用于直接芯片附连架构的共形功率输送结构制造技术

在一个实施例中，基底管芯设备包括共形功率输送结构，所述共形功率输送结构包括限定一个或多个凹陷的第一电传导层以及至少部分在第一电传导层的凹陷内并且具有与第一电传导层的上表面大致共形的下表面的第二电传导层。所述共形功率输送结构还包括在第一电传导层和第二电传导层的彼此共形的表面之间的电介质材料。所述共形功率输送结构可以被连接到所述基底管芯设备的连接焊盘，例如以向被连接到所述基底管芯设备的集成电路（IC）芯片提供功率输送。所述基底管芯设备还包括用于将IC芯片彼此连接的桥电路模块。彼此连接的桥电路模块。彼此连接的桥电路模块。

【技术实现步骤摘要】
用于直接芯片附连架构的共形功率输送结构

技术介绍

[0001]在当前DCA架构中，基底管芯可以包括多个重分布层（RDL），其可以用于扇出布线以从基底管芯的顶部之间的较精细间距和基底管芯的底部上的较粗间距进行映射。这些RDL层可以用于功率输送布线，然而，这可能引起一个或多个问题。例如，在一些实例中，大部分RDL布线可以用于功率输送，使很少的迹线被留着用于IO或其它类型的布线。进一步地，当与传统的功率平面结构相比时，RDL层中的IR降可能相当高。
附图说明
[0002]图1示出了根据本公开的实施例的示例共形功率输送结构。
[0003]图2和图3示出了根据本公开的实施例的示例共形功率输送结构的透视图。
[0004]图4示出了具有一个底部功率平面的示例共形功率输送结构的顶视图和两个横截面视图。
[0005]图5示出了具有两个底部功率平面的示例共形功率输送结构的顶视图和两个横截面视图。
[0006]图6A
‑
图6B示出了示例三层共形功率输送结构。
[0007]图7示出了具有三个功率平面的示例共形功率输送结构的顶视图和两个横截面视图。
[0008]图8
‑
图11示出了根据本公开的实施例的具有基底管芯架构的示例系统，所述基底管芯架构具有共形功率输送结构。
[0009]图12是根据本文所公开的实施例中的任一实施例的可以被包括在微电子组装件中的晶圆和管芯的顶视图。
[0010]图13是根据本文所公开的实施例中的任一实施例的可以被包括在微电子组装件中的集成电路装置的横截面侧视图。
[0011]图14是根据本文所公开的实施例中的任一实施例的可以包括微电子组装件的集成电路装置组装件的横截面侧视图。
[0012]图15是根据本文所公开的实施例中的任一实施例的可以包括微电子组装件的示例电气装置的框图。
具体实施方式
[0013]本公开的方面可以将共形功率输送结构结合到基底管芯（例如，对于直接芯片附连（DCA）架构，其中基底管芯被直接附连到主板）中。共形功率输送结构可以提供类似于封装衬底中的传统功率平面的DC电流路径的DC电流路径。
[0014]在当前DCA架构中，基底管芯可以包括多个重分布层（RDL），其可以用于扇出布线以从基底管芯的顶部之间的较精细间距和基底管芯的底部上的较粗间距进行映射。对于低功率产品，此扇出布线可以例如用于制作不需要传统封装衬底并且可以被直接BGA安装（例如，以～210um间距）到主板的产品。这引起所组装单元的极低Z高度（例如，～0.4mm）以及仅
受主板技术可以支持的BGA间距限制的X
‑
Y占用面积。较高功率产品可以使用相同的原理来将信号扇出到更大的间距，以用于改进产量和可靠性性能，或者在衬底技术方面节省金钱。
[0015]这种方法的一个潜在问题是RDL层通常通过后端制造设备形成，并且与封装层的～15um相比，RDL层在～1um到5um厚之间。进一步地，一般仅存在一个到三个RDL层可用。为了在具有较大BGA间距的基底管芯布线上维持等效IR降，必须将大量RDL专用于功率输送迹线。此外，IR降可能比标准封装更差。例如，在典型的布线条件和金属密度规则下，此类配置可能引起30 mΩ/sq（单轴）或更多的有效电阻，其是可通过传统封装功率平面结构所实现的有效电阻的多达10倍。
[0016]将如此多的RDL专用于高电流轨的功率输送可能导致第二潜在问题，所述第二潜在问题是用于改进移动部分的较低功率效率的低电流供应几乎未被留有用于布线的金属，并且相比处于标准间距的管芯还失去许多管芯凸块。这两种效应的组合使功率输送成为这些扇出策略的主要问题。
[0017]对DCA架构特定的单独挑战是在封装中不存在像如常规功率平面结构的厚芯覆铜平面（thick core copper plane）的低电阻短路结构，并且因此，如果各个管脚没有有效地并联成组，则它们的IR降可能是相当大的，并且可能变成该部分所受到的净DC IR梯度的一部分。这可能引起速度和功率分级（binning）的问题，因为梯度将比在功率输送路径中不具有这些管脚的平台的梯度显著更差。
[0018]通过包括如本文所描述的可以具有5mΩ的双向电阻的共形功率输送结构，使DCA架构的IR降与传统封装功率平面解决方案相当。可以在共形功率输送结构的上方或下方实现精细间距RDL层，并且这些导线的较大部分现在可以用于路由低电流供应，从而当与上面情形相比时显著地减少了它们经历的IR降。在基底管芯的其它区域中，例如，这些RDL层可以用于扇出输入/输出（IO）信号或用于管芯到管芯连接。并且在IO密度较高并且高电流功率轨不存在的基础复合体区域中，可以使用常规的接线柱。
[0019]图1示出了根据本公开的实施例的示例共形功率输送结构100。特别地，图1示出了共形功率输送结构100的顶视图和共形功率输送结构100的侧视图/横截面视图。共形功率输送结构100包括第一功率平面102和形成在第一功率平面102上的第二功率平面106，例如，如上面描述的。功率平面102、106由薄电介质材料层104分开。如从共形功率输送结构100的顶视图可以看出的，由薄电介质层104制造的反焊盘（anti
‑
pad）的大小可以比由传统平行功率平面结构所需的反焊盘小得多（例如，幅度小（一个或多个）数量级），这潜在地提供了一个或多个优点，诸如更好的电气性能、更好的横向电阻、和/或改进的横向电感。
[0020]尽管本文有时描述为是功率“平面”，但将理解，本公开的功率平面在几何意义上可以不是平面的（例如，在一个平面中完全平坦（像如传统功率平面））。此外，尽管示出为以特定方式形成（例如，具有两个功率平面），但是共形功率输送结构100可以以任何适合的方式形成（例如，具有三个或更多个功率平面，或具有不同的通孔形状，或没有通孔，或具有不同的结构）。作为一个示例，共形功率输送结构100可以用于在管芯的背侧或在如图4中示出的管芯堆叠上分配功率。
[0021]如本文所使用的，第一表面与第二表面大致共形可以指第一表面具有与第二表面相同或非常类似的形状，其中第一表面沿着第二表面的表面。例如，在图1中示出的示例中，平面106的下表面（面向平面102的表面）具有与平面102的上表面（面向平面106的表面）相
同的形状。因此，平面102、106之间的电介质层104具有与平面102的上表面和平面106的下表面相同的形状。然而，在一些实施例中，由于制作差异、公差、电介质（或其它层）沉积方法，共形表面可能不具有彼此完全相同的形状，但在上平面106的下表面大致沿着下平面102的上表面的表面（和/或电介质层104，就其形状稍微不同于平面102的上表面的形状而言）的意义上，共形表面仍可以被认为是共形的。
[0022]如本文所使用的，术语“上”/“下”或“在
…
上方”/“在
…
下方”可以指对象（例如，上面描述的表面）的相对位置（尤其是依据附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，包括：第一连接焊盘，所述第一连接焊盘在所述设备的第一表面上；第二连接焊盘，所述第二连接焊盘在所述设备的与所述第一表面相对的第二表面上；共形功率输送结构，所述共形功率输送结构包括：包括金属的第一电传导层，所述第一电传导层限定一个或多个凹陷；包括金属的第二电传导层，所述第二电传导层至少部分在所述第一电传导层的所述凹陷内并且具有与所述第一电传导层的上表面大致共形的下表面；以及在所述第一电传导层和所述第二电传导层的彼此共形的所述表面之间的电介质材料；其中所述第一电传导层被连接到所述第一连接焊盘的第一集合，并且所述第二电传导层被连接到所述第一连接焊盘的第二集合并且被连接到所述第二连接焊盘的集合；以及桥电路模块，所述桥电路模块用于将第一集成电路（IC）芯片与第二IC芯片连接，所述桥电路模块被连接到与第一连接焊盘的所述第一集合和第一连接焊盘的所述第二集合不同的第一连接焊盘的第三集合。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一电传导层包括彼此电隔离的第一部分和第二部分，所述第一部分被连接到所述第一连接焊盘的所述第一集合，并且所述第二部分被连接到所述第二连接焊盘的第二集合。3.如权利要求1所述的设备，其中，共形功率输送结构是第一共形功率输送结构，并且所述设备进一步包括第二共形功率输送结构，所述第二共形功率输送结构包括：包括金属的第三电传导层，所述第三电传导层限定一个或多个凹陷；包括金属的第四电传导层，所述第四电传导层至少部分在所述第三电传导层的所述凹陷内并且具有与所述第三电传导层的上表面大致共形的下表面；以及在所述第三电传导层和所述第四电传导层的彼此共形的所述表面之间的电介质材料；其中所述第三电传导层被连接到所述第二连接焊盘的第二集合，并且所述第四电传导层被连接到所述第二连接焊盘的第四集合。4.如权利要求1所述的设备，其中：所述第二电传导层限定一个或多个凹陷；以及所述共形功率输送结构包括：包括金属的第三电传导层，所述第三电传导层至少部分在所述第二电传导层的所述凹陷内并且具有与所述第二电传导层的上表面大致共形的下表面；在所述第二电传导层和所述第三电传导层的彼此共形的所述表面之间的电介质材料；以及所述第三电传导层被连接到所述第二连接焊盘的第二集合。5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的设备，进一步包括重分布层，所述重分布层被连接到所述第一连接焊盘中的至少一个。6.如权利要求
‑
4中任一项1所述的设备，进一步包括重分布层，所述重分布层被连接到所述第二连接焊盘中的至少一个。7.如权利要求1
‑
4中任一项所述的设备，进一步包括在所述第一连接焊盘和所述第二连接焊盘的相应对之间的接线柱的集合，所述接线柱包括金属。8.如权利要求1
‑
4中任一项所述的设备，其中，所述第一连接焊盘具有在大约10
‑
150um
之间的间距，并且所述第二连接焊盘具有在大约150
‑
250um之间的间距。9.一种芯片封装，包括：第一集成电路（IC）芯片；第二IC芯片；基底管芯设备，所述基底管芯设备通过所述基底管芯设备的第一表面上的第一连接焊盘而被连接到所述第一IC芯片和所述第二IC芯片，所述基底管芯设备包括：桥电路模块，所述桥电路模块被连接到所述第一IC芯片和所述第二IC芯片中的每个；共形功率输送结构，所述共形功率输送结构包括：包括金属的第一电传导层，所述第一电传导层限定一个或多个凹陷；包括金属的第二电传导层，所述第二电传导层至少部分在所述第一电传导层的所述凹陷内并且具有与所述第一电传导层的上表面大致共形的下表面；以及在所述第一电传导层和所述第二电传导层的彼此共形的所述表面之间的电介质材料；其中所述共形功率输送结构的所述第一电传导层和第二电传导层各自被连接到所述第一IC芯片和所述第二IC芯片中的一者或两者；以及第二连接焊盘，所述第二连接焊盘在所述基底管芯设备的与所述第一表面相对的第二表面上。10.如权利要求9所述的芯片封装，其中：所述第一IC芯片包括电压调节器电路模块；以及所述第一电传导层包括彼此电隔离的第一部分和第二部分，所述第一部分被连接到所述电压调节器电路模块的输出电压端子并且被连接到所述第一IC芯片和所述第二IC芯片中的一者或两者的处理器电路模块，所述第二部分被连接到所述第二连接焊盘的集合并且被连接到所述电压调节器电路模块的输入电压端子。11.如权利要求9所述的芯片封装，其中：所述第一IC芯片包括电压调节器电路模块；以及所述共形功率输送结构是第一共形功率输送结构，并且所述设备进一步包括第二共形功率输送结构，所述第二共形功率输送结构包括：包括金属的第三电传导层，所述第三电传导层限定一个或多个凹陷；包括金属的第四电传导层，所述第四电传导层至少部分在所述第三电传导层的所述凹陷内并且具有与所述第三电传导层的上表面大致共形的下表面；以及在所述第三电传导层和所述第四电传导层的彼此共形的所述表面之间的电介质材料；其中所述第三电传导层被连接到所述第二连接焊盘的集合并且被连接到所述电压调节器电路模块的输入电压端子，并且所述第一电传导层被连接到所述电压调节器电路模块的输出电压端子并且被连接到所述第一IC芯片和所述第二IC芯片中的一者或两者的处理器电路模块。12.如权利要求9所述的芯片封装，其中：所述第一IC芯片包括电压调节器电路模块；以及所述第二电传导层限定一个或多个凹陷；以及所述共形功率输送结构包括：包括金属的第三电传导层，所述第三电传导层至少部分在所述第二电传导层的所述凹

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：