嵌入式管芯封装件中的框架设计制造技术

本发明专利技术公开了嵌入式管芯封装件中的框架设计。在一个示例中，嵌入式管芯封装件(112)包括具有暴露边界(136)的层，其中暴露边界的至少一部分包括有机材料。该封装件还包括至少一个集成电路管芯(116.2)，该集成电路管芯(116.2)位于该层中并在暴露边界内。该封装件还包括电介质材料(122)，该电介质材料(122)位于该层中并且在至少一个集成电路和与至少一个集成电路相邻的结构之间。

【技术实现步骤摘要】
嵌入式管芯封装件中的框架设计
示例实施例涉及嵌入式管芯封装，并且特别地涉及改善其各种属性。
技术介绍
集成电路封装通常是半导体器件制造的最后阶段，其中一个或多个集成电路管芯被包封到通常称为封装件的整体结构中。已经发展出了具有更新方法的各种类型的封装，特别是适合于具有减小尺寸的应用，进行嵌入式管芯封装。正如术语“嵌入式”所暗示的那样，这种封装在多层的(或层压)基板内包括一个或多个集成电路管芯以及可能的相关组件。其他组件(诸如无源器件)可以附贴在封装件的外部。该技术中的早期基板由类似于印刷电路板(PCB)中使用的材料形成，并且因此，有时将这些基板称为PCB。最近，将其中嵌入有组件的层称为基板，没有PCB含义。管芯(或“芯片”)通常位于基板内的核心材料中，并且在管芯的相邻的两个主表面(例如，上部或下部)填充、形成和/或定位一个或多个层或材料(诸如，金属或有机物)，从而完成具有嵌入其中的管芯的基板。在嵌入多个管芯的地方，它们通常并排放置，而不是堆叠放置，通常有助于实现小形状因子，可靠的互连和高性能。嵌入式管芯封装继续发展，但是在当前形式下已经显示出结构上的脆弱性。例如，在多个管芯封装件中，在管芯处或管芯之间施加的负载可能导致弯曲力并且在管芯附近或之间的点处在基板中建立物理断裂点。断裂点可能会干扰封装件的互连性或其他结构或电功能方面，从而降低产量，增加成本并危害系统功能。本文提供了示例实施例，其改进了某些上述概念，如下面进一步详细描述的。
技术实现思路
在一个示例中，存在嵌入式管芯封装件。该封装件包括具有暴露边界的层，其中该暴露边界的至少一部分包含有机材料。该封装件还包括至少一个集成电路管芯，集成电路管芯位于层中并在暴露边界内。该封装件还包括电介质材料，电介质材料位于该层中并且在至少一个集成电路和与至少一个集成电路相邻的结构之间。还描述和要求保护其他实施例和方面。附图说明图1图示说明了封装件分割之前的管芯封装件框架。图2图示说明了来自图1的框架中的单个区域的平面图。图3A至图3C示出了来自图2的相应截面图。图4A图示说明了经过附加的集成电路封装处理后的图3C的截面图。图4B图示说明了经过附加的集成电路封装处理后的图4A。图4C和图4D图示说明了图4B的经过附加的集成电路封装处理后的相应顺序截面图。图4E至图4H图示说明了图4B的集成电路封装的替代处理的相应顺序截面图。图5图示说明了替代的嵌入式管芯封装件框架的平面图。图6图示说明了从图5的框架分开示出的单个区域的平面图。图7A图示说明了替代的嵌入式管芯封装件框架的平面图，并且图7B图示说明了替代的嵌入式管芯封装件框架的截面图。图7C图示说明了经过附加的集成电路封装处理后的图7B。图7D图示说明了从图7A的框架分开示出的并且在图7B和图7C的处理之后的单个区域的平面图。图8A图示说明了替代的嵌入式管芯封装件框架的平面图，并且图8B图示说明了替代的嵌入式管芯封装件框架的截面图。图8C图示说明了经过附加的集成电路封装处理后的图8B。图8D图示说明了经过附加的集成电路封装处理后的图8C。图9图示说明了用于制造嵌入式管芯封装件的处理步骤的流程图方法。具体实施方式图1图示说明了嵌入式管芯封装件框架100的平面图。在示例实施例中，框架100由有机材料(诸如，FR-4)形成或包括有机材料。框架100包括多个相同的区域112，这些区域112通过虚线在图1中分开示出。虚线表示每个区域112最终可能与框架100分离的大致位置。例如，框架100的整体可以被嵌入为基板平面，其中在每个区域112上定位一个或多个集成电路管芯，如下所述。此后在某个点上并且相对于框架100形成了附加的层，沿着图1中由虚线图示说明的位置或其附近执行分割(例如通过切割)，之后，每个分开的区域112与相应集成电路封装件相关联。图1的示例提供了以行/列取向的区域112，具有四行和六列区域112。此外，为了容纳总数量的区域112并考虑其他制造工艺，框架100具有外部长度100L和宽度100W的尺寸。为长度100L和宽度100W两者考虑的典型外部尺寸在500mm和400mm之间。框架高度100HT旨在成为垂直于图1所示的长度和宽度的第三尺寸，即图1中的进入页面的尺寸，并且也在图3A中也被示出。在示例实施例中，框架高度100HT大于要与框架100结合使用的集成电路管芯的高度。例如，框架高度100HT的考虑范围在100μm和200μm之间。最后，在每个区域112中并穿过每个区域112形成孔114，其中孔114的形状可以变化，诸如正方形或矩形。每个孔114可以通过在框架100的外周边以及每个区域112内的机械切割形成。在每个区域112中，孔114提供可以在其中定位一个或多个集成电路管芯的空腔或通孔，而区域112的其余(例如有机的)材料为最终的分割的集成电路封装件提供了结构支撑，该封装件将包括区域112及其相关联的集成电路管芯。为了确保均匀填充电介质材料，孔114不超过区域112总面积的30％。最后，每个区域112包括多个(例如，示出的21个)附加圆形孔口115，以提供层压过程控制，也就是说，当框架100随后被材料(例如电介质)包封时，孔口115有助于确保在框架100上均匀填充该材料。图2图示说明了从图1的框架100分开示出的并且具有将要描述的附加属性的单个区域112的平面图。为了简化说明，图2仅示出了单个区域112，可以理解的是，可以如图2中所示的相似地并同时地配置框架100中的每个区域112，并且在随后的处理步骤中包括添加的附加材料，然后从框架100中分割出每个区域112。在图2中，一个或多个(以两个为例)集成电路管芯116.1和116.2被定位在孔114内。如以下详细描述的，管芯116.1和116.2的定位通过其他材料(包括与嵌入式管芯封装相关联的那些材料)被部分地保持在由区域112提供的围绕孔114的内部边界内。在示例实施例中，导电构件118也定位在孔114内。在层叠嵌入式管芯基板之前，预制导电构件118，例如通过由导电材料(诸如铜)制造柱形或其他期望形状的柱。可以创建许多这样的铜导电构件118并将其放置在馈送系统上，诸如或类似于在集成电路制造领域中已知的带条-卷轴系统。在这样的实施方式中，适当的封装装置可以一次从卷轴拾取一个导电构件118并且将其定位在相应区域112的孔114内。拾取和放置还可以用于将每个管芯116.1和116.2定位在相应孔114内。图3A至图3C示出了从图2截取的相应截面图。截面图表明，在示例实施例中，集成电路管芯116.1和116.2的高度116H与框架100的高度100HT大致相同，或者可以略小于或略大于框架100的高度100HT，集成电路管芯116.1和116.2在图3A至图3C的截面图中的高度以高度116H的竖直尺寸示出。这样的相对高度有助于控制框架/封装件的翘曲并有助于过程控制。此外，导电构件118的高度118H与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入式管芯封装件，其包含：/n具有暴露边界的层，其中所述暴露边界的至少一部分包含有机材料；/n至少一个集成电路管芯，其位于所述层中并在所述暴露边界内；以及/n电介质材料，其位于所述层中并且在所述至少一个集成电路和与所述至少一个集成电路相邻的结构之间。/n

【技术特征摘要】
20191031 US 16/669,6661.一种嵌入式管芯封装件，其包含：
具有暴露边界的层，其中所述暴露边界的至少一部分包含有机材料；
至少一个集成电路管芯，其位于所述层中并在所述暴露边界内；以及
电介质材料，其位于所述层中并且在所述至少一个集成电路和与所述至少一个集成电路相邻的结构之间。


2.根据权利要求1所述的嵌入式管芯封装件，其进一步包含导电构件，所述导电构件在所述层中并且在所述暴露边界内。


3.根据权利要求2所述的嵌入式管芯封装件，其中所述导电构件包含非镀覆的导电构件。


4.根据权利要求3所述的嵌入式管芯封装件，其进一步包含电介质材料，所述电介质材料位于所述层中并且在所述暴露边界和所述非镀覆的导电构件之间。


5.根据权利要求4所述的嵌入式管芯封装件，其进一步包含电介质材料，所述电介质材料位于所述层中并且在所述至少一个集成电路管芯和所述非镀覆的导电构件之间。


6.根据权利要求3所述的嵌入式管芯封装件，其进一步包含电介质材料，所述电介质材料位于所述层中并且在所述至少一个集成电路管芯和所述非镀覆的导电构件之间。


7.根据权利要求2所述的嵌入式管芯封装件，其进一步包含电介质材料，所述电介质材料位于所述层中并且在所述至少一个集成电路管芯和所述导电构件之间。


8.根据权利要求7所述的嵌入式管芯封装件，其进一步包含电介质材料，所述电介质材料位于所述层中并且在所述至少一个集成电路管芯和所述导电构件之间。


9.根据权利要求2所述的嵌入式管芯封装件，其中所述层包含第一层，并且进一步包含：
第一金属导体，其在与所述第一层分开的第一金属层中，所述第一金属导体电耦合到所述导电构件；以及
第二金属导体，其在与所述第一层分开的第二金属层中，所述第二金属导体电耦合到所述导电构件。


10.根据权利要求9所述的嵌入式管芯封装件，其中所述第一金属导体通过导电填充的通孔电耦合到所述导电构件。


11.根据权利要求9所述的嵌入式管芯封装件，其中所述第一金属导体通过金属镀覆的区域电耦合到所述导电构件。


12.根据权利要求2所述的嵌入式管芯封装件，其进一步包含有机材料，所述有机材料位于所述层中并且在所述至少一个集成电路管芯和所述导电构件之间。


13.根据权利要求1所述的嵌入式管芯封装件，其中所述至少一个集成电路管芯包含第一集成电路管芯，并且进一步包含位于所述层中并且在所述暴露边界内的第二集成电路管芯。


14.根据权利要求13所述的嵌入式管芯封装件，其进一步包含有机材料，所述有机材料位于所述层中并且在所述第一集成电路管芯和所述第二集成电路管芯之间。


15.根据权利要求1所述的嵌入式管芯封装件，其中所述至少一个集成电路管芯包括氮化镓或碳化硅中的一种。


16.根据权利要求1所述的嵌入式管芯封装件，其中整个所述暴露边界包含有机材料。


17.一种嵌入式管芯封装件，其包含：
具有暴露边界的层，其中所述暴露边界的至少一部分包含金属；
至少一个集成电路管芯，其与所述层对齐并在所述暴露边界内；以及
电介质材料，其位于所述层中并且在所述至少一个集成电路和与所述至少一个集成电路相邻的结构之间。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·金，M·玛塔苏拉，M·松本，K·奥亚，H·T·阮，V·K·阿罗拉，A·波达尔，H·松下，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US