JP6124164B2 - 低コストなパッケージの反りの解決法 - Google Patents

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    • H01L2224/92122Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector
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    • H01L2225/065All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
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    • H01L2225/06555Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking
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    • H01L2924/151Die mounting substrate
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Description

複数の実施形態は概して複数の半導体デバイスに関係する。より具体的には、複数の実施形態は、複数の半導体ダイをパッケージングするための複数の方法および複数の装置に関連する。
複数のワイヤボンドを有するクワッドフラット無鉛(QFN)パッケージまたはテープボールグリッドアレイ(BGA)は、低コストの電子パッケージを生成するのに優勢な解決法である。図1は、複数のワイヤボンドを利用する例示的なテープBGAパッケージ100の図を示す。図示されるように、パッケージ基材110は薄いテープ基材である。複数の導電配線124がテープ基材の表面の上部に形成されてよい。例えば、複数の導電配線は複数の銅配線であってよい。複数の導電配線124は半田レジスト112の層により覆われてよい。複数のワイヤ144が接合されうる開口を提供するべく、複数の半田レジスト開口128が複数の導電配線124の複数の部分の上部に形成されてよい。複数のワイヤ144は、複数の導電配線124を、デバイスダイ130の上面に形成された複数のワイヤボンドパッド146に接続してよい。複数のワイヤ144は、ダイ130内の集積回路(図示せず。)をパッケージ基材110の背面の複数の半田バンプ138に電気的に結合する。複数の導電配線124は、複数の導電性スルービア126により複数の半田バンプ138に電気的に結合されてよい。デバイスダイ130は、ダイ取付ペースト149によって半田レジスト層112に取り付けられてよい。パッケージ全体は、エポキシカプセル化などのカプセル化層140によって覆われてよい。
しかしながら、ワイヤボンドパッケージの使用は重要な欠点を有する。例えば、複数のワイヤをデバイスダイ130の上面に接続することは、フリップチップまたは圧壊制御方式チップ接続(C4)技術などの代替のインターコネクト技術を利用した電子パッケージよりも大きいパッケージの厚さをもたらす。さらに、ワイヤボンディングを用いてパッケージ化された複数のデバイスダイは、複数のワイヤボンドパッド146を形成するための追加の加工工程を必要とする。
ワイヤボンディングに関連する制限にも関わらず、複数の薄くフレキシブルな基材に形成された複数のデバイスパッケージは、複数の理由のためにフリップチップ接合を利用できない。第1に、テープ基材を処理するのに特別な基材ハンドリングシステムが必要とされる。なぜなら、テープ基材は薄くフレキシブルであるためである。基材に合わせるのに必要とされる追加の機器および加工工程は、パッケージの全体のコストの増加をもたらす。さらに、フリップチップ接合はマスリフローオペレーションを含みうる。マスリフロー中の温度増加は、テープ基材が恒久的に変形することを引き起こす。さらに、マスリフロー処理の代わりに熱圧縮接合(TCB)を用いることは、TCBの高いコストに起因して、経済的に実現可能ではないかもしれない。従って、テープ基材上に低コストの電子パッケージを生成するべく、マスリフローの代わりにTCBを利用するフリップチップ接合は、経済的に実行可能な処理ではないかもしれない。
複数のワイヤボンドを利用するテープボールグリッドアレイパッケージの断面図である。 本発明の複数の実施形態に係るテープフリップチップボールグリッドアレイ(FCBGA)パッケージの断面図である。 本発明の複数の実施形態に係るテープフリップチップボールグリッドアレイパッケージの断面図である。 本発明の複数の実施形態に係るテープフリップチップボールグリッドアレイパッケージの断面図である。 本発明の実施形態に係るテープFCBGAパッケージを形成するための処理の断面図である。 本発明の実施形態に係るテープFCBGAパッケージを形成するための処理の断面図である。 本発明の実施形態に係るテープFCBGAパッケージを形成するための処理の断面図である。 本発明の実施形態に係るテープFCBGAパッケージを形成するための処理の断面図である。 本発明の実施形態に係るテープFCBGAパッケージを形成するための処理の断面図である。 本発明の実施形態に係るテープFCBGAパッケージを形成するための処理の断面図である。 本発明の実施形態に係るテープFCBGAパッケージを形成するための処理の断面図である。 本発明の実施形態に係るテープFCBGAパッケージを形成するための処理の断面図である。 本発明の実施形態に係るテープFCBGAパッケージを形成するための処理の断面図である。 本発明の実施形態に係る、図3Aに示された加工工程の概略的な平面図である。 本発明の実施形態に係る、図3Dに示された加工工程の概略的な平面図である。 本発明の実施形態に係る、図3Eに示された加工工程の概略的な平面図である。 本発明の実施形態に係る半導体パッケージを利用するコンピュータシステムの概略ブロック図である。 本発明の実施形態に係る、第2のダイを有するFCBGAパッケージを形成するための処理の断面図である。 本発明の実施形態に係る、第2のダイを有するFCBGAパッケージを形成するための処理の断面図である。
本発明の複数の実施形態は、デバイスパッケージの反り制御が改善された装置およびそのようなデバイスを形成する方法を提供する。以下の説明においては、本発明の複数の実施形態の深い理解を提供するべく具体的な材料および加工工程などの様々な具体的な詳細が記述される。これらの具体的な詳細が無くとも本発明の複数の実施形態が実施され得ることは、当業者には明らかであろう。他の複数の例において、半導電性のダイの集積回路など、周知の特徴は、本発明の複数の実施形態を不必要に不明瞭にしないように詳細には記載しない。さらには、複数の図面に示される様々な実施形態は例示的な表示であって、必ずしも原寸に比例して描写されるものでないことが理解されるべきである。
本発明の複数の実施形態は、フリップチップボールグリッドアレイ(FCBGA)接合処理により薄い基材に結合されたデバイスダイを有するデバイスパッケージを備える。FCBGA処理の使用は、典型的に、複数の半田バンプをリフローするべく、マスリフローオペレーションの使用を含む。上述したように、テープ基材などの薄いポリマー基材は、半田バンプのマスリフローに必要とされる熱の存在下で変形しやすい。従って、本発明の複数の実施形態は、マスリフローオペレーションに先立ってテープ基材の上部に補強層を形成することを含む。補強層は基材の剛性を増加させ、リフロー処理により引き起こされるテープ基材の反りを減少させる。さらに、補強層は他のフレキシブル基材に剛性を与えるので、本発明の複数の実施形態は、薄くフレキシブルな基材の取り扱いの困難さを低減する。より固い基材によれば、そのような薄くフレキシブルな基材のために典型的に必要とされる特殊な基材ハンドリング機器なしで基材が取り扱われ処理されることが可能となる。従って、厚く強固なマルチレイヤード基材上に形成されたFCBGAパッケージに用いられる処理機器は、フレキシブルテープFCBGAパッケージの製造のためにも用いられうる。
ここで図2Aを参照すると、本発明の実施形態に係るテープFCBGAパッケージ200の断面図が示される。本発明の複数の実施形態は、高分子基材であるテープ基材210を備える。例示を目的として、テープ基材210は、ポリアミドまたはポリイミド材料であってよい。テープ基材210は厚さTを有してよい。例示を目的として、厚さTはおよそ100μmより小さくてよい。一実施形態において、厚さTはおよそ75μmであり、または、これより小さくてよい。一実施形態において、テープ基材210は単一層のテープ基材であってよい。さらなる実施形態はまた、共に積層された2つまたはそれより多くの薄くフレキシブルな層を含んだ基材など、複数の多層テープ基材を備えてよい。
1または複数の導電性スルービア226がテープ基材210を通って形成されてよい。複数の導電性スルービア226はテープ基材210の第1の面261および第2の面262の間に複数の電気接続を与える。一実施形態において、複数の導電性スルービア226は、半田材料で充填されてよい。さらなる実施形態は、銅めっきされたスルーホールなど、めっきされたスルーホールである導電性スルービア226を備える。複数のスルービア226は、テープ基材210の第2の面262上に形成されたセカンドレベルインターコネクト(SLI)の複数の半田ボール238に対する電気接続を提供しうる。複数の半田ボール238は例えば、鉛‐錫半田または無鉛半田など、電気デバイスパッケージにおける半田接合のために典型的に用いられる任意の半田であってよい。
図示されるように、複数の導電配線224はテープ基材210の第1の面261の上部に形成されてよい。一実施形態によれば、複数の導電配線224は、例えば銅などの金属材料であってよい。複数の導電配線224は複数のリフロー(reflown)半田バンプ234からスルービア226への複数の電気経路を提供する。このように、デバイスダイ230における集積回路(図示せず)は、テープ基材210の第2の面262に電気的に結合されてよい。一実施形態において、複数のリフロー半田バンプ234は、圧壊制御方式チップ接続(C4)の複数のバンプであってよい。一実施形態において、半田レジスト層212は、テープ基材210の第1の面261の複数の部分の上部と、複数の導電配線224の複数の部分の上部とに形成されてよい。例示を目的として、半田レジスト層212は、例えば、高分子材料またはエポキシ材料など、当分野において知られる任意の半田レジスト材料であってよい。複数の半田レジスト開口228は、複数の半田バンプ234が位置する複数の導電配線224の複数の部分を露出させるべく、半田レジスト層212内にパターン化されてよい。
一実施形態によると、複数のリフロー半田バンプ234のそれぞれは、ピラー232によってデバイスダイ230に電気的に結合されてよい。各ピラー232は、デバイスダイ230上または内に形成された集積回路(図示せず。)に対する電気接続を提供してよい。一実施形態において、複数のピラーは、例えば、銅、金、アルミニウムまたはそれらの合金などの金属材料である。さらなる実施形態は、1または複数の層のスタックを有する複数のピラーを備える。例えば、複数のピラー232は、複数のバリア層、複数の有機表面保護(OSP)層、複数の金属層、またはそれらの任意の組み合わせを含んでよい。
フリップチップパッケージ内での複数のピラー232の使用は、複数の半田バンプ234のみを利用するパッケージと比較して、追加の利点を提供する。例えば、複数のピラー232は増加されたスタンドオフ高さを可能にする。また、複数のピラー232は、複数の接続の間のピッチの減少を可能にする。図2Aに示されるデバイスパッケージ200は複数のピラー232を備えるが、実施形態はそのような構成には限定されない。例えば、複数のピラー232は任意に省略されてよく、複数のリフロー半田バンプ234はデバイスダイ230に直接に結合されてよい。
一実施形態によると、アンダーフィル材料236は、デバイスダイ230の下方、かつ、複数のリフロー半田バンプ234および複数のピラー232の間に堆積されてよい。一実施形態において、アンダーフィル材料236はエポキシアンダーフィル材料であってよい。エポキシアンダーフィル材料236は特定の実施形態において微粒子の補強材を含んでよい。例えば、アンダーフィル材料236はシリコン、ガラスなどで形成された複数の充填剤粒子を含んでよい。例示を目的として、アンダーフィル材料236は、アンダーフィル材料がキャピラリーアンダーフィル処理なしで済まされることを可能とする粘度を有してよい。さらなる実施形態は、ノーフローアンダーフィル処理との併用に適した粘度を有するアンダーフィル材料236を備えてよい。典型的に、ノーフローアンダーフィル処理に用いられるアンダーフィル材料は、キャピラリーアンダーフィル処理に用いられるアンダーフィル材料より高い粘度を有する。例示を目的として、アンダーフィル材料はおよそ5.0から100Pa.sの間の粘度を有してよい。一実施形態において、アンダーフィル材料236はデバイスダイ230の複数の縁部223の一部を覆ってよい。図示されるように、アンダーフィル材料236はデバイスダイ230の上面の上方には形成されないが、実施形態はそのような構成に限定されない。例えば、アンダーフィル材料236は、アンダーフィル材料236がデバイスダイ230の上面に形成されることを可能にする厚さに堆積されてよい。本発明の複数の実施形態は、テープ基材210の表面の上部に形成される補強層220を備える。
図2Aに示された特定の実施形態において、補強層220は、テープ基材210の第1の面261上の半田レジスト層212の上部に形成される。さらなる実施形態において、補強層220は、テープ基材および複数の導電配線224と直接接触してよい。補強層220を通って形成された開口229は、テープ基材210上の1または複数の半田レジスト開口228を露出させてよい。本発明の実施形態によれば、開口229の幅Wは1または複数のデバイスダイ230にフィットする寸法であってよい。図2Aに示された実施形態によれば、開口229の幅Wは単一のデバイスダイ230を収容する寸法に形成されてよい。一実施形態によれば、開口229の幅Wはデバイスダイ230の幅よりも大きく形成されてよい。開口の幅Wを増やすことは、開口229の複数の側壁225と、デバイスダイ230の複数の縁部223との間のより大きな間隙Gを提供する。間隙Gの増加したサイズは、アンダーフィル材料236がより速く堆積されることを可能にしてよい。このようにパッケージングプロセスのスループットは向上しうる。
テープ基材210の表面積のより多くが補強層220で覆われるにつれて、テープ基材210の剛性は増加し、従って反りが減少する。一実施形態によれば、テープ基材210に向上した剛性を提供すべく、間隙Gのサイズは最小化される。例えば、間隙Gの最低限のサイズはキャピラリーアンダーフィル処理に依存してよい。例えば、より高い粘度を有するアンダーフィル材料は、より低い粘度を有するアンダーフィル材料と比較して、より大きな間隙のサイズGを必要とする。例示を目的として、間隙Gはおよそ0.5mmより小さくてよい。さらなる実施形態はおよそ0.5mmから4.0mmの間の間隙Gを含んでよい。
一実施形態において、デバイスダイ230は、開口229の中心を外れて取り付けられてよい。このように、開口の複数の側壁225とデバイスダイの複数の縁部223との間の複数の間隙は等しくなくてよい。例えば、デバイスダイ230の複数の側面のうちの1つの側面上の間隙Gは、デバイスダイ230の反対側の側面上の間隙Gよりも大きくてもよいし、または小さくてもよい。このような実施形態が図2Bに示されている。図2BのFCBGAデバイスパッケージ201は、デバイスダイ230が開口229の中心を外れて取り付けられていることを除き、図2Aに示されたFCBGAデバイスパッケージ200と実質的に同様である。そのような実施形態において、デバイスダイ230の縁部223と、開口229の側壁225との間の第1間隙Gは、デバイスダイ230の第2縁部223と開口229の第2側壁225との間の第2間隙Gよりも大きくてよい。中心を外れてデバイスダイ230を配置することは、開口229の幅Wを増やす必要なしにアンダーフィル材料を付与可能とするのに十分大きな間隙を形成されることを可能にする。このように、アンダーフィル材料236が堆積しうる速度をなお維持しつつ、より大きい度合いの剛性が取得されうる。
図2Aに戻り、本発明の実施形態によれば、補強層220がテープ基材210に対して成形されてよい。そのような実施形態において、補強層220は成形に適した材料であってよい。例示を目的として、補強層220はポリマーまたはエポキシ材料であってよい。一実施形態において、補強層220のために選択される材料は、テープ基材210の熱膨張係数(CTE)に一致させるべく選択されてよい。例示を目的として、テープ基材210は、およそ10ppm/℃から14ppm/℃の間のCTEを有してよい。そのような実施形態において、補強層220のCTEは、テープ基材220のCTEに一致させるべく選択されてよく、従って補強層220はまた、およそ10ppm/℃から14ppm/℃の間のCTEを有してよい。
補強層220のCTEは、補強層220のために用いられるエポキシに含まれる充填剤材料の量を増加または減少させることで調整されてよい。例示を目的として、充填剤材料は、複数のシリコン粒子、複数のガラス粒子などであってよい。補強層220とテープ基材210とのCTE値を一致させることは、デバイスダイ230をテープ基材210に取り付けるために用いられるリフロー処理中でのダイ基材220の反りの制御の改善を可能とする。例えば、補強層220はテープ基材210と実質的に同一のCTEを有する材料から形成されうるので、そうでなければ補強層320とテープ基材310との間の異なる膨張率から生じるであろう座屈がテープ基材210に生じることはない。
補強層220は、テープ基材210に所望の剛性を与える厚さTに形成されてよい。厚さTが増加するにつれて、デバイスパッケージ200の剛性は補強層230の剛性により近づいていく。例示を目的として、補強層220の厚さTは、図2Aに示されるように、デバイスダイ230の上面の上方に補強層220の上面が形成されるように選択されてよい。さらなる実施形態は、補強層220の上面がデバイスダイ230の上面と実質的に同一平面であるか、デバイスダイ230の上面の下方であるように選択された厚さを持つ補強層220を備えてよい。一実施形態によれば、厚さTは、およそ100μmより小さくてよい。本発明の複数の追加の実施形態はおよそ1.0mmより小さくてよい厚さTを持つ。例えば、一実施形態によれば、補強層220の厚さTは、およそ100μmから1mmの間であってよい。
さらなる実施形態によれば、図2CのFCBGAデバイスパッケージ202の断面図に示されるように、補強層220は、接着層221を用いてテープ基材210に取り付けられてよい。一実施形態において、接着層221は当分野において一般に用いられる任意の接着剤であってよい。一実施形態において、接着剤はテープ基材210の表面、補強層220の表面、または両方を覆って積層された接着剤層であってよい。さらなる実施形態において、接着層は、テープ基材210の表面、補強層220の表面、または両方を覆って塗布されたグルーであってよい。例示を目的として、接着剤は、エポキシ、ポリエステル、またはアクリル樹脂材料であってよい。
接着層221の使用は、補強層220に用いられる射出成型プロセスと相性が良くない材料を可能にする。例えば、接着層221が用いられる場合には、金属材料が補強層220に用いられてもよい。例示を目的として、補強層は、鋼、ステンレス鋼、アルミニウムなどであってよい。さらなる実施形態によれば、補強層220はまた、非金属材料であってよい。例示を目的として、補強層220はまた、高分子材料、ガラス繊維強化エポキシ積層板(例えば、FR4)、アジノモトビルドアップフィルム(ABF)、セラミックなどであってよい。
そのような金属材料の剛性は概して、ポリマーおよびエポキシなどの成形材料の剛性よりも大きいため、補強層220に対する金属材料の使用は有利である。このように、補強層220の厚さTは、成形される高分子またはエポキシ材料が補強層220に用いられる場合に同等の剛性のデバイスパッケージを提供するのに必要な厚さTと比較して、減らされ得る。従って、補強層220がテープ基材210に接着される場合には、テープ基材210に成形される場合に対し、パッケージ全体の厚さは減らされる。接着層221の含有は別として、デバイスパッケージ202は、図2Aに示されたデバイスパッケージ200と実質的に同様であってよい。
本発明の複数の実施形態は、補強層が接合処理に先立って形成されるので、テープ基材などの薄い基材上でのフリップチップ接合を実行することができる。接合に先立って補強層を形成することは、補強層の剛性がテープ基材210の反りを防ぐことを可能にする。さらに、接合に先立って補強層を含むことは、フリップチップ接合のために典型的に用いられるビルドアップ基材の剛性に対し、テープ基材の剛性が近似して形成されるので、標準的なフリップチップ処理機器が使用されることを可能にする。
ここで図3A―3Iを参照すると、本発明の実施形態に係るデバイスパッケージを形成する処理が提供される。図3Aにおいて、本発明の実施形態に係るテープ基材310の断面図が示される。本発明の複数の実施形態は、高分子基材であるテープ基材310を備える。例示を目的として、テープ基材310は、ポリアミドまたはポリイミド材料であってよい。テープ基材310は厚さTを有してよい。例示を目的として、厚さTはおよそ100μmより小さくてよい。一実施形態において、厚さTはおよそ75μmであり、または、これより小さくてよい。一実施形態において、テープ基材310は単一層のテープ基材であってよい。さらなる実施形態はまた、共に積層された2つまたはそれより多くの薄くフレキシブルな層を含んだ基材など、複数の多層テープ基材を備えてよい。
1または複数の導電性スルービア326がテープ基材310を通って形成されてよい。複数の導電性スルービア326はテープ基材310の第1の面361および第2の面362の間に複数の電気接続を与える。一実施形態において、複数の導電性のビアは、レーザアブレーション処理を用いてテープ基材310を通ってパターン化されてよい。一実施形態において、複数のスルービア326は、銅などの導電性材料を用いてめっきされてよい。複数のスルービア326は、図3Hに関連して以下で記載される後続の加工工程においてテープ基材310の第2の面362に形成される複数のセカンドレベルインターコネクト(SLI)半田ボール338に対する電気接続を提供しうる。
図示されるように、複数の導電配線324はテープ基材310の第1の面361の上部に形成されてよい。一実施形態によれば、複数の導電配線324は、銅などの金属材料であってよい。一実施形態において、複数の導電配線は、テープ基材310の上部に積層された導電層の複数の部分をエッチング除去することで形成されてよい。一実施形態において、半田レジスト層312は、テープ基材310の第1の面361の複数の部分の上部と、複数の導電配線324の複数の部分の上部とに形成されてよい。例示を目的として、半田レジスト層312は、例えば、高分子材料またはエポキシ材料など、当分野において知られる任意の半田レジスト層であってよい。一実施形態において、半田レジスト層312はスクリーン印刷処理により堆積される。複数の半田レジスト開口328は、複数の導電配線324の複数の部分を露出させるべく半田レジスト層312内にパターン化されてよい。図示されるように、複数の半田レジスト開口328は、複数のC4領域327を形成するべく全体としてグループ化されてよい。複数のC4領域のそれぞれは、以下でより詳細に記載されるフリップチップ接合処理を用いてデバイスダイが取り付けられる複数の位置であってよい。
ここで図4Aを参照すると、図3Aに示されたテープ基材310の概略的な平面図が示される。一実施形態において、テープ基材310は、複数のC4領域327を形成するのに十分大きい。簡単のため、かつ、本発明の複数の実施形態を不必要に不明瞭にしないため、各C4領域327がボックスとして示される。一実施形態において、各C4領域327は、デバイスダイ330を複数の導電配線に接続するための複数の個別のSRO328(図4Aでは不図示)を含んでよい。従って、複数の実施形態は単一のテープ基材310から複数のデバイスパッケージを形成することを可能にする。例示を目的として、テープ基材310は、パネルレベル基材、クウォーターパネルレベル基材、ウェハレベル基材、または任意の他のサイズの基材であってよい。
ここで図3Bを参照すると、テープ基材310の上部に位置するモールド350の断面図が示される。一実施形態において、モールド350は半田レジスト層312と接触してよい。一実施形態によれば、モールド350は、射出成型プロセスまたは真空補助射出成型プロセスのために用いられるモールドであってよい。モールド350は、所望の補強層320の形状の1または複数の凹部352を含む。例えば、凹部352の高さHは、補強層320の所望の厚みTに実質的に等しくてよい。さらに、複数の凹部352は、補強層320における開口329の所望の幅Wに実質的に等しい距離だけ、互いに間隔を空けている。
一実施形態によれば、モールド350は、テープ基材310の第1の面361に面したモールド350の表面を覆って形成されたコンプライアント層(compliant layer)354を含んでよい。コンプライアント層354は、モールドの密封を向上させ、モールド材料がC4領域327に漏れるのを防ぐ。例示を目的として、コンプライアント層354は、高分子材料またはゴム材料であってよい。一実施形態において、フッ化高分子材料がコンプライアント層354のために用いられてよい。一実施形態において、コンプライアント層は複数のSRO328を充填するのに十分に柔順(compliant)であってよい。図3Bに示された実施形態によれば、モールド350は、テープ基材の上面361の上部に形成された単一のコンポーネントを含むが、実施形態はそのような構成に限定されない。例えば、複数の実施形態はまた、テープ基材310の第2の面362を覆って位置する底部モールド部品を備えてよい。このような実施形態において、底部モールド部品は成形プロセス中に上部モールド部品(例えば、モールド350)に固定されてよい。
モールド350がテープ基材310に位置合わせされて固定された後に、図3Cに示されるように、モールド材料は、補強層320を形成するべくモールド350に注入されてよい。一実施形態において、射出成形プロセスまたは真空補助射出成形プロセスが、モールド350にモールド材料を注入するために用いられてよい。一実施形態によれば、所望のCTEを持つようにモールド材料が選択されてよい。例えば、モールド材料のCTEはテープ基材310のCTEに一致するよう選択されてよい。例示を目的として、モールド材料のCTEは、およそ10ppm/℃から14ppm/℃の間であってよい。さらなる実施形態は、粘度などの流動特性に基づいてモールド材料を選択することを含む。例えば、低粘度のモールド材料は、より高い粘度の材料を利用する成形プロセスに対し、より速く成形プロセスが実行されることを可能にしうる。例示を目的として、モールド材料はエポキシであってよい。一実施形態において、モールド材料は、粘度、CTEおよび/または補強層320の剛性を調整するために用いられうる複数のシリコンまたはガラス粒子などの追加の充填剤材料を含んでよい。
ここで図3Dを参照すると、モールド350がテープ基材310の表面から除去される。モールド350における複数の凹部352の存在は、モールド材料が複数のC4領域327の周りに補強層320の形状をとることをもたらす。図4Bの対応平面図に示されるように、補強層320の複数の開口329は、複数のC4領域327よりも大きくてよい。複数のC4領域327は、補強層320における複数の正方形の開口329内の実質的に中央に位置して示されているが、実施形態はそのような構成に限定されない。例えば、複数のC4領域327の外周は、補強層320における開口329の各側壁に対して等距離でなくてよい。一実施形態において、複数のC4領域327の外周は、各壁から等距離でなくてよい。なぜなら、開口329は複数のC4領域327と同一形状ではないためである。例えば、複数の開口は実質的に矩形であるのに対し、複数のC4領域327の外周は、実質的に正方形であってよい。さらなる実施形態は、補強層320における開口329の中心を外れた複数のC4領域327を備える。補強層の複数の側壁から等距離の複数のC4領域327を含まない複数の実施形態は有益でありうる。なぜなら、それらは補強層320の複数の側壁と、複数のC4領域327の上部に取り付けられるデバイスダイ330の縁部との間により大きな間隙Gを提供するためである。例えば、そのような中心を外れたデバイスダイとC4領域は、図2Bに示されたFCBGAパッケージ201内に示される。
さらなる実施形態によれば、補強層320は、基材上に成形される代わりにテープ基材310に接着されてよい。そのような実施形態において、接着層は、補強層320をテープ基材310に位置合わせして取り付けるのに先立って、補強層320の底面に形成されてよい。代替的に、接着層は、テープ基材310の複数の部分の上部に加えられてよい。例示を目的として、接着剤は、エポキシ、ポリエステル、またはアクリル樹脂材料であってよい。このような実施形態は、図3E〜3Iに関連して後述される実質的に類似の加工工程に次に続き、図2Cに示されたデバイスパッケージ202と実質的に同様のデバイスパッケージをもたらす。従って、ここでは反復しない。
ここで図3Eを参照すると、デバイスダイ330は複数のC4領域327の上部で位置合わせされテープ基材310上に配置される。一実施形態において、デバイスダイは、ピックアンドプレイスツールを用いてテープ基材310上に配置される。図4Cの、対応する概略的な平面図に示されるように、複数のデバイスダイ330はそれぞれ、テープ基材310のC4領域327の上部に位置合わせされて配置されてよい。図3Eに戻り、一実施形態において、デバイスダイ330は1または複数のピラー332を備える。例示を目的として、複数のピラー332のそれぞれが異なるSRO328の上部で位置合わせされるように、複数のピラー332が位置合わせされてよい。複数のピラー332は、デバイスダイ330における複数の能動素子(active devices)からテープ基材310への電気接続が形成されることを可能にする。
一実施形態において、複数のピラーは、例えば、銅、金、アルミニウムまたはそれらの合金などの金属材料である。さらなる実施形態は、1または複数の層のスタックを有する複数のピラーを備える。例えば、複数のピラー232は、複数のバリア層、複数のOSP層、複数の金属層、またはそれらの任意の組み合わせを含んでよい。一実施形態において、デバイスダイ330がテープ基材310上に配置されるのに先立って、C4バンプなどの半田バンプ334が複数のピラー332のそれぞれに形成される。さらなる実施形態において、複数の半田バンプ334がそれぞれ、テープ基材310上にデバイスダイ330を配置するのに先立って、SRO328の上部に形成されてよい。
ここで図3Fを参照すると、複数の半田バンプがリフローされる。リフロー中に、半田は複数のSRO328を充填し、デバイスダイ330をテープ基材310上の複数の配線324に電気的に結合してよい。一実施形態において、リフローは、複数の半田バンプのそれぞれが同時にリフローされるマスリフローである。一実施形態によれば、リフロー温度は複数の半田バンプを溶かすのに十分な温度である。例示を目的として、リフロー温度はおよそ215℃より高くてよい。さらなる実施形態は、およそ215℃から260℃の間のリフロー温度を含む。一実施形態によれば、補強層320の存在により、リフロー温度は、テープ基材310が実質的にまたは恒久的に反ること、または変形することを引き起こさない。補強層320の剛性は反りを防ぐ。さらに、補強層320は、実質的にテープ基材310と同一のCTEを有する材料から形成されうるので、テープ基材310はSRO領域327内で座屈しない。例えば、テープ基材310と補強層320のCTEが異なる場合には、テープ基材310および補強層320は異なる膨張率を有しうる。異なる膨張率は、テープ基材310のSRO領域327が座屈する、または変形することをもたらしうる。
複数の半田バンプ334がリフローされた後に、本発明の複数の実施形態は、複数のリフロー半田バンプおよび複数のインターコネクトの周りにアンダーフィル材料336を加える(dispensing)することを含んでよい。図3Gは、アンダーフィル材料336が複数の半田バンプおよび複数のインターコネクトの周りに加えられた後のデバイスパッケージの断面図である。例示を目的として、アンダーフィル材料336はエポキシ材料であってよい。一実施形態において、アンダーフィル材料336は、キャピラリーアンダーフィル処理に適した粘度を有してよい。このような実施形態において、アンダーフィル材料336は、デバイスダイ330の縁部323と補強層320の側壁325との間の複数の間隙Gのうち1または複数を通って加えられてよい。
さらなる実施形態によれば、アンダーフィル材料336はノーフローアンダーフィル材料であってよい。ノーフローアンダーフィル材料が用いられる場合には、アンダーフィル材料は、デバイスダイ330をテープ基材310上に配置するのに先立って、複数のC4領域327の上部に加えられてよい。ノーフローアンダーフィル材料を利用する一実施形態において、デバイスダイ330は、次に、熱圧縮接合(TCB)処理を用いてテープ基材に接合されてよい。
ここで図3Hを参照すると、一実施形態に従い、セカンドレベルインターコネクト(SLI)ボール取付処理が実行された後のデバイスパッケージの断面図が示される。図示されるように、複数の実施形態は、テープ基材310の第2の面362上に1または複数の第2レベル半田バンプ338を形成することを含む。一実施形態において、複数の第2レベル半田バンプ338は、ボールドロップ処理、孔版印刷処理、ジェッティング処理などを用いて形成されてよい。例示を目的として、複数の第2レベル半田バンプ338のそれぞれは、テープ基材310を通って形成された複数の導電配線324および複数のスルービア326により、デバイスダイ330の複数のインターコネクトのうちの1つに電気的に結合されてよい。一実施形態において、複数の第2レベル半田バンプ338は、鉛錫ベースの半田、または無鉛半田など、典型的にデバイスパッケージングに用いられる任意の半田であってよい。
ここで図3Iを参照すると、本発明の複数の実施形態は、複数の単体化ライン370に沿ってテープ基材310から複数のデバイスパッケージのそれぞれを個片化する単体化処理を含んでよい。例示を目的として、複数のデバイスパッケージは、レーザ単体化またはソーイング処理を用いて個片化されてよい。
本発明の複数の実施形態はまた、デバイスダイの上方に取り付けられた第2のダイを持つ複数のデバイスパッケージと、そのような複数のデバイスパッケージを形成する複数の方法とを含んでよい。例えば、第2のダイは、デバイスダイの上面の上部に形成された複数のローカルメモリインターコネクト(LMI)パッドと、デバイスダイを通って形成された複数のシリコン貫通ビア(TSV)とによってデバイスダイの集積回路に電気的に結合されたメモリダイであってよい。一実施形態において、第2のダイはデバイスダイよりも大きくてよい。このように、第2のダイの一部は、デバイスダイの外縁部を超えて延びてよい。典型的に、より小さいデバイスダイの上部に取り付けられた、より大きな第2のダイを含む複数のパッケージにおいては、第2のダイの全体を支持するべく、デバイスダイの周りにモールド層が形成される必要がある。これらのモールド層は概して、デバイスダイが基材に取り付けられた後に、露出ダイ成形プロセス(exposed die molding process)を用いて形成される。しかしながら、露出ダイ成形プロセスの使用は、製品の歩留まりを低減しうる追加の問題を生じさせる。
そのような1つの問題は、露出ダイ成形プロセスに用いられるモールドが、たとえデバイスダイに接するモールドの表面の上部にコンフォーマルな層が形成される場合であっても、第1デバイスダイの表面の上部に形成された複数のLMIパッドに対して過度の圧縮圧力を生じさせうるということである。例えば、モールドはおよそ10MPaから100MPaの間の圧力を複数のLMIパッドに加えうる。そのような高圧力は、複数のLMIパッドが機械的に砕けること(fracture)を引き起こしうる。さらに、モールドからの圧力は、複数の導電配線と、複数の導電配線の上部に形成されたコンフォーマルな誘電材料とがまた砕けることを引き起こしうる。
さらに、コンフォーマルな層が複数のLMIパッドに接する場合には、静電気放電(ESD)損傷がデバイスダイの複数のトランジスタを損傷させうる。いくつかのパッケージにおいて、複数のLMIパッドは、1または複数のTSVにより第1デバイスダイの集積回路に直接、電気的に結合されうる。そのような実施形態において、コンフォーマルな層上の全ての電荷蓄積は、デバイスダイにおける回路に直接放電され、デバイスダイに対し永続的な損傷を引き起こしうる。
さらに、露出ダイ成形プロセスは、完璧な洗浄プロセスでなくてよい。例えば、いくつかのモールド材料は、第1デバイスダイの上面と、複数のLMIパッドの複数の部分とに残ってよい。モールド材料が複数のLMIパッドの上部に存在する場合には、これは第2のダイをデバイスダイに接続するために用いられる接合処理の有効性を減少させうる。例えば、第2のダイがTCB処理を用いて接合される場合には、複数のLMIパッドの上部のモールド残留物は、第1デバイスダイと第2のダイとの間の電気的接触を防ぎうる。
従って、本発明の複数の実施形態は有益である。なぜなら、第2のダイ631を支持するために用いられる補強層620は、デバイスダイ630が基材に取り付けられる前に形成されるからである。従って、異なる態様で複数のLMIパッドを損傷させるか、ESDの損傷を引き起こすか、または接合処理の有効性を低減する露出ダイ成形プロセスに対する必要性は除去される。本発明の複数の実施形態に係る、そのようなパッケージの形成処理が図6A〜6Bに示される。
ここで図6Aを参照すると、図3Gに示されたものと実質的に同様のデバイスパッケージが提供される。図6Aに示されるデバイスパッケージの形成のために用いられる処理は、図3Gに示されるパッケージの形成のために用いられる処理と実質的に同様であり、従って、ここでは反復しない。しかしながら、基材610にデバイスダイ630を装着するのに先立って、(例えば、上でより詳細に記載したように、基材に対して補強層を成形することで、または、基材に対して別個の補強層コンポーネントを付着するべく接着剤を使用することで)補強層が形成されることに留意されたい。
図6Aに示されるパッケージの形成のために用いられる処理は、図3Gに示されるパッケージの形成のために用いられる処理と実質的に同様ではあるが、当該パッケージにはここで留意されるべきいくつかの差がある。第1に、デバイスダイ630は1または複数のLMIパッド655を含んでよい。一実施形態において、複数のLMIパッドは、金、または、例えば銅、金および銅の合金などの他の薄いフィルムメッキ材料の1または複数の層でめっきされてよい。一実施形態によれば、複数のLMIパッド655は、デバイスダイ630に形成される1または複数のTSVのうちの1つに接続される、複数の銅配線などの1または複数の導電配線に電気的に結合されてよい。さらなる実施形態は、複数の配線の複数の部分の上部に形成される半田レジスト層などの誘電体層を含んでよい。一実施形態において、複数のTSVおよび複数の導電配線は複数のLMIパッド655を第1デバイスダイ630の集積回路に結合する。簡単のため、かつ、本発明の複数の実施形態を不必要に不明瞭にしないように、複数の配線、誘電体層、複数のTSV、および集積回路は図から省略されている。
さらに、図6Aの基材610は、図3A〜3Iに示されたテープ基材310と実質的に同様として示されているが、実施形態はテープ基材に限定されない。例えば、基材610は、多層ビルドアップ構造などの強固な基材であってよい。一実施形態において、基材610はコアを有してもよいし、または、基材610はコアレス基材であってもよい。例示を目的として、基材は、誘電材料および導電性の再分配(redistribution)層の1または複数の交互の層を含んでよい。一実施形態において、基材610はサブトラクティブ法、添加剤処理、またはセミアディティブ法(SAP)を用いて形成されてよい。
ここで図6Bを参照すると、第2のダイ631はデバイスダイ630に取り付けられる。一実施形態において、第2のダイ631は複数の半田バンプ656により電気的かつ機械的に複数のLMIパッド655に結合される。さらなる実施形態において、電気機械的な結合は、例えば、ランドグリッドアレイ、複数のC4バンプなどの任意のインターコネクトを用いて形成されてよい。一実施形態によれば、複数の半田バンプ656はマスリフローされてよい。さらなる実施形態は、TCB処理などの代替の接合処理を含んでよい。一実施形態において、第2のダイ631はメモリダイであってよい。例示を目的として、メモリダイは、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、不揮発性メモリ(NVM)などの任意のタイプのメモリダイであってよい。
一実施形態において第2のダイ631は、第1デバイスダイ630の幅よりも大きい幅を有してよい。一実施形態において、第2のダイ631の幅は開口629の幅よりも大きい。そのような実施形態によれば、第2のダイ631が第1デバイスダイ630の上部に取り付けられるときに、第2のダイ631の複数の部分が補強層620の上面の上部で延在してよい。このように、第2のダイ631は、実質的にその幅の全てに沿って支持されてよい。一実施形態において、第2のダイ631の装着中に融剤材料637が用いられてもよい。例示を目的として、融剤材料637はエポキシベースの融剤であってよい。融剤材料637はまた、第2のダイ631と、デバイスダイ630、アンダーフィル層636および/または補強層620などの、第2のダイ631の下部の複数の材料との間の複数の空間を充填すべく、第2のダイ631の幅全体に沿って配置されてよい。従って、本発明の複数の実施形態は第2のダイ631の幅全体が支持されることを可能にする。
一実施形態によれば、図6Bに示されるパッケージの処理は図3H〜3Iに関連して図示されて上記されたのと実質的に同一の加工工程を続けてよく、従ってここでは詳細に反復しない。例えば、一実施形態において、セカンドレベルインターコネクトは基材610の第2の面662の上部に任意に形成されてよい。さらに、実施形態は、個別の複数のパッケージを形成するべく複数の単体化ラインに沿って基材610を個片化することを含んでよい。
従って、本発明の複数の実施形態は、上記した有害な問題を経験することなく第2のダイ631を電気的かつ機械的にデバイスダイ630に結合することが可能である。例えば、複数のLMIパッド655は、第2のダイ631の拡張した幅を支持するために用られる補強層620の形成中に高圧力には曝されない。なぜなら、補強層620は、デバイスダイ630が基材に取り付けられる前に基材610に形成されるからである。さらに、複数のLMIパッド655はモールドに接触しないので、デバイスダイ630にESDの損傷は生じない。さらに、モールド材料の残留物が複数のLMIパッド655の上部に形成される虞はなく、従って、接合処理はより容易に、かつ、より信頼できるようになる。
図5は、一実施形態に係るコンピューティングデバイス500を示す。コンピューティングデバイス500は、ボード502を収容する。ボード502は、これらに限定されないが、プロセッサ504および少なくとも1つの通信チップ506を含む、複数のコンポーネントを含んでよい。プロセッサ504は、ボード502に対して物理的および電気的に結合される。いくつかの実施例において、少なくとも1つの通信チップ506もまた、ボード502に対して物理的および電気的に結合される。さらなる複数の実施例において、通信チップ506は、プロセッサ504の一部である。
複数の用途に応じて、コンピューティングデバイス500は、ボード502に物理的および電気的に結合されてよく、または結合されなくてもよい他の複数のコンポーネントを含んでよい。これら他の複数のコンポーネントは、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、デジタルシグナルプロセッサ、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ー、バッテリー、音声コーデック、映像コーデック、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、マイクロ電子機械システム(MEMS)、スピーカ、カメラおよび(ハードディスクドライブ、コンパクトディスク(CD)、デジタル多目的ディスク(DVD)などのような)大容量記憶装置を含むが、これらに限定されるものではない。
通信チップ506は、コンピューティングデバイス500へのまたはコンピューティングデバイス500からのデータの送信のための無線通信を可能にする。「無線」という用語およびその派生語は、非固体媒体を通じて、変調電磁放射の使用を介してデータを通信し得る回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネルなどの説明のために用いられてよい。この用語は、いくつかの実施形態ではそうではないかもしれないが、関連付けられたデバイスに有線がいっさい含まれていないことを意味するものではない。通信チップ506は、Wi−Fi(IEEE802.11ファミリー)、WiMAX(IEEE802.16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、GSM(登録商標)、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、Bluetooth(登録商標)、それらの派生物、同様に、3G、4G、5Gおよび以降に指定された任意の他の無線プロトコルを含む複数の無線規格または無線プロトコルのいずれかを実装してよいが、これらに限定されるものではない。コンピューティングデバイス500は、複数の通信チップ506を含んでよい。例えば、第1の通信チップ506は、Wi−FiおよびBluetooth(登録商標)などの短距離ワイヤレス通信に専用化されてよいし、第2の通信チップ506は、GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev−DO、およびその他などのような長距離無線通信に専用化されてよい。
コンピューティングデバイス500のプロセッサ504は、プロセッサ504内にパッケージ化された集積回路ダイを含む。いくつかの実施形態において、本発明の一実施形態によれば、プロセッサの集積回路ダイは、テープ基材と、テープ基材の上部でデバイスダイを囲む補強層とを有するデバイスパッケージ内にパッケージ化される。「プロセッサ」という用語は、レジスタおよび/またはメモリからの電子データを処理して、この電子データを、レジスタおよび/またはメモリに貯蔵され得る他の電子データに変換する、任意のデバイスまたはデバイスの一部分のことを指してよい。
通信チップ506もまた、通信チップ506内にパッケージ化された集積回路ダイを含む。別の実施形態によれば、通信チップの集積回路ダイは、本発明の実施形態に従って、テープ基材とテープ基材の上部でデバイスダイを囲む補強層とを有するデバイスパッケージ内にパッケージ化される。
本発明の一実施形態によれば、さらなる複数の実施例において、コンピューティングデバイス500内に収納される他のコンポーネントは、テープ基材と、テープ基材上部でデバイスダイを囲む補強層とを有するデバイスパッケージ内にパッケージ化された複数のデバイスなど、1または複数のデバイスを含む集積回路ダイを備えてよい。
様々な実施例において、コンピューティングデバイス500は、ラップトップ、ネットブック、ノートブック、ウルトラブック、スマートフォン、タブレット、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、ウルトラモバイルPC、モバイルフォン、デスクトップコンピュータ、サーバ、プリンタ、スキャナ、モニタ、セットトップボックス、娯楽制御ユニット、デジタルカメラ、ポータブル音楽プレイヤ、または、デジタルビデオレコーダであってよい。さらなる複数の実施例において、コンピューティングデバイス500は、データを処理する任意の他の電子デバイスであってよい。
本発明の一実施形態は、デバイスパッケージの製造方法であって、基材の上部に補強層を形成する段階であって1または複数の開口が補強層を通って形成される段階と、複数の開口のうちの1つにデバイスダイを配置する段階と、デバイスダイと基材との間に位置する1または複数の半田バンプをリフローすることでデバイスダイを基材に接合する段階と、を備える、デバイスパッケージの製造方法を含んでよい。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、補強層を形成する段階は、基材の表面の上部にモールドを配置する段階と、モールド内にモールド材料を注入する段階と、モールドを基材から除去する段階とを有する。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、モールドは、1または複数の凹部と、コンプライアントライナーとを有する。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、モールド材料は、射出成型プロセスを用いてモールドに注入される。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、射出成型プロセスは、真空補助射出成型プロセスである。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、モールド材料はエポキシである。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、エポキシは複数の強化粒子を有する。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、補強層を形成する段階は、補強層の表面に接着層を加える段階と、基材の上部に補強層を配置する段階とを有し、接着層は機械的に補強層を基材に結合する。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、補強層は、鋼、ステンレス鋼またはアルミニウムである。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、1または複数の半田バンプは、デバイスダイが開口内に配置されるのに先立って、デバイスダイに形成される。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、1または複数の半田バンプのそれぞれは、デバイスダイの集積回路に電気的に結合された別個の複数の金属ピラーに形成される。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、デバイスダイの第1縁部と、開口の第1側壁との間の第1間隙は、デバイスダイの第2縁部と、開口の第2側壁との間の第2間隙よりも大きい。さらなる実施形態は電気的かつ機械的に第2のダイをデバイスダイの上面に結合する段階をさらに備えるデバイスパッケージの製造を含んでよく、第2のダイの幅は開口の幅よりも大きく、第2のダイの一部は補強層により支持される。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、第2のダイは、デバイスダイに形成された1または複数のスルービアと、デバイスダイの表面の上部に形成された1または複数の導電配線と、デバイスダイの表面の上部に形成された1または複数のローカルメモリインターコネクトとによりデバイスダイの集積回路に電気的に結合されたメモリダイである。さらなる実施形態はデバイスパッケージの製造を含んでよく、ここで、基材の厚さは、およそ100μmより小さい。
本発明の一実施形態は、デバイスパッケージであって、自身の第1の面の上部に形成された1または複数の導電配線を有する基材と、基材の第1の面から、基材の第1の面とは反対の基材の第2の面まで形成された1または複数の導電性スルービアと、1または複数の導電配線の複数の部分を露出させる1または複数の開口を有する、基材の上部に形成された補強層と、1または複数の半田バンプにより1または複数の導電配線に電気的に結合されたデバイスダイとを備え、複数の導電性ビアの1または複数は導電配線に電気的に結合されるデバイスパッケージを含んでよい。さらなる実施形態はデバイスパッケージを含んでよく、ここで、補強層はエポキシ材料である。さらなる実施形態はデバイスパッケージを含んでよく、ここで、補強層は接着層により基材に結合される。さらなる実施形態はデバイスパッケージを含んでよく、ここで、補強層は鋼、ステンレス鋼、またはアルミニウムである。さらなる実施形態は、基材の複数の部分の上部と、複数の導電配線の複数の部分の上部とに形成された半田レジスト層と、補強層内の開口により露出された半田レジスト層の複数の部分を通って形成された1または複数の半田レジスト開口とをさらに備えるデバイスパッケージを含んでよい。さらなる実施形態はデバイスパッケージを含んでよく、ここで、デバイスダイの第1縁部と、開口の第1側壁との間の第1間隙は、デバイスダイの第2縁部と、開口の第2側壁との間の第2間隙よりも大きい。さらなる実施形態はデバイスダイの上面に機械的かつ電気的に結合された第2のダイをさらに備えるデバイスパッケージを含んでよく、第2のダイの幅は、開口の幅よりも大きく、第2のダイの一部は、補強層により支持される。
本発明の一実施形態はデバイスパッケージであって、自身の第1の面の上部に形成された1または複数の導電配線を有し、厚さが100μmより小さい基材と、基材の第1の面から、基材の第1の面とは反対の基材の第2の面まで形成された1または複数の導電性スルービアであって、それぞれ導電配線に電気的に結合された1または複数の導電性スルービアと、基材の上部に形成され、複数の導電配線の複数の部分を露出する1または複数の開口を有する補強層と、1または複数の半田バンプにより1または複数の導電配線に電気的に結合されたデバイスダイと、デバイスダイと基材との間で、かつ1または複数の半田バンプの周りに配置されたアンダーフィル材料と、デバイスダイの上面に機械的かつ電気的に結合された第2のダイであって、基材の第2の面に形成された1または複数のセカンドレベルインターコネクトとを備え、第2のダイの幅は開口の幅よりも大きく、第2のダイの一部は補強層により支持されるデバイスパッケージを含んでよい。さらなる実施形態は、補強層と基材との間に形成された接着層をさらに備えるデバイスパッケージを含んでよく、補強層は、鋼、ステンレス鋼またはアルミニウムである。さらなる実施形態はデバイスパッケージを含んでよく、ここで、デバイスダイの第1縁部と、開口の第1側壁との間の第1間隙は、デバイスダイの第2縁部と、開口の第2側壁との間の第2間隙よりも大きい。

Claims (23)

  1. デバイスパッケージの製造方法であって、
    基材の上部に補強層を形成する段階であって1または複数の開口が前記補強層を通って形成される段階と、
    前記複数の開口のうちの1つの開口にデバイスダイを配置する段階と、
    前記デバイスダイと前記基材との間に位置する1または複数の半田バンプをリフローすることで前記デバイスダイを前記基材に接合する段階と、
    を備え
    電気的かつ機械的に第2のダイを前記デバイスダイの上面に結合する段階をさらに備え、
    前記第2のダイの幅は前記開口の幅よりも大きく、
    前記第2のダイの一部は前記補強層により支持される、デバイスパッケージの製造方法。
  2. 前記補強層を形成する段階は、
    前記基材の表面の上部にモールドを配置する段階と、
    前記モールド内にモールド材料を注入する段階と、
    前記モールドを前記基材から除去する段階と
    を有する、請求項1に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  3. 前記モールドは、1または複数の凹部と、コンプライアントライナーとを有する、請求項2に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  4. 前記モールド材料は、射出成型プロセスを用いて前記モールドに注入される、請求項2または3に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  5. 前記射出成型プロセスは、真空補助射出成型プロセスである、請求項4に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  6. 前記モールド材料はエポキシである、請求項2から5の何れか1項に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  7. 前記エポキシは複数の強化粒子を有する、請求項6に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  8. 前記補強層を形成する段階は、
    前記補強層の表面に接着層を加える段階と、
    前記基材の上部に前記補強層を配置する段階と
    を有し、
    前記接着層は機械的に前記補強層を前記基材に結合する、請求項に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  9. 前記補強層は、鋼、ステンレス鋼またはアルミニウムである、請求項に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  10. 前記1または複数の半田バンプは、
    前記デバイスダイが前記開口に配置されるのに先立って、前記デバイスダイに形成される、請求項1から9の何れか1項に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  11. 前記1または複数の半田バンプのそれぞれは、
    前記デバイスダイの集積回路に電気的に結合された別個の複数の金属ピラーに形成される、請求項1から10の何れか1項に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  12. 前記デバイスダイの第1縁部と、前記開口の第1側壁との間の第1間隙は、
    前記第1縁部と対向する側に設けられる前記デバイスダイの第2縁部と、前記複数の開口のうちの前記1つの開口の第2側壁との間の第2間隙よりも大きい、請求項1から11の何れか1項に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  13. 前記第2のダイは、
    前記デバイスダイに形成された1または複数の半田バンプと、前記デバイスダイの表面の上部に形成された1または複数の導電配線と、前記デバイスダイの表面の上部に形成された1または複数のローカルメモリインターコネクトとにより前記デバイスダイの集積回路に電気的に結合されたメモリダイである、請求項12に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  14. 前記基材の厚さは、100μmより小さい、請求項1から13の何れか1項に記載のデバイスパッケージの製造方法。
  15. デバイスパッケージであって、
    自身の第1の面の上部に形成された1または複数の導電配線を有する基材と、
    前記基材の前記第1の面から、前記基材の前記第1の面とは反対の前記基材の第2の面まで形成された1または複数の導電性スルービアと、
    前記複数の導電配線の複数の部分を露出させる1または複数の開口を有する、前記基材の上部に形成された補強層と、
    1または複数の半田バンプにより前記1または複数の導電配線に電気的に結合されたデバイスダイと
    を備え、
    導電性ビアの1または複数は導電配線に電気的に結合され
    前記デバイスダイの上面に機械的かつ電気的に結合された第2のダイをさらに備え、
    前記第2のダイの幅は、前記開口の幅よりも大きく、
    前記第2のダイの一部は、前記補強層により支持される、デバイスパッケージ。
  16. 前記補強層はエポキシ材料である、請求項15に記載のデバイスパッケージ。
  17. 前記補強層は接着層により前記基材に結合される、請求項15または16に記載のデバイスパッケージ。
  18. 前記補強層は鋼、ステンレス鋼、またはアルミニウムである、請求項15から17の何れか1項に記載のデバイスパッケージ。
  19. 前記基材の複数の部分の上部と、前記複数の導電配線の複数の部分の上部とに形成された半田レジスト層と、
    前記補強層内の前記開口により露出された前記半田レジスト層の複数の部分を通って形成された1または複数の半田レジスト開口と
    をさらに備える、請求項15から18の何れか1項に記載のデバイスパッケージ。
  20. 前記デバイスダイの第1縁部と、前記開口の第1側壁との間の第1間隙は、
    前記第1縁部と対向する側に設けられる前記デバイスダイの第2縁部と、前記開口の第2側壁との間の第2間隙よりも大きい、請求項15から19の何れか1項に記載のデバイスパッケージ。
  21. デバイスパッケージであって、
    自身の第1の面の上部に形成された1または複数の導電配線を有し、厚さが100μmより小さい基材と、
    前記基材の前記第1の面から、前記基材の前記第1の面とは反対の前記基材の第2の面まで形成された1または複数の導電性スルービアであって、当該1または複数の導電性ビアのそれぞれが導電配線に電気的に結合された1または複数の導電性スルービアと、
    前記基材の上部に形成され、前記複数の導電配線の複数の部分を露出する1または複数の開口を有する補強層と、
    1または複数の半田バンプにより前記1または複数の導電配線に電気的に結合されたデバイスダイと、
    前記デバイスダイと前記基材との間で、かつ前記1または複数の半田バンプの周りに配置されたアンダーフィル材料と、
    前記デバイスダイの上面に機械的かつ電気的に結合された第2のダイと、
    前記基材の前記第2の面に形成された1または複数のセカンドレベルインターコネクトと
    を備え、
    前記第2のダイの幅は前記開口の幅よりも大きく、
    前記第2のダイの一部は前記補強層により支持されるデバイスパッケージ。
  22. 前記補強層と前記基材との間に形成された接着層をさらに備え、
    前記補強層は、鋼、ステンレス鋼またはアルミニウムである、請求項21に記載のデバイスパッケージ。
  23. 前記デバイスダイの第1縁部と、前記開口の第1側壁との間の第1間隙は、
    前記デバイスダイの第2縁部と、前記開口の第2側壁との間の第2間隙よりも大きい、請求項21または22に記載のデバイスパッケージ。
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