包括封裝襯底中的管芯的堆疊管芯封裝的制作方法
【專利說明】包括封裝襯底中的管芯的堆疊管芯封裝
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有2012年9月27日提交的美國申請序列號N0.13/629368的優先權的權益，通過引用的方式將該美國申請的全部內容并入本文中。
技術領域
[0003]實施例涉及半導體器件封裝。一些實施例涉及堆疊管芯封裝。
【背景技術】
[0004]諸如移動電話、平板電腦和計算機之類的許多電子產品通常具有包封在集成電路(IC)封裝中的半導體管芯。管芯通常具有可以形成諸如存儲信息的存儲器器件或處理信息的處理器之類的器件的電路。管芯中的器件在進行操作時可能發熱。因此，通常在IC封裝中包括諸如熱沉之類的散熱方案來冷卻管芯。
[0005]一些常規IC封裝可以具有多個管芯，以增大存儲器存儲容量、處理能力或兩者。在一些IC封裝中為節省面積，可以將多個管芯堆疊在彼此頂部。然而，堆疊的管芯可能增大IC封裝的總厚度，導致其不適合用于一些電子產品中。此外，為一些IC封裝提供適當的散熱方案來冷卻堆疊的管芯可能構成挑戰。
【附圖說明】
[0006]圖1示出了根據本文中所描述的一些實施例的包括耦合到底座的封裝的電子裝備的形式的裝置的截面。
[0007]圖2示出了根據本文中所描述的一些實施例的將管芯從圖1的封裝中拆卸下來之后的管芯。
[0008]圖3示出了根據本文中所描述的一些實施例的將襯底從圖1的封裝中拆卸下來之后的襯底。
[0009]圖4示出了根據本文中所描述的一些實施例的將底座從圖1的封裝中拆卸下來之后的底座。
[0010]圖5示出了根據本文中所描述的一些實施例的包括散熱器件的電子裝備的形式的裝置的截面。
[0011]圖6示出了根據本文中所描述的一些實施例的可以是圖1的電子裝備的變化的電子裝備的形式的裝置的截面。
[0012]圖7示出了根據本文中所描述的一些實施例的包括散熱器件的圖6的電子裝備的形式的裝置的截面。
[0013]圖8示出了根據本文中所描述的一些實施例的可以是圖6的電子裝備的變化的電子裝備的形式的裝置的截面。
[0014]圖9示出了根據本文中所描述的一些實施例的包括散熱器件的圖8的電子裝備的形式的裝置的截面。
[0015]圖10示出了根據本文中所描述的一些實施例的包括耦合到無開口底座的封裝的電子裝備的形式的裝置的截面。
[0016]圖11示出了根據本文中所描述的一些實施例的將底座從圖10的封裝中拆卸下來之后的底座。
[0017]圖12示出了根據本文中所描述的一些實施例的包括具有耦合到管芯的結構的封裝的電子裝備的形式的裝置的截面。
[0018]圖13到圖19示出了根據本文中所描述的一些實施例的形成電子裝備的方法。
【具體實施方式】
[0019]圖1示出了根據本文中所描述的一些實施例的包括耦合到底座190的封裝101的電子裝備100的形式的裝置的截面。電子裝備100可以包括或可以被包括在例如如下電子產品中:蜂窩電話、智能電話、平板電腦、電子閱讀器(例如，電子書閱讀器)、膝上型電腦、臺式電腦、個人計算機、服務器、個人數字助理(PDA)、網絡設備、機頂盒(STB)、網絡路由器、網絡交換機、網橋、其它類型的設備或裝備。
[0020]圖1中的封裝101可以包括球柵陣列(BGA)型封裝或另一種類型的封裝。底座190可以包括電路板，例如印刷電路板(PCB)。封裝101可以包括管芯110、管芯120、襯底130、散熱器件140和熱界面材料(??Μ) 145。管芯110可以堆疊在管芯120之上以形成堆疊的管芯。管芯110和120可以通過電連接件151而彼此耦合。管芯120可以通過電連接件152耦合到襯底130。襯底130可以通過電連接件153耦合到底座190。封裝101可以包括管芯110與管芯120之間的材料161以及管芯120與襯底130之間的材料162。
[0021]電連接件151、152和153可以包括導電材料，例如焊料或其它導電材料。例如，電連接件151和152可以包括Sn-Cu焊料膏、Sn-Ag焊料膏、Sn-Ag-Cu焊料膏(例如SAC 305)。電連接件153可以包括Sn-Ag-Cu焊料膏(例如SAC 405,SAC 305)。材料161和162可以包括非導電材料(例如，底部填充材料)，例如環氧樹脂或其它非導電材料。散熱器件140可以包括金屬(例如，銅)或其它材料。TM 145可以包括導熱材料。用于TM 145的示例材料包括聚合物TIM、銀填充環氧樹脂、相變材料、導熱油脂、銦焊料和其它材料。
[0022]襯底130可以包括有機襯底、陶瓷襯底或另一種類型的襯底。襯底130可以包括封裝襯底(例如，BGA封裝中的襯底)。襯底130可以包括內部諸如導電路徑156和157之類的導電路徑，以允許部件之間的電氣通信，例如部件198和199 (耦合到底座190)以及管芯110和管芯120之間的電氣通信。
[0023]襯底130包括側面(例如，表面)131和與側面131相對的側面(例如，表面)132。襯底130可以包括開口(例如，孔)133。導電路徑156和157可以包括填充有導電材料(例如，金屬)的過孔，其可以部分地形成在襯底130中。如圖1中所示，襯底130可以不包括從襯底130的側面131延伸到側面132的導電路徑(例如，不包括電氣過孔)。襯底130可以不包括有源部件(例如，晶體管)。
[0024]管芯110和120中的每一個可以包括半導體(例如，硅)管芯。管芯110和管芯120中的每一個可以包括電路(圖1中未示出)，其可以形成器件(或多個器件)的部分，以執行諸如存儲信息、處理信息或其它功能的一個或多個功能。例如，管芯110可以包括存儲器器件(例如，包括晶體管、存儲器單元和其它部件)以存儲信息。存儲器器件可以包括閃速存儲器器件、動態隨機存取存儲器(DRAM)器件、靜態隨機存取存儲器(SRAM)或另一種類型的存儲器器件。在另一個示例中，管芯120可以包括處理器(例如，包括晶體管、算術邏輯單元和其它部件)，其可以包括中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)或兩者。處理器還可以包括專用集成電路(ASIC)。
[0025]管芯110和管芯120可以包括器件的其它組合。例如，管芯110可以包括處理器并且管芯120可以包括存儲器器件。在另一個示例中，管芯110和120均可以包括所有處理器或所有存儲器器件。
[0026]如圖1中所示，襯底110包括側面(例如，表面)111和與側面111相對的側面(例如，表面)112。側面111可以是電連接件(例如，電連接件151)所在的管芯110的有源側。側面112可以是沒有電連接件的管芯110的背側。襯底120包括側面(例如，表面)121和與側面121相對的側面(例如，表面)122。側面121可以是電連接件(例如，電連接件151)所在的管芯120的有源側。側面122可以是沒有電連接件的管芯120的背側。
[0027]管芯110和120可以以面對面的方式直接彼此耦合(例如，直接接合)，以使管芯110的側面111 (例如，有源側)和管芯120的側面121 (例如，有源側)可以直接面對彼此。電連接件151可以直接耦合到管芯110并且直接耦合到管芯120，以使電連接件151可以直接位于管芯110的側面111與管芯120的側面121之間并且可以直接接觸側面111和121。電連接件152可以直接耦合到管芯120并且直接耦合到襯底130，以使電連接件152可以直接位于管芯120的側面121與襯底130的側面131之間并且可以直接接觸側面121和131。電連接件151 (將管芯120耦合到管芯110)和電連接件152 (將管芯120耦合到襯底130)可以位于管芯120的同一側(例如，側面121)上。電連接件152(將襯底130耦合到管芯120)和電連接件153(將襯底130耦合到底座190)可以位于襯底130的同一側(例如，側面131)上。
[0028]如圖1中所示，管芯110的至少一部分可以位于開口 133內部(例如，部分或完全嵌入其中)，以使管芯110的至少一部分可以占據開口 133的至少一部分。管芯(例如，管芯110)的至少一部分是指僅管芯的一部分(例如，僅管芯110的一部分)或整個管芯(例如，整個管芯110)。
[0029]管芯120可以不包括位于開口 133內部的部分(例如，整個管芯120位于開口 133外部)。因此，管芯120的部分可以不占據開口 133的任何部分。
[0030]散熱器件140可以被布置為從封裝101散熱，例如被布置為從管芯110或管芯110和管芯120兩者散熱。散熱器件140可以包括散熱器(例如，集成散熱器)或另一種類型的散熱方案。散熱器件140可以通過TM 145直接耦合到管芯110的側面112 (例如，背側)。TIM 145可以增強熱傳導(例如，從管芯110到散熱器件140)以進一步改