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特表2024-510402集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-07
(54)【発明の名称】集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージ
(51)【国際特許分類】
   H01L 23/12 20060101AFI20240229BHJP
   H01L 25/04 20230101ALI20240229BHJP
   H01L 21/60 20060101ALI20240229BHJP
   H01L 23/28 20060101ALI20240229BHJP
   H01L 23/29 20060101ALI20240229BHJP
【FI】
H01L23/12 501B
H01L25/04 Z
H01L21/60 301A
H01L21/60 311S
H01L23/28 E
H01L23/30 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023552554
(86)(22)【出願日】2022-02-25
(85)【翻訳文提出日】2023-08-30
(86)【国際出願番号】 US2022017904
(87)【国際公開番号】W WO2022203810
(87)【国際公開日】2022-09-29
(31)【優先権主張番号】17/213,875
(32)【優先日】2021-03-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】507364838
【氏名又は名称】クアルコム,インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100163522
【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 晋平
(72)【発明者】
【氏名】ヤンヤン・スン
(72)【発明者】
【氏名】ロン・ジョウ
(72)【発明者】
【氏名】リ-シェン・ウェン
(72)【発明者】
【氏名】リリー・ジャオ
【テーマコード(参考)】
4M109
5F044
【Fターム(参考)】
4M109AA01
4M109AA02
4M109BA04
4M109CA05
4M109CA21
4M109DB16
4M109GA02
5F044AA12
5F044AA20
5F044EE03
5F044RR17
5F044RR18
(57)【要約】
空洞を含む基板と、第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第1の集積デバイスと、第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第2の集積デバイスと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合された複数のワイヤボンドとを含み、複数のワイヤボンドは基板の空洞の上に位置する、パッケージ。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
空洞を含む基板と、
第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通して前記基板に結合された第1の集積デバイスと、
第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通して前記基板に結合された第2の集積デバイスと、
前記第1の集積デバイスおよび前記第2の集積デバイスに結合された複数のワイヤボンドとを含み、前記複数のワイヤボンドは、前記基板の前記空洞の上に位置する、パッケージ。
【請求項2】
前記複数のワイヤボンドは、
前記第1の集積デバイスおよび前記第2の集積デバイスに結合された第1の複数のワイヤボンドと、
前記第1の集積デバイスおよび前記第2の集積デバイスに結合された第2の複数のワイヤボンドとを含み、前記第2の複数のワイヤボンドと前記第1の集積デバイスとの間の第2の垂直距離は、前記第1の複数のワイヤボンドと前記第1の集積デバイスとの間の第1の垂直距離と異なる、請求項1に記載のパッケージ。
【請求項3】
前記第1の集積デバイスは、パッドの第1の列とパッドの第2の列とを含み、
前記第2の集積デバイスは、パッドの第1の列とパッドの第2の列とを含み、
前記複数のワイヤボンドは、
(i)前記第1の集積デバイスのパッドの前記第1の列、および(ii)前記第2の集積デバイスのパッドの前記第1の列に結合された第1の複数のワイヤボンドと、
(i)前記第1の集積デバイスのパッドの前記第2の列、および(ii)前記第2の集積デバイスのパッドの前記第2の列に結合された第2の複数のワイヤボンドとを含む、請求項1に記載のパッケージ。
【請求項4】
前記第1の集積デバイスからのパッドの前記第1の列が、前記第1の集積デバイスからのパッドの前記第2の列に対してずらして配置される、請求項3に記載のパッケージ。
【請求項5】
前記第1の集積デバイスと前記第2の集積デバイスとの間の前記複数のワイヤボンドが、1ミリメートル当たり少なくとも40本のワイヤボンドの密度を有する、請求項1に記載のパッケージ。
【請求項6】
前記複数のワイヤボンドからの各ワイヤボンドが、15マイクロメートルの最小径を有する、請求項1に記載のパッケージ。
【請求項7】
(i)前記第1の集積デバイスと前記基板との間、および(ii)前記第2の集積デバイスと前記基板との間に設置されたアンダーフィルをさらに含む、請求項1に記載のパッケージ。
【請求項8】
前記アンダーフィルは、約10~30パスカル秒(Pa・s)の粘度を含む、請求項7に記載のパッケージ。
【請求項9】
前記アンダーフィルは、毛管アンダーフィルおよび/またはモールドアンダーフィルを含む、請求項7に記載のパッケージ。
【請求項10】
前記基板と、前記第1の集積デバイスと、前記第2の集積デバイスとの上に設置されたカプセル化層をさらに含む、請求項1に記載のパッケージ。
【請求項11】
前記基板の前記空洞が、前記カプセル化層で少なくとも部分的に充填される、請求項10に記載のパッケージ。
【請求項12】
空洞を含む基板と、
第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通して前記基板に結合された第1の集積デバイスと、
第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通して前記基板に結合された第2の集積デバイスと、
前記第1の集積デバイスおよび前記第2の集積デバイスに結合されたワイヤ相互接続のための手段とを含み、前記ワイヤ相互接続のための手段は、前記基板の前記空洞の上に位置する、装置。
【請求項13】
前記ワイヤ相互接続のための手段は、
前記第1の集積デバイスおよび前記第2の集積デバイスに結合された第1の複数のワイヤボンドと、
前記第1の集積デバイスおよび前記第2の集積デバイスに結合された第2の複数のワイヤボンドとを含み、前記第2の複数のワイヤボンドと前記第1の集積デバイスとの間の第2の垂直距離は、前記第1の複数のワイヤボンドと前記第1の集積デバイスとの間の第1の垂直距離と異なる、請求項12に記載の装置。
【請求項14】
前記第1の集積デバイスは、パッドの第1の列とパッドの第2の列とを含み、
前記第2の集積デバイスは、パッドの第1の列とパッドの第2の列とを含み、
前記ワイヤ相互接続のための手段は、
(i)前記第1の集積デバイスのパッドの前記第1の列、および(ii)前記第2の集積デバイスのパッドの前記第1の列に結合された第1の複数のワイヤボンドと、
(i)前記第1の集積デバイスのパッドの前記第2の列、および(ii)前記第2の集積デバイスのパッドの前記第2の列に結合された第2の複数のワイヤボンドとを含む、請求項12に記載の装置。
【請求項15】
前記第1の集積デバイスからのパッドの前記第1の列が、前記第1の集積デバイスからのパッドの前記第2の列に対してずらして配置される、請求項14に記載の装置。
【請求項16】
前記第1の集積デバイスと前記第2の集積デバイスとの間の前記ワイヤ相互接続のための手段が、1ミリメートル当たり少なくとも40本のワイヤボンドの密度を有する、請求項12に記載の装置。
【請求項17】
前記ワイヤ相互接続のための手段からの各ワイヤボンドが、15マイクロメートルの最小径を有する、請求項12に記載の装置。
【請求項18】
(i)前記第1の集積デバイスと前記基板との間、および(ii)前記第2の集積デバイスと前記基板との間に設置されたアンダーフィルをさらに含む、請求項12に記載の装置。
【請求項19】
前記基板と、前記第1の集積デバイスと、前記第2の集積デバイスとの上に設置されたカプセル化のための手段をさらに含む、請求項12に記載の装置。
【請求項20】
前記カプセル化のための手段は、前記基板の前記空洞の中にさらに設置される、請求項19に記載の装置。
【請求項21】
前記装置は、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、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、モノのインターネット(IoT)デバイス、および自動車両内のデバイスからなるグループから選択されたデバイスを含む、請求項12に記載の装置。
【請求項22】
パッケージを製造するための方法であって、
空洞を含む基板を設けるステップと、
第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通して第1の集積デバイスを前記基板に結合するステップと、
第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通して第2の集積デバイスを前記基板に結合するステップと、
前記第1の集積デバイスと前記第2の集積デバイスとの間に複数のワイヤボンドを形成するステップとを含み、前記複数のワイヤボンドは、前記基板の前記空洞の上に位置する、方法。
【請求項23】
前記複数のワイヤボンドを形成するステップは、
前記第1の集積デバイスおよび前記第2の集積デバイスに第1の複数のワイヤボンドを結合するステップと、
前記第1の集積デバイスおよび前記第2の集積デバイスに第2の複数のワイヤボンドを結合するステップとを含み、前記第2の複数のワイヤボンドと前記第1の集積デバイスとの間の第2の垂直距離は、前記第1の複数のワイヤボンドと前記第1の集積デバイスとの間の第1の垂直距離と異なる、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記第1の集積デバイスは、パッドの第1の列とパッドの第2の列とを含み、
前記第2の集積デバイスは、パッドの第1の列とパッドの第2の列とを含み、
前記複数のワイヤボンドを形成するステップは、
(i)前記第1の集積デバイスのパッドの前記第1の列、および(ii)前記第2の集積デバイスのパッドの前記第1の列に第1の複数のワイヤボンドを結合するステップと、
(i)前記第1の集積デバイスのパッドの前記第2の列、および(ii)前記第2の集積デバイスのパッドの前記第2の列に第2の複数のワイヤボンドを結合するステップと含む、請求項22に記載の方法。
【請求項25】
前記第1の集積デバイスからのパッドの前記第1の列が、前記第1の集積デバイスからのパッドの前記第2の列に対してずらして配置される、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
前記第1の集積デバイスと前記第2の集積デバイスとの間の前記複数のワイヤボンドが、1ミリメートル当たり少なくとも40本のワイヤボンドの密度を有して形成される、請求項22に記載の方法。
【請求項27】
(i)前記第1の集積デバイスと前記基板との間、および(ii)前記第2の集積デバイスと前記基板との間に設置されたアンダーフィルを形成するステップをさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項28】
前記基板と、前記第1の集積デバイスと、前記第2の集積デバイスとの上に設置されたカプセル化層を形成するステップをさらに含む、請求項22に記載の方法。
【請求項29】
前記カプセル化層が、少なくとも部分的に前記基板の前記空洞の中にさらに形成される、請求項28に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、2021年3月26日に米国特許庁に出願された非仮出願第17/213,875号の優先権および利益を主張し、その内容全体が、以下に全文が完全に記載されるかのように、すべての適用可能な目的のために参照により本明細書に組み込まれている。
【0002】
様々な特徴は、集積デバイスを含むパッケージに関し、より詳細には、集積デバイスおよび基板を含むパッケージに関する。
【背景技術】
【0003】
図1は、基板102と、集積デバイス104と、集積デバイス106とを含むパッケージ100を示す。基板102は、少なくとも1つの誘電体層120と、複数の相互接続部122と、複数のはんだ相互接続部124とを含む。複数のはんだ相互接続部144は、基板102と集積デバイス104とに結合される。複数のはんだ相互接続部164は、基板102と集積デバイス106とに結合される。より良好な性能を有するパッケージを提供することが、現在必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
様々な特徴は、集積デバイスを含むパッケージに関し、より詳細には、集積デバイスおよび基板を含むパッケージに関する。
【0005】
一例は、空洞を含む基板と、第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第1の集積デバイスと、第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第2の集積デバイスと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合された複数のワイヤボンドとを含むパッケージを提供し、複数のワイヤボンドは、基板の空洞の上に位置する。
【0006】
別の例は、空洞を含む基板と、第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第1の集積デバイスと、第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第2の集積デバイスと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合されたワイヤ相互接続のための手段とを含む装置を提供し、ワイヤ相互接続のための手段は、基板の空洞の上に位置する。
【0007】
別の例では、パッケージを製造するための方法を提供する。方法は、空洞を含む基板を提供する。方法は、第1の集積デバイスを、第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通して基板に結合する。方法は、第2の集積デバイスを、第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通して基板に結合する。方法は、第1の集積デバイスと第2の集積デバイスとの間に複数のワイヤボンドを形成し、複数のワイヤボンドは、基板の空洞の上に位置する。
【0008】
様々な特徴、性質、および利点は、同様の参照符号が全体にわたって対応して識別する図面と併せて読まれると、以下に記載する詳細な説明から明らかになり得る。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】集積デバイスおよび基板を含むパッケージの側面図である。
図2】集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージの側面図である。
図3】集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージの平面図である。
図4】集積デバイスに結合されたワイヤボンドの平面図である。
図5】集積デバイスに結合されたワイヤボンドの拡大平面図である。
図6】集積デバイスに結合されたワイヤボンドの側面図である。
図7】集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージの側面図である。
図8A】ピラー相互接続部を有する集積デバイスを製造するための例示的なシーケンスを示す図である。
図8B】ピラー相互接続部を有する集積デバイスを製造するための例示的なシーケンスを示す図である。
図9】ピラー相互接続部を有する集積デバイスを製造するための方法の例示的な流れ図である。
図10A】基板を製造するための例示的なシーケンスを示す図である。
図10B】基板を製造するための例示的なシーケンスを示す図である。
図10C】基板を製造するための例示的なシーケンスを示す図である。
図11】基板を製造するための方法の例示的な流れ図である。
図12A】集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージを製造するための例示的なシーケンスを示す図である。
図12B】集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージを製造するための例示的なシーケンスを示す図である。
図13】集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージを製造するための方法の例示的な流れ図である。
図14】ダイ、電子回路、集積デバイス、集積受動デバイス(PID)、受動部品、パッケージ、および/または本明細書で説明するデバイスパッケージを集積化し得る様々な電子デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下の説明では、本開示の様々な態様を完全に理解することが可能なように具体的な詳細を示す。しかしながら、態様がこれらの具体的な詳細なしに実践される場合があることが、当業者によって理解されよう。たとえば、回路は、不必要な詳細で態様を曖昧にすることを避けるために、ブロック図で示されることがある。他の事例では、よく知られている回路、構造、および技法は、本開示の態様を曖昧にしないために、詳細に示されないことがある。
【0011】
本開示は、空洞を含む基板と、第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第1の集積デバイスと、第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第2の集積デバイスと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合された複数のワイヤボンドとを含むパッケージを説明し、複数のワイヤボンドは、基板の空洞の上に位置する。第1の集積デバイスは、複数のパッドの第1の列と複数のパッドの第2の列とを含む。第2の集積デバイスは、複数のパッドの第1の列と複数のパッドの第2の列とを含む。複数のワイヤボンドは、(i)第1の集積デバイスの複数のパッドの第1の列、および(ii)第2の集積デバイスの複数のパッドの第1の列に結合された第1の複数のワイヤボンドを含む。複数のワイヤボンドは、(i)第1の集積デバイスの複数のパッドの第2の列、および(ii)第2の集積デバイスの複数のパッドの第2の列に結合された第2の複数のワイヤボンドを含む。複数のワイヤボンドの使用は、集積デバイス間のより高密度の相互接続部を提供することを助ける。複数のワイヤボンドは、集積デバイス間のより短くてより直接的な電気経路を提供することを助け得る。パッケージは、アンダーフィルおよび/またはカプセル化層を含み得る。アンダーフィルおよび/またはカプセル化層は、集積デバイスおよび基板に対する強力な構造的完全性を与えることを助け得、それは次に、2つ以上の集積デバイスの間に信頼できる相互接続部を含むパッケージを提供することを助ける。
【0012】
集積デバイス間にワイヤボンドを含む例示的なパッケージ
図2は、集積デバイス間に複数のワイヤボンドを含むパッケージ200の側面図を示す。パッケージ200は、複数のはんだ相互接続部280を通してボード(たとえば、プリント基板(PCB))に結合され得る。パッケージ200は、集積デバイス間に高密度相互接続部を有するパッケージを提供する。
【0013】
図2に示すように、パッケージ200は、基板202と、第1の集積デバイス204と、第2の集積デバイス206と、複数のワイヤボンド210と、アンダーフィル244と、アンダーフィル264と、カプセル化層208とを含む。
【0014】
以下でさらに説明するように、複数のワイヤボンド210は、少なくとも1つの電気信号(たとえば、第1の電気信号、第2の電気信号)が少なくとも2つの集積デバイス(たとえば、204、206)の間を進むとき、電気信号が基板202を迂回するように、集積デバイス(たとえば、204、206)に結合され得る。しかしながら、少なくとも1つの電気信号は、パッケージの相互接続部、集積デバイス、および/または基板によって画定される少なくとも1つの電気経路を通って進み得る。
【0015】
基板202は、第1の面(たとえば、上面)と第2の面(たとえば、底面)とを含む。基板202は、少なくとも1つの誘電体層220と、複数の相互接続部222と、第1のはんだレジスト層224と、第2のはんだレジスト層226とを含む。基板202は、基板202を通って延びる空洞209も含む。空洞209は、少なくとも1つの誘電体層220と、第1のはんだレジスト層224と、第2のはんだレジスト層とを通って延び得る。空洞209は、任意の形状(たとえば、長方形、正方形)を有し得る。基板202は、2つ以上の空洞209を含み得る。以下でさらに説明するように、空洞209は、カプセル化層208および/または他の材料で少なくとも部分的に充填され得る(たとえば、完全に充填され得る)。いくつかの実装形態では、基板202の空洞209は、誘電体層220および/または基板202の複数の相互接続部222がない領域または空所であり得る。基板202は、空洞209が後で1つまたは複数の材料で充填されるとしても、空洞209を有すると見なされてもよい。以下でさらに説明するように、基板202内の空洞209は、複数のワイヤボンド210が、集積デバイス(たとえば、204、206)間で形成されることを可能にし得る。複数のワイヤボンド210は、空洞209の上に(たとえば、上方または下方が恣意的にどのように定義されるかに応じて、空洞209の上方にまたは下方に)設置され得る。いくつかの実装形態では、複数のワイヤボンド210は、基板202の空洞209の中に少なくとも部分的に設置され得る。
【0016】
複数の相互接続部222は、ボードへのおよび/またはからの少なくとも1つの電気経路を設けるように構成され得る。複数の相互接続部222は、少なくとも1つの集積デバイス(たとえば、204、206)への少なくとも1つの電気経路を設けるように構成され得る。複数の相互接続部222は、2つ以上の集積デバイス(たとえば、204、206)の間に少なくとも1つの電気経路(たとえば、電気接続)を設けるように構成され得る。複数の相互接続部222は、第1の最小ピッチと第1の最小の線幅および間隔(line and spacing)(L/S)とを有し得る。いくつかの実装形態では、複数の相互接続部222に対する第1の最小の線幅および間隔(L/S)は、およそ9/9~12/12マイクロメートル(μm)(たとえば、およそ9~12マイクロメートル(μm)の最小線幅、およそ9~12マイクロメートル(μm)の最小間隔)の範囲内にある。様々な実装形態が、それぞれに異なる基板を使用し得る。基板202は、ラミネート基板、コアレス基板、有機基板、および/または(たとえば、コア層を含む)コア基板であり得る。いくつかの実装形態では、少なくとも1つの誘電体層220は、コア層および/またはプリプレグ層を含み得る。少なくとも1つの誘電体層220は、およそ3.5~3.7の範囲内の誘電率を有し得る。基板を製造することの一例について、図10A図10Cにおいて以下でさらに説明する。以下でさらに説明するように、いくつかの実装形態では、基板202は、修正セミアディティブプロセス(mSAP)またはセミアディティブプロセス(SAP)を使用して製造され得る。
【0017】
第1の集積デバイス204は、基板202の第1の面(たとえば、上面)に結合される。いくつかの実装形態では、第1の集積デバイス204は、複数のピラー相互接続部240および/または複数のはんだ相互接続部242を通って基板202に結合される。複数のピラー相互接続部240および/または複数のはんだ相互接続部242は、基板202の複数の相互接続部222に結合され得る。複数のピラー相互接続部240は、第1の集積デバイス204と基板202との間により高密度の相互接続部を提供することを助け得る。複数のピラー相互接続部240は、随意であり得る。したがって、第1の集積デバイス204は、複数のはんだ相互接続部242を通して基板202に結合され得る。第1の集積デバイス204の一部は、空洞209の上に位置し得る。第1の集積デバイス204の前面は、基板202に面し得る。第1の集積デバイス204は、複数のパッド241を含む。以下でさらに説明するように、複数のパッド241は、パッドの第1の列とパッドの第2の列とを含むパッドの列に配置され得る。パッドの第1の列は、パッドの第2の列に対してずらして配置され得、その逆もあり得る。複数のパッド241は、パッドの3つ以上の列を含み得ることに留意されたい。
【0018】
第2の集積デバイス206は、基板202の第1の面に結合される。いくつかの実装形態では、第2の集積デバイス206は、複数のピラー相互接続部260および/または複数のはんだ相互接続部262を通って基板202に結合される。複数のピラー相互接続部260および/または複数のはんだ相互接続部262は、複数の相互接続部222に結合され得る。複数のピラー相互接続部260は、第2の集積デバイス206と基板202との間により高密度の相互接続部を提供することを助け得る。複数のピラー相互接続部260は、随意であり得る。したがって、第2の集積デバイス206は、複数のはんだ相互接続部262を通して基板202に結合され得る。第2の集積デバイス206の一部は、空洞209の上に位置し得る。第2の集積デバイス206の前面は、基板202に面し得る。第2の集積デバイス206は、複数のパッド261を含む。以下でさらに説明するように、複数のパッド261は、パッドの第1の行とパッドの第2の行とを含むパッドの行に配置され得る。パッドの第1の列は、パッドの第2の列に対してずらして配置され得、その逆もあり得る。複数のパッド261は、3つ以上のパッドの列を含み得ることに留意されたい。
【0019】
複数のワイヤボンド210は、第1の集積デバイス204および第2の集積デバイス206に結合される。たとえば、複数のワイヤボンド210は、(i)第1の集積デバイス204の複数のパッド241、および(ii)第2の集積デバイス206の複数のパッド261に結合される。いくつかの実装形態では、複数のワイヤボンド210の各々は、少なくとも15マイクロメートルの直径を有し得る。複数のワイヤボンド210は、集積デバイス(たとえば、204、206)の表面、複数のパッド241、および/または複数のパッド261から異なる高さおよび/または垂直オフセット(たとえば、異なる最大高さおよび/または最大垂直オフセット)を有し得る。異なる高さおよび/または垂直オフセットを有する複数のワイヤボンド210の使用は、第1の集積デバイス204と第2の集積デバイス206との間の高密度相互接続を可能にする。いくつかの実装形態では、複数のワイヤボンド210は、第1の集積デバイス204と第2の集積デバイス206との間に、1ミリメートル当たり少なくとも40本のワイヤボンド(たとえば、1ミリメートル当たり40の相互接続)の密度を有し得る。複数のワイヤボンド210によって設けられる1ミリメートル当たりの相互接続の数は、基板202内に設けられる1ミリメートル当たりの相互接続の数よりより良好であり得る。これは、複数のワイヤボンド210からの1つまたは複数のワイヤボンドが15マイクロメートルの最小径を有する一方で、基板202内の相互接続部がほぼ9/9~12/12マイクロメートル(μm)の範囲内の第1の最小線幅および間隔(L/S)(たとえば、ほぼ9~12マイクロメートル(μm)の最小線幅、ほぼ9~12マイクロメートル(μm)の最小間隔)を有し得るという事実にもかかわらず、起こり得る。したがって、ワイヤボンド210がより厚い寸法を有するにもかかわらず、異なる高さおよび/またはオフセットを有するワイヤボンドの使用は、基板202内の相互接続部より多くの1ミリメートル当たり相互接続部が設けられることを可能にする。その上、複数のワイヤボンド210は、第1の集積デバイス204と第2の集積デバイス206との間に、より短くより直接的な電気経路を提供する。集積デバイス間のより短くより直接的な電気経路は、より良好な集積デバイスおよび/またはパッケージの性能をもたらし得る。ワイヤボンド210の構成および配置の例は、少なくとも図4図6において以下でさらに説明される。
【0020】
図2に示すように、アンダーフィル244は、第1の集積デバイス204と基板202との間に設置される。同様に、アンダーフィル264は、第2の集積デバイス206と基板202との間に設置される。アンダーフィル244は、複数のピラー相互接続部(たとえば、240)および/または複数のはんだ相互接続部(たとえば、242)を取り囲み得る。アンダーフィル264は、複数のピラー相互接続部(たとえば、260)および/または複数のはんだ相互接続部(たとえば、262)を取り囲み得る。アンダーフィル244および/または264は、空洞209の中および/または第1の集積デバイス204および第2の集積デバイス206の上など、他の場所に設置されてもよい。アンダーフィル244および/または264は、同じアンダーフィルまたは別々のアンダーフィルの一部であり得る。
【0021】
アンダーフィル244および/または264は、構造的安定性をパッケージ200に与えることを助ける。特に、アンダーフィル244および/または264は第1の集積デバイス204、第2の集積デバイス206、および基板202の間に強力で信頼できる機械的結合を設けることを助ける。第1の集積デバイス204および第2の集積デバイス206を基板202と構造的に一緒に保持することを助けることによって、アンダーフィル244および/または264は、強力で信頼できる電気接続(たとえば、電気経路)が、第1の集積デバイス204と第2の集積デバイス206との間に存在することを確実にすることを助ける。
【0022】
様々な実装形態は、それぞれに異なる材料および/または特性を有するアンダーフィル244および/または264を提供し得る。アンダーフィル244および/または264は、1つまたは複数のアンダーフィル(たとえば、アンダーフィル層)を含み得る。たとえば、アンダーフィル244および/または264は、アンダーフィルの単一の構成から形成され得る。いくつかの実装形態では、アンダーフィル244および/または264は、別々に形成されて硬化されたアンダーフィルのいくつかの部分および/または層に相当し得る。いくつかの実装形態では、アンダーフィル244および/または264は、約10~30パスカル秒(Pa・s)の粘度を含み得る。これらの粘度値は、摂氏約80度の温度に対するものであり得る。いくつかの実装形態では、アンダーフィル244および/または264は、約10~15パートパーミリオン(ppm)の熱膨張率(CTE)を含み得る。いくつかの実装形態では、アンダーフィル244および/または264は、アンダーフィル244および/または264の重量の約50~90パーセントに相当する充填剤を含み得る。以下でさらに説明するように、アンダーフィル244および/または264は、アンダーフィル244および/または264が、集積デバイス間、および/または集積デバイスと基板との間の小さい空間を充填することを可能にする毛細管特性を有し得る。たとえば、アンダーフィル244および/またはアンダーフィル264に対して上記で説明した粘度値は、アンダーフィル244および/またはアンダーフィル264が、集積デバイス間、および/または集積デバイスと基板との間の小さい空間の間を進んで充填することを可能にする。ピラーの周り、および集積デバイスと基板との間に設置され得るアンダーフィル244および/もしくはアンダーフィル264ならびに/または他の材料が、以下でさらに説明される。
【0023】
カプセル化層208は、基板202の上に設置されて形成される。カプセル化層208は、モールド、レジン、エポキシおよび/またはポリマーを含み得る。カプセル化層208は、カプセル化ための手段であり得る。カプセル化層208は、第1の集積デバイス204および/または第2の集積デバイス206を少なくとも部分的にカプセル化し得る。カプセル化層208は、基板202の空洞209の中に設置され得る。カプセル化層208は、基板202の空洞209を少なくとも部分的に充填し得る。空洞209のすべてがカプセル化層208および/または他の材料で充填される場合であっても、基板202は、やはり空洞209を有すると見なされ得ることに留意されたい。カプセル化層208は、構造的安定性をパッケージ200に与えることを助け得る。
【0024】
集積デバイス(たとえば、204、206)は、ダイ(たとえば、半導体ベアダイ)を含み得る。集積デバイスは、論理ダイ、無線周波数(RF)デバイス、受動デバイス、フィルタ、キャパシタ、インダクタ、アンテナ、送信機、受信機、ガリウムヒ素(GaAs)ベース集積デバイス、表面音響波(SAW)フィルタ、バルク音響波(BAW)フィルタ、発行ダイオード(LED)集積デバイス、シリコン(Si)ベース集積デバイス、炭化ケイ素(SiC)ベース集積デバイス、メモリ、電力管理プロセッサ(たとえば、電力管理集積回路(PMIC))、および/またはそれらの組合せを含み得る。集積デバイス(たとえば、204、206)は、少なくとも1つの電子回路(たとえば、第1の電子回路、第2の電子回路など)を含み得る。
【0025】
図3は、集積デバイス間に複数のワイヤボンドを含むパッケージ200の平面図を示す。パッケージ200は、基板202と、空洞209と、第1の集積デバイス204と、第2の集積デバイス206と、複数のワイヤボンド210とを含む。第1の集積デバイス204および第2の集積デバイス206は、基板202に結合される。複数のワイヤボンド210は、第1の集積デバイス204および第2の集積デバイス206に結合される。複数のワイヤボンド210は、基板202の空洞209の上に位置する。第1の集積デバイス204の部分および/または第2の集積デバイス206の部分は、基板202の空洞209の上に位置し得る。上述のように、空洞209は、カプセル化層および/または他の材料で少なくとも部分的に充填され得る。
【0026】
図4は、集積デバイスのパッドに結合された複数のワイヤボンドの拡大平面図を示す。図4に示すように、複数のワイヤボンド210は、第1の集積デバイス204および第2の集積デバイス206に結合される。複数のワイヤボンド210は、ワイヤボンド210aと、ワイヤボンド210bと、ワイヤボンド210cと、ワイヤボンド210dと、ワイヤボンド210eと、ワイヤボンド210fとを含む。ワイヤボンド210a、ワイヤボンド210b、およびワイヤボンド210cは、第1の複数のワイヤボンドの一部であり得る。ワイヤボンド210d、ワイヤボンド210e、およびワイヤボンド210fは、第2の複数のワイヤボンドの一部であり得る。
【0027】
第1の集積デバイス204は、パッドの列に配置された複数のパッド241を含む。複数のパッド241は、パッド241aと、パッド241bと、パッド241cと、パッド241dと、パッド241eと、パッド241fとを含む。パッド241a、パッド241b、およびパッド241cは、第1の集積デバイス204に対する複数のパッドの第1の列の一部であり得る。パッド241d、パッド241e、およびパッド241fは、第1の集積デバイス204に対する複数のパッドの第2の列の一部であり得る。複数のパッドの第2の列は、第1の集積デバイス204の複数のパッドの第1の列に対してずらして配置され得、その逆もあり得る。複数のパッドの第1の列は、パッドの内部列であり得る。複数のパッドの第2の列は、パッドの外部列であり得る。
【0028】
第2の集積デバイス206は、パッドの列に配置された複数のパッド261を含む。複数のパッド261は、パッド261aと、パッド261bと、パッド261cと、パッド261dと、パッド261eと、パッド261fとを含む。パッド261a、パッド261b、およびパッド261cは、第2の集積デバイス206に対する複数のパッドの第1の列の一部であり得る。パッド261d、パッド261e、およびパッド261fは、第2の集積デバイス206に対する複数のパッドの第2の列の一部であり得る。複数のパッドの第2の列は、第2の集積デバイス206の複数のパッドの第1の列に対してずらして配置され得、その逆もあり得る。複数のパッドの第1の列は、パッドの内部列であり得る。複数のパッドの第2の列は、パッドの外部列であり得る。パッドの内部列およびパッドの外部列は、任意に定義されてもよい。たとえば、パッドの外部列は、パッドの内部列よりも集積デバイスのエッジ(たとえば、別の集積デバイスに面する集積デバイスのエッジ)により近いパッドの列であり得る。パッドの内部列は、パッドの外部列よりも集積デバイスの中心により近いパッドの列であり得る。いくつかの実装形態では、集積デバイスは、パッドのいくつかの内部列を含み得る。
【0029】
第1の複数のワイヤボンド(それは、ワイヤボンド210a、ワイヤボンド210b、およびワイヤボンド210cを含む)は、(i)第1の集積デバイス204の(パッド241a、パッド241b、およびパッド241cを含む)複数のパッドの第1の列、および(ii)第2の集積デバイス206の(パッド261a、パッド261b、およびパッド261cを含む)複数のパッドの第1の列に結合される。
【0030】
第2の複数のワイヤボンド(それは、ワイヤボンド210d、ワイヤボンド210e、およびワイヤボンド210fを含む)は、(i)第1の集積デバイス204の(パッド241d、パッド241e、およびパッド241fを含む)複数のパッドの第2の列、および(ii)第2の集積デバイス206の(パッド261d、パッド261e、およびパッド261fを含む)複数のパッドの第2の列に結合される。
【0031】
図4は、集積デバイスの各々に対するパッドの2つの列を示す。しかしながら、様々な実装形態は、複数のワイヤボンドに結合されたそれぞれに異なる数のパッドの列を有し得る。たとえば、第1の集積デバイス204は、複数のパッドの第1の列からずらして配置された複数のパッドの第3の列を含み得、第2の集積デバイス206は、複数のパッドの第1の列からずらして配置された複数のパッドの第3の列を含み得る。第1の集積デバイス204の複数のパッドの第3の列および第2の集積デバイス206の複数のパッドの第3の列は、第3の複数のワイヤボンドに結合され得る。第3の複数のワイヤボンドは、第1の複数のワイヤボンドおよび第2の複数のワイヤボンドと異なる垂直オフセットを有し得る。
【0032】
少なくとも図6において以下でさらに示して説明するように、第1の複数のワイヤボンドは、第2の複数のワイヤボンドの集積デバイスの表面からの垂直オフセット(たとえば、最大垂直オフセット)と異なって、集積デバイスの表面から垂直にオフセットされ得る(たとえば、最大垂直オフセットであり得る)。
【0033】
ずらして配置された列におけるパッドの構成および異なる垂直オフセットを有するワイヤボンドの使用は、集積デバイス間の高密度電気接続を設けることを助ける。たとえば、図4に示す構成は、1ミリメートル当たり少なくとも40本のワイヤボンドを収容することができる構成を示す。複数のワイヤボンド210は、15マイクロメートルの最小径を有するワイヤボンドを有し得る。いくつかの実装形態では、図示の構成は、1ミリメートル当たり少なくとも50本のワイヤボンドを収容し得る。いくつかの実装形態では、図示の構成は、1ミリメートル当たり40~60本の間のワイヤボンド(たとえば、1ミリメートル当たり40、41、...59、60本のワイヤボンド)を収容し得る。複数のワイヤボンド210によって設けられる高密度電気接続は、各々が約4ミリメートルの最小長さおよび/または最小幅を有する2つの集積デバイス間の信号、電力および接地のために、200を超えるチャネル(たとえば、電気接続)を設けることを助け得る。
【0034】
図5は、ワイヤボンドが集積デバイスのパッドにどのように結合されるかの平面図を示す。図5は、図4に示すワイヤボンド接続の拡大図であり得る。ワイヤボンド210aは、パッド241aおよびパッド261aに結合される。ワイヤボンド210bは、パッド241bおよびパッド261bに結合される。ワイヤボンド210dは、パッド241dおよびパッド261dに結合される。ワイヤボンド210aは、パッド241dおよびパッド261dの上に部分的に位置し得る。たとえば、ワイヤボンド210aは、パッド241dおよびパッド261dと少なくとも部分的に垂直方向に重複し得る。ワイヤボンド210bは、パッド241dおよびパッド261dの上に部分的に位置し得る。たとえば、ワイヤボンド210bは、パッド241dおよびパッド261dと少なくとも部分的に垂直方向に重複し得る。
【0035】
いくつかの実装形態では、パッドの第1の列およびパッドの第2の列は、約61マイクロメートルの中心間ピッチ(たとえば、列間ピッチ(A))を有し得る。いくつかの実装形態では、パッドの第1の列は、約40.5マイクロメートルのパッド間(たとえば、パッド241aとパッド241bとの間)の中心間ピッチ(B)を有し得る。いくつかの実装形態では、パッドの第2の列は、約40.5マイクロメートルのパッド間(たとえば、パッド241dとパッド241fとの間)の中心間ピッチ(B)を有し得る。いくつかの実装形態では、ずらして配置されたピッチ(C)(たとえば、パッド241aとパッド241dとの間の中心間ピッチ)は、約20.25マイクロメートルである。しかしながら、様々な実装形態は、様々なピッチに対してそれぞれに異なる寸法を使用してもよい。
【0036】
図6は、ワイヤボンドが集積デバイスのパッドにどのように結合されるかの側面図を示す。図6は、異なるワイヤボンドが、集積デバイスの表面から別々に垂直方向にオフセット(たとえば、最大垂直オフセット)され得ることを示す。たとえば、ワイヤボンド210aは、集積デバイス(たとえば、204、206)の表面から約55マイクロメートルだけ垂直方向に(たとえば、垂直距離、最大垂直距離)オフセット(E)され得る。ワイヤボンド210bおよび/またはワイヤボンド210cなど、複数のワイヤボンド210からの他のワイヤボンドは、同様の高さだけ垂直方向にオフセットされ得る。別の例では、ワイヤボンド210dは、集積デバイス(たとえば、204、206)の表面から約35マイクロメートルだけ垂直方向に(たとえば、垂直距離、最大垂直距離)オフセット(D)され得る。ワイヤボンド210eおよび/またはワイヤボンド210fなど、複数のワイヤボンド210からの他のワイヤボンドは、同様の高さだけ垂直方向にオフセットされ得る。ワイヤボンド210aは、ワイヤボンド210dの上に少なくとも部分的に位置し得る。ワイヤボンドの異なるセットに対する異なる垂直オフセットの使用は、集積デバイス間に1ミリメートル当たりより多くの相互接続部を適合させることによって、集積デバイス間に高密度相互接続部を設けることを助ける。
【0037】
図7は、集積デバイス間に複数のワイヤボンドを含むパッケージ700を示す。パッケージ700は、図2のパッケージ200と同様であり、したがって、パッケージ200と同じかまたは同様の構成要素を含む。図7に示すように、パッケージ700は、基板202と、第1の集積デバイス204と、第2の集積デバイス206と、複数のワイヤボンド210と、カプセル化層708とを含む。カプセル化層708は、カプセル化層208と同じであっても、同様であっても、または異なってもよい。カプセル化層708は、モールドアンダーフィル(MUF)を含み得る。カプセル化層708は、基板202の上および基板202の空洞209の中に設置され得る。カプセル化層708は、第1の集積デバイス204および/または第2の集積デバイス206をカプセル化し得る。カプセル化層708は、複数のピラー相互接続部240、複数のはんだ相互接続部242、複数のピラー相互接続部260、複数のはんだ相互接続部262、および/または複数のワイヤボンド210をカプセル化し得る。
【0038】
図2図7に示すワイヤボンドの数は例であることに留意されたい。様々な実装形態は、集積デバイスに結合されたそれぞれに異なる数のワイヤボンドを有し得る。
【0039】
上述のように、アンダーフィル244、アンダーフィル264、カプセル化層208、および/またはカプセル化層708は、ピラー相互接続部の周りの空間および集積デバイスと基板との間の空間が、集積デバイスと基板との間の強力でセキュアな接合を確実にするために適切に充填されることを確実にするために特定の特性を有し得る。
【0040】
たとえば、アンダーフィル(たとえば、244、264)は、良好な流動性を有する毛管アンダーフィルを含み得る。毛管アンダーフィル(CUF)は、シリカ粒子およびエポキシ液のポリマー複合材料を含み得る。毛管アンダーフィルの1つの特性は、加熱時の良好な流動性であり、それゆえ、毛管アンダーフィルは、集積デバイスと基板との間の狭い空間に流入することができ、それは、毛管力によって駆動される。毛管アンダーフィルは、低いCTEを有する最終的な硬化材料を得るために、十分なシリカ充填剤を有し得る。毛管アンダーフィルは、通常、摂氏-40度以下で凍結する液体タイプであり、適用の前に解凍されて加熱され得る。
【0041】
カプセル化層208は、毛管アンダーフィル適用の後にパッケージ全体をカバーするために使用されるカプセル化材料および/またはエポキシモールド化合物(EMC)を含み得、それゆえ、カプセル化層はパッケージ全体を保護することができる。カプセル化層208は、室温において保管され得る固体ペレットを含み得る。カプセル化層208は、加熱されて液体になり、集積デバイスをカバーするためにトランスファー成形流れ(transfer molding flow)のもとで処理され得る。
【0042】
いくつかの実装形態では、モールドアンダーフィル(MUF)は、アンダーフィル(たとえば、244、264)および/またはカプセル化層208の代わりに、またはそれと併せて使用され得る。モールドアンダーフィルは、毛管アンダーフィル(たとえば、アンダーフィル244)とEMC(たとえば、カプセル化層208)との組合せであり得る。モールドアンダーフィルの材料特性およびアプリケーションフォーマットは、通常のEMCと同じかまたは同様であるが、非常に微細な充填剤サイズを有し、それゆえ、モールドアンダーフィルは、トランスファー成形プロセスの間に集積デバイスの中に基板の隙間まで押し付けられ得る。この方法で、モールドアンダーフィルは毛管アンダーフィルを置換し、プロセスステップを低減することができる。
【0043】
EMCおよびMUFは、90重量(wt)%までの非常に高い充填剤の充填量を有することができ、それゆえ、硬化材料特性は、より低いCTEおよび高弾性を有する毛管アンダーフィルより良好である。いくつかの実装形態では、パッケージがカプセル化層を必要とする場合、MUFが、CUFを置換するために使用され得る。カプセル化層を有しないパッケージに対して、CUFのみが使用され得る。以下のTable 1(表1)は、様々な材料、アンダーフィル、およびカプセル化層の例示的な特性を示す。材料に対する値は例であることに留意されたい。異なる材料は、異なる特性を有し得る。その上、Table 1(表1)に示される値は、限定するものではない。
【0044】
【表1】
【0045】
カプセル化層708は、図2のパッケージ200、または本開示で説明する任意のパッケージに適用可能であり得ることに留意されたい。同様に、カプセル化層208は、図7のパッケージ700、または本開示で説明する任意のパッケージに適用可能であり得ることに留意されたい。カプセル化層(たとえば、208、708)は、1つまたは複数のカプセル化層によって形成され得ることに留意されたい。集積デバイスの各々は、互いの間、および/または各々と基板202との間に追加の電気経路を含み得ることに留意されたい。本開示で示し得るかつ/または説明し得る電気信号の経路は、例示的および/または概念的であることに留意されたい。様々な実装形態は、電気信号のためのそれぞれに異なる経路を使用し得る。その上、電気信号および/または電気経路は、様々なタイプの相互接続部(たとえば、ビア、トレース、パッド、ピラー)、はんだ相互接続部、および/または構成要素(たとえば、受動デバイス)を通って進み得る。したがって、たとえば、いくつかの実装形態では、集積デバイスと別の集積デバイスとの間を進む電気信号は、集積デバイス間の少なくとも1つの介在構成要素(たとえば、受動デバイス、キャパシタ)を通って進み得る。電気信号に対して示されるおよび/または説明される経路は、電力および/または接地にも適用され得る。2つ以上の複数のワイヤボンドが、基板の迂回を容易にするために使用され得ることにも留意されたい。複数のワイヤボンドは、3つ以上の集積デバイスの間の電気結合を容易にするために使用され得る。たとえば、第1の集積デバイスは、第1の複数のワイヤボンドを通して第2の集積デバイスに電気的に結合されるように構成され得る。第1の集積デバイスは、第2の複数のワイヤボンドを通して第3の集積デバイスに電気的に結合されるように構成され得る。基板の「第1の面」および「第2の面」という用語は任意であり、基板のいずれかの表面を意味し得る。たとえば、基板の第1の面は基板の底面であり得、基板の第2の面は基板の上面であり得る。別の例では、基板の第1の面は基板の上面であり得、基板の第2の面は基板の底面であり得る。
【0046】
ピラー相互接続部を有する集積デバイスを製造するための例示的なシーケンス
図8A図8Bは、ピラー相互接続部を有する集積デバイスを提供または製造するための例示的なシーケンスを示す。いくつかの実装形態では、図8A図8Bのシーケンスは、図2の集積デバイス(たとえば、204、206)、または本開示で説明する集積デバイスのいずれかを提供または製造するために使用され得る。
【0047】
集積デバイスを提供または製造するためのシーケンスを簡略化および/または明確化するために、図8A図8Bのシーケンスが1つまたは複数のステージを組み合わせてもよいことに留意されたい。いくつかの実装形態では、プロセスの順序は変更または修正されてもよい。いくつかの実装形態では、プロセスのうちの1つまたは複数は、本開示の範囲を逸脱することなく交換または置換されてもよい。様々な実装形態は、集積デバイスをそれぞれに異なって製造してもよい。
【0048】
図8Aに示すように、ステージ1は、集積デバイス204が用意された後の状態を示す。集積デバイス204は、ダイ(たとえば、ベア半導体ダイ)を含み得る。集積デバイス204は、基板(たとえば、シリコン基板)と複数のトランジスタ(たとえば、能動デバイス)とを含み得る。集積デバイス204は、複数のパッド241を含み得る。
【0049】
ステージ2は、シード層811が、集積デバイス204の前面の上に形成された後の状態を示す。シード層811は、金属層を含み得る。シード層811は、集積デバイス204の上に堆積され得る。めっきプロセスは、シード層811を形成するために使用され得る。
【0050】
ステージ3は、フォトレジスト層800がシード層811の上に形成された後の状態を示す。フォトレジスト層800は、シード層811の上に堆積され得る。
【0051】
ステージ4は、フォトレジスト層800がパターニングされ、シード層811の一部を露出する少なくとも1つの開口801を、フォトレジスト層800の中に生成した後の状態を示す。
【0052】
図8Bに示すように、ステージ5は、複数のピラー相互接続部830および複数のはんだ相互接続部832が、フォトレジスト層800の中の開口801を通してシード層811の上に形成された後の状態を示す。複数のピラー相互接続部830は、めっきプロセスを通してシード層811の上に形成され得る。複数のはんだ相互接続部832は、堆積プロセスを通して複数のピラー相互接続部830の上に形成され得る。
【0053】
ステージ6は、フォトレジスト層800が取り除かれ、シード層811の一部が取り除かれた(たとえば、エッチングされた)後の状態を示す。フォトレジスト層800を取り除くことは、フォトレジスト層800を除去することを含み得る。
【0054】
ステージ7は、複数のはんだ相互接続部832を複数のピラー相互接続部830に結合(たとえば、接合)するリフローはんだプロセスの後の状態を示す。ステージ7は、基板に結合され得るピラー相互接続部を有する集積デバイス(たとえば、204、206)を示し得る。複数のピラー相互接続部830は、複数のピラー相互接続部240を表し得る。複数のはんだ相互接続部832は、複数のはんだ相互接続部242を表し得る。シード層811は、ピラー相互接続部830の一部と見なされ得る。
【0055】
ピラー相互接続部を含む集積デバイスを製造するための方法の例示的な流れ図
いくつかの実装形態では、ピラー相互接続部を有する集積デバイスを製造することは、いくつかのプロセスを含む。図9は、ピラー相互接続部を有する集積デバイスを提供または製造するための方法900の例示的な流れ図を示す。いくつかの実装形態では、図9の方法900は、本開示において説明する図2の集積デバイス(たとえば、204、206)を提供または製造するために使用され得る。しかしながら、方法900は、本開示で説明する複数の集積デバイスのいずれかおよび/または1つの集積デバイスを提供または製造するために使用され得る。
【0056】
図9の方法は、ピラー相互接続部を有する集積デバイスを提供または製造するための方法を簡略化および/または明確化するために、1つまたは複数のプロセスを組み合わせ得ることに留意されたい。いくつかの実装形態では、プロセスの順序は変更または修正されてもよい。
【0057】
方法は、(905において)集積デバイス(たとえば204、206)を設ける。図8Aのステージ1は、設けられる第1の集積デバイス204を示し説明する。第1の集積デバイス204は、トランジスタなどの能動デバイスを有するダイを含み得る。集積デバイスは、複数のパッドを含んでもよい。
【0058】
方法は、(910において)集積デバイスの前面の上にシード層(たとえば、811)を形成する。シード層811は、金属層を含み得る。シード層811は、集積デバイス204の上に堆積され得る。めっきプロセスは、シード層811を形成するために使用され得る。図8Aのステージ2は、シード層を形成する一例を示して説明する。
【0059】
方法は、(915において)シード層(たとえば、811)の上にフォトレジスト層(たとえば、800)を形成する。フォトレジスト層800は、シード層811の上に形成されてパターニングされ得る。フォトレジスト層800は、シード層811の上に堆積されてパターニングされ、シード層811の一部を露出する少なくとも1つの開口801を、フォトレジスト層800の中に生成し得る。図8Aのステージ3~4は、シード層の上にフォトレジスト層を形成してパターニングする一例を示して説明する。
【0060】
方法は、(920において)フォトレジスト層(たとえば、800)の中の開口801を通してシード層(たとえば、811)の上に複数のピラー相互接続部(たとえば、830)および/またははんだ相互接続部(たとえば、832)を形成する。複数のはんだ相互接続部は、堆積プロセスを通してシード層の上に形成され得る。複数のピラー相互接続部は、めっきプロセスを通してシード層の上に形成され得る。複数のはんだ相互接続部は、堆積プロセスを通して複数のピラー相互接続部の上に形成され得る。図8Bのステージ5は、複数のピラー相互接続部および/または複数のはんだ相互接続部を形成する一例を示して説明する。
【0061】
方法は、(925において)フォトレジスト層(たとえば、800)を取り除く。フォトレジスト層を取り除くことは、フォトレジスト層を除去することを含み得る。図8Bのステージ6は、フォトレジスト層を取り除く例を示す。いくつかの実装形態では、(925において)シード層811の一部も取り除かれ得る。エッチングプロセスが、シード層の一部を取り除くために使用され得る。図8Bのステージ6は、取り除かれるシード層の一部の例を示す、および/または説明する。915、920および925で説明するように、フォトレジスト層、ピラー相互接続部および/またははんだ相互接続部を形成すること、およびフォトレジスト層を取り除くことは、繰り返され得ることに留意されたい。
【0062】
方法は、(930において)複数のはんだ相互接続部(たとえば、832)を複数のピラー相互接続部(たとえば、830)に結合(たとえば、接合)するリフローはんだプロセスを実行する。図8Bのステージ7は、リフローはんだプロセスの一例を示して説明する。
【0063】
いくつかの実装形態では、集積デバイスはウェハの一部であり、単一化が、ウェハを個別の集積デバイスに切断するために実行され得る。方法900は、本開示で説明する任意の集積デバイスを製造するために使用され得る。
【0064】
基板を製造するための例示的なシーケンス
いくつかの実装形態では、基板を製造することは、いくつかのプロセスを含む。図10A図10Cは、基板を提供または製造するための例示的なシーケンスを示す。いくつかの実装形態では、図10A図10Cのシーケンスが、図2の基板202を提供または製造するために使用され得る。しかしながら、図10A図10Cのプロセスは、本開示において説明する基板のいずれかを製造するために使用されてもよい。
【0065】
基板を提供または製造するためのシーケンスを簡略化および/または明確化するために、図10A図10Cのシーケンスが1つまたは複数のステージを組み合わせてもよいことに留意されたい。いくつかの実装形態では、プロセスの順序は変更または修正されてもよい。いくつかの実装形態では、プロセスのうちの1つまたは複数は、本開示の範囲を逸脱することなく交換または置換されてもよい。
【0066】
図10Aに示すように、ステージ1は、キャリア1000が用意され、金属層がキャリア1000の上に形成された後の状態を示す。金属層は、相互接続部1002を形成するようにパターニングされ得る。めっきプロセスおよびエッチングプロセスが、金属層および相互接続部を形成するために使用され得る。
【0067】
ステージ2は、誘電体層1020がキャリア1000および相互接続部1002の上に形成された後の状態を示す。誘電体層1020は、ポリイミドを含み得る。しかしながら、様々な実装形態は、誘電体層に対してそれぞれに異なる材料を使用してもよい。
【0068】
ステージ3は、複数の空洞1010が誘電体層1020内に形成された後の状態を示す。複数の空洞1010は、エッチングプロセス(たとえば、フォトエッチングプロセス)またはレーザプロセスを使用して形成され得る。
【0069】
ステージ4は、相互接続部1012が、複数の空洞1010の中および上を含めて、誘電体層1020の中および上に形成された後の状態を示す。たとえば、ビア、パッドおよび/またはトレースが形成され得る。めっきプロセスが、相互接続部を形成するために使用されてもよい。
【0070】
ステージ5は、別の誘電体層1022が誘電体層1020の上に形成された後の状態を示す。誘電体層1022は、誘電体層1020と同じ材料であり得る。しかしながら、様々な実装形態は、誘電体層に対してそれぞれに異なる材料を使用してもよい。
【0071】
ステージ6は、図10Bに示すように、複数の空洞1030が誘電体層1022の中に形成された後の状態を示す。エッチングプロセスまたはレーザプロセスが、空洞1030を形成するために使用されてもよい。
【0072】
ステージ7は、相互接続部1014が、複数の空洞1030の中および上を含めて、誘電体層1022の中および上に形成された後の状態を示す。たとえば、ビア、パッドおよび/またはトレースが形成され得る。めっきプロセスが、相互接続部を形成するために使用されてもよい。
【0073】
ステージ8は、別の誘電体層1024が誘電体層1022の上に形成された後の状態を示す。誘電体層1024は、誘電体層1020と同じ材料であり得る。しかしながら、様々な実装形態は、誘電体層に対してそれぞれに異なる材料を使用してもよい。
【0074】
ステージ9は、複数の空洞1040が誘電体層1024内に形成された後の状態を示す。エッチングプロセスまたはレーザプロセスが、空洞1040を形成するために使用されてもよい。
【0075】
図10Cに示すように、ステージ10は、相互接続部1016が、複数の空洞1040の中および上を含めて、誘電体層1024の中および上に形成された後の状態を示す。たとえば、ビア、パッドおよび/またはトレースが形成され得る。めっきプロセスが、相互接続部を形成するために使用されてもよい。
【0076】
相互接続部1002、1012、1014および/または1016の一部または全部が、基板202の複数の相互接続部222を画定し得る。誘電体層1020、1022、1024は、少なくとも1つの誘電体層220によって表され得る。
【0077】
ステージ11は、キャリア1000が、誘電体層220からデカップリングされ(たとえば、取り除かれ、研磨で取り除かれ)、少なくとも1つの誘電体層220および複数の相互接続部222を含む基板202から離れた後の状態を示す。
【0078】
ステージ12は、第1のはんだレジスト層224および第2のはんだレジスト層226が基板202の上に形成された後の状態を示す。堆積プロセスが、第1のはんだレジスト層224と第2のはんだレジスト層226とを形成するために使用され得る。
【0079】
様々な実装形態は、金属層を形成するためにそれぞれに異なるプロセスを使用してもよい。いくつかの実装形態では、化学気相成長(CVD)プロセスおよび/または物理気相成長(PVD)プロセスが、金属層を形成するために使用されてもよい。たとえば、スパッタリングプロセス、吹付塗装プロセスおよび/またはめっきプロセスが、金属層を形成するために使用されてもよい。
【0080】
基板を製造するための方法の例示的な流れ図
いくつかの実装形態では、基板を製造することは、いくつかのプロセスを含む。図11は、基板を提供または製造するための方法1100の例示的な流れ図を示す。いくつかの実装形態では、図11の方法1100が、図2の基板を提供または製造するために使用され得る。たとえば、図11の方法は、基板202を製造するために使用され得る。
【0081】
図11の方法は、基板を提供または製造するための方法を簡略化および/または明確化するために1つまたは複数のプロセスを組み合わせ得ることに留意されたい。いくつかの実装形態では、プロセスの順序は変更または修正されてもよい。
【0082】
方法は、(1105において)キャリア1000を用意する。様々な実装形態は、キャリアに対してそれぞれに異なる材料を使用し得る。キャリアは、基板、ガラス、クオーツおよび/またはキャリアテープを含み得る。図10Aのステージ1は、用意されるキャリアの一例を示して説明する。
【0083】
方法は、(1110において)キャリア1000の上に金属層を形成する。金属層は、相互接続部を形成するようにパターニングされ得る。めっきプロセスが、金属層および相互接続部を形成するために使用され得る。いくつかの実装形態では、キャリアは、金属層を含み得る。キャリアの上の金属層は、相互接続部(たとえば、1002)を形成するようにパターニングされ得る。図10Aのステージ1は、キャリアの上に形成される金属層および相互接続部の一例を示して説明する。
【0084】
方法は、(1115において)キャリア1000および相互接続部1002の上に誘電体層1020を形成する。誘電体層1020は、ポリイミドを含み得る。誘電体層を形成することはまた、誘電体層1020内に複数の空洞(たとえば、1010)を形成することを含み得る。複数の空洞は、エッチングプロセス(たとえば、フォトエッチング)またはレーザプロセスを使用して形成され得る。図10Aのステージ2~3は、誘電体層と誘電体層内の空洞とを形成する一例を示して説明する。
【0085】
方法は、(1120において)誘電体層の中および上に相互接続部を形成する。たとえば、相互接続部1012が、誘電体層1020の中および上に形成され得る。めっきプロセスが、相互接続部を形成するために使用されてもよい。相互接続部を形成することは、誘電体層の上および/または中にパターニングされた金属層を設けることを含み得る。相互接続部を形成することはまた、誘電体層の空洞の中に相互接続部を形成することを含み得る。図10Aのステージ4は、誘電体層の中および上に相互接続部を形成することの一例を示して説明する。
【0086】
方法は、(1125において)誘電体層1020および相互接続部の上に誘電体層1022を形成する。誘電体層1022は、ポリイミドを含み得る。誘電体層を形成することはまた、誘電体層1022内に複数の空洞(たとえば、1030)を形成することを含み得る。複数の空洞は、エッチングプロセスまたはレーザプロセスを使用して形成され得る。図10A図10Bのステージ5~6は、誘電体層と誘電体層内の空洞とを形成することの一例を示す、および/または説明する。
【0087】
方法は、(1130において)誘電体層の中および/または上に相互接続部を形成する。たとえば、相互接続部1014が形成され得る。めっきプロセスが、相互接続部を形成するために使用されてもよい。相互接続部を形成することは、誘電体層の上および中にパターニングされた金属層を設けることを含み得る。相互接続部を形成することはまた、誘電体層の空洞内に相互接続部を形成することを含み得る。図10Bのステージ7は、誘電体層の中および上に相互接続部を形成することの一例を示して説明する。
【0088】
方法は、1125および1130において説明したように、追加の誘電体層と追加の相互接続部とを形成し得る。図10B図10Cのステージ8~10は、誘電体層の中および上に相互接続部を形成することの一例を示す。
【0089】
すべての誘電体層および追加の相互接続部が形成されると、方法は、基板を残して、キャリア(たとえば、1000)を誘電体層1020からデカップリングしてもよい(たとえば、取り除いても、研磨で除去してもよい)。いくつかの実装形態では、方法は、基板の上にはんだレジスト層(たとえば、224、226)を形成し得る。
【0090】
様々な実装形態は、金属層を形成するためにそれぞれに異なるプロセスを使用してもよい。いくつかの実装形態では、化学気相成長(CVD)プロセスおよび/または物理気相成長(PVD)プロセスが、金属層を形成するために使用されてもよい。たとえば、スパッタリングプロセス、吹付塗装プロセス、および/またはめっきプロセスが、金属層を形成するために使用されてもよい。
【0091】
集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージを製造するための例示的なシーケンス
図12A図12Bは、集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージを提供または製造するための例示的なシーケンスを示す。いくつかの実装形態では、図12A図12Bのシーケンスは、基板202および図2の集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージ200、または本開示で説明するパッケージのいずれかを提供または製造するために使用され得る。
【0092】
パッケージを提供または製造するためのシーケンスを簡略化および/または明確化するために、図12A図12Bのシーケンスが1つまたは複数のステージを組み合わせてもよいことに留意されたい。いくつかの実装形態では、プロセスの順序は変更または修正されてもよい。いくつかの実装形態では、プロセスのうちの1つまたは複数は、本開示の範囲を逸脱することなく交換または置換されてもよい。図12A図12Bのシーケンスは、1つのパッケージを、または(ウェハの一部として)同時にいくつかのパッケージを製造するために使用され得る。
【0093】
図12Aに示すように、ステージ1は、基板202が用意された後の状態を示す。基板202は、供給元によって提供されてもよく、または製造されてもよい。図10A図10Cに示すプロセスと同様のプロセスが、基板202を製造するために使用され得る。しかしながら、様々な実装形態は、基板202を製造するためにそれぞれに異なるプロセスを使用してもよい。基板202を製造するために使用され得るプロセスの例は、セミアディティブプロセス(SAP)および修正セミアディティブプロセス(mSAP)を含む。基板202は、少なくとも1つの誘電体層220と、複数の相互接続部222とを含む。基板202は、ラミネート基板、コアレス基板、有機基板、コア層を含む基板であり得る。いくつかの実装形態では、少なくとも1つの誘電体層220は、コア層および/またはプリプレグ層を含み得る。基板202は、空洞209を含む。空洞209は、レーザプロセス(たとえば、レーザ切断)を使用して製造され得る。空洞209は、基板202が製造および/または提供された後に形成され得る。いくつかの実装形態では、基板202は、空洞209を設けられる。
【0094】
ステージ2は、集積デバイス204および集積デバイス206が基板202の第1の面(たとえば、上面)に結合された後の状態を示す。集積デバイス204は、複数のピラー相互接続部240および/または複数のはんだ相互接続部242を通して基板202に結合される。集積デバイス206は、複数のピラー相互接続部260および/または複数のはんだ相互接続部262を通って基板202に結合される。集積デバイス204の部分および集積デバイス206の部分は、空洞209の上に位置し得る。集積デバイス204の前面(たとえば、能動面)が基板202に面しているように、集積デバイス204が、基板202に結合され得る。同様に、集積デバイス206は、集積デバイス206の前面が基板202に面しているように、基板202に結合され得る。
【0095】
ステージ3は、アンダーフィル244が基板202と集積デバイス204との間に設けられ(たとえば、形成され)、アンダーフィル264が基板202と集積デバイス206との間に設けられ(たとえば、形成され)た後の状態を示す。アンダーフィル(たとえば、244、264)が、毛管作用および/または毛管力を介してピラー相互接続部(たとえば、240、260)および/またははんだ相互接続部(たとえば、242、262)の周りに設けられ得る。アンダーフィルの毛管特性は、アンダーフィルが、集積デバイスと基板との間の小さい空間および/または小さい隙間を充填することを可能にする。
【0096】
図12Bに示すように、ステージ4は、複数のワイヤボンド210が、第1の集積デバイス204および第2の集積デバイス206に結合された後の状態を示す。たとえば、複数のワイヤボンド210は、第1の集積デバイス204と第2の集積デバイス206との間に形成され得る。複数のワイヤボンド210は、(第1の集積デバイス204の)複数のパッド241および(第2の集積デバイス206の)複数のパッド261に結合され得る。複数のワイヤボンド210は、基板202の空洞209を通して形成され得る。集積デバイスが基板に結合された後に複数のワイヤボンド210を形成することの1つの利点は、集積デバイスが基板に結合した後に互いに対して相対的に固定されるので、複数のワイヤボンド210は、集積デバイス間の移動に起因して破損および/または故障する可能性がほとんどないことである。複数のワイヤボンド210が集積デバイスにどのように結合されるかの例が、少なくとも図4図6において示され説明される。
【0097】
ステージ5は、カプセル化層208が、第1の集積デバイス204と第2の集積デバイス206とをカプセル化するように、カプセル化層208が基板202の第1の面の上に形成された後の状態を示す。カプセル化層208は、複数のワイヤボンド210をカプセル化し得る。カプセル化層208は、基板202の空洞209を少なくとも部分的に充填し得る。カプセル化層208を形成および/または堆積するプロセスは、圧縮およびトランスファー成形プロセス、シート成形プロセス、または液体成形プロセスを使用することを含み得る。いくつかの実装形態では、カプセル化層208は、図7に示すように、アンダーフィル(たとえば、244、264)を置換し得ることに留意されたい。したがって、いくつかの実装形態では、カプセル化層208は、アンダーフィル244および/または264によって占有される領域の中に形成されて設置され得る。
【0098】
ステージ6は、複数のはんだ相互接続部280が基板202に結合された後の状態を示す。リフローはんだプロセスが、複数のはんだ相互接続部を結合するために使用され得る。ステージ8は、少なくとも図2で説明したように、基板202と、第1の集積デバイス204と、第2の集積デバイス206と、アンダーフィル244と、アンダーフィル264と、カプセル化層208とを含むパッケージ200を示し得る。
【0099】
本開示で説明するパッケージ(たとえば、200、700)は、一度に1つ製造されてもよく、または1つまたは複数のウェハの一部として一緒に製造され、次いで個別のパッケージに単一化されてもよい。
【0100】
ワイヤボンドで結合された集積デバイスを含むパッケージを製造するための方法の例示的な流れ図
いくつかの実装形態では、集積デバイス間を結合するワイヤボンドを含むパッケージを製造することは、いくつかのプロセスを含む。図13は、集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージを提供または製造するための方法1300の例示的な流れ図を示す。いくつかの実装形態では、図13の方法1300が、本開示で説明した図2のパッケージ200を提供または製造するために使用され得る。しかしながら、方法1300は、本開示において説明するパッケージのいずれかを提供または製造するために使用され得る。
【0101】
図13の方法は、集積デバイスに結合されたワイヤボンドを含むパッケージを提供または製造するための方法を簡略化および/または明確化するために1つまたは複数のプロセスを組み合わせてもよいことに留意されたい。いくつかの実装形態では、プロセスの順序は変更または修正されてもよい。
【0102】
方法は、(1305において)基板(たとえば、202)を用意する。基板202は、供給元によって提供されてもよく、または製造されてもよい。基板202は、第1の面と第2の面とを含む。基板202は、少なくとも1つの誘電体層220と複数の相互接続部222とを含む。基板202は、少なくとも1つの空洞209を含み得る。様々な実装形態は、それぞれに異なる基板を設けてもよい。図10A図10Cに示すプロセスと同様のプロセスが、基板202を製造するために使用され得る。しかしながら、様々な実装形態は、基板202を製造するためにそれぞれに異なるプロセスを使用し得る。図12Aのステージ1は、基板を用意する一例を示して説明する。
【0103】
方法は、(1310において)集積デバイスを基板に結合する。たとえば、方法は、集積デバイス204および集積デバイス206を基板202の第1の面(たとえば、上面)に結合し得る。集積デバイス204は、複数のピラー相互接続部240および/または複数のはんだ相互接続部242を通って基板202に結合される。集積デバイス206は、複数のピラー相互接続部260および/または複数のはんだ相互接続部262を通って基板202に結合される。集積デバイス204の部分および集積デバイス206の部分は、空洞209の上に位置し得る。集積デバイス204の前面(たとえば、能動面)が基板202に面しているように、集積デバイス204が、基板202に結合され得る。同様に、集積デバイス206の前面が基板202に面しているように、集積デバイス206が、基板202に結合され得る。図12Aのステージ2は、集積デバイスを基板に結合する一例を示して説明する。
【0104】
方法は、(1315において)集積デバイスと基板との間に少なくとも1つのアンダーフィルを形成する。たとえば、方法は、基板202と集積デバイス204との間にアンダーフィル244を設けてもよく、基板202と集積デバイス206との間にアンダーフィル264を設けてもよい。アンダーフィル(たとえば、244、264)が、毛管作用および/または毛管力を介してピラー相互接続部(たとえば、240、260)および/またははんだ相互接続部(たとえば、242、262)の周りに設けられ得る。アンダーフィルの毛管特性は、アンダーフィルが、集積デバイスと基板との間の小さい空間および/または小さい隙間を充填することを可能にする。図12Aのステージ3は、アンダーフィルを用意する一例を示して説明する。
【0105】
方法は、(1320において)複数のワイヤボンド210を、第1の集積デバイス204および第2の集積デバイス206に結合する。複数のワイヤボンド210は、第1の集積デバイス204と第2の集積デバイス206との間に形成され得る。複数のワイヤボンド210は、(第1の集積デバイス204の)複数のパッド241および(第2の集積デバイス206の)複数のパッド261に結合される。複数のワイヤボンド210が集積デバイスにどのように結合されるかの例が、少なくとも図4図6において示され説明される。図12Bのステージ4は、ワイヤボンドを集積デバイスに結合する一例を示して説明する。
【0106】
方法は、(1325において)基板の上にカプセル化層を形成し得る。たとえば、方法は、カプセル化層208が第1の集積デバイス204と第2の集積デバイス206とをカプセル化するように、カプセル化層208を基板202の第1の面の上に形成し得る。カプセル化層208は、複数のワイヤボンド210をカプセル化し得る。カプセル化層208は、基板202の空洞209を少なくとも部分的に充填し得る。カプセル化層208を形成および/または堆積するプロセスは、圧縮およびトランスファー成形プロセス、シート成形プロセス、または液体成形プロセスを使用することを含み得る。いくつかの実装形態では、カプセル化層208は、図2に示すように、アンダーフィル(たとえば、244、264)を置換し得ることに留意されたい。したがって、いくつかの実装形態では、カプセル化層208は、アンダーフィルによって占有される領域の中に形成されて設置され得る。図12Bのステージ5は、カプセル化層を形成する一例を示して説明する。
【0107】
方法は、(1330において)複数のはんだ相互接続部(たとえば、280)を基板(たとえば、202)の第2の面に結合する。リフローはんだプロセスが、複数のはんだ相互接続部を結合するために使用され得る。図12Bのステージ6は、はんだ相互接続部を基板に結合する一例を示して説明する。
【0108】
例示的な電子デバイス
図14は、前述のデバイス、集積デバイス、集積回路(IC)パッケージ、集積回路(IC)デバイス、半導体デバイス、集積回路、ダイ、インターポーザ、パッケージ、パッケージオンパッケージ(PoP)、システムインパッケージ(SiP)、またはシステムオンチップ(SoC)のいずれかと一体化されてもよい様々な電子デバイスを示す。たとえば、モバイルフォンデバイス1402、ラップトップコンピュータデバイス1404、固定位置端末デバイス1406、ウェアラブルデバイス1408、または自動車1410が、本明細書で説明するようなデバイス1400を含んでよい。デバイス1400は、たとえば、本明細書で説明するデバイスおよび/または集積回路(IC)パッケージのいずれかであってよい。図14に示すデバイス1402、1404、1406および1408ならびに車両1410は、例にすぎない。他の電子デバイスもデバイス1400を特徴としてもよく、デバイス1400は、限定はしないが、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、全地球測位システム(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、メーター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、コンピュータ、ウェアラブルデバイス(たとえば、時計、眼鏡)、モノのインターネット(IoT)デバイス、サーバ、ルータ、自動車車両(たとえば、自律車両)に実装された電子デバイス、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、あるいはそれらの任意の組合せを含むデバイス(たとえば、電子デバイス)のグループを含む。
【0109】
図2図7図8A図8B図9図10A図10C図11図12A図12B、および/または図13図14に示す構成要素、プロセス、特徴、および/または機能のうちの1つまたは複数は、単一の構成要素、プロセス、特徴、もしくは機能に再構成および/または組み合わされてもよく、あるいはいくつかの構成要素、プロセス、または機能に組み込まれてもよい。本開示から逸脱することなく、追加の要素、構成要素、プロセス、および/または機能がさらに追加されてもよい。図2図7図8A図8B図9図10A図10C図11図12A図12B、および/または図13図14ならびに本開示におけるその対応する説明が、ダイおよび/またはICに限定されないことにも留意されたい。いくつかの実装形態では、図2図7図8A図8B図9図10A図10C図11図12A図12B、および/または図13図14ならびにその対応する説明が、デバイスおよび/または集積デバイスを製造し、作製し、提供し、および/または生産するために使用されてもよい。いくつかの実装形態では、デバイスは、ダイ、集積デバイス、集積受動デバイス(IPD)、ダイパッケージ、集積回路(IC)デバイス、デバイスパッケージ、集積回路(IC)パッケージ、ウェハ、半導体デバイス、パッケージオンパッケージ(PoP)デバイス、放熱デバイス、および/またはインターポーザを含んでもよい。
【0110】
本開示における図は、様々な部品、構成要素、物体、デバイス、パッケージ、集積デバイス、集積回路、および/またはトランジスタの実際の表現および/または概念的表現を表し得ることに留意されたい。いくつかの例では、図は、縮尺通りではない場合がある。いくつかの例では、簡明にするために、すべての構成要素および/または部品が示されているとは限らない。いくつかの例では、図中の様々な部品および/または構成要素の位置、ロケーション、サイズおよび/または形状は、例示的なものであり得る。いくつかの実装形態では、図中の様々な構成要素および/または部品は、随意であり得る。
【0111】
「例示的」という語は、「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために本明細書で使用される。本明細書で「例示的」として説明する任意の実装形態または態様は、必ずしも本開示の他の態様よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。同様に、「態様」という用語は、本開示のすべての態様が、説明した特徴、利点、または動作モードを含むことを必要としない。「結合される」という用語は、2つの物体間の直接的または間接的な結合(たとえば、機械的結合)を指すために本明細書で使用される。たとえば、物体Aが物体Bに物理的に接触し、物体Bが物体Cに接触する場合、物体Aおよび物体Cは、物理的に互いに直接接触しない場合であっても、やはり互いに結合されると見なされることがある。「電気的に結合される」という用語は、2つの物体が、電流(たとえば、信号、電力、接地)が2つの物体の間を進み得るように、一緒に直接的または間接的結合されることを意味し得る。電気的に結合された2つの物体は、2つの物体の間を進む電流を有しても有しなくてもよい。「第1の」、「第2の」、「第3の」および「第4の」(および/または第4を超えるもの)の用語の使用は恣意的である。説明した構成要素のいずれかが、第1の構成要素、第2の構成要素、第3の構成要素、または第4の構成要素であり得る。たとえば、第2の構成要素と呼ばれる構成要素が、第1の構成要素、第2の構成要素、第3の構成要素、または第4の構成要素であり得る。「カプセル化する」という用語は、物体が、別の物体を部分的にカプセル化してもよく、または完全にカプセル化してもよいことを意味する。「上部」および「底部」という用語は任意である。上部に設置される構成要素は、底部の上に設置される構成要素の上に設置され得る。上部の構成要素が底部の構成要素と見なされてもよく、その逆もあり得る。本開示で説明するように、第2の構成要素の「上」に設置される第1の構成要素は、底部または上部が恣意的にどのように定義されるかに応じて、第1の構成要素が、第2の構成要素の上または下に設置されることを意味し得る。別の例では、第1の構成要素は、第2の構成要素の第1の面の上に(over)(たとえば、上方に(above))設置され得、第3の構成要素は、第2の構成要素の第2の面の上に(over)(たとえば、下方に(below))に設置され得、第2の面は、第1の面に対向している。ある構成要素が別の構成要素の上に位置する文脈において本出願で使用される「~の上に(over)」という用語は、別の構成要素上ならびに/あるいは別の構成要素内に位置する(たとえば、構成要素の表面上に位置するかあるいは構成要素に埋め込まれた)構成要素を意味するために使用される場合があることにさらに留意されたい。したがって、たとえば、第2の構成要素の上に位置する第1の構成要素は、(1)第1の構成要素が第2の構成要素の上に位置するが、第2の構成要素に直接接触してはおらず、(2)第1の構成要素が第2の構成要素上(たとえば、第2の構成要素の表面上)に位置し、ならびに/あるいは(3)第1の構成要素が第2の構成要素内に位置する(たとえば、第2の構成要素に埋め込まれている)ことを意味する場合がある。第2の構成要素の「中に(in)」設置される第1の構成要素は、部分的に第2の構成要素の中に設置され得るか、または完全に第2の構成要素の中に設置され得る。本開示で使用される「約(about)“Xの値”」または「およそ(approximately)Xの値」という用語は、“Xの値”の10パーセント以内を意味する。たとえば、約1またはおよそ1の値は、0.9~1.1の範囲内の値を意味する。
【0112】
いくつかの実装形態では、相互接続部とは、2つの点、要素、および/または構成要素の間の電気接続を可能または容易にする、デバイスまたはパッケージの要素または構成要素である。いくつかの実装形態では、相互接続部は、トレース、ビア、パッド、ピラー、メタライゼーション層、再分配層、および/またはアンダーバンプメタライゼーション(UBM:under bump metallization)層/相互接続部を含んでよい。いくつかの実装形態では、相互接続部は、信号(たとえば、データ信号)、接地および/または電力のための電気経路を設けるように構成されてもよい導電性の材料を含み得る。相互接続部は、2つ以上の要素または構成要素を含んでよい。相互接続部は、1つまたは複数の相互接続部によって画定されてもよい。相互接続部は、1つまたは複数の金属層を含んでもよい。相互接続部は、回路の一部であってよい。様々な実装形態は、相互接続部を形成するためにそれぞれに異なるプロセスおよび/またはシーケンスを使用してもよい。いくつかの実装形態では、化学気相成長(CVD)プロセス、物理気相成長(PVD)プロセス、スパッタリングプロセス、吹付塗装プロセス、および/またはめっきプロセスが、相互接続部を形成するために使用されてもよい。
【0113】
また、本明細書に含まれる様々な開示が、フローチャート、流れ図、構造図、またはブロック図として示されるプロセスとして説明される場合があることに留意されたい。フローチャートは動作を逐次プロセスとして説明することがあるが、動作の多くは並行してまたは同時に実施することができる。加えて、動作の順序は並べ替えられてよい。プロセスは、その動作が完了したとき、終了する。
【0114】
以下は、本開示の態様の概要を提供する。
【0115】
態様1: 空洞を含む基板と、第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第1の集積デバイスと、第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第2の集積デバイスと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合された複数のワイヤボンドとを含み、複数のワイヤボンドは、基板の空洞の上(たとえば、上方、下方)に位置する、パッケージ。
【0116】
態様2: 複数のワイヤボンドは、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合された第1の複数のワイヤボンドと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合された第2の複数のワイヤボンドとを含む、態様1のパッケージ。第2の複数のワイヤボンドと第1の集積デバイスとの間の第2の垂直距離は、第1の複数のワイヤボンドと第1の集積デバイスとの間の第1の垂直距離と異なる。第2の複数のワイヤボンドは、第1の複数のワイヤボンドの上に部分的に位置し得る。ワイヤボンドと集積デバイスの表面および/または集積デバイスのパッドとの間の垂直距離(vertical distance)は、集積デバイスの表面および/または集積デバイスのパッドに対する垂直距離(vertical perpendicular distance)であり得る。第1の垂直距離は、第1の最大垂直距離であり得る。第2の垂直距離は、第2の最大垂直距離であり得る。
【0117】
態様3: 第1の集積デバイスは複数のパッドの第1の列と複数のパッドの第2の列とを含み、第2の集積デバイスは複数のパッドの第1の列と複数のパッドの第2の列とを含み、複数のワイヤボンドは、(i)第1の集積デバイスの複数のパッドの第1の列、および(ii)第2の集積デバイスの複数のパッドの第1の列に結合された第1の複数のワイヤボンドと、(i)第1の集積デバイスの複数のパッドの第2の列、および(ii)第2の集積デバイスの複数のパッドの第2の列に結合された第2の複数のワイヤボンドとを含む、態様1から2のパッケージ。
【0118】
態様4: 第1の集積デバイスからの複数のパッドの第1の列が、第1の集積デバイスからの複数のパッドの第2の列に対してずらして配置される、態様3のパッケージ。
【0119】
態様5: 第1の集積デバイスと第2の集積デバイスとの間の複数のワイヤボンドが、1ミリメートル当たり少なくとも40本のワイヤボンドの密度を有する、態様1から4のパッケージ。
【0120】
態様6: 複数のワイヤボンドからの各ワイヤボンドが、15マイクロメートルの最小径を有する、態様1から5のパッケージ。
【0121】
態様7: (i)第1の集積デバイスと基板との間、および(ii)第2の集積デバイスと基板との間に設置されたアンダーフィルをさらに含む、態様1から6のパッケージ。いくつかの実装形態では、アンダーフィルは、カプセル化層を含む。
【0122】
態様8: アンダーフィルは、約10~30パスカル秒(Pa・s)の粘度を含む、態様7のパッケージ。
【0123】
態様9: アンダーフィルは、毛管アンダーフィルおよび/またはモールドアンダーフィルを含む、態様7から8のパッケージ。
【0124】
態様10: 基板と、第1の集積デバイスと、第2の集積デバイスとの上に設置されるカプセル化層をさらに含む、態様1から9のパッケージ。
【0125】
態様11: 基板の空洞が、カプセル化層で少なくとも部分的に充填される、態様10のパッケージ。いくつかの実装形態では、基板の空洞は、カプセル化層で完全に充填される。
【0126】
いくつかの実装形態では、態様1は、空洞を含む基板と、第1の複数の相互接続部を通って基板に結合された第1の集積デバイスと、第2の複数の相互接続部を通って基板に結合された第2の集積デバイスと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合された複数のワイヤボンドとを含むパッケージであり得、複数のワイヤボンドは、基板の空洞の上(たとえば、上方、下方)に位置する。第1の複数の相互接続部は、第1の複数のはんだ相互接続部を含み得る。第2の複数の相互接続部は、第2の複数のはんだ相互接続部を含み得る。
【0127】
いくつかの実装形態では、態様1は、基板と、第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第1の集積デバイスと、第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第2の集積デバイスと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合された複数のワイヤボンドとを含むパッケージであり得る。
【0128】
態様12: 空洞を含む基板と、第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第1の集積デバイスと、第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第2の集積デバイスと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合されたワイヤ相互接続のための手段とを含み、ワイヤ相互接続のための手段は、基板の空洞の上(たとえば、上方、下方)に位置する、装置。
【0129】
態様13: ワイヤ相互接続のための手段は、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合された第1の複数ワイヤボンドと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合された第2の複数ワイヤボンドとを含み、第2の複数のワイヤボンドと第1の集積デバイスとの間の第2の垂直距離は、第1の複数のワイヤボンドと第1の集積デバイスとの間の第1の垂直距離と異なる、態様12の装置。第2の複数のワイヤボンドは、第1の複数のワイヤボンドの上に部分的に位置し得る。ワイヤボンドと集積デバイスの表面および/または集積デバイスのパッドとの間の垂直距離は、集積デバイスの表面および/または集積デバイスのパッドに対する垂直距離であり得る。第1の垂直距離は、第1の最大垂直距離であり得る。第2の垂直距離は、第2の最大垂直距離であり得る。
【0130】
態様14: 第1の集積デバイスは複数のパッドの第1の列と複数のパッドの第2の列とを含み、第2の集積デバイスは複数のパッドの第1の列と複数のパッドの第2の列とを含み、ワイヤ相互接続のための手段は、(i)第1の集積デバイスの複数のパッドの第1の列、および(ii)第2の集積デバイスの複数のパッドの第1の列に結合された第1の複数のワイヤボンドと、(i)第1の集積デバイスの複数のパッドの第2の列、および(ii)第2の集積デバイスの複数のパッドの第2の列に結合された第2の複数のワイヤボンドとを含む、態様12から13の装置。
【0131】
態様15: 第1の集積デバイスからの複数のパッドの第1の列が、第1の集積デバイスからの複数のパッドの第2の列に対してずらして配置される、態様14の装置。
【0132】
態様16: 第1の集積デバイスと第2の集積デバイスとの間のワイヤ相互接続のための手段が、1ミリメートル当たり少なくとも40本のワイヤボンドの密度を有する、態様12から15の装置。
【0133】
態様17: ワイヤ相互接続のための手段からの各ワイヤボンドが、15マイクロメートルの最小径を有する、態様12から16の装置。
【0134】
態様18: (i)第1の集積デバイスと基板との間、および(ii)第2の集積デバイスと基板との間に設置されたアンダーフィルをさらに含む、態様12から17の装置。いくつかの実装形態では、アンダーフィルは、カプセル化層を含む。
【0135】
態様19: 基板と、第1の集積デバイスと、第2の集積デバイスとの上に設置されたカプセル化のための手段をさらに含む、態様12から18の装置。
【0136】
態様20: カプセル化のための手段は、基板の空洞の中にさらに設置される、態様19の装置。基板の空洞は、カプセル化のための手段で少なくとも部分的に充填され得る。基板の空洞は、カプセル化のための手段で完全に充填され得る。
【0137】
態様21: 装置は、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、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、モノのインターネット(IoT)デバイス、および自動車両内のデバイスからなるグループから選択されたデバイスを含む、態様12から20の装置。
【0138】
いくつかの実装形態では、態様12は、空洞を含む基板と、第1の複数の相互接続部を通って基板に結合された第1の集積デバイスと、第2の複数の相互接続部を通って基板に結合された第2の集積デバイスと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合されたワイヤ相互接続のための手段とを含む装置であり得、ワイヤ相互接続のための手段は、基板の空洞の上(たとえば、上方、下方)に位置する。第1の複数の相互接続部は、第1の複数のはんだ相互接続部を含み得る。第2の複数の相互接続部は、第2の複数のはんだ相互接続部を含み得る。
【0139】
いくつかの実装形態では、態様12は、基板と、第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第1の集積デバイスと、第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通って基板に結合された第2の集積デバイスと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに結合されたワイヤ相互接続のための手段とを含む装置であり得る。
【0140】
態様22: パッケージを製造するための方法であって、空洞を含む基板を設けるステップと、第1の複数のピラー相互接続部および第1の複数のはんだ相互接続部を通って第1の集積デバイスを基板に結合するステップと、第2の複数のピラー相互接続部および第2の複数のはんだ相互接続部を通って第2の集積デバイスを基板に結合するステップと、第1の集積デバイスと第2の集積デバイスとの間に複数のワイヤボンドを形成するステップとを含み、複数のワイヤボンドは、基板の空洞の上(たとえば、上方、下方)に位置する、方法。
【0141】
態様23: 複数のワイヤボンドを形成するステップは、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに第1の複数ワイヤボンドを結合するステップと、第1の集積デバイスおよび第2の集積デバイスに第2の複数ワイヤボンドを結合するステップとを含み、第2の複数のワイヤボンドと第1の集積デバイスとの間の第2の垂直距離は、第1の複数のワイヤボンドと第1の集積デバイスとの間の第1の垂直距離と異なる、態様22の方法。第2の複数のワイヤボンドは、第1の複数のワイヤボンドの上に部分的に位置し得る。ワイヤボンドと集積デバイスの表面および/または集積デバイスのパッドとの間の垂直距離は、集積デバイスの表面および/または集積デバイスのパッドに対する垂直距離であり得る。第1の垂直距離は、第1の最大垂直距離であり得る。第2の垂直距離は、第2の最大垂直距離であり得る。
【0142】
態様24: 第1の集積デバイスは複数のパッドの第1の列と複数のパッドの第2の列とを含み、第2の集積デバイスは複数のパッドの第1の列と複数のパッドの第2の列とを含み、複数のワイヤボンドを形成するステップは、(i)第1の集積デバイスの複数のパッドの第1の列、および(ii)第2の集積デバイスの複数のパッドの第1の列に第1の複数のワイヤボンドを結合するステップと、(i)第1の集積デバイスの複数のパッドの第2の列、および(ii)第2の集積デバイスの複数のパッドの第2の列に第2の複数のワイヤボンドを結合するステップとを含む、態様22から23の方法。
【0143】
態様25: 第1の集積デバイスからの複数のパッドの第1の列が、第1の集積デバイスからの複数のパッドの第2の列に対してずらして配置される、態様24の方法。
【0144】
態様26: 第1の集積デバイスと第2の集積デバイスとの間の複数のワイヤボンドが、1ミリメートル当たり少なくとも40本のワイヤボンドの密度を有して形成される、態様22から25の方法。
【0145】
態様27: (i)第1の集積デバイスと基板との間、および(ii)第2の集積デバイスと基板との間に設置されたアンダーフィルを形成するステップをさらに含む、態様22から26の方法。
【0146】
態様28: 基板と、第1の集積デバイスと、第2の集積デバイスとの上に設置されるカプセル化層を形成するステップをさらに含む、態様22から27の方法。
【0147】
態様29: カプセル化層が、少なくとも部分的に基板の空洞の中にさらに形成される、態様28の方法。
【0148】
いくつかの実装形態では、態様22は、空洞を含む基板を設けるステップと、第1の集積デバイスを第1の複数の相互接続部を通って基板に結合するステップと、第2の集積デバイスを第2の複数の相互接続部を通って基板に結合するステップと、第1の集積デバイスと第2の集積デバイスとの間に複数のワイヤボンドを形成するステップとを含むパッケージを製造するための方法であり得、複数のワイヤボンドは、基板の空洞の上(たとえば、上方、下方)に位置する。第1の複数の相互接続部は、第1の複数のはんだ相互接続部を含み得る。第2の複数の相互接続部は、第2の複数のはんだ相互接続部を含み得る。
【0149】
本明細書で説明する本開示の様々な特徴は、本開示から逸脱することなく異なるシステムにおいて実装され得る。本開示の上記の態様は例にすぎず、本開示を限定するものとして解釈されるべきではないことに留意されたい。本開示の態様の説明は、例示的であることが意図されており、特許請求の範囲を限定することは意図されていない。したがって、本教示は、他のタイプの装置に容易に適用することができ、多くの代替、修正、および変形が当業者には明らかであろう。
【符号の説明】
【0150】
100 パッケージ
102 基板
104 集積デバイス
106 集積デバイス
120 誘電体層
122 相互接続部
124 はんだ相互接続部
144 はんだ相互接続部
164 はんだ相互接続部
200 パッケージ
202 基板
204 第1の集積デバイス
206 第2の集積デバイス
208 カプセル化層
209 空洞
210 ワイヤボンド
210a ワイヤボンド
210b ワイヤボンド
210c ワイヤボンド
210d ワイヤボンド
210e ワイヤボンド
210f ワイヤボンド
220 誘電体層
222 相互接続部
224 第1のはんだレジスト層
226 第2のはんだレジスト層
240 ピラー相互接続部
241 パッド
241a パッド
241b パッド
241c パッド
241d パッド
241e パッド
241f パッド
242 複数のはんだ相互接続部
244 アンダーフィル
260 ピラー相互接続部
261 パッド
261a パッド
261b パッド
261c パッド
261d パッド
261e パッド
261f パッド
262 複数のはんだ相互接続部
264 アンダーフィル
280 複数のはんだ相互接続部
700 パッケージ
708 カプセル化層
800 フォトレジスト層
801 開口
811 シード層
830 複数のピラー相互接続部
832 複数のはんだ相互接続部
900 方法
1000 キャリア
1002 相互接続部
1010 空洞
1012 相互接続部
1014 相互接続部
1016 相互接続部
1020 誘電体層
1022 誘電体層
1024 誘電体層
1030 空洞
1040 空洞
1100 方法
1400 デバイス
1402 携帯電話デバイス
1404 ラップトップコンピュータデバイス
1406 固定位置端末デバイス
1408 ウェアラブルデバイス
1410 自動車両
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8A
図8B
図9
図10A
図10B
図10C
図11
図12A
図12B
図13
図14
【国際調査報告】