高密度芯片到芯片連接的制作方法
【技術領域】
[0001]實施例與集成電路(IC)的封裝有關。一些實施例涉及集成電路的IC封裝互連。
【背景技術】
[0002]電子系統通常包括連接到諸如基板或者母板之類的分裝件(subassembly)的集成電路(1C)。IC可以被封裝并且被插入到安裝在分裝件上的IC封裝中。隨著電子系統的設計變得更復雜，滿足合期望的系統大小約束是一種挑戰。影響設計的總體大小的一個方面在于IC封裝的接觸部的互連所要求的間隔。隨著間隔被減小，所封裝的IC可能會變得較不穩健(robust)并且滿足間隔要求的成本可能增加。因此，存在對于解決了對于IC的接觸部的間隔挑戰而又提供了穩健和成本有效的設計的設備、系統和方法的總體需求。
【附圖說明】
[0003]圖1圖示出按照一些實施例的包括系統級電子封裝的電子設備的示例的部分；
圖2A-2E圖示出按照一些實施例的形成用于電子設備的系統級封裝的方法的示例的部分；
圖3圖示出按照一些實施例的包括系統級封裝的電子設備的另一個示例的部分；
圖4A-4G圖示出按照一些實施例的形成用于電子設備的系統級電子封裝的方法的示例的部分；
圖5圖示出按照一些實施例的包括系統級封裝的電子設備的另一個示例的部分；
圖6圖示出按照一些實施例的包括系統級封裝中的倒裝芯片技術的電子設備的又一個示例的部分；
圖7圖示出按照一些實施例的用于電子設備的封裝的示例；以及圖8是按照一些實施例的電子系統的示例的方框圖。
【具體實施方式】
[0004]以下描述和附圖充分圖示出具體的實施例以使本領域技術人員能夠實踐它們。其他實施例可以包含結構、邏輯、電氣、過程和其他改變。一些實施例的部分和特征可以被包括在其他實施例的那些部分和特征中，或者代替其他實施例的那些部分和特征。在權利要求中闡述的實施例涵蓋那些權利要求的所有可用的等同方式。
[0005]對于增加較小設備的計算能力的需求已經導致對系統級封裝(System inPackage，SiP)的增加使用，以滿足系統集成的需求。例如，電子系統的數字和模擬部分可以通過使用兩種不同的技術節點來分離和構造:針對數字部分的高端復雜集成電路(IC)制造過程和針對模擬部分的低端過程。這兩個部分可以被包括在兩個不同的IC管芯中，可以在封裝級將這兩個不同的IC管芯集成到并排的SiP中。然而，這種集成方案可能需要兩個IC管芯之間的許多連接。IC管芯之間的這種互連可能需要非常精細的金屬線間距和間隔，并且可能需要多個布線層。還可能存在芯片內信號速度和減小的物理尺寸之間的電性能折衷。
[0006]附加地，使用更精細的間距來容納增加的集成電路輸入/輸出(I/O)可能會導致昂貴的封裝過程，以容納與互連線的寬度相關聯的更精細的幾何形狀、互連之間的間隔和用于免受互連之間的電迀移(electro-migrat1n)的間隔。這可能導致與用于較低成本的需求相沖突的封裝要求。
[0007]典型地，只有IC管芯的一側被用于I/O。當制造IC管芯時，在晶片的表面上形成IC連接焊盤。各個管芯是分離的，并且連接焊盤側或者前側面朝下地(例如，以倒裝芯片配置)安裝在陶瓷基板或者印刷電路板(PCB)上，以用于與其他設備的連接。除了前側之外，對于互連和布線而言，使用IC管芯的背側可以很大程度地增加可用于I/O布線的空間量。這允許利用較不侵襲性(aggressive)的間隔和布線要求來實現用于IC的布線。
[0008]圖1圖不出包括系統級電子封裝的電子設備的不例的部分。設備100包括第一 IC管芯105和第二 IC管芯110。在某些變型中，IC管芯之一包括數字電路，并且另一個管芯包括模擬電路或者主要包括模擬電路。在一些變型中，設備100包括兩個以上的IC管芯。兩個IC管芯都包括頂表面和底表面。IC管芯可以具有與在晶片上制造IC管芯時IC管芯的取向相翻轉或者相顛倒的取向，使得圖1中所示出的頂表面對應于晶片的背側，從該晶片的背側形成該IC管芯。
[0009]設備100包括多個通孔(through-via)。在圖中示出的示例中，通孔包括至少一個娃通孔125 (through-silicon-via, TSV)0在某些示例中，兩個管芯都包括至少一個TSV0典型地，TSV在IC管芯中被形成為從IC管芯的底表面到頂表面貫穿IC管芯。可以在形成IC的過程期間形成TSV，或者可以在形成IC之后添加ISV(例如通過在IC管芯中鉆出開口并且用導電材料填充該開口)。TSV可以提供IC管芯的底表面和頂表面之間的電連續性。在圖1的示例中，可以通過在非導電材料層120中形成對于IC管芯的頂表面的開口，來構成與TSV的頂部的電接觸部。
[0010]IC的頂表面包括多個第一連接焊盤(例如，115A、115B)。IC的底表面包括多個第二連接焊盤(例如，115C、llf5D)。在圖1的示例中，多個第一連接焊盤接觸通孔的頂端。多個第二連接焊盤接觸通孔的底端并且接觸IC管芯的有源電路。非導電材料層120覆蓋第一和第二 IC管芯的頂表面。導電材料還可以覆蓋第一和第二 IC管芯的側面，如在圖1的示例中示出的。
[0011]設備100還包括導電互連130，以在IC管芯的底表面上的連接焊盤中的至少一部分之間提供電連續性，包括在第一 IC管芯的一個或者多個連接焊盤和第二 IC管芯的一個或者多個連接焊盤之間的連續性。導電互連還可以向IC管芯的底表面處的一個或者多個TSV提供電連續性。
[0012]設備100進一步包括在非導電材料層的頂表面上的導電互連135。導電互連135可以提供在第一 IC管芯的頂表面上的連接焊盤中的至少一部分和第二 IC管芯的頂表面上的連接焊盤中的至少一部分之間的電連續性。導電互連135可以向IC管芯的頂表面處的TSV中的一個或者多個TSV提供電連續性。以這種方式，可以提供從第一 IC管芯的底表面上的連接焊盤到通孔并且到第二 IC管芯的頂表面上的連接焊盤的電連續性。相似地，可以提供從第一 IC管芯的頂表面上的連接焊盤到通孔并且到第二 IC管芯的底表面上的連接焊盤的電連續性。
[0013]圖2A-2E圖示出形成用于電子設備的系統級封裝的方法示例的部分。第一 IC管芯205和第二 IC管芯210被形成為包括連接焊盤。在某些變型中，IC管芯包括連接焊盤位置處的銅焊盤清漆。連接焊盤(例如，215A、215C)被形成在第一 IC管芯的頂表面和底表面兩者上以及形成在第二 IC管芯的頂表面和底表面兩者上(例如，215Β、21?)。在圖2A的示例中，IC管芯均包括TSV 225A、225B。頂表面的連接焊盤被示為連接到TSV，但是IC管芯可以包括在其頂表面上的未被連接到TSV的連接焊盤。在圖2A的示例中，IC管芯被粘合到薄金屬箔240。
[0014]在圖2B中，使用非導電材料層220來覆蓋至少第一和第二 IC管芯的頂表面，以形成分裝件。