具有微带架构和电接地表面导电层的集成电路封装基底制造技术

本文描述的是具有如下封装基底的集成电路结构以及相关的器件和方法，该封装基底具有作为最上层的微带架构以及电连接到封装基底内部的接地平面的表面导电层。在本公开的一个方面中，该集成电路封装基底可以具有内部接地平面、电介质层、作为顶部传输信号层的微带信号层、阻焊剂层、以及电连接到封装基底中的内部接地平面的表面导电层。在本公开的另一个方面中，该集成电路封装基底可以包括电介质和/或阻焊剂层的变化的厚度，以通过具有与表面导电层相比更接近内部接地层的微带信号层而优化电气性能。

【技术实现步骤摘要】
具有微带架构和电接地表面导电层的集成电路封装基底
本公开总体上涉及半导体封装领域，并且具体而言，涉及用于具有改进的电气性能的半导体封装的方法和设备。
技术介绍
半导体管芯常规上经由封装基底连接到较大的电路板，例如主板和其它类型的印刷电路板(PCB)。封装基底典型地具有两组连接点，第一组用于连接到管芯或多个管芯，并且较不密集排列的第二组用于连接到PCB。封装基底一般由多个有机绝缘或电介质层和形成绝缘层之间的迹线的多个图案化导电层的交替序列构成。带状线和微带是两种常见的用于封装基底的集成电路设计。带状线架构具有夹在两个接地平面之间的信号线层。微带架构仅具有处于信号线层下方的接地平面。在大部分应用中，带状线相对于微带是优选的，因为其具有较低的串扰，尽管其需要附加的层。集成电路技术的持续进步已经导致对具有更少层、更高电气性能和更低串扰的封装基底的需求。附图说明在附图的图中通过示例而非限制的方式例示了本文描述的实施例，在附图中，相似的附图标记指示相似的特征。以下附图为例示性的，并且根据本文描述的主题，可以使用其它处理技术或阶段。附图未必按比例绘制。此外，已经省略了一些常规细节，以免使本文描述的专利技术构思难以理解。图1是根据本公开的一些实施例的示例性集成电路封装的示意图。图2A是根据本公开的一些实施例的在封装基底的表面上具有微带布线和电接地导电层的示例性集成电路封装基底的截面图的示意图。图2B和2C是根据本公开的一些实施例的在封装基底的表面上具有微带布线和电接地导电层的示例性集成电路封装基底的顶部平面图的示意图。图3A-3F是根据本公开的一些实施例的制造在封装基底的表面上具有微带布线和电接地金属层的示例性集成电路封装基底的示意图。图4A-4D是根据本公开的一些实施例的示出电接地表面导电层的形成的示例性集成电路封装基底的截面图的示意图。图5是根据本公开的一些实施例的制造在封装基底的表面上具有微带架构和电接地导电层的示例性集成电路封装基底的方法的流程图。图6A是根据本公开的一些实施例的具有微带布线和电接地表面导电层、并示出经校正的阻抗微分的示例性集成电路封装的截面图的示意图。图6B是根据本公开的一些实施例的示出了经校正的阻抗微分的图6A中的信号线的顶部平面图的示意图。图7A和7B是可以用于本文公开的IC结构的实施例中的任何实施例的晶片和管芯的顶视图。图7C是可以用于本文公开的集成电路结构的实施例中的任何实施例的集成电路器件的截面侧视图。图8是可以包括本文公开的集成电路结构的实施例中的任何实施例的集成电路器件组件的截面侧视图。图9是可以包括本文公开的IC结构的实施例中的任何实施例的示例性计算装置的框图。具体实施方式本文公开了具有作为顶部信号金属化层的微带传输线、以及封装基底的表面上的电连接到封装基底内部的接地平面的导电层的集成电路封装基底，以及相关结构、装置和方法。例如，在一些实施例中，集成电路封装基底可以包括内部接地平面、作为顶部传输线层的微带信号层、以及封装基底表面上的电连接到封装基底中的内部接地平面的导电层。在一些实施例中，集成电路封装基底还可以包括内部接地平面和微带信号层之间的电介质层、以及微带信号层上的阻焊剂层。在一些实施例中，集成电路封装基底还可以包括电介质和阻焊剂层的不同厚度，以通过具有与表面接地层相比更接近内部接地层的微带信号层而优化电气性能。在一些实施例中，集成电路封装基底可以包括对微带传输线几何形状的改变以使处于表面导电层下方或被表面导电层覆盖的区域的阻抗值与表面导电层未覆盖的区域的阻抗值匹配。常规微带电路架构包括基底、设置于基底之上的接地平面结构、设置于接地平面结构之上的电介质层以及设置于电介质层之上的导体带结构(即，导电材料或超导电材料的带)。在这种布置中，有单个接地平面用于给定导体带，并且导体带由电介质层与接地平面分隔。这种传输线可以称为“微带线”。常规带状线电路架构包括基底、设置于基底之上的下方接地平面、设置于下方接地平面之上的下方电介质层、设置于下方电介质层之上的导体带、设置于导体带之上的上方电介质层、以及设置于上方电介质层之上的上方接地平面。在这种布置中，有两个接地平面用于给定导体带，并且导体带由相应电介质层与每个接地平面分隔(即，导体带被提供或夹在两个接地平面之间)。这种传输线可以称为“带状线”。封装基底可以是多层的，例如，其中多个微带和带状线架构堆叠在彼此顶上，以形成封装基底堆积层。在这种架构中，带状线结构的上方接地平面层可以充当下一微带或带状线结构堆叠体的下方接地平面层，并且上方电介质层可以充当沉积下一接地平面层的基底。高性能电子产品典型地结合了带状线布线而不是微带布线，因为带状线布线提供了优异的远端串扰性能，例如，降低的串扰和高的热机械可靠性。从电气性能的角度讲，带状线传输线的优越性可能至少部分是由于这样的现象：带状线构造能够支持奇偶模式的平衡波传播，实现了理论上的零的远端串扰。然而，带状线性能的益处是以额外的电介质和接地层为代价而获得的，包括总封装制造成本增大且z高度(这里也称为厚度)增大。本文描述的各种集成电路结构提供了具有改进的远端串扰性能的微带布线的封装基底。具体而言，本文公开的一些实施例提供了一种包括封装基底的半导体封装组件，该封装基底具有处于最上方金属化层上的微带架构，以及封装基底的表面上的电耦合到封装基底内部的接地平面的电接地金属层，以生成一种结构，其中微带信号线层是顶部传输线层并且夹在两个接地层之间，以使串扰减小并且电气性能得到改进。本文公开的是一种包括封装基底的集成电路封装，该封装基底具有内部接地平面层、电介质层、微带传输线层、阻焊剂层、以及封装基底表面上的通过过孔电连接到微带线结构的内部接地平面层的电接地金属层。这里也可以将内部接地层称为内部接地平面和内部接地平面层。于是，本文公开的各种实施例可以提供一种集成电路封装，其中通过向封装基底增加单个层，微带线实际被顶部和底部接地平面夹置，如在带状线结构中那样。在本文公开的各种实施例中，电接地表面金属层(本文也称为表面导电层、表面导电平面、表面接地层或表面接地平面)可以覆盖封装基底的整个暴露表面或覆盖暴露表面的仅一部分。在一些实施例中，例如，表面导电层可以是构成管芯的框架的无电镀金属层，使得未被管芯覆盖的、以及可选的未被底部填充料覆盖的整个区域被表面导电层覆盖。在一些实施例中，可以对表面导电层进行图案化以覆盖封装基底的表面的仅一部分，例如，覆盖管芯一侧上的矩形区域并且留下其余表面不被覆盖。本文公开的各种实施例还提供用于改变层厚度以通过将信号层放置成距内部接地平面比距表面导电层更近而优化电气性能。在以下详细描述中，使用本领域的技术人员通常采用的术语描述例示性实施方式的各方面以向本领域的技术人员传达其工作的实质。例如，如本文使用的，“高k电介质”是指介电常数高于氧化硅的材料。在另一个示例中，使用术语“互连”描述由导电材料形成的用于提供通往与集成电路(IC)相关联的一个或多个部件的电连接或/和各种这种部件之间的电连接的任何元件。通常，“互连”可以指沟槽(有时也称为“线”)和过孔二者。通常，使用术语“沟槽”以描述由互连支持层隔离的导电元件，互连支持层典型包括在IC芯片的平面内提供的层间低k电介质。这种沟槽典型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路封装基底，包括：内部接地平面层；所述内部接地层上的电介质层；所述电介质层上的微带信号层，其中，所述微带信号层是顶部传输线层；所述微带信号层上的阻焊剂层；以及所述阻焊剂层上的表面导电层，其中，所述表面导电层电连接到所述内部接地层。

【技术特征摘要】
2017.03.30 US 15/474,2931.一种集成电路封装基底，包括：内部接地平面层；所述内部接地层上的电介质层；所述电介质层上的微带信号层，其中，所述微带信号层是顶部传输线层；所述微带信号层上的阻焊剂层；以及所述阻焊剂层上的表面导电层，其中，所述表面导电层电连接到所述内部接地层。2.根据权利要求1所述的集成电路封装基底，其中，所述表面导电层的材料包括铜、镍、钯、铝、银和金中的一种或多种。3.根据权利要求1-2中任一项所述的集成电路封装基底，其中，所述表面导电层呈现无电镀敷的属性特性。4.根据权利要求1-3中任一项所述的集成电路封装基底，其中，所述表面导电层覆盖所述封装基底的整个暴露表面。5.根据权利要求1-3中任一项所述的集成电路封装基底，其中，所述表面导电层覆盖所述封装基底的暴露表面的一部分。6.根据权利要求5所述的集成电路封装基底，其中，所述微带信号层的线几何结构发生改变以使被所述表面导电层覆盖的区域的阻抗值与未被所述表面导电层覆盖的区域的阻抗值匹配。7.根据权利要求6所述的集成电路封装基底，其中，所述微带信号层的线几何结构在被所述表面导电层覆盖的区域中比在未被所述表面导电层覆盖的区域中更窄。8.根据权利要求1-7中任一项所述的集成电路封装基底，其中，一个或多个过孔形成所述表面导电层和所述内部接地层之间的电连接。9.根据权利要求1-8中任一项所述的集成电路封装基底，其中，所述阻焊剂层的厚度大于所述电介质层的厚度。10.一种用于制造集成电路封装基底的方法，所述方法包括：在基底上形成内部接地层；在所述内部接地层上形成电介质层；在所述电介质层上形成微带信号层；在所述微带信号层上形成阻焊剂层；在所述阻焊剂层上形成表面导电层；以及形成所述表面导电层和所述内部接地层之间的电连接。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述表面导电层的材料包括铜、镍、钯、铝、银和金中的一种或多种。12.根据权利要求10-11中任一项所述的方法，其中，通过无电...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·H·吴，M·S·林，J·H·希尔，S·L·林，H·T·泰奥，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US