TW462098B - A packaging structure for integrated circuits - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 η 6 2 Q 9 8 Α7 ___ _Β7 五、發明説明（1 ) ~ 技術範圍 本發明係有關爲了得到一三度空間或多層晶模組， MCM。 技藝背景及陳述 在積體電路之範園内的技術演進已導致一更快且密度更 大之系統需求。在許多的應用中，一種質輕且密度大之構 造是必要的條件。此科技的演進亦有朝向更複雜系統之趨 勢’系統中含有非常大數量彼此需要互相通訊之元件。爲 了尋求新的系統能符合在不同元件間快速存取之需求，系 統中不同元件之間信號路徑長度就必須被保持在某種限制 之内3 ‘ 系統的複雜度增加，在需要彼此互相通訊之元件間 的信號路徑長度亦增加。爲了不超過最大電距或諸元件間 所允許之最大信號路徑長度，即在彼此需要有—快速通訊 (7L件間’故這些元件必須做得更小且它們亦必須包裝得 密度更鬲。因此，發展出了多層晶模组，其讓一非常高密 度的封裝方法將積體電路IC或晶片封進内部成爲可能。事 實上’在此模組中不同的主動元件間的信號距離不會變得 比在整個系統整體地整合狀況下更大。 然而’在需要彼此互相通訊之元件間的最大距離，其是 由對一考量系统所設定效能需求決定，如果只有—個互連 晶片且/或元件之平面可以使用，則此最大距離變成沒有必 要限制，因爲只有在此單一平面中的元件可在最大距離之 内被達到。 -4 - 本絲尺度賴巾{ CNS ) A4规格（21GX297公嫠) --—- (請先閱讀背而之注意事項再填离本頁) 、1Τ 6 4 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 2 0 9 8 A7 -—----- ---- B7 五、發明説明（2 ) 爲了克服此問題’三度空間或多層結構可以使用。此意 未自元件所延伸之通訊線不但可以到達同—平面中之元 件而且位於該元件上面或下面之平面中之元件可以經由短 信號路徑直接存取。 此可以一些不同的方法得到。傳统具有將模組連接至— 後部平面的系統是以一種觀念的三度空間。然而，它們沒 有實踐上文所討論在所有那些元件間短信號路徑之需求， 這些元件需要彼此互相通訊。當被封閉在一空間中之元件 由長的線連接時，這是無法完成的，明顯地當兩元件依據 這些傳統的系統連接時會變成這種狀況。而且在堆疊側邊 具有互連之二度空間多層晶片模組之堆疊導致長的信號路 徑。如果將得到在兩個位於諸如堆疊之兩個不同的鄰近多 層晶片模组平面上之中心的元件間之信號連接，則它們是 經由一橫向的路徑連在堆疊側邊之一短垂直路徑及在其他 平面上之一最終橫向路徑。與例如直接經由基板的一個孔 連接的狀沉比較’增加了一相當長的距離。 系統亦使用來將一多數晶片黏附在一起形成一塔狀或堆 疊且在晶片堆疊的侧邊具有一垂直連接。如果使用了超過 一個晶片之堆疊，其具有一中心或一底部電連接，則亦會 有在晶片之間安排一短的信號路徑之問題，考慮例如兩個 晶片彼此互相緊接但不在各堆疊之頂端上的狀況，這些晶 片彼此互相通訊。亦或許會有與這種晶片堆疊有關之泠却 問題。 爲了解決數個二度空間多層晶片模組堆疊在彼此頂部形 -5- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ):4規格（2]〇X297公釐） C錆先閱讀背而之注意事項存填寫本買) ir 462098 Μ Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（3 成一二又殳間多層晶片模組情況下的此問題，在位於彼此 頂上之平面間的垂直互連需要形成。 如果垂直互連設置得夠緊密，則一平面上之晶片不但可 以經由一短的電或光學線與其同平面上鄰近之晶片具有一 直接接觸，而且可以與其上方及下方的鄰近晶片直接接 觸。在不同平面上之元件需要通訊的情況下這是—主要優 點，因爲在這些元件之間的信號路徑之長度可以大幅地降 低且因此更複雜的系統可以建立，而其依然符合在彼此互 相通訊元件之間要短的信號路徑之需求。 因此’美國專利5,371，654號發明一三度空間多層晶片模 組結構’其具有在結構中所提供互連之裝置，用來在鄰近 的元件之間得到垂直互連，這些元件是由具有電裝置配置 其中之基板所形成。此互連装置是由具有複數個經由這裡 所延伸之電導體之彈性體材料所形成，且此互連裝置是以 展縮元件堆疊的方式作成將兩個鄰接的元件以電連接，壓 縮的力量，在最終的結構中，由事實推論基板的邊緣會嵌 入位於基板側面之散熱方塊中之凹槽中。以製造具有高效 率熱傳導材料元件之基板來得到散熱問題的解決，所以熱 量將被傳導至基板的邊緣，在此被散熱冷却方塊發散掉。 美國專利5,426,563號亦説明一用以包裝複數個積體電路 晶片之三度空間模組。此結構具有通訊棒（communication bar)，其亦用以當作模組中鄰近基板間的間隔器（spacer)。 這種配置提供冷却通道，其中有一冷却流體。 最後，美國專利5,241,450號亦發明彼此堆疊在其之上之 -6- 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） I -Ϊ . 求 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 6 2 Ο 9 8 Α7 -— --Β7 五、發明説明（4 ) 多層晶片模组。 然而，此上文所描述的結構遭遇到一些主要的缺點。詳 5 &，这些缺點是有關其散熱裝置及此結構固定的方法/ 、因此供冷却裝置應用於三度空間多層晶片模組側面 疋配置，晶片之底部表面位於此處，使得要將相同種類的 其他三度空間多層晶片模組固*至提供此種冷却裝置之— ，成爲非常困難或不可能。因此，如果多種三度空間多層 to片模组在一系統中互連，則此系統無法被建得緊资，1 在今曰常常是其本身之必要條件。 "” 進步來況，此結構及/或此獨立的晶片基本上是彼此互 相地固足著。當-積體電路或一三度空間多層晶片模組之 整個平面被取代時，這樣會成爲一種問題，因爲取代的程 序會損壞此三度空間多層晶片模組之其他元件。 發明摘要 本發明之一目的是提供包含複數個组件之一三度空間多 層叫片模組，各組件之内包含複數個積體電路晶片，其中 -個別的晶片或组件或三度空間多層晶片模组之整 可以輕易地更換。 面 尨濟部中夬操準局員工消費合作社印製 本發明尚有—目的是爲這樣的一種結構提供一冷却配 置’其亦可包含用於冷却積體電路之裝置，此積體電路位 於此結構之中間且其產生大量的熱。 本發明尚有另一目的是提供一三度空間多層晶片模，组， 其可能連結至其他三度空間多層晶片模组。 這些及其他目的可由如同至少兩個二度空間多層晶片 本紙張尺歧财_^i^TcNS )續格(-2ωχ29?ϋ 462093 A7 -----—__B7_ 五、發明説明（5 ) 一""— "之堆疊所开；；成之一三度空間多層晶片模組得到，此二度 二間多層晶片模組具有大量的垂直互連3在所得到的三度 二間多層晶片模组中，爲取得短的信號路徑，一個別的晶 片或元件可與侧面鄰接的晶片同時具有直接接觸，縱向鄰 接的晶片亦然。 爲了建立垂直的互連，特殊的互連晶片適路晶片，被提 (、°因此’二度空間多層晶片模組上的主動晶片無法像在 正常的二度空間多層晶片模組上一樣緊密地封裝。晶片的 垂直密度比起堆疊晶片亦變得減小，因爲在晶片的每—層 之間都必須提供一基板。忽視這點，在連接的某一長度内 晶片可達到的數量’如上文之狀況通常是—限制或禁止的 必要條件，可以遠大於二度空間結構，用這種結構只具有 外部垂直連接。 然而，此主動晶片的高密度結構會導致一散熱的問題 這問題的解決方法是將晶片定位於接近三度空間多層晶片 模組之頂部與底部且在此狀況中不可能在—“熱”晶片之— 側或兩側提供特別的熱傳導體。 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 進一步而言’如果此基板是以一具有良好熱傳導之材質 製成，此基板上建有二度空間多層晶片模組，則熱傳導體 不必設置緊貼著此“熱”晶片。 更進一步而言，此系統是以平的二度空間多層晶片模组 所建成，在一基板上各晶片表面被完成以形成一平面，不 是在固著之前或之後磨平就是利用一具有插入精密區塊。 因此，各元件之背邊可與鄰近基板之上方接觸。這樣提供 -8- 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（2川x 297公釐） 4 6 2 η '9 8 經濟部中央榡隼局貝工消費合作杜印製 Α7 Β7 五、發明説明（6 ) ' —可移動的接觸，其具有良好的熱傳導特性。爲了改良此 可動性及熱傳導，一種油脂、油或—液體材料可以被應用 在個別晶片之背邊。 此連接鄰近的基板之結構亦是由晶片構成，如已經提及 的。然而，這些晶片不是主動而且只當作三度空間多層晶 片模組兩鄰近層之間的電互連裝置。 此二度s間多層晶片頂部及底部表面提供冷却裝置。此 冷却裝置可以直接機械接觸積體電路晶片及位置堆疊最頂 端基板其他晶片之頂部表面，亦可直接機械接觸在此元件 固定於基板上表面上的狀況中底部基板之底部表面。如果 不要這種與積體電路之直接接觸，則一沒有晶片固定其上 之特別基板會位於堆疊的頂端。 只在二度空間多層晶片模組或堆疊之頂部或底部表面配 置冷却裝置讓使用基板邊緣連接裝置成爲可能，諸如在同 時提出之專利申請案“一基板邊緣端子”中所説明。因此輕 易地將一三度空間多層晶片模組橫向連結至另一個就變得 有可能了。 更進一步而τ，此三度芏間多層晶片模组只是以壓力的 裝置保持在一起，此壓力的裝置被應用模组的頂部表面及 底部表面。這樣使得用於三度空間多層晶片模組之個別晶

片修復或取代要拆卸模组容易了許多，系統其他晶片沒有 損壞的風險D 因此一般而T，一三度2間多層晶片模组包含至少兩個 二度空間多層晶片模組各個二度空間多層晶片模組包含 —~~~ ____-9- 说尺度適用中丽家操準（CNS ) A4規格（着）—- — --— ___ (請先閱讀背面之注意事項再填寫表頁〕 '11_ 6 4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2 0.::) 3 A7 ________B7 五、發明説明（7 ) 一個基板及至少一個積體電路晶片固定在其上且電連接至 基板。爲了構成一‘‘純正的，'三度空間多層晶片模组，至少 兩個於不同基板上之積體電路晶片是彼此亙相電連接是必 要的。三度空間模组之積體電路晶片可以覆晶技術固著或 至少以覆晶形式固著。模组各層之積體電路晶片被固著， 所以積體電路晶片之背面（即沒有電終端或沒有電傳導區之 表面，通常是頂部表面）與—鄰接基板之表面區以電接觸。 積體電路晶片之固著是一積體電路晶片之表面只是與鄰接 基板之表面以機械地接觸，此表面晶片不固著或不電連接 至相關基板。這種機械的接觸通常可能是一由一些像是油 之液體所加強之滑動接觸，其亦將晶片連接至基板。 爲了要冷却二度2間多層晶片模组，外部冷却器或熱傳 導區塊可以配置與基片或積體電路晶片之最外的大表面熱 接觸。二度2間多層晶片模組中之内部熱傳導體是以配置 内部熱傳導區塊加強，此區塊位於兩鄰近的基板之間，且 其與這些基板之大面對表面熱接觸。這一熱傳導區塊亦可 以配1在最頂端基板之上，與基板之其中之一表面接觸且 將一冷却器區塊與其相反表面接觸。 壓力裝置可以提供一壓力作用，其作用在二度空間多層 晶片模組堆疊之最外部表面及最外部基板及/或最外部積體 電路〈大表面上。進一步而言，這種壓力可能是維持所有 元件（即所有不同的晶片及所有基板）在彼此相對位置的唯 一力量，所以沒有固定或嚴格的特有機械固著存在或需 求°元件之橫向定位是由適合的橫向定位裝置完成。 本紙張又度適用中國國家標準（CNS } A4規格（2ΐ〇χ297公楚） {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

462093 A7 -___B7 五、發明説明（8 ) 進一步而言，爲了將三度空間多層晶片模組連接至其他 裝置（諸如其他類似的三度空間多層晶片模組），至少一個 基板在一邊緣線具有一自由臨界部分，從此在此臨界部分 形成一自由空間或自由通道。在此臨界部分中外露電傳導 區域提供將基板電連接至其他的裝置（例如一多層晶片模组 中之基板）或至一特殊端子裝置。在模組之一邊的自由空間 位於在邊緣之兩個鄰接晶片之間或一基板與一完結區塊之 間’其中至少一個基板具有一自由臨界表面部分。 一適合用於連接該基板之端子單元具有—適合的形狀， 所以此單元可以至少部分地插入自由空間中。其進一步在 表面上具有一電傳導圖形或一般地外露電傳導區域，當 端子單元插入自由空間中時，傳導圖形或區域適合與臨二 部分上之類似的外露電傳導區域電接觸^此端子單元具有 一細長矩形體的形狀，在其縱向具有一中心軸。位於中心 軸一邊之端子單元邵分適合電接觸所考量r卢命間多廢3 片模組中之基板，且位於中心抽另一邊之； = ; = 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 其他類似的三度芏間多層晶片模組中之基板& 一端子單元 亦可以設計成位於軸一邊之端子單元部分適合電接觸此三 度立間多層晶片模組中之基板’而位於中心抽另一邊之部 分適合電接觸其他端子裝置（諸如背板）中之電傳導區域。 定位裝置可以提供於一端子單元之上及在自由空間基板 之臨界部分上用於在基板上達到端予單元之正確位置。此 定位裝置可以包含突出部分，諸如位於基板臨界部分之表 面上凸緣，其用於結合端予單元之邊緣表面或轉角。 '11- 本紙法尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0X297公I ) 4 經濟'哪中央標準局員工消費合作社印製 6 2 Ο ·9 8 Α7 1--. Β7 五、發明説明^ ) — ' -- 至少一個通路晶片被提供，其位於兩鄰近基板之間且血 此兩基板電接觸。這樣-種通路晶片包含電傳導路徑，此 路=自通路晶片表面至相反的表面，這些傳導路徑電互連 在這些基板表面或層上及/或中之電傳導層。 上文所提及之定位裝置可以包含成對的晶片及基板之定 位裝置，此晶片及基板彼此緊壓靠在—起，用於在基板上 達到晶片的正確位置。此定位裝置可以包含一溝槽，其位 於晶片及基板其中-個表面上，用於結合提供於晶片及基 板其中之另—個表面上之一突出部分、一凸緣、一行凸緣 或脊狀部分。進一步而言，爲了簡化晶片至基板之電連 接，定位裝置可以包含電傳導表面區域，當晶片與基板彼 此緊塾靠在-起時，其將彼此電接觸與連接。另外，較簡 易的定位裝置可以包含突出部分，其位於基板表面上，用 於結合被緊壓靠基板之晶片的邊緣表面或轉角。 附圖説明 本發明現在將藉由無限制之範例參考以下附圖詳細地説 明，其中： -圖1是一二度芏間多層晶片模組之橫截面圖， -圖2是一二度空間多層晶片模組之橫截面圖，亦說明晶片 排列結構及一模纽至一類似模組之連接， -圖疋"卩知放大檢截面圖，顯示兩個三度空間多層晶片 模組連結在一起的連接區域， -圖4是一上視圖，顯示9個連結在—起的三度空間多層晶 片模組，這些模組的其中之—連接至一背板（back plane)。 ___ -12- 本紙張尺度—iMf _家鮮（CNS ) I ---- '於------丁 — •T 、1 (諸先聞讀背ιδ之注意事項再填寫本1) .1 [I I I- -I —^1 4 6 2 〇 9 8 經濟部中央樣準局員工消費合作.杜印製 A7 B7 五、發明説明（10 ) 較佳實施例之説明 圖1中顯7F —二度空間多層晶片模組（MCM)之橫截面圖。 此一度i間多層晶片模組是由數個二度空間多層晶片模組 所組成，且在所示實施例中它包含三個内部基板丨，各個 基板具有一個或更多積體電路晶片3與其上部及/或底部表 面以電接觸。這些積體電路晶片3與信號或其他使用於及/ 或土 <>這些基板其中之—之電傳導路徑是以電連接，在所 在位置，電接觸元件是由觸點5之行説明。基板3可以用一 二允》午電導體至少在一表面和最好兩表面都有方法製作， 在或更夕層中，諸如使用薄膜法或較佳地使用以相同方 式所處理矽基板，此方法如同用於製造積體電子電路之方 式。此基板可以有許多層，各層包含電傳導平面、用於電 導體炙平面、接地平面、絕緣平面等。各個矽基板i是在 傳統方式中假設提供至少一個電傳導接地平面，未顯示， 當三度空間多層晶片模組被使用時，其將被連接至電的接 地，因此，在模組不同平面之間得到—良好的電屏蔽，和 一度k間多層晶片模組一樣。實施例中所示，亦有頂部及 底部矽基板7，其與晶片3之頂部及底部表面只是以機械地 接觸’因爲它們沒有配置電導體。 較内側之基板]，但不是位於二度空間多層晶片模组堆疊 頂部或底部之基板7，亦有固著被動晶片，通路晶片9，沒 有包含電或電子的元件，但是只有在三度空間多層晶片模 組鄰接層之間構成信號路徑，即在兩個基板丨對向表面中 及/或上信號路徑之間，其彼此位置鄰接。通路晶片9於兩 * 13- 本纸伕尺度適用中國國家椟準（CNS ) A4規格（2丨0X297公董） ί [— - ili n - I I. H^I--- I— I - T /.: .¾ (請先閱讀背面之注意事項再填离本頁) 4 6 2 0 9 3 A7 B7 五、發明説明（彳1 ) 個相反的表面具有數行 (請先閲讀背面之;"意事項再填寫本頁) 面對内部基板卜電接觸件11，此兩個相反的表邊 合的電路徑互連。 中"以位於通路晶片内部之β 圖1中所示結構中，诵欧g u 曰 、路叫片9可以固著在三度空間多層 叫片杈组平面中幾乎任仿π . 二,，ΒΗ Α 于任何么置，且一疋不是必要條件，以 死明的方式’沿著相同的垂直 j坐疽綠配置，在彼此頂端之上。 思疋―主要的優‘點，因爲通路晶片9可以放置在那些需要 的位置，因此在三度空間多層晶片模組中節省了空間。通 路晶片9在圖！中所説明的是亦位於相同垂直線中，如同在 每個内部基板中之傳統通路孔13之集合，這些通路穿孔13 具：錢壁用於將各基板1之兩表面彼此電連接或更正確 地况是在各基板表面上不同的電傳導層及路徑彼此或許亦 及通路晶片9之電接觸元件。 經濟部中央橾準局貝Η消費合作社印製 爲了得到在内較内基板丨及特殊通路晶片9中之阻抗匹 配，具有根據同時提出具有標題爲“一通路結構，，的專利申 請案蝕刻深的V形溝槽之通路結構可以使用，亦可參看圖 2。在通路晶片9及基板之至少其中—個表面上，例如底部 表面，彈性凸緣結構，其插入或應用至個別位於基板^和 通路晶片9之相反表面上的V形接觸及導向溝槽，可以同時 提供用於得到一可輕易地拆解之電連接和用於得到一機械 定位。彈性凸緣結構和接觸溝槽可以做成像是同時所提出 標題爲“高密度電連接器”之專利申請案。 積體電路晶片3也許亦和通路晶片9可以在一較佳實施例 中以覆晶技術固著於各個基板之所欲表面上，或在另—較 -14- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格U!OX297公釐 4 6 2 0.9 8 五、發明説明（12 佳實施例中它們以-自行排列方法固著，如同同時提出名 爲“彈性觸默之覆晶型連接，，之專利申請案。此狀 凸緣使用於機械定位及社人u Τ 虚w溝槽排列’它們可以在-較佳《施例中根據同時提出的專利中請案“用 溝槽中凸緣”被做成。这此7円AA ^ ^ ^ 固s 3只3类 二、冋勺可能配置使得在覆晶型 固#印片3表面與鄰接基板1表 成爲可能。 門扣(、良好的電接觸 三度空間多層晶片模組中’熱區塊15可以配置於適當的 位f用於自積體電路晶片3,傳導熱，當使用時所產生特別 大量的這些熱區塊i 5可以有如一積體電路3，3，之相 同-般的形狀與空間且是由諸如矽或其他具有良好熱傳導 材^所做成的。它們可能是機械㈣位何保持在與積體電 路03片J之相同位置，例如以引證專利申請案“彈性觸 點之覆晶型連接”所發明的方法。 二度全間結構積體電路各層與各個別的晶片可一較 佳實施例中使用所述連接方法中較喜好之一種方法保持在 起，而只有以一應用在結構頂部及底部之壓力，如箭頭 1 7所指出。 經濟部中央標牵局員工消費合作社印製 爲了 7G成此一堆疊不拆除的結構，例如如已經説明的， 具有電傳導表面外層之彈性凸緣被提供，其將一通路晶片 9連接至一鄰近平板或基板丨之表面，且以壓縮整個模組在 一起得到電接觸。此壓力是以某種夾住裝置的方式提供， 未顯不’應用一力量至最上及最下的表面部分或模組表 面’特別是具有一適合設計區塊形狀之冷却裝置1 9，其應 15- 本纸蒗尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2i0x297公釐） 4 6 2 0.9 8 經濟部中央操準局員工消費合作祍印11 A7 B7 五、發明説明（13 ) 用於結構之頂部及底部表面，即頂部與底部基板7之外部 表面。 此種鬆散的配置結合用於排列與電連帶之彈性裝置所提 供之滑動電接觸降低模組元件之間的熱壓至最小。爲了能 讓此鬆散配置正確地工作且用於模組之組合而不使用高精 密裝置，在平板之間的某種機械的記綠是有需要的。此一 έ己錄是有利盈地執行’如同已經所提及的，根據引證專利 申請案“用於彈性定位之溝槽中凸緣”藉由通路結構及/或凸 緣結構用於通路晶片。 藉由以此一方法將三度空間多層晶片模組之元件固著， 例如以堆疊，其中各各層及各元件只是以—力量保持在位 I上，此力量導引自夾住裝置及排列裝置且可以輕易地自 彼此分開而沒有任何焊脱的須要，各元件可以輕易地移除 和替換，例如一機能不全的狀況。 圖2中顯示一與圖丨中類似之三度空間多層晶片模組，其 具有4個基板1，在它們頂部表面上裝設有積體電路晶片 3 °基板1頂部表面上之定位凸緣2 1可以在圖中看到，這此 凸緣2 1結合積體電路晶片3、3 ’及通路晶片9之較低邊緣或 轉角。用於將基板1的表面層連接至晶片3、9底部表面電 傳導區域之電連接凸緣顯示在2 3。更進一步而言，圖2續 示一通路晶片9之排列與位於通路晶片9頂部上之基板i。 此排列是利用已經詳述於引證專利申請案“彈性定位溝槽中 之凸緣”之發明得到。如果此一排列被使用，v形溝槽25被 姑刻於各自的基板，即在其頂不及/或其底部表面，用於 ____ - 16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 訂 6 20 98 A7 — ~~' 一—--” __B7 五、發明説明（14 ) ~~ 收饭於通路晶片9頂部表面之彈性凸緣2 7。此共同凸緣2 7 人V形/冓槽2 5可以設計成籍由引證專利申請案“高密度電連 接态’，中所發明之裝置也將通路晶片9及位於下一個最上之 基板]彼此電連接。 圖2 i通路晶片9具有深的v形溝槽2 5，此v形溝槽2 5在 其斜角的表面上具有電傳導體，如同引證專利申請案“—通 路晶片’’所説明的。此種包含V形溝槽3 i之通路結構亦配置 於基板1之中。連接至位於頂部基板1之通路晶片9之深的 V形遘槽2 9、3 1在説明實施例中沿著相同的垂直線放置， 共同排列凸緣2 7與低V形溝槽2 5被相稱地放置在深的v形 溝槽2 9、3 1的兩邊上。 圖2中亦說明，在右手邊部分，所考慮三度空間多層晶片 模組連結另一類似之三度空間多層晶片模組。 經濟部中央標準局—工消費合作杜印製 —I— 1H - 1— ^^1. ·_ 二 - I.Λ- - - I ii I ! - TJ. t T11 (請先閱讀背面之注意事項斗填寫本頁) 正如已經建議的，如果—種適合的固著技術被使用，例 如已於引證專利申請案“與彈性觸點之覆晶型連接”中所説 明’則所有個別的晶片是可移除的及可取代的，在許多的 應用中可省下成本。這比起傳統以其他裝置（例如膠貼或焊 接）將彼此固定之三度空間多層晶片模組是一主要優點，因 A拆卸此三度空間多層晶片模组常常會破壞模组中其中的 元件’且功能異常元件之替換無法使模組再次工作。 爲了使此二度空間多層晶片模组再工作，常常較無成本 地更換整個模組或至少三度空間多層晶片模組之—平板。 然而，如此所説明之結構被設計以應付這種問題。解決方 法是一堆疊封裝結構，已經於上文所揭示，其只使用—壓 ________- 17- 本紙張尺度適jif國國家標準（CNS ) A4^H〇x 297y^y ---^ /1 s 2 Π 9 8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（15 ) 力保持三度空間多層晶片模组之各個個別晶片在其適當的 位置。 在圖2中，三度空間多層晶片模組之冷却區塊直接朝向最 下層基板底部表面及位於最頂層基板上之元件的頂部表面 壓下去且它們在它們的外部表面上具有冷却凸緣3 3。此冷 却裝置可以包含在此技藝中所知任何形式的冷却，諸如流 入或經過凸緣3 3之空氣或冷却液體。 由三度空間多層晶片模组之電路所產生之熱在多層晶片 模組之不同層之間經由各晶片之平背板與鄰近基板之下邊 之接觸被傳導。爲了簡化此流程，一種良好的熱接觸在晶 片背板與鄰近基板之間被提供，且如上文所説明的，藉由 在固著之前或之後研磨晶片背板及藉由應用一些具有良好 熱傳導及諸如油脂之類的絕緣之液體材料而得到，但是亦 是電傳導材料，此一液體材料可以使用以提供各個其他的 表面接觸’包含電絕緣材料。此液體，熱接觸材料在晶片 與基板1之間提供一滑動接觸丑此滑動接觸具有良好的熱 傳導。 一種在所欲位置之加強型散熱是以上文所指示的方式完 成，利用熱晶片15，其放置於接近產生特別大量熱之積體 電路晶片3 ’的位置。此積體電路晶片，其產生大量的熱， 被放置於接近三度空間多層晶片模組底部或頂部，即接近 外部冷却表面。 在此狀況下，其中基板1是由一種具有良好散熱之材料所 做成，諸如矽，得到一種良好的熱轉換且在三度空間多層 -18 - 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（21 〇 χ四7公楚） 1 ί— II - . ιί I-. Γ n ------- T ·,ί.. 4 、？ (请先閱讀背面之注意事項再填寫本貰) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 462098 A7 ______B7 五、發明説明（16 ) 晶片模组的溫度不會太高3 因爲要提供一冷却配置用於根據上文模組產生比—裝置 所能冷却大之功率密度時，參看圖1和2，小通道3 5形成且 各平板或層之晶片3、3，、9、1 5之小邊或邊緣可以使用兩 相冷却。這是利用配置一框架冗成’未顯示，圍繞各提供 一封固系統之模組用於將冷却媒介轉換成外部凝結器。當 然’此一冷却配置將使得提供邊緣接觸用於在兩整個模组 之兩相反邊表面接觸表面的裝置及類似的三度空間多層晶 片模組成爲可能，但是依然有其他相對邊表面可以使用於 此目的，如下文將作詳細説明。 因此，只使用表面頂部及底部表面冷却的好處是各二度 空間多層晶片模组所有邊緣可以準備與類似那些電路板之 邊緣觸點，其中可以得到位於兩個三度空間多層晶片模组 之間的連結。此觸點較佳地設計是根據引證專利申請案“一 基板邊緣連接器”，其提供轉換至相似多層晶片模組或外 部裝置，其轉換線可以做成阻抗匹配。—以此方式設計之 連接器結構包含多數可以非常高密度包装之連接且其亦提 供一以光學導波管連接彼此之可能性，其亦可以非常高密 度包裝。 圖3中’其爲圖2右半部分之放大圖，顯示兩個三度空間 多層晶片模組之連結。兩個三度空間多層晶片模組之間的 互連是以基板邊緣接觸所得到，如在引證專利申請案“一基 板邊緣連接器”中所説明利用一實質地矩形、細長的内部 連接線帶或内邵連接線基板3 7。此内部連接線帶3 7實質地 -19- 本紙渠尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 .衣------訂------^

經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 具有相同厚度，在所有晶片3、3 ’、9、1 5之間及被插入第 二度空間多層晶片模組之兩鄰近基板1之間或頂端基板 與上冷却區塊1 9頂部表面之間及兩鄰近基板1之間或一鄰 近第二三度空間多層晶片模組之冷却區塊1 9之間，此模组 之—倒表面與第一模組具有電接觸。内部連接線帶3 7具有 縱向中心轴或平面在此軸或平面一邊上的部分連接至 第一三度空間多層晶片模組丑在反邊上的另一部分則連接 土第二三度翌間多層晶片模組°這種進一步意味，個別基 板1之臨界部分這裡此内部連接線基板3 7將連接，不允許 有任何晶片在上面’所以自由空間在基板1之臨界區域形 成屬於相同的三度空間多層晶片模组，此自由空間形成通 道或溝槽用於接收一半之部連接線3 7。 爲了定位内邵+連接線帶3 7，彈性迅緣3 9可以以前文已説 明之相同方式使用於熱區塊1 5，這些凸緣位於基板j上所 欲之位置且結合内部連接線帶3 7之邊緣或小邊表面或轉 角。第一三度空間多層晶片模組中一基板】上傳導路徑至 第二三度里間多層晶片模組中鄰近基板1上傳導路徑之電 連接可以利用彈性墊4 1完成，此彈性墊4〗具有電傳導體， 其在内邵連接線帶3 7底郡表面接觸傳導路棱，詳細説明 於引證專利申請案“一基板邊緣連接器，，中a 在圖4之平面圖中説明九個三度空間多層晶片模組是如何 連結在一起°此九個多層晶片模组在此以—3 χ 3的方陣連 結在一起’但是任何適合的連結纟且態可以當然被使用於此 多層晶片模組。沿著三度空間多層晶片模组所有的内部邊 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297^U*i~~~~ ----- I 3-.:」! - - —II - --I t—» - - - --- 1 II - !1 I ·/. ^ 、=» (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 4 6 2 - ^ s A7 ___ B7 —---- - ——- 五、發明説明（π ) 緣’内部連接線帶3 7被定位。而且，如圖中所示，其中— 個三度空間多層晶片模組可以經由一特殊連接器部分45連 接至—背板4 3，此連接器部分4 5具有一線圈散出部分4 7 及—插入在鄰近基板1之間的臨界部分49，此臨界部分4 9 在靠近三度空間多層晶片模組這邊裡以與内部連接線帶3 7 相同的方式。臨界部分4 9基本上可以設計成内部連接線帶 3 7之一半。 於是，一三度空間多層晶片模组已被説明。在此已説明 之二度2間多層晶片模組比起根據先前技藝的具有幾個優 點》舉例來説，此模组結構在模組中不同平面之間提供— 幾乎任意地位置互連的可能性。更進一步而言，此在模组 頂部與底部表面包含冷却裝置之配置允許與其他類似結構 之三度空間多層晶片模組簡單地橫向連結。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .衣 經濟部中央椋準局員工消費合作杜印製 il 2 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 填讀委貝明示，本案修正後是否纪吏忍^^内容*' 462098 第86100961號專利申請案 M ff年f月 ---十文申請專利範圍修正本（的年9 q ) D8六、申請專利範圍

   經濟部中央棣率局貝工消費合作社印策 1·二：度空間多晶片模組’包括層叠之至少兩 主面的多晶片換组、各具有電性導通路徑之至，】、 兩個電隔絕基體、以及至少兩個積體電 / 個基本上呈平面的多晶片模組包含一基體及至 體電路晶片，每-積體電路晶片具有包含電端 一表面及相對於該第一表面之第二表面，每 路晶片係以其第一表面電性連接至相應之基本上呈= 面之多晶片模組之電隔絕基體之電性導通路徑而安置 於其上，其中該二度艾間多晶片模組中所包含之詼至 少兩個積體電路晶片係彼此電性地互遠，:" 且母一個基 本上呈平面之多晶片模組之至少一個積體電路晶片二 安置係使得其第二表面與一鄰近之電隔絕基體間作機 械及熱接觸，此至少一積體電路晶片作用為—間隔一 件，介於該至少兩個基本上呈平面之多晶片模:之2 近的電隔絕基體之間。 2 .如申請專利範圍第丨項之三度空間多晶片模组，其中每 一個基本上呈平面之多晶片模組之該至少—個積體電 路晶片係倒裝於該相應之基本上呈平面之多曰 之該基體上。 3 如申請專利範園第1項之三度空間多晶片模組，更包括 外部冷卻器及/或熱傳導區塊，用以熱接觸於該基體 及/或該積體電路晶片之最外部大表面。 4 ‘如申請專利範圍第1項之三度空間多晶片模組，更包括 内部熱傳導區塊，其係置於該等基體上、或介於兩相 ί請先«讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度逍用中國國家標率（CNS > Α4現格（210Χ297公釐） 4 6 20 9 8 A8 Β8 C8 D8 申請專利範圍 鄰基體間、或介於該基體之一與一外部冷卻器及/或 熱，導區塊之一表面之間，用以熱接觸於這些基體或 孩等基體及該區塊之一之面對的大表面❶ 5 如申請專利範圍第1項之三度空間多晶片模組，更包括 壓鈿裝置在孩等基體及或該等積體電路晶片之最外 部大表面上作用一壓力。 6 .如申請專利範圍第5項之三度空間多晶片模組，其中該 壓力是唯一的手段用以將該三度空間多層晶片模組之 元件維持在彼此相關的位置。 7 ·如申請專利範圍第1項之三度空問多晶片模组，更包括 至少一基體，在其一邊緣具有一自由臨界部份，此臨 界部份具有曝露之電傳導區域允許該基體電連接至— 多晶片模组中另一基體或連接至一連接器裝置。 如申請專利範圍第1項之三度空間多晶片模組’更包括 於該 度空間多晶片換组之一邊之一自由空間 該 ---------'-- (請先閲讀背面之注ί項再填寫本肓) -1Τ 經濟部令央樣隼局員工消费合作社印$1 由空間係位於兩個鄰近的基體之間的基體邊緣，該兩 個基體中至少一個具有於其邊緣且位於該自由空間之 臨界表面部份；該臨界表面部份具有曝露之電傳導區 域’允許具有位於該自由空間之該臨界表面部份的該 基體電連接至一多晶片模组中另一基體，或電連接至 一連接器裝置。 9 ·如申請專利範圍第7項之三度空間多晶片模組，更包括 一可拆開的連接器單元，其具有一形狀適於至少部份 插入该等基體其中之一之臨界部份的自由空間中， ________" 2 - 本纸铁尺度適用中國i家揉準（CNS)以胁（210x_297公着） 線.--- • I I n 1 Λα 6 20 9 8 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 於其一表面上載有一電傳導圖型，當該連接器單元插 入孩自由空間時，此電傳導圖型適於與該臨界部份上 之該曝露之電傳導區域形成電連接。 ίο.如申請專利範圍第9項之三度空間多晶片模組，其中趙 連接器單元具有一細長矩形體或細長片之形狀，該形 狀於其縱向具有一中心軸，當該連接器單元插入該自 由芝間時’位於該中心軸一邊之該連接器單元之—部 份係電連接至該三度空間多晶片模组中的基體之—。 11. 如申請專利範園第1 〇項之三度空間多晶片模组，其中 位於該中心軸另一（相對）邊的該連接器單元之—部 份’係適於電連接另一類似的三度空間多晶片模组中 之一基體。 12. 如申請專利範園第1 〇項之三度空間多晶片模組，其中 位於該中心軸另一（相對）邊之該連接器單元之一部 份’係適於電連接一連接器裝置或背板之電傳導區 域。 13_如申請專利範圍第1 〇項之三度空間多晶片模組，更包 括於該連接器單元及於該基體之臨界部份之該自由空 間上的定位裝置，用以於該基體上達成該連接器單元 之準確定位。 14,如申請專利範圍第i 3項之三度空問多晶片模組，其中 該定位裝置包含位於該基體之該臨界部份之—表面上 的突出部份，用以結合該連接器單元之邊緣表面或轉 角0 -3- 良紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） f請先聞讀背面之注意ί項再填寫本頁} . 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 8 9 ο 2 6 ABCD 六、申請專利範圍 15. 如申請專利範圍第1項之三度空間多晶片模组，其中該 三度空間多晶片模組之不同的電傳導層係藉由該三度 空間多晶片模組之基體中的通孔而互連，且該等通孔 係位於該三度空間多晶片模组之各平面的任意位置。 16. 如申請專利範圍第1項之三度空間多層晶片模組，包括 至少一個介層晶片，其位於兩個相鄰基體之間且與該 兩個基體電接觸；該至少一介層晶片包括自其一表面 至其一相對表面的電傳導路徑，用以電性互連該兩個 相鄰基體之面對層中之電傳導層。 17. 如申請專利範圍第1項之三度空間多晶片模組，更包括 於該積體電路之一及於該基體之一之定位裝置，其彼 此對壓者 *用以在該基板上完成該積體電路晶片之準 確定位。 18. 如申請專利範圍第1 7項之三度空間多晶片模组，其中 該定位裝置包含於該積體電路之一及該基體之一之一 表面上之一溝槽，用以結合於其它積體電路及其它基 體之一表面上之突出物。 經濟部_央標準局員工消費合作社印裝 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線；· 19. 如申請專利範圍第1 7項之三度空間多晶片模組’其中 該定位裝置包括電傳導表面區域，當該積體電路晶片 和該基體彼此對壓時，該電傳導表面區域彼此電性接 觸。 20. 如申請專利範圍第1 7項之三度空間多晶片模組，其中 該定位裝置包含位於該等基體其中之一之一表面上的 突出物*用以結合與該基體對壓之積體電硌晶片之邊 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 Dfi 462098 穴、申請專利範圍 緣表面或轉角。 21. —種三度空間多晶片模組 ' 包括多個基本上呈平面的 多晶片模組，且更包括 t 王少兩個彼此互連之積體電 路，每一個基本上呈平而、 间 < 多晶片模組包括一實質呈 平面的基體及裝配於該基w ' 泰 、 歧疋~表面上之至少一積體 電路晶片，·1¾三度空間容g t ^阳片模组包括於該基本上呈 平面之多晶片模組其中女 、 L . '又基體的邊緣之臨界區域 上的一自由空間，該臨界 _ ^ E域未載有任何晶片或其它 兀件但具有曝露之電傳導區域； 該二度空間多晶片模4且承Aj ^、，且更包括一可拆開之連接器單 元，該連接器單元JL有—π,, 一 ' ^ 形狀適於至少部份插入於該 L界區域<自由2間中’並於其—表面上載有一電傳 導圖型，當該連接器單元插入該自由空間時，該電傳 導圖型適於與該臨界區域上該曝露之電傳導區域形成 電接觸。 22_如申請專利範圍第2丨項之三度空間多晶片模組，其中 琢連接器單元具有一細長矩形體或細長片之形狀，該 形狀於其縱向具有一中心軸’當該連接器單元插入該 自由2間時，位於該中心軸一邊之該連接器之一部份 係適於與該等基本上呈平面之多晶片模組之一之基體 形成電接觸。 23‘如申請專利範圍第2 2項之三度空間多晶片模組，其中 位於該中心軸另一（相對）邊之該連接器單元之一部 份，係適於電連接另一類似的三度空問多晶片模組中 表紙張λα通用中國國家榇準（GNS) ( 21()x297：^J7 (請先聞讀背*-之注-W'項再填寫本頁) ί .訂 經濟部中央標準局員工消费合作社印装 ABCD 4 6 2 0 9 8 _、申請專利範圍 之一基體。 24·如申請專利範圍第2 2項之三度空間多晶片模組，其中 位於該中心軸另一（相對）邊之該連接器單元之一部 份’係適於電連接一連接器裝置或背板之電傳導區 域。 25. 如申請專利範圍第2 1項之三度空間多晶片模組，更包 括於該連接器單元及於該臨界區域該自由空間上之定 位裝置’用以於具有該臨界區域之基體上達成該連接 益裝置之準確定位。 26. 如申請專利範圍第2 5項之三度空間多晶片模組，其中 該定位裝置包括位於該基體之該臨界區域之一表面上 的突出物，用以結合該連接器單元之邊緣表面或轉 角D 27_ —種二度2間多晶片模組，包括多個基本上呈平面之 多晶片模組，且更包括至少兩個彼此電性互連之積體 電路’每一基本上呈平面之多晶片模組包括至少一晶 片及一基體，該至少一晶片係裝配於該基體上，定位 裝置係置在裝配於該基體之該至少一晶片上及在該基 體上，裝配於該基體上之該至少一晶片及對應於一第 二基本上呈平面之多晶片模组之一第二基體係彼此對 壓’以使該至少一晶片裝配於該基體上；該定位裝置 作用為於該基體上達成該至少一晶片之準確定位；其 中該定位裝置包括位於安裝於至少一晶片之該基體之 一表面之突出物’該突出物結合安裝於該基體之該至 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 項 再 填 寫 本 頁 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 4620^8 ABCD 六、申請專利範圍 少一晶片之邊緣表面或轉角。 28. 如申請專利範圍第2 7項之三度空間多晶片模组，其中 該突出物具有一實質上呈三角形之截面。 29. 如申請專利範圍第2 8項之三度空間多晶片模組，其中 該突出物具有等腰三角形形狀之截面。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNL'M Α4規格（210Χ：297公釐）