or solid-state body, e.g. bonding areas on chip-scale packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05601—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
- H01L2224/05611—Tin [Sn] as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/05599—Material
- H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/05647—Copper [Cu] as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/07—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process
- H01L2224/08—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/081—Disposition
- H01L2224/0812—Disposition the bonding area connecting directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
- H01L2224/08151—Disposition the bonding area connecting directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding the bonding area connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/08221—Disposition the bonding area connecting directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding the bonding area connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/08225—Disposition the bonding area connecting directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding the bonding area connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/12105—Bump connectors formed on an encapsulation of the semiconductor or solid-state body, e.g. bumps on chip-scale packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/20—Structure, shape, material or disposition of high density interconnect preforms
- H01L2224/21—Structure, shape, material or disposition of high density interconnect preforms of an individual HDI interconnect
- H01L2224/214—Connecting portions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73267—Layer and HDI connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
- H01L2224/80003—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus
- H01L2224/80006—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus being a temporary or sacrificial substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
- H01L2224/808—Bonding techniques
- H01L2224/80801—Soldering or alloying
- H01L2224/8081—Soldering or alloying involving forming an intermetallic compound at the bonding interface
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
- H01L2224/808—Bonding techniques
- H01L2224/80894—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
- H01L2224/808—Bonding techniques
- H01L2224/80894—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces
- H01L2224/80895—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces between electrically conductive surfaces, e.g. copper-copper direct bonding, surface activated bonding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/921—Connecting a surface with connectors of different types
- H01L2224/9212—Sequential connecting processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
- H01L23/5384—Conductive vias through the substrate with or without pins, e.g. buried coaxial conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01029—Copper [Cu]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/0105—Tin [Sn]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/053—Oxides composed of metals from groups of the periodic table
- H01L2924/0544—14th Group
- H01L2924/05442—SiO2
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
- H01L2924/1815—Shape
- H01L2924/1816—Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body
- H01L2924/18162—Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body of a chip with build-up interconnect
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
- H01L2924/3511—Warping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Geometry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
【課題】超薄型ブリッジ及びマルチダイ・ウルトラファイン・ピッチ・パッチ・アーキテクチャを含むパッケージ基板を有する半導体デバイスを提供する。【解決手段】半導体パッケージ100は、高密度パッケージ(HDP)基板130に、導電性パッド141、表面仕上げ層143及び/又は誘電体層142を含むハイブリッド層を有するブリッジ140と、ブリッジ及びHDP基板の上にある複数のダイ110〜112と、HDP基板にある複数のスルー・モールド・ビア(TMV)122a〜122bと、を含む。ブリッジは、ダイとHDP基板との間に結合される。ブリッジは、ダイのうちの2つのダイにハイブリッド層により直接的に結合され、ハイブリッド層のトップ表面は、ダイのボトム表面に直に接触し、ブリッジのボトム表面は、HDP基板のトップ表面に直に接触する。TMVは、HDP基板をダイに結合し、ブリッジの厚みに実質的に等しい厚みを有する。【選択図】図1
Description
実施形態は半導体デバイスをパッケージングすることに関連する。特に、実施形態は、超薄型ブリッジ及びマルチダイ・ウルトラファイン・ピッチ・パッチ・アーキテクチャを含むパッケージ基板を有する半導体デバイスに関する。
過去数十年間、集積回路(IC)の特徴のスケーリングは、成長を続ける半導体産業の原動力となっている。より小さくスケーリングすること、及びより小さな特徴は、半導体デバイスの限られた物的財産において、機能ユニットの高密度化を可能にする。しかしながら、各デバイスのパフォーマンスを最適化する一方、IC特徴のスケールダウンを駆り立てることは、問題がないわけではない。
データ中心の仕事には、複数のチップ/ダイのパッケージにおけるヘテロジニアス種集積が不可欠である。これらのチップを最低電力で高帯域幅密度で相互接続することは、パッケージ基板における超微細ライン/空間/ビア・パッドにする。近年、埋め込み型ブリッジ・ダイ技術は、サーバー製品におけるこのニーズに対処している。しかしながら、マルチダイ相互接続に対する需要が絶えず増加しているため、パッケージ基板は、これらの複数のダイ及びマルチダイ相互接続を収容するために、外的なブリッジ・ダイ(例えば、10を超えるブリッジ・ダイ)を埋め込む必要がある。更に重要なことに、このようなパッケージ基板のためのパッケージ・アセンブリ・プロセスはまた、これらの外的なブリッジ・ダイ領域に複数のダイをはんだで取り付け、高い歩留まり及び増加したブリッジ・ダイ・バンプ・ピッチで所望の結果を得ることを必要とする。しかしながら、そのようなプロセスは、追加の組立工程及び時間を必要とし、これらのパッケージの広い面積にわたって基板の平坦性を正確に制御することを必要とする。
これは、はんだベースの埋め込みブリッジ・ダイ接続のためのブリッジ・ダイ・バンプ・ピッチを制限する。ブリッジ・ダイ・バンプ・ピッチに関するこれらの制限は、所望のバンプ密度未満であることを含む幾つもの主要なパッケージング問題をもたらし、その結果、ダイの中で相互接続物理領域が増加し、そのような増加したシリコン領域のためにコストが増加する。更に、既存の技術はまた、これらのピッチ・スケーリングの限界と問題を解決する試みとして、シリコン・インターポーザを使用している。マルチダイ・アーキテクチャの場合、シリコン・インターポーザは、レチクル・サイズの2倍(又はそれ以上)を超えるサイズを有することが可能であるが、レチクルの結合を必要とし、過剰なコスト及び複雑さが増す。
実施形態は添付の図面の図面において非限定的な例示として本願で説明され、図中同様の参照は同様の特徴を示す。更に、幾つかの従来技術の詳細は本明細書で説明される発明の概念から不明瞭にならないように省略されている。
本願で説明されるものは、パッケージ基板、超薄型(又は薄型)ブリッジ、マルチダイ超微細ピッチ・パッチ・アーキテクチャを有する半導体パッケージ、並びにそのような半導体パッケージを形成する方法である。以下に記載される半導体パッケージ及びそのような半導体パッケージを形成する方法は、幾つかの実施形態によれば、複数のダイ、高密度パッケージ(HDP)基板、薄型ブリッジ、複数の第1貫通モールド・ビア、複数の第2TMV、及びパッケージ基板を含んでもよい。本明細書に記載される半導体パッケージのこれらの実施形態は、HDP基板(例えば、高密度(HD)−有機基板)と薄型ブリッジ(例えば、薄い埋め込みマルチダイ相互接続ブリッジ(EMIB))とを、はんだボール/接続部なしに結合し、ブリッジの数を最小限に抑え、HDP基板とダイとの間で薄型ブリッジを、ハイブリッド誘電体/導電性ボンディング層(例えば、二酸化ケイ素/銅(SiO2/Cu)ボンディング層)により直接結合する(又は取り付る)ことを可能にする。
本明細書で使用される場合に、「ブリッジ」は、シリコン相互接続ブリッジ、又はそのような相互接続ブリッジを形成するのに適した何らかの他の基板材料で作られた相互接続ブリッジ(例えば、埋め込みマルチダイ相互接続ブリッジ(EMIB))を指す可能性がある。従って、本明細書で使用される場合に、「薄型ブリッジ」(又は「超薄型ブリッジ」)は、約10um−15umの厚み及び/又は約10um未満の厚みを有する可能性があるブリッジを指す可能性がある。上述したように、本明細書で説明される薄型ブリッジは、ダイに結合されるために、はんだボールを必要とせず、むしろこの薄型ブリッジはハイブリッド層(又はハイブリッド・ボンディング層)によりダイに直接的に結合される(及び/又は通信可能に結合される)可能性がある。本明細書で使用される場合に、「ハイブリッド層」(ハイブリッド・ボンディング層)は、複数の導電性パッド(又はCuパッド)、誘電体層(又はSiO2層)、及び表面仕上げ層(又は錫(Sn)層)により構成される薄い層(又は超薄型層)を指す可能性があり、ここで、誘電体層は導電性パッドを包囲する可能性があり、導電性パッドのトップ表面は、導電性パッドを絶縁するために使用される誘電体層のトップ表面と実質的に同一平面にあり、表面仕上げ層は、導電性パッドのトップ表面に直接的に配置(又は塗布)されることが可能である。
例えば、ソルダーレス薄型ブリッジをハイブリッド層によりダイに直接的に結合するために、薄型ブリッジは、薄型ブリッジの薄いCuパッド上に直接的にSnを配置することが可能であり、この場合、超薄型ブリッジのSnは、ダイのCuパッドと直接的に反応し、(i)薄型ブリッジとダイとの間にSn/Cu金属間化合物を実現し、(ii)ハイブリッド・ボンディング・プロセスなどで薄型ブリッジをダイに直接的にロック(又は所定の位置に結合)する。ハイブリッド・ボンディング・プロセスは、一実施形態によれば、極薄ブリッジとダイとの間のロックを実現するための温度加熱、圧力、及び還元雰囲気を含んでもよい。以下に記載されるように、ハイブリッド層は、所望であれば、表面仕上げ層を省略してもよいことに留意されたい。
本明細書に記載されているHDP基板と薄型ブリッジの組み合わせは、既存の技術で上述したように一般的に必要とされる薄型ブリッジの総数をかなり低減(又は除去/軽減)することによって半導体パッケージを支援する。以下に説明する半導体パッケージの実施形態は、ダイなどの入/出力(I/O)回路に対する改善されたルーティング及び電力配分機能を可能にする。本明細書で説明される実施形態はまた、半導体パッケージに対して改良された反りの利点(improved warpage benefits)を提供する。例えば、半導体パッケージは、特に封止層(又はモールド層)処理ステップの後に、熱膨張係数(CTE)の不整合ストレスを実質的に低減する一時的なガラス・キャリア上に実装されることが可能である。
本明細書で説明される実施形態は、はんだベースのブリッジ相互接続(即ち、本明細書で説明するブリッジ(又はEMIB)は、はんだ接続なしで別のコンポーネントに結合されることが可能である)を排除することにより、既存のパッケージ・ソリューションに対する改善を提供し、それにより、改善されたブリッジ・ピッチ・スケーリング、ダイ上の相互接続物理領域の削減、及び組み立ての低コスト化を提供する。また、既存のパッケージング・ソリューションに対する別の改良は、高価なシリコン・インターポーザの必要性を排除し、それによって全体的なパッケージ・コストを低減することを含む。これらの半導体パッケージは、更に、ソルダーレス・ブリッジ(又はEMIB)相互接続、ブリッジ−ガラス−パッチ・ハイブリッド・ボンディング(例えば、SiO2/Cuボンディング)、かなり削減されたライン/スペーシング(L/S)(例えば、2/2未満のL/S)を有するHDP基板ルーティング層、超微細リソグラフィーで規定された(リソ(litho))ビア、及びゼロ・ミスアライメント・ビア・アーキテクチャを実装及び組み合わせることによって、パッケージング・ソリューションに対する改善を更に提供する。
本明細書で説明される技術は、1つ以上の電子デバイスに実装されることができる。本明細書で説明される技術を利用することができる電子デバイスの非限定的な例は、マイクロ電気機械システム(MEMS)に基づく電機システム、ジャイロスコープ、アドバンスト・ドライブ・アシスタンス・システム(ADAS)、5G通信システム、カメラ、携帯電話、コンピュータ端末、デスクトップ・コンピュータ、電子リーダー、ファクシミリ・マシン、キオスク、ネットブック・コンピュータ、ノートブック・コンピュータ、インターネット・デバイス、決済端末、パーソナル・デジタル・アシスタント、メディア・プレーヤ及び/又はレコーダ、サーバー(例えば、ブレード・サーバー、ラック・マウント・サーバー、それらの組み合わせなど)、セットトップ・ボックス、スマート・フォン、タブレット・パーソナル・コンピュータ、ウルトラ・モバイル・パーソナル・コンピュータ、有線電話機、それらの組み合わせなど、あらゆる種類のモバイル・デバイス及び/又は固定デバイスを含む。このようなデバイスはポータブル又はステーショナリであってもよい。幾つかの実施形態において、本明細書で説明される技術は、デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、スマート・フォン、タブレット・コンピュータ、ネットブック・コンピュータ、ノートブック・コンピュータ、パーソナル・デジタル・アシスタント、サーバー、それらの組み合わせ等において使用される可能性がある。より一般的には、本明細書で説明される技術は、パッケージ基板、ダイ、HDP基板、ハイブリッド層を有する薄型ブリッジ(又は薄型EMIB)、及び異なる幅を有するTMVを有する半導体パッケージを含む、種々の電子デバイスの何れにも使用される可能性がある。
以下の説明において、例示的な実施の種々の態様は、当業者が仕事内容を他の当業者に伝えるために一般的に使用される用語を用いて説明される。しかしながら、本実施形態は、説明された態様の一部のみを用いて実施されてもよいことは、当業者に明らかであろう。説明の目的で、具体的な実施例の完全な理解をもたらすために、具体的な数、材料、及び構成が述べられている。しかしながら、本実施形態が、特定の詳細なしに実施されてもよいことは、当業者に明らかであろう。その他、例示的な実装を不明瞭にしないように、周知の特徴は省略又は簡略化される。
種々の動作は、複数の別個の動作として、本実施形態を理解する上で最も有用な方法で記述されるが、記述の順序は、これらの動作が必然的に順序に依存することを意味すると解釈されるべきではない。様々な動作は複合的であるとして説明され、特に、これらの動作は登場の順序で実行される必要はない。
本明細書において使用される場合に、「トップ」、「ボトム」、「上」、「下」、「最下」、「最上」という用語は、1つ以上の要素との関係において使用される場合、絶対的な物理的構成ではなく、相対的なものを伝えるように意図されている。従って、装置の中で「最上の要素」又は「トップ・エレメント」として説明される要素は、装置が反転されると、逆に、装置の中で「最下の要素」又は「ボトム・エレメント」を形成する可能性がある。同様に、装置の中で「最下の要素」又は「ボトム・エレメント」と説明される要素は、装置が反転されると、逆に、装置内の「最上の要素」又は「トップ・エレメント」を形成する可能性がある。
次に図1を参照すると、一実施形態による半導体パッケージ100の断面図が示されている。一実施形態では、半導体パッケージ100は、複数のダイ110〜112、HDP基板130、ハイブリッド層141〜143を有する薄型ブリッジ140、複数のTMV122a〜122b、及びパッケージ基板102を含んでもよい。一実施形態では、半導体パッケージ100は、ダイ110〜112、薄型ブリッジ140、及びHDP基板130を結合する(又は積み重ねる)ことが可能であり、薄型ブリッジ140は、HDP基板130とダイ110〜112との間でハイブリッド層141〜143により直接的に結合される(又は取り付けられる)ことが可能であり、ハイブリッド層141〜143は、複数の導電性パッド141(又はCuパッド)、誘電体層142(SiO2層)、及び表面仕上げ層143(Sn層又は露出したCu表面層)(即ち、ハイブリッド誘電体/導電ボンディング層)により構成される。
一部の実施形態によれば、ダイ110〜112は、HDP基板130と薄型ブリッジ140とを覆って配置されてもよく、薄型ブリッジ140は、ダイ110〜112の下方及び間に直接的に配置されてもよい一方、HDP基板130は、パッケージ基板102を覆って配置されてもよい。図1には、1つのHDP基板130、1つの薄型ブリッジ140、及び3つのダイ110〜112が示されているが、任意の数のHDP基板130、薄型ブリッジ140、及びダイ110〜112が、パッケージ基板102と組み合わされ/積層され、接触して/覆って配置され、及び結合されてもよいことが理解されるべきである。
一実施形態では、パッケージ基板102は、パッケージ、基板、プリント回路基板(PCB)、及び/又はマザーボードを含んでもよいが、これらに限定されない。一実施形態では、パッケージ基板102はPCBである。一実施形態では、PCBは、両面に薄い銅箔が積層されたFR−4ガラス・エポキシ・ベースで構成される。特定の実施形態では、多層PCBが使用されてもよく、追加的な層を作成するためにプリ・プレグ及び銅箔が使用される。例えば、多層PCBは1つ以上の誘電体層を含んでもよく、各誘電体層は感光性誘電体層であってもよい。一実施形態では、PCB102は、複数の導電層を含んでもよく、それは、銅(又は金属)トレース、ライン、パッド、ビア、ビア・パッド、ホール、及び/又は平面を更に含んでもよい。
図1に示すように、HDP基板130は、パッケージ基板102を覆って配置されてもよく、HDP基板130は、複数のはんだボール123によってパッケージ基板102に導電結合されてもよい。幾つかの実施形態では、HDP基板130は、L/Sが約2/2um以下のトレース、リソ・ビア(litho vias)、ゼロ・ミスアライメント・ビア、及び/又は厚みが約18um以下のビア・パッドから構成される複数の再分配層(RDL)を含んでもよい。HDP基板130は、ダイ110〜112及び/又は薄型ブリッジ140との通信のための、増大した(又は高い)入/出力(I/O)密度及び帯域幅を有するシリコン基板であってもよい。一実施形態では、HDP基板130は、約10um〜200umの厚さを有してもよい。
一実施形態では、HDP基板130は、複数の第1導電性パッド118及び複数の導電性相互接続部131を有してもよい。第1導電性パッド118は、HDP基板130のボトム表面に配置されてもよい。一実施形態では、第1導電性パッド118は、約80umより大きなピッチを有してもよい。第1導電性パッド118は、複数のボール・グリッド・アレイ(BGA)パッド等であってもよい。HDP基板130の導電性相互接続部131は、ビア、トレース、ライン、パッドなどを含んでもよい。例えば、導電性相互接続部131は、第1導電性パッド118に直接結合されてもよく、はんだボール123は、HDP基板130の第1導電性パッド118を、パッケージ基板102のトップ表面に導電結合されてもよい。
導電性相互接続部131は、HDP基板130のボトム表面からトップ表面まで垂直に延在していてもよい。例えば、HDP基板130の導電性相互接続部131のボトム表面は、第1導電性パッド118に直接的に結合されてもよく、導電性相互接続部131のボトム表面は、HDP基板130のボトム表面と実質的に同一平面にあってもよい。一方、別の例では、HDP基板130の導電性相互接続部131のトップ表面は、複数のTMV122a〜122bに直接的に結合されてもよく、導電性相互接続部131のトップ表面は、HDP基板130のトップ表面と実質的に同一平面にあってもよい。
一実施形態では、薄型ブリッジ140は、HDP基板130を覆って又は接触して直接的に配置されてもよく、薄型ブリッジ140のボトム表面は、HDP基板130のトップ表面に直接的に結合されてもよい。一実施形態では、薄型ブリッジ140は、導電性パッド141、誘電体層142、及び表面仕上げ層143により構成されるハイブリッド層141〜143を含んでもよい。一実施形態では、導電性パッド141は、複数のCuパッドなどであってもよい。一実施形態では、誘電体層142は、SiO2材料、及び/又は導電性パッド141を絶縁する任意の既知の誘電体/絶縁材料などにより形成されるパッシベーション層であってもよい。更に、一実施形態では上述したように、表面仕上げ層143は、錫などの追加のはんだを提供することが可能な1つ以上の導電性材料を含んでもよい。例えば、導電性パッド141及び誘電体層142は、薄型ブリッジ140のトップ表面に直接的に配置されてもよく、ここで、誘電体層142は、導電性パッド141を取り囲む。更に、導電性パッド141のトップ表面は、誘電体層142のトップ表面と実質的に同一平面にあってもよく、表面仕上げ層143は、導電性パッド141のトップ表面に直接的に配置されてもよい。
一実施形態では、薄型ブリッジ140は、約10um〜15umの厚さを有する可能性がある。別の実施形態では、薄型ブリッジ140は、約10um以下の厚さを有する可能性がある。一実施形態では、ブリッジ140の導電性パッド141及び誘電体層142は、約5umの厚さを有してもよい。別の実施形態では、ブリッジ140の導電性パッド141及び誘電体層142は、約10um未満の厚さを有してもよい。一実施形態では、ブリッジ140の表面仕上げ層143は、約1um〜2umの厚さを有してもよい。別の実施形態では、ブリッジ140の表面仕上げ層143は、約5um以下の厚さを有してもよい。幾つかの代替実施形態において、表面仕上げ層143は、図2Cに示すように省略してもよいことに留意されたい。従って、一実施形態では、ハイブリッド層141〜143は、約5um〜7umの厚さを有する可能性がある一方、別の実施形態では、ハイブリッド層141〜143は、約7um以下の厚さを有してもよい。
更に、図1に示すように、TMV122a〜122bは、HDP基板130の導電性相互接続部131のトップ表面に接して/その上に直接的に配置されて結合されてもよい。例えば、TMV122a〜122bは、HDP基板130の導電性相互接続部131のトップ表面からダイ110〜112のほぼボトム表面(又は、ダイ110〜112の複数の第2導電性パッド151a〜151bのボトム表面)まで垂直に延在してもよい。幾つかの実施形態では、TMV122a〜122bは、HDP基板130の導電性相互接続部131上に真っ直ぐに(又は完全に)整列されていない可能性があることに留意されたい。
一実施形態では、TMV122a〜122bは、Cuなどの導電性材料により形成されてもよい。TMV122a〜122bは、TMV122a〜122bが無電解成長し、モールドで封止され、その後に平坦化され得るので、リソ・プロセス(等)により形成されてよい。更に、TMV122a〜122bは、複数の第1TMV122a及び複数の第2TMV122bを有してもよい。一実施形態では、第1TMV122aは、第2TMV122bの幅よりも大きい幅を有してもよい。更に、幾つかの実施形態では、第1TMV122aは、テーパーがかけられた側壁を有してもよい一方、第2TMV122bは、実質的に垂直な側壁を有してもよく、及び/又は、第1TMV122aのテーパーがかけられた側壁の角度より実質的に小さな、僅かにテーパーがかけられた側壁の角度を有してもよい。
一部の実施形態では、TMV122a〜122bは、薄型ブリッジ140を取り囲むことができる。一実施形態では、薄型ブリッジ140は、第1ダイ110、第2ダイ111、第3ダイ112、及び/又はHDP基板130と通信可能に結合されることが可能である。図1に示すように、薄型ブリッジ140は、ダイ111−112に直接的に結合されてもよい。しかしながら、薄型ブリッジ140は、任意の2つ以上のダイ110−112に結合されてもよいことに留意されたい。一実施形態では、薄型ブリッジ140は、導電性パッド141及び/又は表面仕上げ層143により第2ダイ111を第3ダイ112に通信可能に結合するために、電気ルーティング(又は相互接続構造(例えば、シリコン・ビア(TSV)を介するもの))を含んでもよい。上述したように、薄型ブリッジ140は、ダイ111−112に直接結合されるはんだボールを必要とせず、その代わりに薄型ブリッジ140は、導電性パッド141、誘電体層142、及び表面仕上げ層143により構成されるハイブリッド層によりダイ111−112に直接結合されることが可能である。幾つかの実施態様において、薄型ブリッジ140はEMIBと言及されてもよい。更なる実施形態のために、薄型ブリッジ140は、薄型ブリッジ140をダイ111〜112及び/又はHDP基板130に結合するために更に使用されることが可能な複数のTSVを含んでもよい。
図1に示すように、ダイ110〜112は、第1ダイ110、第2ダイ111、及び第3ダイ112を含んでもよい。第1、第2、及び第3ダイ110〜112は、HDP基板130を覆って配置されてもよい。第2及び第3ダイ111〜112は、HDP基板130及び薄型ブリッジ140の両方の上に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、ダイ110〜112は、第2導電性パッド151a〜151b及び誘電体層155を含んでもよい。第2導電性パッド151a〜151b及び誘電体層155の両方は、ダイ110〜112のボトム表面に直接配置されてもよく、誘電体層155は、第2導電性パッド151a〜151bを包囲することが可能である。
一実施形態では、第2導電性パッド151a〜151bは、複数のCuパッドなどであってもよい。一実施形態では、誘電体層155は、SiO2材料、及び/又は第2導電性パッド151a〜151bを絶縁する任意の既知の誘電体/絶縁材料により形成されるパッシベーション層であってもよい。一実施形態では、ダイ110〜112は、約200um以上の厚さを有してもよい。別の実施形態では、ダイ110〜112は、約200um以下の厚さを有してもよい。一実施形態では、ダイ110〜112の導電性パッド151a〜151b及び誘電体層155は、約2umの厚さを有してもよい。別の実施形態では、ダイ110〜112の導電性パッド151a〜151b及び誘電体層155は、約5um以下の厚さを有してもよい。
一実施形態では、第2導電性パッド151a〜151bは、複数の第2導電性パッド151a及び複数の第2導電性パッド151bを含んでもよい。これらの実施形態では、第2導電性パッド151aは、第2導電性パッド151bの幅よりも大きな幅を有してもよい。例えば、第1TMV122aは、ダイ110〜112の第2導電性パッド151aを、HDP基板130の導電性相互接続部131に導電性結合することができる。同様に、第2TMV122bは、第1及び第2ダイ110〜111の第2導電性パッド151bを、HDP基板130の導電性相互接続部131に導電性結合することができる一方、第2及び第3ダイ111〜112の第2導電性パッド151bは、薄型ブリッジ140の表面仕上げ層143及び導電性パッド141に直接結合することができる。
一実施形態では、ダイ110−112は、半導体ダイ、電子デバイス(例えば、無線デバイス)、集積回路(IC)、中央処理装置(CPU)、マイクロプロセッサ、プラットフォーム・コントローラ・ハブ(PCH)、メモリ(例えば、高−帯域幅メモリ(HBM))、及び/又はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)を含んでもよいが、これらに限定されない。ダイ110−112は、シリコンなどの材料から形成されてもよく、そこにHDP基板130及び薄型ブリッジ140に結合される回路を有してもよい。
一実施形態では、封止層180は、第2導電性パッド151a−b及び誘電体層155を有するダイ110−112と、TMV122a−bと、導電性パッド141、誘電体層142及び表面仕上げ層143を有する薄型ブリッジ140と、第1導電性パッド118を有するHDP基板130との上に配置されてもよい。このように、TMV122a〜122bは、封止層180で囲まれることが可能であり、封止層180を貫通して垂直に延びて、HDP基板130をダイ110〜111に導電性結合することが可能である。一実施形態において、封止層180は、成形材料、アンダーフィル材料、充填材料、任意の類似の材料、及び/又はそれらの任意の組合せなどの1つ以上の封止材料を含んでもよい。一実施形態では、封止層180は、封止層180のトップ表面がダイ110〜112のトップ表面と実質的に同一平面であるように平坦化されてもよく、その場合に、封止層180はまたダイ110〜112の間に配置されてもよい。
また、封止層180は、アンダーフィル材料154(又はアンダーフィル層)を覆って配置されてもよい。一実施形態では、アンダーフィル材料154は、パッケージ基板102を覆って配置されてもよく、アンダーフィル材料154は、パッケージ基板102のトップ表面と封止層180及び第1導電性パッド118のボトム表面との間に配置される。アンダーフィル材料154は、封止層180の一部分と、封止層180及びパッケージ基板102の間に配置される半田ボール123とを取り囲む(又は埋め込まれる)ことが可能である。
更なる実施形態では、サーマル・ソリューション(又はサーマル・デバイス)が、ダイ110〜112及び/又は封止層180のトップ表面に配置されてもよく、サーマル・ソリューションは、ヒートシンク、一体型ヒート・スプレッダ(IHS)、マニフォールド、コールド・プレートなどを含んでもよい。
半導体パッケージ100は、所望のパッケージ設計に基づいて、より少ない又は追加のパッケージ構成要素を含むことができることに留意されたい。
図2A〜2Lは、一実施形態による半導体パッケージ200を形成するためのプロセス・フローの断面図である。一実施形態では、半導体パッケージ200は、複数のダイ210〜212、HDP基板230、ハイブリッド層241〜243を有する薄型ブリッジ240、複数のTMV222a〜222b、及びパッケージ基板202を含んでもよい。図2A〜図2Lに示すプロセス・フローは、図1で上述した半導体パッケージ100と実質的に同様な半導体パッケージ200を形成する。同様に、半導体パッケージ200の構成要素は、図1で上述した半導体パッケージ100の構成要素と実質的に同様である。従って、上述したように、パッケージ基板200のプロセス・フローは、ダイ210〜212、薄型ブリッジ240、HDP基板230を結合するアプローチの1つを例示し、薄型ブリッジ240は、HDP基板230とダイ210〜212との間で、ハイブリッド層241〜243により−はんだ接続をせずに−TMV222a〜bと導電性パッド255a〜bとを用いて、超微細な相互接続/配線ピッチで直接的に結合される。
ここで図2Aを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。一実施形態では、半導体パッケージ200は、キャリア201上に配置された接着層261(又は接着フィルム、ボンディング・フィルムなど)を含んでもよい。一実施形態では、キャリア201は、ガラス・キャリア(又は一時的なガラス・パネル・キャリア)、金属キャリア、及び/又は同様な何らかの平坦で剛性のキャリア/基板であってもよい。
更に、一実施形態では、複数のダイ210−212が、接着層261及びキャリア201の上に配置されてもよく、ダイ210−212は、互いに隣接して配置され、接着層261と共にキャリア201に結合されてもよい。例えば、ダイ210〜212は、ダイからダイまで約50um以下の間隔で互いに隣接して配置されてもよい。更に、図2Aに示すように、ダイ210〜212のトップ表面は、ダイ210〜212をキャリア201に結合するために、接着層261に直に配置されてもよい。ダイ210〜212は、図1の上述のダイ110〜112と実質的に同様であってもよい。ダイ210〜212は、複数の第2導電性パッド251a〜251b及び誘電体層255を有してもよく、第2導電性パッド251aの幅は、第2導電性パッド251bの幅よりも大きくてもよい。
更に、図2Aに示すように、第2導電性パッド251a〜251bのトップ表面は、誘電体層255のトップ表面を超えて突出してもよい。例えば、第2導電性パッド251a〜251bは、誘電体層の厚さよりも約2μm〜3μmの厚さでオーバーメッキすることができる。更に、一実施形態では、第2導電性パッド251bは、ブリッジ・インターフェース及びHD相互接続部(例えば、図2EのTMV222b)のために実装されることが可能な約5um以下のピッチを有することが可能である。一方、他の実施形態では、第2導電性パッド251aは、約25um以上のピッチを有してもよく、これは、非ブリッジ・インターフェースに対して実装されてもよい。これらのオーバーメッキされた第2導電性パッド251a〜251bは、ダイ210〜212の間の厚さの変動を緩和するのに役立ち、ここで、誘電体層255の厚さは、ダイ210〜212の間のそのような厚さの変動を収容するように調整(又は選択)されることも可能である。
ここで図2Bを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。一実施形態では、オーバーメッキされた第2導電性パッド251a〜251bは平坦化され、その結果、第2導電性パッド251a〜251bのトップ表面は、誘電体層255のトップ表面と実質的に同一平面になる。また、この平坦化プロセスは、第2導電性パッド251a〜251bが互いに実質的に同じ厚さを有することを可能にし、それによって、半導体パッケージ200の任意の厚さのばらつきを低減する。
実施形態において、平坦化は化学機械平坦化(CMP)プロセスなどを用いて実施することができる。平坦化プロセスは、停止点として機能する誘電体層255の存在に起因して、高い精度を有する可能性がある。第2導電性パッド251a〜251bが平坦化された後、第2導電性パッド251a〜251bの露出したトップ表面は、誘電体層255のトップ表面と実質的に同一平面であってもよいが、わずかに窪んでいてもよい。例えば、第2導電性パッド251a〜251bは、選択的にエッチングされて、誘電体層255のトップ表面より約0.5μm以下の僅かな凹み(又はアンダーエッチング)を形成することができ、この僅かな凹みは、上述のように及び以下図2Dにおいて示されるように、ブリッジ(例えば、図2Dのブリッジ240)が、第2及び第3ダイ211〜212と所定のあるべき位置にロックされて留まることを支援する。
ここで図2Cを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。一実施形態では、複数の薄型ブリッジ240が、第2及び第3ダイ211〜212(図2Dに下図に示すように)に直接配置されてもよい。薄型ブリッジ240は、図1に上述した薄型ブリッジ140と実質的に同様であり得る。従って一実施形態では、薄型ブリッジ240は、ハイブリッド層241〜243を含むことが可能であり(図2Cの右側に薄型ブリッジ240が示されている)、ここで、ハイブリッド層241〜243は、導電性パッド241、誘電体層242、及び表面仕上げ層243(例えば、ハイブリッド層241〜243は、Cu/SiO2/Snなどの組み合わせを含み得る)の複数層から構成される。一実施形態では、導電性パッド241及び誘電体層242は、フライ・カット・プロセスなどによって薄型ブリッジ240を超えて平坦化されることが可能である。続いて、これらの実施形態では、表面仕上げ層243は、次いで、Snコーティング・プロセスなど(例えば、Snコーティング・プロセスは、浸漬Snメッキき、電気めっき、及び/又は類似物を用いて実施されてもよい)を用いて、導電性パッド241の露出されたトップ表面上に直接的に配置されてもよい。また、図2Cに示すように、表面仕上げ層243は、誘電体層242のトップ表面を超えて突出してもよいことに留意されたい。
別の実施形態では、薄型ブリッジ240は、ハイブリッド層241’−242’を含んでもよく(図2Cの左側の薄型ブリッジ240に示されている)、ここで、ハイブリッド層241’−242’は、複数の導電性パッド241’及び誘電体層242’により構成される。表面仕上げ層243を省略した後、ハイブリッド層241’−242’は、ハイブリッド層241−243と実質的に類似していてもよい。
ここで図2Dを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。一実施形態では、ハイブリッド層241〜243を有する薄型ブリッジ240は、第2及び第3ダイ211〜212に被さって配置されてもよい。一実施形態では、薄型ブリッジ240は、ハイブリッド層241〜243が第2及び第3ダイ211〜212の第2電性パッド251bに下方に対面して、(即ち、微細ピッチ導電性(又はCu)パッド(わずかな凹部を有する)の上に)正確に位置決めされることが可能である。これらの実施形態では、薄型ブリッジ240の表面仕上げ層243及び導電性パッド241は、Snが被覆された複数のCuパッドであってもよい。一実施形態では、薄型ブリッジ240のSn被覆Cuパッドは、精密ピック・アンド・プレース・ツール(又は類似のもの)を用いて、第2及び第3ダイ211〜212の第2導電性パッド251b上に正確に配置されてもよい。更に、上述のように、ハイブリッド結合プロセス(又はCu/SiO2−Cu/SiO2ハイブリッド結合プロセス)が薄型ブリッジ240のSn被覆Cuパッド上で実行され、その場合に、Sn被覆Cuパッドは約240℃〜250℃で加熱され、薄型ブリッジ240の導電性パッド241と第2及び第3ダイ211〜212それぞれの第2導電性パッド251bとの間にCu−Sn−Cu金属間結合を形成する。従って、これらの実施形態では、Cu−Sn−Cu金属間結合は、薄型ブリッジ240を第2及び第3ダイ211−212上にロックする(即ち、適所にしっかりと保持する)ことができる。
ここで図2Eを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。一実施形態では、複数のTMV222a〜222bを、ダイ210〜212のそれぞれの第2導電性パッド251a〜251b上に直接的に配置(又はめっき/形成)するために、リソ・パターニング及びめっきプロセス(又は類似のもの)が実行されることが可能である。リソ・プロセスは、以下に記載されるような幾つかのステップを含んでもよい。例えば、シード層が、ダイ210〜212の第2導電性パッド251a〜251b及び誘電体層255の露出表面上に配置されてもよい。一実施形態において、シード層は、銅、チタン、それらの任意の組み合わせ、及び/又は類似のものを含んでもよい。シード層は、スパッタリング・プロセスなどを用いて形成されてもよい。
シード層を配置した後、一実施形態ではレジスト層がシード層の上に配置される可能性がある。一実施形態では、レジスト層はドライ・フィルム・レジストなどであってもよい。一実施形態では、レジスト層はリソ・プロセス、レーザー・ドリルプロセス等によりビア開口を形成するためにパターニング(又は露光/現像)されることが可能である。ビア開口は、非ブリッジ・インターフェース(又は部分/領域)内のダイ210〜212の第2導電性パッド251a〜251bのトップ表面を露出させることが可能である。
一部の実施形態では、ダイ210〜212の第2導電性パッド251a〜251bの露出したトップ表面それぞれにTMV222a〜222bを形成するために、導電性材料(例えば、Cu)がビア開口内に(又は、無電解成長した後にモールドで封止され平坦化されることが可能なリソ・ビア内に)配置される(又はめっきされる)。TMV222a〜222bは、導電性ピラー/相互接続部と言及されてもよい。TMV222a〜222bは、図1で上述したTMV122a〜122bと実質的に同様であってもよい。実施形態においては、TMV222は、レジスト層内のビア開口の完全な充填を確実にするために、レジスト層のトップ表面に被さってオーバーメッキされてもよい。一実施形態では、TMV222a〜222bは、第2導電性パッド251a〜251bからレジスト層のトップ表面まで/そこを超えて垂直向に延びることが可能である。一実施形態では、TMV222a〜222bは、電気めっきプロセスなどによって形成されることが可能である。
一実施形態では、TMV222a〜222bがオーバーメッキされると、オーバーメッキされたTMV222a〜222bは平坦化されることが可能であり、その結果、TMV222a〜222bのトップ表面はレジスト層のトップ表面と実質的に同一平面になる。この平坦化プロセスはまた、TMV222a〜222bが互いに実質的に同じ厚さを有することを可能にし、それによって半導体パッケージ200の何らかの厚さのばらつきを低減する。例えば、TMV222a〜222bが平坦化された後、TMV222a〜222bの露出表面は、ブリッジ240の露出表面と実質的に同一平面にあってもよい。一実施形態では、平坦化は、CMPプロセスなどを用いて実施することができる。平坦化プロセスは、阻止地点として機能するレジスト層の存在に起因して、高い精度を有する可能性がある。最後に、レジスト層は、アッシング、ウェット・ストリッピング等の任意の適切なプロセスで剥がされることが可能である。レジスト層を除去した後、シード層の部分は露出させられることが可能である。このように、露出したシード層は、エッチング・プロセスなどによってエッチングされてもよい。
ここで図2Fを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。一実施形態では、封止層280は、TMV222a〜22b、誘電体層242を有する薄型ブリッジ240、導電性パッド251a〜251b及び誘電体層255を有するダイ210〜212、並びに接着層261上に配置されてもよい。一実施形態では、封止層280は、TMV222a〜222bのトップ表面をカバーするように配置されてもよい。一実施形態では、封止層280は、モールド層及び/又は任意の同様の封止材料であってもよい。一実施形態では、モールド層280は、1つ以上のフィラー材料を含むエポキシ(例えば、軟質エポキシ、硬質エポキシ、不透明エポキシなど)を含んでもよい。実施形態によると、封止層280は、圧縮成形、積層などであってもよい。
封止層280は、図1で上述したのと実質的に同様な封止層180であってもよい。実施形態では、封止層280は平面化(又は研磨)されることが可能であり、その結果、TMV222a〜222bのトップ表面は、封止層280及び/又はブリッジ240のトップ表面と実質的に同一平面となる。更に、封止層280は、TMV222a〜222b及び/又はブリッジ240のトップ表面を露出するように平坦化/研磨される。実施形態では、平坦化はCMPプロセスなどを用いて実施することができる。
ここで図2Gを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。一実施形態では、HDP基板230は、封止層280、TMV222a〜222b、及びブリッジ240のトップ表面に被さって配置されることが可能である。このように、HDP基板230のブリッジ・インターフェースは、ブリッジ240の露出表面に直接的に配置されることが可能であり、それにより、ハイブリッド層241−243を有するブリッジ240は、ダイ211−212とHDP基板230との間に挟まれる。HDP基板230は、図1で説明したHDP基板130と実質的に類似していてもよい。従って、HDP基板230は、複数の導電性相互接続部231及び複数の第1導電性パッド218を含んでもよい。HDP基板230の導電性相互接続部231は、TMV222a〜222b及びダイ210〜212を、第1導電性パッド218に導電結合することができる。
一実施形態では、第1導電性パッド218は、上述のリソ・プロセスにより、HDP基板230のトップ表面に配置(又はメッキ)されてもよい。図2Lに示すように半導体パッケージ200が反転された後、第1導電性パッド218は、最終的に、HDP基板230より下方に位置し、HDP基板230のボトム表面に結合され、図1で上述した第1導電性パッド118と同様であることに留意されたい。一実施形態では、HDP基板230は、約2/2以下のL/Sを有する導電性トレース(又はライン)、リソ・ビア、ゼロ・ミスアライメント・ビア、及び/又は約18um以下のビア・パッドを有する1つ以上のRDL層を含んでもよい。一実施形態では、HDP基板230の第1導電性パッド218は、約80um以上のピッチを有することが可能である。
ここで図2Hを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。一実施形態では、封止層280が、第1導電性パッド218、HDP基板230、及び既存の封止層280に被さって更に配置され、HDP基板230、ブリッジ240、及びダイ210〜212を完全に包囲する(又は囲い込む/埋め込む)ことができる。封止層280は、図2Fにおいて上述した封止層280と実質的に動揺であってもよい。更に、一実施形態では、封止層280は、第1導電性パッド218のトップ表面を露出するように平坦化されることが可能であり、第1導電性パッド218のトップ表面は、封止層280のトップ表面と実質的に同一平面にあることが可能である。上述のように、封止層280は、CMPプロセスなどにより平坦化されることが可能である。
ここで図2Iを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。オプションとしての一実施形態では、複数のはんだボール223が、第1導電性パッド218の露出表面上に直接的に配置されて結合されてもよい。はんだボール223は、図1で上述したはんだボール123と実質的に同様であってもよい。
ここで図2Jを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。一実施形態では、キャリア201及び接着層261は、ダイ210〜212の(トップ)表面を露出させるために、配下のダイ210〜212及び封止層280から除去されてもよい。接着層261とともにキャリア201を除去した後、ダイ210〜212の(トップ)表面は、封止層280の(トップ)表面と実質的に同一平面上にある可能性がある。
ここで図2Kを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。一実施形態では、半導体パッケージ200は、個々のパッチ(又はパッケージ)を形成するために複数のパッチ(パッケージ)を個別化することが可能であり、これは図1で上述した半導体パッケージ100と実質的に同様である可能性がある。半導体パッケージ200のパッチの個片化は、図2Kのパッケージで示されるように、複数のパッチを1つのパッチに、ダイシング、ソーイング、レーザー加工などを行うことによって実現することができる。
ここで図2Lを参照すると、一実施形態による半導体パッケージ200の断面図が示されている。一実施形態では、HDP基板230の第1導電性パッド218は、パッケージ基板202のトップ表面に配置され結合される可能性がある。パッケージ基板202は、図1で上述したパッケージ基板102と実質的に同様であってもよい。更に、上述したように、アンダーフィル材料254は、封止層280及びパッケージ基板202に被さって配置されてもよく、ここで、アンダーフィル材料254は、HDP基板230とパッケージ基板202との間に配置されることが可能である。アンダーフィル材料254は、第1はんだボール223及び封止層280の一部を囲むことができる。アンダーフィル材料254は、図1で上述したアンダーフィル材料154と実質的に同様であってもよい。
図2A〜2Lの半導体パッケージ200は、所望のパッケージ設計に基づいて、より少ない、又は追加のパッケージ構成要素を含んでもよいことに留意されたい。
ここで図3を参照すると、一実施形態による半導体パッケージ300の断面図が示されている。半導体パッケージ300は、以下の相違点を除いて図1及び2A〜2Lの半導体パッケージ100及び200と実質的に類似していてもよく、相違点は、ダイ310〜312の2組それぞれが、2つのHDP基板330及び2つの薄型ブリッジ340上に配置されそれらに結合されている点、及び、必要であれば1つ以上の薄型ブリッジ340が複数のTSVを含み、それにより、TSVが必要である場合に、薄型ブリッジ340のTSVがHDP基板330に直接的に結合(又ははんだ付け)され、ダイ310〜312及び/又は基板301などのI/O回路に直接的に電力を供給することができる点である。
1組のダイ110−112が図1の1つのHDP基板130及び1つの薄型ブリッジ140の上に配置されて結合されているが、2組のダイ310−312は、図3の超微細ピッチでそれぞれのHDP基板330及び薄型ブリッジ340の上に配置されて通信可能に結合され、それにより、半導体パッケージ300の全体的なパフォーマンスを改善するために、追加のダイなどの追加の所望のICを追加する一方で、超薄ハイブリッド層341−343を有する1つの薄型ブリッジ340のみを使用して、半導体パッケージ300のかなり低減された全体厚さ(又はz方向高さ)を維持する。
また、薄型ブリッジ140は、図1における如何なるTSVも含まないハイブリッド層141−143を有するが、薄型ブリッジ340は、図3においてTSVを有するハイブリッド層341−343を実現することが可能であり、それによって、半導体パッケージ300の全体的な電力パフォーマンスを改善するように、それぞれのダイ310−312及び/又は基板301に電力を直接的に供給することができる。各パッチにおいて、2つのダイ310〜312、1つのHDP基板330、及び1つの薄型ブリッジ340が示されているが、各パッチにおいて、任意の数のダイ310〜312、HDP基板330、及び薄型ブリッジ340が、基板301に接して/被さって配置(又は位置決め)されてもよいことが理解されるべきである。なお、半導体パッケージ300は、図2K〜2Lに上述したように、2つのパッチ(又は複数のパッケージ)から個々のパッチ(又は複数のパッケージ)に単一化され得ることに留意されたい。
一実施形態において、基板301は、パッケージ基板、キャリア、インターポーザ、及び/又は類似のものであってもよい。上述のように、半導体パッケージ300は、図1の上述の半導体パッケージ100と実質的に類似してもよい。同様に、上述の半導体パッケージ300の構成要素は、図1の上述の半導体パッケージ100の構成要素と実質的に類似していてもよい。更に、基板301、ダイ310−312、TMV322a−b、はんだボール323、HDP基板330、導電性相互接続部331、薄型ブリッジ340、ハイブリッド層341−343、第1及び第2導電性パッド318及び351a−b、誘電体層355、及び封止層380は、図1に記載されているパッケージ基板101、ダイ110−112、TMV122a−b、はんだボール123、HDP基板130、導電性相互接続部131、薄型ブリッジ140、ハイブリッド 層141〜143、第1及び第2導電性パッド118〜151a〜b、誘電体層155、及び封止層180と実質的に同様であってもよい。
半導体パッケージ300は、所望のパッケージ設計に基づいて、より少ない又は追加のパッケージ構成要素を含むことができることに留意されたい。
図4は、一実施形態による、複数のダイ、HDP基板、ハイブリッド層を有する薄型ブリッジ、複数のTMV、及びパッケージ基板を有するデバイス・パッケージ410(又は半導体パッケージ)コンピュータ・システム400を示す概略ブロック図である。図4は、コンピューティング・デバイス400の例を示す。コンピューティング・デバイス400は、マザーボード402を収容する。マザーボード402は、プロセッサ404、デバイス・パッケージ410(又は半導体パッケージ)、及び少なくとも1つの通信チップ406を含むがこれらに限定されない多数の構成要素を含んでもよい。プロセッサ404は、マザーボード402に物理的及び電気的に結合される。幾つかの実施態様において、少なくとも1つの通信チップ406もまた、マザーボード402に物理的及び電気的に結合される。他の実施形態では、少なくとも1つの通信チップ406はプロセッサ404の一部である。
アプリケーションに応じて、コンピューティング・デバイス400は、マザーボード402に物理的及び電気的に結合されていてもいなくてもよい他の構成要素を含んでもよい。これらの他の構成要素は、揮発性メモリ(例えば、DRAM)、不揮発性メモリ(例えば、ROM)、フラッシュ・メモリ、グラフィックス・プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、暗号プロセッサ、チップセット、アンテナ、ディスプレイ、タッチスクリーン・ディスプレイ、タッチスクリーン・コントローラ、バッテリ、オーディオ・コーデック、ビデオ・コーデック、電力増幅器、グローバル・ポジショニング・システム(GPS)デバイス、コンパス、加速度計、ジャイロスコープ、スピーカ、カメラ、及び大容量記憶装置(ハード・ディスク・ドライブ、コンパクト・ディスク(CD)、デジタル汎用ディスク(DVD)など)を含まれるが、これらに限定されない。
少なくとも1つの通信チップ406は、コンピューティング装置への及びそこからのデータ転送のための無線通信を可能にする。用語「無線」及びその派生語は、非固体媒体を経由する変調された電磁放射を利用することによりデータを通信することができる回路、装置、システム、方法、技術、通信チャネルなどを記述するためにされる可能性がある。この用語は、関連するデバイスが如何なるワイヤも含まないことを意味するのではないが、幾つかの実施形態では、有しないかもしれない。少なくとも1つの通信チップ406は、Wi−Fi(IEEE802.11ファミリー)、WiMAX(IEEE802.112ファミリー)、IEEE802.20、ロング・ターム・エボリューション(LTE)、Ev−DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、Bluetooth(登録商標)、それらの派生物、ならびに3G、4G、5G及びそれを超えるものとして指定される他の任意の無線プロトコルを含むが、これらに限定されない任意の多数の無線標準又はプロトコルを実装することができる。コンピューティング装置400は、複数の通信チップ406を含んでもよい。例えば、第1通信チップ406は、Wi−Fi及びBluetoothのようなより短い範囲の無線通信に専用であってもよく、第2通信チップ406は、GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev−DOのようなより長い範囲の無線通信に専用であってもよい。
コンピューティング装置400のプロセッサ404は、プロセッサ404内にパッケージされた集積回路ダイを含む。デバイス・パッケージ410は、基板、パッケージ基板、及び/又はPCBを含み得るがこれらに限定されない半導体パッケージであってもよい。一実施形態では、デバイス・パッケージ410は、本明細書に記載される図1〜3の半導体パッケージと実質的に同様であってもよい。デバイス・パッケージ410は、ダイ、HDP基板、ハイブリッド層を有する薄型ブリッジ、様々な幅を有する相互接続部(例えば、図1の導電性パッド151a〜151b及びTMV122a〜122b)、及び本明細書に記載のパッケージ基板(例えば、図1〜3の半導体パッケージを用いて上述したようなもの)、又は本明細書に記載された図中の任意の他の構成要素を含んでもよい。
デバイス・パッケージ410は、単一のコンポーネント/デバイス、コンポーネントのサブセット、及び/又はシステム全体であってもよいことに留意されたい:なぜなら、材料、特徴、及びコンポーネントは、本明細書に記載されるような超微細ピッチ及び極薄ハイブリッド層を有する、ダイとHDP基板との間にロック/結合/配置される半田無し超薄ブリッジを必要とする可能性があるデバイス・パッケージ410及び/又はコンピュータ装置400の任意の他のコンポーネント(例えば、マザーボード402、プロセッサ404、及び/又は、本明細書に記載する半導体パッケージの実施形態を必要とする可能性があるコンピュータ装置400の任意の他のコンポーネント)に限定される可能性があるからである。
特定の実施形態では、集積回路ダイは、コンピューティング装置のz方向高さを低減するために、本明細書に記載されているような、無線通信で使用する熱的に安定なRFIC及びアンテナを含むパッケージ基板上の1つ以上の装置と共にパッケージングされてもよい。用語「プロセッサ」は、電子データをレジスタ及び/又はメモリに記憶することが可能な他の電子データに変換するために、レジスタ及び/又はメモリからの電子データを処理する任意のデバイス又はデバイスの一部を指す可能性がある。
少なくとも1つの通信チップ406は、通信チップ406内にパッケージされた集積回路ダイも含む。幾つかの実施形態では、通信チップ406の集積回路ダイは、本明細書に記載されるように、1つ以上のデバイス・パッケージを含むパッケージ基板上の1つ以上のデバイスとともにパッケージングされてもよい。
以上の説明において、実施形態はそのうちの特定の例示的な実施形態を参照して説明されてきた。しかしながら、これらの用語及び類似する全ての用語は、適切な物理量に関連付けられるべきであり、且つこれらの物理量に適用される単なる便宜的なラベルであるに過ぎないことに留意すべきである。より広い精神及び範囲から逸脱することなく、種々の修正がそれらに行われてよいことは明らかであろう。したがって、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく、例示的な意味に解釈されるべきである。
以下の具体例は更なる実施例に関連する。様々な実施形態の様々な特徴は、多種多様なアプリケーションに適合するように、一部は包含され他の一部は除外されて様々に組み合わされる可能性がある。
以下の具体例は更なる実施形態に関連する:
具体例1は半導体パッケージであり、半導体パッケージは:HPD基板にあり、ハイブリッド層を含むブリッジ;前記ブリッジ及び前記HDP基板の上にある複数のダイであって、前記ブリッジは前記複数のダイと前記HDP基板との間に結合され、前記ブリッジは前記複数のダイのうちの2つのダイに前記ハイブリッド層により直接的に結合され、前記ブリッジの前記ハイブリッド層のトップ表面は前記複数のダイのボトム表面に直に接触し、前記ブリッジのボトム表面は前記HDP基板のトップ表面に直に接触している、複数のダイ;及び前記HDP基板にある複数のTMVであって、前記複数のTMVは前記HDP基板を前記複数のダイに結合し、前記複数のTMVは前記ブリッジの厚みに実質的に等しい厚みを有する、複数のTMVを有する。
具体例2では、具体例1の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記ブリッジの前記ハイブリッド層は複数の導電性パッドと誘電体とを含み、前記誘電体は前記複数の導電性パッドを包囲している。
具体例3では、具体例1−2の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記ブリッジの前記ハイブリッド層は表面仕上げ部を更に含み、前記表面仕上げ部は前記複数の導電性パッドのトップ表面に直に接触している。
具体例4では、具体例1−3の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記複数の導電性パッドは複数の銅パッドであり、前記誘電体は二酸化シリコン材料を含み、前記表面仕上げ部は錫材料を含む。
具体例5では、具体例1−4の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記ブリッジはEMIBであり、前記EMIBは前記複数のダイに通信可能に結合されている。
具体例6では、具体例1−5の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記HDP基板は複数の導電性相互接続部を含み、前記複数のダイは複数の第2導電性パッドと第1誘電体とを含み、前記複数の第2導電性パッドと前記第1誘電体とは前記複数のダイの前記ボトム表面にあり、前記第1誘電体は前記複数の第2導電性パッドを包囲し、前記複数のTMVは前記HDP基板の前記トップ表面から前記複数のダイの前記ボトム表面へ垂直に延び、前記複数のTMVは、前記HDP基板の前記複数の導電性接続部を、前記複数のダイの前記複数の第2導電性パッドに導電性結合している。
具体例7では、具体例1−6の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:即ち、前記HDP基板のボトム表面にある複数の第1導電性パッドであって、前記HDP基板はパッケージ基板の上にあり、前記HDP基板の前記複数の第1導電性パッドは前記パッケージ基板に複数のはんだボールにより導電性結合されている、複数の第1導電性パッド;前記複数のダイ、前記複数の第1及び第2導電性パッド、前記第1誘電体、前記複数のTMV、前記ブリッジ、前記ハイブリッド層、前記HDP基板の上で包囲している封止層であって、前記封止層は、前記複数のダイのトップ表面と実質的に同一平面にあるトップ表面を有し、前記複数の第1導電性パッドのボトム表面と実質的に同一平面にあるボトム表面を有する封止層;及び前記封止層及び前記パッケージ基板の上にあるアンダーフィル材料であって、前記アンダーフィル材料は、前記封止層の前記ボトム表面と前記パッケージ基板のトップ表面との間にあり、前記アンダーフィル材料は前記封止層と前記複数のはんだボールとを包囲している、アンダーフィル材料を含む。
具体例8では、具体例1−7の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記複数のTMVは複数の第1TMVと複数の第2TMVとを含み、前記複数の第1TMVは、前記複数の第2TMVの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第2導電性パッドは、複数の第3導電性パッドと複数の第4導電性パッドとを含み、前記複数の第3導電性パッドは、前記複数の第4導電性パッドの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第1TMVは前記複数の第3導電性パッドに直接的に結合され、前記複数の第2TMVは前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合されている。
具体例9では、具体例1−8の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記表面仕上げ部は、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合され、前記表面仕上げ部は、前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記複数の導電性パッドと、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドとの間に直にある。
具体例10では、具体例1−9の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記ブリッジは薄型ブリッジであり、前記薄型ブリッジは約15um以下の厚みを有し、前記薄型ブリッジは前記複数のダイのうちの前記2つのダイと前記HDP基板とに、はんだ材料によらずに直接的に結合され、前記薄型ブリッジは、前記HDP基板と前記複数のダイとを結合する複数のTSVを含む。
具体例11は半導体パッケージを形成する方法であり、方法は:キャリアの上に複数のダイを配置するステップであって、前記複数のダイは前記キャリアに接着層により結合される、ステップ;前記複数のダイのうちの2つのダイの上にブリッジを配置するステップであって、前記ブリッジはハイブリッド層を含み、前記ブリッジは前記2つのダイに前記ハイブリッド層により直接的に結合される、ステップ;前記複数のダイの上に複数のTMVを配置するステップであって、前記複数のTMVは前記ブリッジを包囲する、ステップ;前記複数のダイ、前記ブリッジ、前記ハイブリッド層、前記複数のTMV、及び前記接着層の上に封止層を配置するステップ;及び前記封止層、前記複数のTMV、前記ブリッジ、及び前記複数のダイの上にHDP基板を配置するステップであって、前記複数のTMVは前記HDP基板を前記複数のダイに結合し、前記複数のTMVは、前記ブリッジの厚みに実質的に等しい厚みを有し、前記ブリッジは、前記複数のダイと前記HDP基板との間に結合され、前記ブリッジの前記ハイブリッド層のトップ表面は、前記複数のダイのボトム表面に直に接触し、前記ブリッジのボトム表面は、前記HDP基板のトップ表面に直に接触している、ステップを有する。
具体例12では、具体例11の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記ブリッジの前記ハイブリッド層は複数の導電性パッドと誘電体とを含み、前記誘電体は前記複数の導電性パッドを包囲している。
具体例13では、具体例11-12の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記ブリッジの前記ハイブリッド層は表面仕上げ部を更に含み、前記表面仕上げ部は前記複数の導電性パッドのトップ表面に直に接触している。
具体例14では、具体例11-13の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:複数の導電性パッドは複数の銅パッドであり、前記誘電体は二酸化シリコン材料を含み、前記表面仕上げ部は錫材料を含む。
具体例15では、具体例11-14の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記ブリッジはEMIBであり、前記EMIBは前記複数のダイに通信可能に結合されている。
具体例16では、具体例11-15の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記HDP基板は複数の導電性相互接続部を含み、前記複数のダイは複数の第2導電性パッドと第1誘電体とを含み、前記複数の第2導電性パッドと前記第1誘電体とは前記複数のダイの前記ボトム表面にあり、前記第1誘電体は前記複数の第2導電性パッドを包囲し、前記複数のTMVは前記HDP基板の前記トップ表面から前記複数のダイの前記ボトム表面へ垂直に延び、前記複数のTMVは、前記HDP基板の前記複数の導電性接続部を、前記複数のダイの前記複数の第2導電性パッドに導電性結合している。
具体例17では、具体例11-16の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:即ち、前記HDP基板のボトム表面に複数の第1導電性パッドを配置するステップ;前記複数の第1導電性パッドと前記HDP基板との上で包囲する前記封止層を配置するステップであって、前記封止層は、前記複数のダイ、前記複数の第1及び第2導電性パッド、前記第1誘電体、前記複数のTMV、前記ブリッジ、前記ハイブリッド層、前記HDP基板を包囲し、前記封止層は、前記複数のダイのトップ表面と実質的に同一平面にあるトップ表面を有し、前記封止層は、前記複数の第1導電性パッドのボトム表面と実質的に同一平面にあるボトム表面を有する、ステップ;前記封止層の前記トップ表面と前記複数のダイの前記トップ表面とを露出させるために前記キャリアを除去するステップ;前記封止層の前記ボトム表面と前記HDP基板とをキャリア基板の上に配置するステップであって、前記HDP基板の前記複数の第1導電性パッドは、前記パッケージ基板に複数のはんだボールにより導電性結合される、ステップ;及び前記封止層及び前記パッケージ基板の上にアンダーフィル材料を配置するステップであって、前記アンダーフィル材料は、前記封止層の前記ボトム表面と前記パッケージ基板のトップ表面との間にあり、前記アンダーフィル材料は前記封止層と前記複数のはんだボールとを包囲している、ステップを含む。
具体例18では、具体例11-17の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記複数のTMVは複数の第1TMVと複数の第2TMVとを含み、前記複数の第1TMVは、前記複数の第2TMVの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第2導電性パッドは、複数の第3導電性パッドと複数の第4導電性パッドとを含み、前記複数の第3導電性パッドは、前記複数の第4導電性パッドの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第1TMVは前記複数の第3導電性パッドに直接的に結合され、前記複数の第2TMVは前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合されている。
具体例19では、具体例11-18の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記表面仕上げ部は、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合され、前記表面仕上げ部は、前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記複数の導電性パッドと、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドとの間に直にある。
具体例20では、具体例11-19の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記ブリッジは薄型ブリッジであり、前記薄型ブリッジは約15um以下の厚みを有し、前記薄型ブリッジは前記複数のダイのうちの前記2つのダイと前記HDP基板とに、はんだ材料によらずに直接的に結合され、前記薄型ブリッジは、前記HDP基板と前記複数のダイとを結合する複数のTSVを含む。
具体例21は半導体パッケージであり、半導体パッケージは:パッケージ基板の上にあるHDP基板;前記HDP基板にあり、ハイブリッド層を含むブリッジであって、前記ハイブリッド層は、複数の導電性パッドと、表面仕上げ部と、誘電体とを含む、ブリッジ;前記ブリッジ及び前記HDP基板の上にある複数のダイであって、前記ブリッジは前記複数のダイと前記HDP基板との間に結合され、前記ブリッジは前記複数のダイのうちの2つのダイに前記ハイブリッド層により直接的に結合され、前記ブリッジの前記ハイブリッド層のトップ表面は前記複数のダイのボトム表面に直に接触し、前記ブリッジのボトム表面は前記HDP基板のトップ表面に直に接触している、複数のダイ;前記HDP基板にある複数のTMVであって、前記複数のTMVは前記HDP基板を前記複数のダイに結合し、前記複数のTMVは前記ブリッジの厚みに実質的に等しい厚みを有する、複数のTMV;前記複数のダイ、前記複数のTMV、前記ブリッジ、前記ハイブリッド層、及び前記HDP基板の上で包囲している封止層であって、前記封止層は、前記複数のダイのトップ表面に直に接触するトップ表面を有する、封止層を有する。
具体例22では、具体例21の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記誘電体は前記複数の導電性パッドを包囲し、前記表面仕上げ部は前記複数の導電性パッドのトップ表面に直に接触し、前記複数の導電性パッドは複数の銅パッドであり、前記誘電体は二酸化シリコン材料を含み、前記表面仕上げ部は錫材料を含み、前記ブリッジはEMIBであり、前記EMIBは前記複数のダイに通信可能に結合されている。
具体例23では、具体例21-22の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記HDP基板は複数の導電性相互接続部を含み、前記複数のダイは複数の第2導電性パッドと第1誘電体とを含み、前記複数の第2導電性パッドと前記第1誘電体とは前記複数のダイの前記ボトム表面にあり、前記第1誘電体は前記複数の第2導電性パッドを包囲し、前記複数のTMVは前記HDP基板の前記トップ表面から前記複数のダイの前記ボトム表面へ垂直に延び、前記複数のTMVは、前記HDP基板の前記複数の導電性接続部を、前記複数のダイの前記複数の第2導電性パッドに導電性結合している。
具体例24では、具体例21-23の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:即ち、前記HDP基板のボトム表面にある複数の第1導電性パッドであって、前記HDP基板の前記複数の第1導電性パッドは、前記パッケージ基板に複数のはんだボールにより導電性結合され、前記封止層は、前記複数のダイ、前記複数の第1及び第2導電性パッド、前記第1誘電体、前記複数のTMV、前記ブリッジ、前記ハイブリッド層、前記HDP基板を包囲し、前記封止層は、前記複数の第1導電性パッドのボトム表面と実質的に同一平面にあるボトム表面を有する、複数の第1導電性パッド;前記封止層及び前記パッケージ基板の上にあるアンダーフィル材料であって、前記アンダーフィル材料は、前記封止層の前記ボトム表面と前記パッケージ基板のトップ表面との間にあり、前記アンダーフィル材料は前記封止層と前記複数のはんだボールとを包囲している、アンダーフィル材料;及び前記複数のダイの前記トップ表面と前記封止層の前記トップ表面との上にある1つ以上のサーマル・デバイスを含む。
具体例25では、具体例21-24の対象事項がオプションとして次の特徴を含むことができる:前記複数のTMVは複数の第1TMVと複数の第2TMVとを含み、前記複数の第1TMVは、前記複数の第2TMVの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第2導電性パッドは、複数の第3導電性パッドと複数の第4導電性パッドとを含み、前記複数の第3導電性パッドは、前記複数の第4導電性パッドの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第1TMVは前記複数の第3導電性パッドに直接的に結合され、前記複数の第2TMVは前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合され、前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記表面仕上げ部は、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合され、前記表面仕上げ部は、前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記複数の導電性パッドと、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドとの間にあり、前記ブリッジは薄型ブリッジであり、前記薄型ブリッジは約15um以下の厚みを有し、前記薄型ブリッジは前記複数のダイのうちの前記2つのダイと前記HDP基板とに、はんだ材料によらずに直接的に結合され、前記薄型ブリッジは、前記HDP基板と前記複数のダイとを結合する複数のTSVを含む。
本明細書において、方法及び装置はそれらのうちの特定の例示的な実施形態を参照して説明されてきた。広範囲に及ぶ本精神及び目的から逸脱することなく、それらに対して様々な変形が施されてもよいことは明らかであろう。従って明細書及び図面は限定的な意味ではなく例示的な意味に解釈されるべきである。
Claims (25)
- 半導体パッケージであって:
高密度パッケージ(HPD)基板にあり、ハイブリッド層を含むブリッジ;
前記ブリッジ及び前記HDP基板の上にある複数のダイであって、前記ブリッジは前記複数のダイと前記HDP基板との間に結合され、前記ブリッジは前記複数のダイのうちの2つのダイに前記ハイブリッド層により直接的に結合され、前記ブリッジの前記ハイブリッド層のトップ表面は前記複数のダイのボトム表面に直に接触し、前記ブリッジのボトム表面は前記HDP基板のトップ表面に直に接触している、複数のダイ;及び
前記HDP基板にある複数のスルー・モールド・ビア(TMV)であって、前記複数のTMVは前記HDP基板を前記複数のダイに結合し、前記複数のTMVは前記ブリッジの厚みに実質的に等しい厚みを有する、複数のTMV;
を有する半導体パッケージ。 - 前記ブリッジの前記ハイブリッド層は複数の導電性パッドと誘電体とを含み、前記誘電体は前記複数の導電性パッドを包囲している、請求項1に記載の半導体パッケージ。
- 前記ブリッジの前記ハイブリッド層は表面仕上げ部を更に含み、前記表面仕上げ部は前記複数の導電性パッドのトップ表面に直に接触している、請求項2に記載の半導体パッケージ。
- 前記複数の導電性パッドは複数の銅パッドであり、前記誘電体は二酸化シリコン材料を含み、前記表面仕上げ部は錫材料又は銅材料を含む、請求項3に記載の半導体パッケージ。
- 前記ブリッジは埋め込みマルチダイ相互接続ブリッジ(EMIB)であり、前記EMIBは前記複数のダイに通信可能に結合されている、請求項1、2、3又は4に記載の半導体パッケージ。
- 前記HDP基板は複数の導電性相互接続部を含み、前記複数のダイは複数の第2導電性パッドと第1誘電体とを含み、前記複数の第2導電性パッドと前記第1誘電体とは前記複数のダイの前記ボトム表面にあり、前記第1誘電体は前記複数の第2導電性パッドを包囲し、前記複数のTMVは前記HDP基板の前記トップ表面から前記複数のダイの前記ボトム表面へ垂直に延び、前記複数のTMVは、前記HDP基板の前記複数の導電性接続部を、前記複数のダイの前記複数の第2導電性パッドに導電性結合している、請求項1、2、3又は4に記載の半導体パッケージ。
- 前記HDP基板のボトム表面にある複数の第1導電性パッドであって、前記HDP基板はパッケージ基板の上にあり、前記HDP基板の前記複数の第1導電性パッドは前記パッケージ基板に複数のはんだボールにより導電性結合されている、複数の第1導電性パッド;
前記複数のダイ、前記複数の第1及び第2導電性パッド、前記第1誘電体、前記複数のTMV、前記ブリッジ、前記ハイブリッド層、前記HDP基板の上で包囲している封止層であって、前記封止層は、前記複数のダイのトップ表面と実質的に同一平面にあるトップ表面を有し、前記複数の第1導電性パッドのボトム表面と実質的に同一平面にあるボトム表面を有する封止層;及び
前記封止層及び前記パッケージ基板の上にあるアンダーフィル材料であって、前記アンダーフィル材料は、前記封止層の前記ボトム表面と前記パッケージ基板のトップ表面との間にあり、前記アンダーフィル材料は前記封止層と前記複数のはんだボールとを包囲している、アンダーフィル材料;
を更に有する請求項1、2、3又は4に記載の半導体パッケージ。 - 前記複数のTMVは複数の第1TMVと複数の第2TMVとを含み、前記複数の第1TMVは、前記複数の第2TMVの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第2導電性パッドは、複数の第3導電性パッドと複数の第4導電性パッドとを含み、前記複数の第3導電性パッドは、前記複数の第4導電性パッドの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第1TMVは前記複数の第3導電性パッドに直接的に結合され、前記複数の第2TMVは前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合されている、請求項1、2、3又は4に記載の半導体パッケージ。
- 前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記表面仕上げ部は、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合され、前記表面仕上げ部は、前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記複数の導電性パッドと、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドとの間に直にある、請求項3又は4に記載の半導体パッケージ。
- 前記ブリッジは薄型ブリッジであり、前記薄型ブリッジは約15um以下の厚みを有し、前記薄型ブリッジは前記複数のダイのうちの前記2つのダイと前記HDP基板とに、はんだ材料によらずに直接的に結合され、前記薄型ブリッジは、前記HDP基板と前記複数のダイとを結合する複数のスルー・シリコン・ビア(TSV)を含む、請求項1、2、3又は4に記載の半導体パッケージ。
- 半導体パッケージを形成する方法であって:
キャリアの上に複数のダイを配置するステップであって、前記複数のダイは前記キャリアに接着層により結合される、ステップ;
前記複数のダイのうちの2つのダイの上にブリッジを配置するステップであって、前記ブリッジはハイブリッド層を含み、前記ブリッジは前記2つのダイに前記ハイブリッド層により直接的に結合される、ステップ;
前記複数のダイの上に複数のTMVを配置するステップであって、前記複数のTMVは前記ブリッジを包囲する、ステップ;
前記複数のダイ、前記ブリッジ、前記ハイブリッド層、前記複数のTMV、及び前記接着層の上に封止層を配置するステップ;及び
前記封止層、前記複数のTMV、前記ブリッジ、及び前記複数のダイの上にHDP基板を配置するステップであって、前記複数のTMVは前記HDP基板を前記複数のダイに結合し、前記複数のTMVは、前記ブリッジの厚みに実質的に等しい厚みを有し、前記ブリッジは、前記複数のダイと前記HDP基板との間に結合され、前記ブリッジの前記ハイブリッド層のトップ表面は、前記複数のダイのボトム表面に直に接触し、前記ブリッジのボトム表面は、前記HDP基板のトップ表面に直に接触している、ステップ;
を有する方法。 - 前記ブリッジの前記ハイブリッド層は複数の導電性パッドと誘電体とを含み、前記誘電体は前記複数の導電性パッドを包囲している、請求項11に記載の方法。
- 前記ブリッジの前記ハイブリッド層は表面仕上げ部を更に含み、前記表面仕上げ部は前記複数の導電性パッドのトップ表面に直に接触している、請求項12に記載の方法。
- 前記複数の導電性パッドは複数の銅パッドであり、前記誘電体は二酸化シリコン材料を含み、前記表面仕上げ部は錫材料又は銅材料を含む、請求項13に記載の方法。
- 前記ブリッジはEMIBであり、前記EMIBは前記複数のダイに通信可能に結合されている、請求項11、12、13又は14に記載の方法。
- 前記HDP基板は複数の導電性相互接続部を含み、前記複数のダイは複数の第2導電性パッドと第1誘電体とを含み、前記複数の第2導電性パッドと前記第1誘電体とは前記複数のダイの前記ボトム表面にあり、前記第1誘電体は前記複数の第2導電性パッドを包囲し、前記複数のTMVは前記HDP基板の前記トップ表面から前記複数のダイの前記ボトム表面へ垂直に延び、前記複数のTMVは、前記HDP基板の前記複数の導電性接続部を、前記複数のダイの前記複数の第2導電性パッドに導電性結合している、請求項11、12、13又は14に記載の方法。
- 前記HDP基板のボトム表面に複数の第1導電性パッドを配置するステップ;
前記複数の第1導電性パッドと前記HDP基板との上で包囲する前記封止層を配置するステップであって、前記封止層は、前記複数のダイ、前記複数の第1及び第2導電性パッド、前記第1誘電体、前記複数のTMV、前記ブリッジ、前記ハイブリッド層、前記HDP基板を包囲し、前記封止層は、前記複数のダイのトップ表面と実質的に同一平面にあるトップ表面を有し、前記封止層は、前記複数の第1導電性パッドのボトム表面と実質的に同一平面にあるボトム表面を有する、ステップ;
前記封止層の前記トップ表面と前記複数のダイの前記トップ表面とを露出させるために前記キャリアを除去するステップ;
前記封止層の前記ボトム表面と前記HDP基板とをキャリア基板の上に配置するステップであって、前記HDP基板の前記複数の第1導電性パッドは、前記パッケージ基板に複数のはんだボールにより導電性結合される、ステップ;
前記封止層及び前記パッケージ基板の上にアンダーフィル材料を配置するステップであって、前記アンダーフィル材料は、前記封止層の前記ボトム表面と前記パッケージ基板のトップ表面との間にあり、前記アンダーフィル材料は前記封止層と前記複数のはんだボールとを包囲している、ステップ;
を更に有する請求項11、12、13又は14に記載の方法。 - 前記複数のTMVは複数の第1TMVと複数の第2TMVとを含み、前記複数の第1TMVは、前記複数の第2TMVの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第2導電性パッドは、複数の第3導電性パッドと複数の第4導電性パッドとを含み、前記複数の第3導電性パッドは、前記複数の第4導電性パッドの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第1TMVは前記複数の第3導電性パッドに直接的に結合され、前記複数の第2TMVは前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合されている、請求項11、12、13又は14に記載の方法。
- 前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記表面仕上げ部は、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合され、前記表面仕上げ部は、前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記複数の導電性パッドと、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドとの間に直にある、請求項13又は14に記載の方法。
- 前記ブリッジは薄型ブリッジであり、前記薄型ブリッジは約15um以下の厚みを有し、前記薄型ブリッジは前記複数のダイのうちの前記2つのダイと前記HDP基板とに、はんだ材料によらずに直接的に結合され、前記薄型ブリッジは、前記HDP基板と前記複数のダイとを結合する複数のTSVを含む、請求項11、12、13又は14に記載の方法。
- 半導体パッケージであって:
パッケージ基板の上にあるHDP基板;
前記HDP基板にあり、ハイブリッド層を含むブリッジであって、前記ハイブリッド層は、複数の導電性パッドと、表面仕上げ部と、誘電体とを含む、ブリッジ;
前記ブリッジ及び前記HDP基板の上にある複数のダイであって、前記ブリッジは前記複数のダイと前記HDP基板との間に結合され、前記ブリッジは前記複数のダイのうちの2つのダイに前記ハイブリッド層により直接的に結合され、前記ブリッジの前記ハイブリッド層のトップ表面は前記複数のダイのボトム表面に直に接触し、前記ブリッジのボトム表面は前記HDP基板のトップ表面に直に接触している、複数のダイ;
前記HDP基板にある複数のTMVであって、前記複数のTMVは前記HDP基板を前記複数のダイに結合し、前記複数のTMVは前記ブリッジの厚みに実質的に等しい厚みを有する、複数のTMV;及び
前記複数のダイ、前記複数のTMV、前記ブリッジ、前記ハイブリッド層、及び前記HDP基板の上で包囲している封止層であって、前記封止層は、前記複数のダイのトップ表面と実質的に同一平面にあるトップ表面を有する、封止層;
を有する半導体パッケージ。 - 前記誘電体は前記複数の導電性パッドを包囲し、前記表面仕上げ部は前記複数の導電性パッドのトップ表面に直に接触し、前記複数の導電性パッドは複数の銅パッドであり、前記誘電体は二酸化シリコン材料を含み、前記表面仕上げ部は錫材料又は銅材料を含み、前記ブリッジはEMIBであり、前記EMIBは前記複数のダイに通信可能に結合されている、請求項21又は22に記載の半導体パッケージ。
- 前記HDP基板は複数の導電性相互接続部を含み、前記複数のダイは複数の第2導電性パッドと第1誘電体とを含み、前記複数の第2導電性パッドと前記第1誘電体とは前記複数のダイの前記ボトム表面にあり、前記第1誘電体は前記複数の第2導電性パッドを包囲し、前記複数のTMVは前記HDP基板の前記トップ表面から前記複数のダイの前記ボトム表面へ垂直に延び、前記複数のTMVは、前記HDP基板の前記複数の導電性接続部を、前記複数のダイの前記複数の第2導電性パッドに導電性結合している、請求項22に記載の半導体パッケージ。
- 前記HDP基板のボトム表面にある複数の第1導電性パッドであって、前記HDP基板の前記複数の第1導電性パッドは、前記パッケージ基板に複数のはんだボールにより導電性結合され、前記封止層は、前記複数のダイ、前記複数の第1及び第2導電性パッド、前記第1誘電体、前記複数のTMV、前記ブリッジ、前記ハイブリッド層、前記HDP基板を包囲し、前記封止層は、前記複数の第1導電性パッドのボトム表面と実質的に同一平面にあるボトム表面を有する、複数の第1導電性パッド;
前記封止層及び前記パッケージ基板の上にあるアンダーフィル材料であって、前記アンダーフィル材料は、前記封止層の前記ボトム表面と前記パッケージ基板のトップ表面との間にあり、前記アンダーフィル材料は前記封止層と前記複数のはんだボールとを包囲している、アンダーフィル材料;及び
前記複数のダイの前記トップ表面と前記封止層の前記トップ表面との上にある1つ以上のサーマル・デバイス;
を更に有する請求項21又は22に記載の半導体パッケージ。 - 前記複数のTMVは複数の第1TMVと複数の第2TMVとを含み、前記複数の第1TMVは、前記複数の第2TMVの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第2導電性パッドは、複数の第3導電性パッドと複数の第4導電性パッドとを含み、前記複数の第3導電性パッドは、前記複数の第4導電性パッドの幅よりも大きな幅を有し、前記複数の第1TMVは前記複数の第3導電性パッドに直接的に結合され、前記複数の第2TMVは前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合され、前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記表面仕上げ部は、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドに直接的に結合され、前記表面仕上げ部は、前記ブリッジの前記ハイブリッド層の前記複数の導電性パッドと、前記複数のダイのうちの前記2つのダイの前記複数の第4導電性パッドとの間に直にあり、前記ブリッジは薄型ブリッジであり、前記薄型ブリッジは約15um以下の厚みを有し、前記薄型ブリッジは前記複数のダイのうちの前記2つのダイと前記HDP基板とに、はんだ材料によらずに直接的に結合され、前記薄型ブリッジは、前記HDP基板と前記複数のダイとを結合する複数のTSVを含む、請求項21又は22に記載の半導体パッケージ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/534,027 US11756889B2 (en) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | Ultrathin bridge and multi-die ultrafine pitch patch architecture and method of making |
US16/534,027 | 2019-08-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021027334A true JP2021027334A (ja) | 2021-02-22 |
Family
ID=74188694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020108349A Pending JP2021027334A (ja) | 2019-08-07 | 2020-06-24 | 超薄型ブリッジ及びマルチダイ・ウルトラファイン・ピッチ・パッチ・アーキテクチャ及び製造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11756889B2 (ja) |
JP (1) | JP2021027334A (ja) |
KR (1) | KR20210018039A (ja) |
CN (1) | CN112349677A (ja) |
DE (1) | DE102020117971A1 (ja) |
SG (1) | SG10202006474TA (ja) |
TW (1) | TW202121616A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11784151B2 (en) * | 2020-07-22 | 2023-10-10 | Qualcomm Incorporated | Redistribution layer connection |
DE102021115388A1 (de) * | 2021-02-12 | 2022-08-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Chiplet-interposer |
US20230095134A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-03-30 | Taiwanj Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Method and structure for a bridge interconnect |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10340253B2 (en) * | 2017-09-26 | 2019-07-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Package structure and method of manufacturing the same |
CN110197793A (zh) * | 2018-02-24 | 2019-09-03 | 华为技术有限公司 | 一种芯片及封装方法 |
-
2019
- 2019-08-07 US US16/534,027 patent/US11756889B2/en active Active
-
2020
- 2020-06-19 CN CN202010568920.9A patent/CN112349677A/zh active Pending
- 2020-06-19 TW TW109120916A patent/TW202121616A/zh unknown
- 2020-06-24 JP JP2020108349A patent/JP2021027334A/ja active Pending
- 2020-07-06 SG SG10202006474TA patent/SG10202006474TA/en unknown
- 2020-07-06 KR KR1020200082935A patent/KR20210018039A/ko unknown
- 2020-07-08 DE DE102020117971.5A patent/DE102020117971A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112349677A (zh) | 2021-02-09 |
SG10202006474TA (en) | 2021-03-30 |
DE102020117971A1 (de) | 2021-02-11 |
US11756889B2 (en) | 2023-09-12 |
US20210043570A1 (en) | 2021-02-11 |
KR20210018039A (ko) | 2021-02-17 |
TW202121616A (zh) | 2021-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7282794B2 (ja) | 小型電子アセンブリ | |
US20230260914A1 (en) | Multi-die ultrafine pitch patch architecture and method of making | |
US8916981B2 (en) | Epoxy-amine underfill materials for semiconductor packages | |
US10998272B2 (en) | Organic interposers for integrated circuit packages | |
US11302599B2 (en) | Heat dissipation device having a thermally conductive structure and a thermal isolation structure in the thermally conductive structure | |
JP2021027334A (ja) | 超薄型ブリッジ及びマルチダイ・ウルトラファイン・ピッチ・パッチ・アーキテクチャ及び製造方法 | |
US20210118756A1 (en) | Hybrid interposer of glass and silicon to reduce thermal crosstalk | |
US20130313727A1 (en) | Multi-stacked bbul package | |
CN114664772A (zh) | 使用高密度互连桥接器的2xd模块的组件 | |
US11721632B2 (en) | Hybrid core substrate architecture for high speed signaling and FLI/SLI reliability and its making | |
TW202245199A (zh) | 具有嵌入式蝕刻停止以控制其中玻璃層中的腔深度的電子基板 | |
US20240038729A1 (en) | Double-sided substrate with cavities for direct die-to-die interconnect | |
TW202203392A (zh) | 積體電路封裝之模具材料層內的高導熱性、高模數結構 | |
US20210193547A1 (en) | 3d buildup of thermally conductive layers to resolve die height differences | |
CN115842005A (zh) | 包括焊料和非焊料互连的微电子组件 | |
US11823972B2 (en) | Thermal management solutions that reduce inductive coupling between stacked integrated circuit devices | |
US11621208B2 (en) | Thermal management solutions that reduce inductive coupling between stacked integrated circuit devices | |
US20220399307A1 (en) | Electronic substrate core having an embedded laser stop to control depth of an ultra-deep cavity | |
WO2020168530A1 (en) | Film in substrate for releasing z stack-up constraint | |
TW202329391A (zh) | 包括電橋的微電子組件 | |
CN115394744A (zh) | 用于电子衬底的混合导电过孔 | |
TW202249212A (zh) | 具有由間隔之中介件所提供之嵌入式裝置空腔的封裝體 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230621 |