包括高密度无凸点内建层和密度较低的内核或无内核基板的集成电路封装

摘要

在一些实施例中，提出了包括高密度无凸点内建层和密度较低的内核或无内核基板的集成电路封装。在这点上，介绍了一种设备，其具有第一元件以及耦合到所述第一元件的第二元件，所述第一元件包括：具有有源表面和至少一个侧面的微电子管芯；与所述至少一个微电子管芯侧面相邻的封装材料，其中所述封装材料包括至少一个与所述微电子管芯有源表面基本平齐的表面；设置在所述微电子管芯有源表面和所述封装材料表面的至少一部分上的第一电介质材料层；设置在所述第一电介质材料层上的多个内建层；以及设置在所述第一电介质材料层和所述内建层上并与所述微电子管芯有源表面电接触的多个导电迹线，所述第二元件包括具有多个电介质材料层的基板和用于将顶表面上的导电接触与底表面上的导电接触导电耦合的导电迹线，所述顶表面上的所述导电接触与所述第一元件的所述导电迹线导电耦合。还公开了其他实施例并主张其权利。

说明书

技术领域

本发明的实施例总体上涉及集成电路封装设计领域，更具体而言涉及包括高密度无凸点内建层(bump-less build up layer)和密度较低的内核或无内核基板的集成电路封装。

背景技术

随着晶体管尺寸的缩小以及将更多的功能结合到微电子器件中，管芯至封装基板的互连的几何结构也需要减小。当前，利用通常被称为倒装芯片连接的焊点连接将管芯连接到封装基板。由于对倒装芯片凸点之间的空间进行底填有困难，因此随着凸点间距的减小，传统的倒装芯片工艺变得越来越复杂。

附图说明

在附图中以举例而非限制的方式示出了本发明，其中相似的附图标记表示相似的元件，其中：

图1示出了根据本发明的一个范例实施例的包括高密度无凸点内建层的第一封装元件的截面图；

图2示出了根据本发明的一个范例实施例的包括密度较小的内核或无内核基板的第二封装元件的截面图；

图3示出了根据本发明的一个范例实施例的集成电路封装的俯视图；以及

图4是根据本发明的一个范例实施例的适于实施集成电路封装的范例电子设备的方框图。

具体实施方式

在以下说明书中，出于解释的目的，给出了很多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。然而，本领域的技术人员将明了，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他情况下，以方框图的形式示出了结构和装置以免使本发明模糊不清。

在整个说明书中提到“一个实施例”或“实施例”表示结合所述实施例描述的特定特征、结构或特点被包括在本发明的至少一个实施例中。于是，在本说明书通篇各处中出现“在一个实施例中”或“在实施例中”的提法未必全是指相同的实施例。此外，可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式组合特定的特征、结构或特点。

图1示出了根据本发明的一个范例实施例的包括高密度无凸点内建层的第一封装元件的截面图。如图所示，第一集成电路封装元件100包括微电子管芯102、微电子管芯有源表面104、封装材料106、微电子封装内核108、第一电介质材料层110、内建层112、导电迹线114和导电接触116中的一个或多个。

微电子管芯102旨在表示任何类型的集成电路管芯。在一个实施例中，微电子管芯102为多内核微处理器。微电子管芯102包括有源表面104，该有源表面104包含操作微电子管芯102所需的电连接。

通过封装材料106将微电子管芯102保持在至少一侧的适当位置上。封装材料106包括至少一个与有源表面104基本平齐的表面。在一个实施例中，有源表面104设置在固定板上，而封状材料106设置在微电子管芯102周围。封装材料106可以延伸到微电子管芯102的背侧(与有源表面104相反的一侧)上。

在第一集成电路封装元件100中可以包括微电子封装内核108以在构造过程期间提供机械支撑和稳定性。微电子封装内核108可以具有开口，其中设置微电子管芯102。在一个实施例中，在第一集成电路封装元件100中不包括微电子封装内核108，可以在更大的范围内使用封装材料106。

在有源表面104和封装材料106的至少一部分上设置第一电介质材料层110。随后利用公知的处理方法在第一电介质材料层110上设置内建层112。

导电迹线114设置在第一电介质材料层110和内建层112上并与有源表面104电接触。导电接触116与导电迹线114耦合，并允许例如通过焊接连接将第一集成电路封装元件100电耦合到下文所述的第二集成电路封装元件200。在一个实施例中，导电接触116包括焊料凸点。在另一个实施例中，导电接触116包括焊盘。

图2示出了根据本发明的一个范例实施例的包括密度较小的内核或无内核基板的第二封装元件的截面图。如图所示，第二集成电路封装元件200包括基板内核202、上内建层204、下内建层206、顶表面208、底表面210、顶部导电接触212、底部导电接触214、导电迹线216、内嵌部件218、顶部间距220和底部间距222中的一个或多个。

第二集成电路封装元件200与第一集成电路封装元件100耦合，以形成集成电路封装。第二集成电路封装元件200可以包括基板内核202，以提供机械支撑。可以利用公知的处理方法形成上内建层204和下内建层206。在一个实施例中，在第二集成电路封装元件200中不包括基板内核202，可以仅利用内建层，例如多层有机基板。

顶部导电接触212设置在顶表面208上。顶部导电接触212允许例如通过焊接连接将第二集成电路封装元件200电耦合到第一集成电路封装元件100。在一个实施例中，顶部导电接触212包括焊料凸点。在另一个实施例中，顶部导电接触212包括焊盘。

底部导电接触214设置在底表面208上。底部导电接触212允许例如通过插座连接将第二集成电路封装元件200电耦合到其他装置，例如印刷电路板。在一个实施例中，底部导电接触214包括焊盘栅格阵列(land gridarray)。在另一个实施例中，底部导电接触214包括球栅阵列。在另一个实施例中，底部导电接触214包括针型栅格阵列(pin grid array)。

通过第二集成电路封装元件200布设导电迹线216以使顶部导电接触212与底部导电接触214导电耦合。

可以在第二集成电路封装元件200的基板中包括内嵌部件218。在一个实施例中，内嵌部件218包括至少一个存储器件。在另一个实施例中，内嵌部件218包括至少一个分立部件，例如电容器、电感器、电阻器、逻辑器件等。

将第二集成电路封装元件200设计成将信号从顶部间距220传送到底部间距222。在一个实施例中，顶部间距220尽可能地小，以便能够在第一集成电路封装元件100和第二集成电路封装元件200之间形成焊点连接。在一个实施例中，顶部间距220从大约80微米到大约130微米。在一个实施例中，底部间距222从大约400微米到大约800微米。

图3示出了根据本发明的一个范例实施例的集成电路封装体的俯视图。如图所示，集成电路封装300包括多个与第二封装元件200耦合的第一封装元件100。尽管所示包括四个第一封装元件100，但可以包括任意数量。在一个实施例中，十六个第一封装元件100与第二封装元件200耦合。诸如环氧树脂的底填材料302可以在第一元件100和第二元件200之间流动。底填材料302可以基本填充连接之间的空间，所述连接例如为导电接触116和导电接触212之间的焊点连接(未示出)。

图4是根据本发明的一个范例实施例的适于实施集成电路封装的范例电子设备的方框图。电子设备400旨在表示各种传统和非传统电子设备中的任何一种，包括膝上型电脑、桌上型电脑、手机、无线通信用户单元、无线通信电话基础设施元件、个人数字助理、机顶盒或会受益于本发明教导的任何电子设备。根据所示的范例实施例，电子设备400可以包括如图4所示耦合的处理器402、存储器控制器404、系统存储器406、输入/输出控制器408、网络控制器410和输入/输出装置412中的一个或多个。电子设备400的处理器402或其他集成电路部件可以包括如前文作为本发明实施例所述的两个元件封装。

处理器402可以表示各种控制逻辑中的任何一种，尽管本发明不限于此，但是其包括但不限于微处理器、可编程逻辑器件(PLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、专用集成电路(ASIC)、微控制器等中的一种或多种。在一个实施例中，处理器402为兼容处理器。处理器402可以具有包含多个例如可由应用程序或操作系统调用的机器级指令的指令集。

存储器控制器404可以表示任何类型的将系统存储器406与电子设备400的其他部件通过接口进行连接的芯片组或控制逻辑。在一个实施例中，处理器402和存储器控制器404之间的连接可以是点到点串行链接。在另一个实施例中，可以将存储器控制器404称为北桥。

系统存储器406可以表示任何类型的用于存储处理器402已经或将要使用的数据和指令的存储器件。典型地，尽管本发明不限于此，但系统存储器406将由动态随机存取存储器(DRAM)构成。在一个实施例中，系统存储器406可以由Rambus DRAM(RDRAM)构成。在另一个实施例中，系统存储器406可以由双数据率同步DRAM(DDRSDRAM)构成。

输入/输出(I/O)控制器408可以表示任何类型的将I/O装置412与电子设备400的其他部件通过接口进行连接的芯片组或控制逻辑。在一个实施例中，可以将I/O控制器408称为南桥。在另一个实施例中，I/O控制器408可以遵守PCI Special Interest Group于2003年4月15日发布的PeripheralComponent Interconnect(PCI)Express^TM Base Specification，Revision 1.0a。

网络控制器410可以表示任何类型的允许电子设备400与其他电子设备或装置通信的装置。在一个实施例中，网络控制器410可以遵守电子及电气工程师协会(IEEE)802.11b标准(1999年9月16日通过，作为ANSI/IEEE Std 802.11，1999版的补充)。在另一个实施例中，网络控制器410可以是以太网网络接口卡。

输入/输出(I/O)装置412可以表示任何类型的向电子设备400提供输入或处理来自电子设备400的输出的装置、外围设备或部件。

在以上说明中，出于解释的目的，给出了很多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。然而，本领域的技术人员将明了，可以在没有这些具体细节中的一些的情况下来实践本发明。在其他情况下，以方框图的形式示出了公知的结构和装置。

以其最基本的形式描述了很多方法，但可以向任何方法添加或从其删除操作，可以在不脱离本发明的基本范围的情况下向任何所述消息增加信息或从其减去信息。在本发明的范围和精神之内预见到本发明理念的任何数量的变化。就此而言，提供具体所示的范例实施例不是为了限制本发明而仅仅是为了例示本发明。于是，本发明的范围不是由以上提供的具体范例决定的，而是仅由所附权利要求书的简明语言所决定的。