JP6802146B2 - 同軸配線を備える集積デバイス - Google Patents
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Description
本出願は、その内容の全体が参照より本明細書に組み込まれている、2014年7月11日に米国特許商標庁に出願された米国非仮出願第14/329,646号の優先権および利益を主張するものである。
いくつかの新規な特徴は、基板と、基板に結合された第1の配線と、第1の配線を取り囲みグラウンドへの電気的接続を提供するように構成される第2の配線とを含む、集積デバイス(たとえば、パッケージオンパッケージ(PoP)集積デバイス)に関連する。第2の配線はプレートを含み得る。集積デバイスは、第1の配線と第2の配線との間に誘電材料を含み得る。モールドは第2の配線を取り囲み得る。第1の配線は、電源信号を第1の方向に伝えるように構成され得る。第2の配線は、グラウンド信号を第2の方向に伝えるように構成され得る。第2の方向は第1の方向と異なり得る。集積デバイスは、少なくともインターポーザ、パッケージデバイス、および/またはPoPデバイスの1つを含み得る。
配線は、2つの点、要素、および/または構成要素間の電気的接続を可能にするかまたは容易にする要素または構成要素である。いくつかの実装形態では、配線は、トレース、ビア、パッド、ピラー、再配線金属層、および/またはアンダーバンプメタライゼーション(UBM)層を含み得る。いくつかの実装形態では、配線は、信号(たとえば、データ信号、グラウンド信号、電源信号)のための電気的経路を提供する導電性材料である。配線は、2つ以上の要素/構成要素を含み得る。
図3は、第1のパッケージ302と第2のパッケージ304とを含む集積デバイス300(たとえば、PoP集積デバイス)を示す。第1のパッケージ302は、第1の基板306と、第1のダイ308と、はんだボールの第1のセット310と、少なくとも1つの同軸接続312とを含み得る。はんだボールの第1のセット310は、第1の基板306を第1のダイ308に電気的に接続し得る。本開示の範囲から逸脱することなく、第1の基板306は様々な材料を含み得る。非限定的な例として、第1の基板306は、シリコン、ガラス、セラミック、ウェハ、および/または様々な有機材料を含み得る。第1の基板306は、電気的配線314および315と、誘電層316とを含み得る。本開示の範囲から逸脱することなく、電気的配線314および/または315は様々な材料を含み得る。非限定的な例として、電気的配線314および/または315は銅を含み得る。配線314および/または315は、1つまたは複数のトレース、ビア、および/またはパッドを含み得る。電気的配線314および/または315は、第1の基板306全体を水平方向および/または垂直方向に横断し、第1の基板306と接触する様々な構成要素を電気的に接続し得る。たとえば、電気的配線314および/または315は、1つまたは複数のはんだボール310および1つまたは複数の同軸接続312を電気的に接続し得る。電気的配線314および/または315は、誘電層316によって(少なくとも)部分的に取り囲まれ得る。本開示の範囲から逸脱することなく、誘電層316は様々な材料を含み得る。非限定的な例として、誘電層316は窒化ケイ素(SiN)を含み得る。
図5は、第2の例示的な集積デバイス500の断面図を示す。第2の例示的な集積デバイス500は同軸接続502を含み得る。同軸接続502は、第1の基板306を第2の基板318に接続し得る。基板306は、配線314、315、および515を含み得る。配線314、315、および/または515は、1つまたは複数のトレース、ビア、および/またはパッドを含み得る。同軸接続502は、2本(またはそれより多く)の第1の配線328、504(たとえば、電源信号を送信するように構成される信号配線)、絶縁材料330、および第2の配線332(たとえば、グラウンドへの電気的接続を提供する配線)を含み得る。第1の配線328、504は、第1の基板306を第2の基板318に電気的に接続し得る。たとえば、第1の配線328、504はそれぞれ、第1の基板306の電気的配線315および515を第2の基板318の電気的配線324に電気的に接続し得る。第1の配線328、504は、第1の方向に、たとえば第1の基板306から第2の基板318に、電源信号を伝えるように構成され得る。
一般に、図7A〜図7Dは、同軸接続(たとえば、同軸接続312)の様々な態様を示す。具体的には、図7Aは例示的な同軸接続312の上からの断面図を示す。第1の配線328は直径702を有し得る。たとえば、およそ50オームという特性インピーダンス値を満たすために、直径702は約10μm〜100μmという例示的な値を有し得る。第1の配線328および絶縁材料330は集合的に、直径704を有し得る。直径704の値の例示的な範囲は、約40μm〜400μmである。絶縁材料330は、直径704と直径702との差に等しい厚みを有し得る。絶縁材料330の厚みの値の例示的な範囲(たとえば、直径704と直径702の差)は、(絶縁材料330の誘電率に応じて)約30μm〜300μmである。
図8は、第1の例示的な集積デバイス300における例示的な同軸接続400を提供/製造するための第1の例示的なシーケンス800を示す。シーケンス800は様々な段階を含み得る。図8に示される段階の一部の順序は、本開示の範囲から逸脱することなく変更され得ることを、当業者は理解するだろう。いくつかの実装形態では、いくつかの段階が単一の段階へと組み合わされ得る。下で言及される様々な要素の詳細な説明が上で与えられているので、繰り返されない。
図9は、第1の例示的な集積デバイス300を提供/製造するための例示的なシーケンス900を示す。シーケンス900は様々な段階を含み得る。図9に示される段階の一部の順序は、本開示の範囲から逸脱することなく変更され得ることを、当業者は理解するだろう。その上、いくつかの実装形態では、いくつかの段階が単一の段階として表され得る。下で言及される様々な要素の詳細な説明が上で与えられているので、繰り返されない。
図12は、第3の例示的な集積デバイス(たとえば、図14に示される集積デバイス1400)における例示的な同軸接続を提供/製造するための例示的なシーケンス1200を示す。シーケンス1200は様々な段階を含み得る。いくつかの実装形態では、いくつかの段階が単一の段階として表され得る。図12に示される段階の一部の順序は、本開示の範囲から逸脱することなく変更され得ることを、当業者は理解するだろう。下で言及される様々な要素の詳細な説明が上で与えられているので、繰り返されない。
図13は、第3の例示的な集積デバイス(たとえば、図14に示される集積デバイス1400)を提供/製造するための例示的なシーケンス1300を示す。シーケンス1300は様々な段階を含み得る。図13に示される段階の一部の順序は、本開示の範囲から逸脱することなく変更され得ることを、当業者は理解するだろう。下で言及される様々な要素の詳細な説明が上で与えられているので、繰り返されない。
図16は、同軸接続を含む集積デバイスを提供/製造するための例示的な方法の例示的な流れ図を示す。例示的な方法は、上に示された集積デバイスの任意の1つまたは複数を提供/製造することができる。図16に示されるブロックの一部の順序は、本開示の範囲から逸脱することなく変更され得ることを、当業者は理解するだろう。また、図16に示されるブロックの任意の1つまたは複数が、本開示の範囲から逸脱することなく組み合わされ得ることも、当業者は理解するだろう。任意選択のブロックは、破線の中で示されている。下で言及される様々な要素の詳細な説明が上で与えられているので、繰り返されない。本明細書で説明される例示的な方法は、装置(たとえば、製造デバイス)によって実行され得る。
図17は、上述の集積デバイス、半導体デバイス、集積回路、ダイ、インターポーザ、および/またはパッケージのいずれかと統合され得る様々な電子デバイスを示す。たとえば、携帯電話1702、ラップトップコンピュータ1704、および固定位置端末1706が、本明細書で説明される集積デバイス1700を含み得る。集積デバイス1700は、たとえば、本明細書で説明される集積回路、ダイ、インターポーザ、またはパッケージのいずれかであってよい。図17に示されるデバイス1702、1704、1706は例にすぎない。他の電子デバイスはまた、限定はされないが、モバイルデバイス、ハンドヘルドパーソナル通信システム(PCS)ユニット、携帯情報端末などのポータブルデータユニット、GPS対応デバイス、ナビゲーションデバイス、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテイメントユニット、メータ読取り機器などの固定位置データユニット、通信デバイス、スマートフォン、タブレットコンピュータ、またはデータもしくはコンピュータ命令を記憶し、もしくは取り出す任意の他のデバイス、またはそれらの任意の組合せを含む、集積デバイス1700を特徴とし得る。
102 第1のパッケージ
104 第2のパッケージ
106 第1の基板
108 第1のダイ
110 はんだボール
112 配線
114 電気的配線
116 誘電層
118 第2の基板
120 第2のダイ
122 はんだボール
124 電気的配線
126 線
128 誘電層
300 集積デバイス
302 第1のパッケージ
304 第2のパッケージ
306 第1の基板
308 第1のダイ
310 はんだボール
312 同軸接続
314 電気的配線
315 電気的配線
316 誘電層
318 第2の基板
320 第2のダイ
322 はんだボール
324 電気的配線
326 誘電層
328 第1の配線
330 絶縁材料
332 第2の配線
334 モールド
400 例示的な同軸接続
404 同軸接続
406 第1の配線
408 絶縁材料
410 行
500 第2の例示的な集積デバイス
502 同軸接続
504 第1の配線
515 配線
600 例示的な同軸接続
602 同軸接続
604 行
606 行
608 第1の配線
610 第1の配線
702 直径
704 直径
712 シールド
722 静電容量
724 磁場
732 第1の方向
734 第2の方向
800 第1の例示的なシーケンス
802 穴
804 空間
900 例示的なシーケンス
1200 例示的なシーケンス
1202 配線
1204 同軸接続
1300 例示的なシーケンス
1400 第3の例示的な集積デバイス
1402 行
1500 第4の例示的な集積デバイス
1502 同軸接続
1504 第1の配線
1506 行
1508 行
1700 集積デバイス
1702 デバイス
1704 デバイス
1706 デバイス
Claims (15)
- 第1の電気的配線を伴う第1の基板と、
第2の電気的配線を伴う第2の基板と、
前記第1の基板の前記第1の電気的配線に電気的に結合するように構成され、前記第2の基板の前記第2の電気的配線に電気的に結合するように構成される、複数の内側配線と、
前記複数の内側配線を取り囲む連続的な外側配線であって、グラウンドへの電気的接続を提供するように構成され、前記複数の内側配線の上面と前記外側配線の上面が同一平面にあり、前記複数の内側配線の下面と前記外側配線の下面が同一平面にある、外側配線と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に位置するダイと、
前記ダイを前記第1の電気的配線に電気的に結合するように構成される複数のはんだボールと、
前記第1の基板と前記第2の基板との間の空間を埋めるモールドとを備え、
前記モールドが、少なくとも部分的に、前記ダイ、前記複数のはんだボール、および前記外側配線を封入し、
第1のパッケージが、前記第1の基板、前記複数の内側配線、前記外側配線、前記ダイ、前記複数のはんだボール及び前記モールドを備え、第2のパッケージが、前記第2の基板を備え、前記第1のパッケージと前記第2のパッケージが直接接続される、集積デバイス。 - 前記外側配線がプレートを備える、請求項1に記載の集積デバイス。
- 前記内側配線と前記外側配線との間に誘電材料をさらに備える、請求項1に記載の集積デバイス。
- 前記内側配線が、電源信号のための電気的経路を第1の方向に提供するように構成される、請求項1に記載の集積デバイス。
- 前記外側配線が、グラウンド信号のための電気的経路を第2の方向に提供するように構成される、請求項4に記載の集積デバイス。
- 前記内側配線が、少なくともメッキされた配線および/またはワイヤボンドの1つである、請求項1に記載の集積デバイス。
- 少なくともインターポーザ、パッケージデバイス、および/またはパッケージオンパッケージ(PoP)デバイスの1つを備える、請求項1に記載の集積デバイス。
- 音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテイメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、モバイルデバイス、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、固定位置端末、タブレットコンピュータ、および/またはラップトップコンピュータの少なくとも1つに組み込まれる、請求項1に記載の集積デバイス。
- 集積デバイスを製造する方法であって、
第1の電気的配線を伴う第1の基板を形成するステップと、
第2の電気的配線を伴う第2の基板を形成するステップと、
複数のはんだボールをダイに結合するステップと、
前記第1の基板の前記第1の電気的配線に複数の内側配線を電気的に結合するように構成され、前記第2の基板の前記第2の電気的配線に前記複数の内側配線を電気的に結合するように構成される、前記複数の内側配線を形成するステップと、
前記複数の内側配線を取り囲むように構成され、グラウンドへの電気的接続を提供するように構成される、連続的な外側配線を形成するステップであって、前記複数の内側配線の上面と前記外側配線の上面が同一平面にあり、前記複数の内側配線の下面と前記外側配線の下面が同一平面にある、ステップと、
前記第1の基板と前記第2の基板との間の空間の中のモールドを形成し、前記ダイ、前記複数のはんだボール、および前記外側配線を少なくとも部分的に前記モールド内に封入するステップとを備え、
第1のパッケージが、前記第1の基板、前記複数の内側配線、前記外側配線、前記ダイ、前記複数のはんだボール及び前記モールドを備え、第2のパッケージが、前記第2の基板を備え、前記第1のパッケージと前記第2のパッケージが直接接続される、方法。 - 前記第1の基板の上に前記内側配線を前記形成するステップが、前記第1の基板の上に前記内側配線をメッキするステップを備える、請求項9に記載の方法。
- 前記第1の基板の上に前記内側配線を前記形成するステップが、前記第1の基板の上に前記内側配線をワイヤボンディングするステップを備える、請求項9に記載の方法。
- 前記外側配線がプレートを備える、請求項9に記載の方法。
- 前記内側配線と前記外側配線との間に誘電層を形成するステップをさらに備える、請求項9に記載の方法。
- 前記内側配線が、電源信号のための電気的経路を第1の方向に提供するように構成される、請求項9に記載の方法。
- 前記外側配線が、グラウンド信号のための電気的経路を第2の方向に提供するように構成される、請求項14に記載の方法。
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