堆叠式多芯片集成电路封装制造技术

提供了一种被配置成防护因翘曲引起的故障的多芯片集成电路(IC)封装。该IC封装可以包括基板(514)、第一级IC管芯(502)、以及多个第二级IC管芯(512a、512b)。第一级IC管芯具有电耦合(520)至该基板的表面。该多个第二级IC管芯堆叠在该第一级IC管芯上方。该多个第二级IC管芯可以各自具有电耦合(516、518)至该基板的有效表面。该多个第二级IC管芯可被并排地安排，以使得该多个第二级IC管芯的有效表面基本上安置在同一平面中。相对于单管芯配置，这些第二级IC管芯被分开，藉此抑制了因IC封装的翘曲而引起的开裂、剥离、和/或其他潜在的故障。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景
各种特征涉及集成电路(IC)，并且尤其涉及多芯片IC和用于制造多芯片IC的方法。背景对更小、更轻、和更快速的便携式电子设备(诸如移动电话和膝上型计算机)的日益增长的需求已迫使电子工业创造以更大容量和性能、但尺寸更小为特征的电路组件。例如，便携式设备现在可以包含IC封装，该IC封装具有垂直地堆叠并且包裹在该IC封装的同一模塑料内的两个或更多个半导体管芯。此类多芯片IC封装通常可被称为“系统级封装”(SIP)和“芯片栈多芯片模块”(MCM)。图1解说了现有技术中的SIP 100的示意性横截面侧视图。SIP 100包括堆叠在彼此之上的两个IC管芯102、104。顶部IC管芯102可以是例如存储器电路，而底部IC管芯104可以是例如处理电路。顶部管芯102的长度和/或宽度大于底部管芯104的长度和/或宽度，并且一般而言，顶部管芯102可以具有大于底部管芯104的表面面积。这两个管芯102、104堆叠在彼此之上并且包裹在单个模塑料106内。顶部管芯102的有效表面110经由多个焊接凸块112a和导电柱112b电耦合至层压基板108。底部管芯104的有效表面114经由另外多个焊接凸块116电耦合至基板108。以此方式，管芯102、104两者以倒装芯片方式电耦合至基板108，并且通过层压基板108内的电连接(未示出)来彼此通信。封装100可以通过球栅阵列或针栅阵列结构(未示出)被搭载到主板(例如，PCB板)上。图2解说了模塑料106被移除藉此暴露下面的顶部IC管芯102的SIP封装100的示意性俯视图。顶部管芯102具有长度lA和宽度wA。图3解说了SIP封装100的示意性仰视图。为清楚起见已省略了基板108和模塑料106，藉此暴露具有焊接凸块112a的顶部管芯102和具有焊接凸块116的底部管芯104。由于顶部IC管芯102与底部IC管芯104相比相对较大的大小(例如，较大的表面面积和/或沿其长度和/或宽度较大的尺寸)，顶部IC管芯102将具有受限的速度、性能、可靠性、和/或吞吐量。例如，顶部管芯102可能会遭受在位于其有效表面110上的各种IC组件之间的串话和电磁干扰(EMI)效应的影响。这些不期望的效应会限制顶部管芯102(例如，易失性动态随机存取存储器(DRAM))能够可靠地操作的时钟速度(这是由于时钟信号抖动引起的)。此外，较大的顶部管芯102更易于因由于翘曲效应导致断开的焊接接合点而发生故障。图4解说了SIP 100(为清楚起见已省略了底部管芯104和相关联的焊接凸块116)的示意性横截面侧视图，其中基板108已经受显著的凹式翘曲。根据所解说的示例，尽管靠近顶部管芯102的角403处的一些焊接凸块402保持与基板108的电接触，但是靠近顶部管芯102的中心边缘405的其他焊接凸块404已与基板108分开，并且不再与基板108电接触。因此，基板108的翘曲可能导致IC封装100发生故障，因为顶部管芯102与基板108之间的关键连接可能变为开路/断开。因此，需要增进电路速度和性能并且还防护因翘曲引起的IC封装故障的高级多芯片IC封装设计。概述一种被配置成抵抗因翘曲引起的故障的多芯片集成电路(IC)封装。该IC封装可以包括基板、第一级IC管芯、以及多个第二级IC管芯。第一级IC管芯可以具有电耦合至该基板的表面。该多个第二级IC管芯可以被堆叠在该第一级IC管芯之上，其中该多个第二级IC管芯各自具有电耦合至该基板的有效表面。该多个第二级IC管芯可以并排地安排，以使得该多个第二级IC管芯的有效表面被基本上安置在同一平面中。多个电导体可以将该多个第二级IC管芯电耦合至该基板，其中该多个电导体可被放置在该多个第二级IC管芯中的每一个第二级IC管芯的至少一个有效表面周界悬突区域上。根据各种示例，该多个电导体可以是焊接凸块、焊接球、柱、引脚、钉头凸块、和/或钉头凸块堆叠中的至少一者。第一级IC管芯和该多个第二级IC管芯可以由该基板中的电互连和/或穿硅通孔中的至少一者彼此电耦合。至少一个在该多个第二级IC管芯中的两(2)个第二级IC管芯之间的间距可以允许这两(2)个第二级IC管芯响应于该基板的翘曲而关于彼此弯曲或旋转并且保持电耦合至该基板。至少一个在该多个第二级IC管芯中的两(2)个第二级IC管芯之间的间距致使第一个第二级IC管芯的第一角或第一侧响应于凹式基板翘曲而移至低于该第一个第二级IC管芯的第二角，并且进一步致使该第一个第二级IC管芯的第一角或第一侧响应于凸式基板翘曲而移至高于该第一个第二级IC管芯的第二角。该IC封装可被纳入到音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、移动电话、智能电话、个人数字助理、固定位置终端、平板计算机、和/或膝上型计算机中的至少一者中。在一个实现中，该多个第二级IC管芯可以包括两(2)个第二级IC管芯。在一个示例中，这两(2)个第二级IC管芯可以具有彼此不同的长度和/或宽度中的至少一者。在另一示例中，这两(2)个第二级IC管芯的大小可以基本上相同。根据一个方面，这两(2)个第二级IC管芯中的每一个第二级IC管芯可以包括具有有效表面周界悬突区域的三侧，该有效表面周界悬突区域包括将这两(2)个第二级IC管芯中的每一个第二级IC管芯电耦合至该基板的多个电导体。这两(2)个第二级IC管芯中的每一个第二级IC管芯可以包括有一部分被直接安置在第一级IC管芯的背侧表面之上并且不具有该多个电导体至少一侧。在另一实现中，该多个第二级IC管芯包括四(4)个第二级IC管芯。在一个示例中，这四(4)个第二级IC管芯中的每一个第二级IC管芯可以包括具有有效表面周界悬突区域的两侧，该有效表面周界悬突区域包括将这四(4)个第二级IC管芯中的每一个第二级IC管芯电耦合至该基板的多个电导体。这四(4)个第二级IC管芯中的每一个第二级IC管芯可以包括各自有一部分被直接安置在第一级IC管芯的背侧表面之上并且不具有该多个电导体至少两侧。该IC封装还可以包括堆叠在这些第二级IC管芯之上的多个第三级IC管芯。该多个第三级IC管芯可以各自具有电耦合至该基板的有效表面。该多个第三级IC管芯可以并排地安排，以使得该多个第三级IC管芯的有效表面被基本上安置在另一相同平面中。还提供了一种用于制造多芯片集成电路(IC)封装的方法。提供或者形成基板，并且将第一级IC管芯的表面电耦合至该基板。在第一级IC管芯之上堆叠多个第二级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多芯片集成电路(IC)封装，包括：基板；第一级IC管芯，其具有电耦合至所述基板的表面；以及堆叠在所述第一级IC管芯上方的多个第二级IC管芯，所述多个第二级IC管芯各自具有电耦合至所述基板的有效表面，所述多个第二级IC管芯被并排地安排，以使得所述多个第二级IC管芯的所述有效表面被基本上安置在同一平面中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.08 US 13/647,3751.一种多芯片集成电路(IC)封装，包括：
基板；
第一级IC管芯，其具有电耦合至所述基板的表面；以及
堆叠在所述第一级IC管芯上方的多个第二级IC管芯，所述多个第二级IC
管芯各自具有电耦合至所述基板的有效表面，所述多个第二级IC管芯被并排
地安排，以使得所述多个第二级IC管芯的所述有效表面被基本上安置在同一
平面中。
2.如权利要求1所述的IC封装，其特征在于，进一步包括：
将所述多个第二级IC管芯电耦合至所述基板的多个电导体，所述多个电
导体放置在所述多个第二级IC管芯中的每一个第二级IC管芯的至少一个有效
表面周界悬突区域上。
3.如权利要求2所述的IC封装，其特征在于，所述多个电导体是焊接凸
块、焊接球、柱、引脚、钉头凸块、和/或钉头凸块堆叠中的至少一者。
4.如权利要求1所述的IC封装，其特征在于，所述多个第二级IC管芯包
括两(2)个第二级IC管芯。
5.如权利要求4所述的IC封装，其特征在于，所述两(2)个第二级IC
管芯具有彼此不同的长度和/或宽度中的至少一者。
6.如权利要求4所述的IC封装，其特征在于，所述两(2)个第二级IC
管芯的大小基本上相同。
7.如权利要求4所述的IC封装，其特征在于，所述两(2)个第二级IC
管芯中的每一个第二级IC管芯包括具有有效表面周界悬突区域的三侧，所述

\t有效表面周界悬突区域包括将所述两(2)个第二级IC管芯中的每一个第二级
IC管芯电耦合至所述基板的多个电导体。
8.如权利要求7所述的IC封装，其特征在于，所述两(2)个第二级IC
管芯中的每一个第二级IC管芯包括有一部分被直接安置在所述第一级IC管芯
的背侧表面之上并且不具有所述多个电导体的至少一侧。
9.如权利要求1所述的IC封装，其特征在于，所述多个第二级IC管芯包
括四(4)个第二级IC管芯。
10.如权利要求9所述的IC封装，其特征在于，所述四(4)个第二级
IC管芯中的每一个第二级IC管芯包括具有有效表面周界悬突区域的两侧，所
述有效表面周界悬突区域包括将所述四(4)个第二级IC管芯中的每一个第二
级IC管芯电耦合至所述基板的多个电导体。
11.如权利要求10所述的IC封装，其特征在于，所述四(4)个第二
级IC管芯中的每一个第二级IC管芯包括各自有一部分被直接安置在所述第一
级IC管芯的背侧表面之上并且不具有所述多个电导体的至少两侧。
12.如权利要求1所述的IC封装，其特征在于，进一步包括：
堆叠在所述第二级IC管芯上方的多个第三级IC管芯，所述多个第三级IC
管芯各自具有电耦合至所述基板的有效表面，所述多个第三级IC管芯被并排
地安排，以使得所述多个第三级IC管芯的所述有效表面被基本上安置在另一
相同平面中。
13.如权利要求1所述的IC封装，其特征在于，所述第一级IC管芯和
所述多个第二级IC管芯由所述基板中的电互连和/或穿硅通孔中的至少一者被
彼此电耦合。
14.如权利要求1所述的IC封装，其特征在于，至少一个在所述多个
第二级IC管芯中的两(2)个第二级IC管芯之间的间距允许所述两(2)个第
二级IC管芯响应于所述基板的翘曲而关于彼此弯曲或旋转并且保持电耦合至
所述基板。
15.如权利要求1所述的IC封装，其特征在于，至少一个在所述多个
第二级IC管芯中的两(2)个第二级IC管芯之间的间距致使第一个第二级IC
管芯的第一角或第一侧响应于凹式基板翘曲而移至低于所述第一个第二级IC
管芯的第二角，并且进一步致使所述第一个第二级IC管芯的所述第一角或所
述第一侧响应于凸式基板翘曲而移至高于所述第一个第二级IC管芯的第二角。
16.如权利要求1所述的IC封装，其特征在于，所述IC封装被纳入到
以下至少一者中：音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、
移动电话、智能电话、个人数字助理、固定位置终端、平板计算机、和/或膝上
型计算机。
17.一种用于制造多芯片集成电路(IC)封装的方法，所述方法包括：
提供基板；
将第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·何，Z·鲍，Z·黄，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US