具有用于容纳管芯的玻璃内盲腔和穿通腔的封装架构制造技术

本文公开的实施例包括管芯模块、电子封装和电子系统。在实施例中，管芯模块包括衬底，其中，衬底包括玻璃。在实施例中，盲腔形成到衬底中。在实施例中，第一管芯在盲腔中，第二管芯在衬底上方，并且第三管芯在衬底上方并且与第二管芯相邻。管芯相邻。管芯相邻。

【技术实现步骤摘要】
具有用于容纳管芯的玻璃内盲腔和穿通腔的封装架构


[0001]本公开内容的实施例涉及电子封装，并且更特别地，涉及具有管芯模块架构的电子封装，该管芯模块架构具有玻璃衬底，该玻璃衬底具有盲腔和穿通腔以容纳管芯。

技术介绍

[0002]一些3D封装架构取决于在可以是有机或无机的电介质材料中形成穿电介质过孔(TDV)。这些连接可以用于多种目的，例如电力输送或高速信号传输。TDV需要支持高纵横比，以便实现高级封装架构所需的高密度。在一些情况下，TDV还可能需要非圆柱形形状，以便提供改进的电力输送和/或信号隔离。
[0003]一种类型的TDV是穿模制物过孔。穿模制物过孔通常通过在模制物固化之后激光钻孔模制物层来形成。然而，穿模制物过孔遭受低纵横比(其降低信号密度)和相对低的吞吐量(其增加成本)。另外，这种解决方案不能在不增加成本的情况下支持非圆形TDV结构(即，需要多次钻孔)。第二种类型的TDV是铜柱。通常首先镀覆铜柱，并且然后在铜柱上方沉积电介质。这些TDV需要高纵横比光刻，这对于通常使用的光致抗蚀剂材料可能是具有挑战性的。又一种解决方案是使用穿硅过孔(TSV)。然而，TSV需要使用昂贵的硅衬底。该处理也相对昂贵。此外，由于硅是导电的，因此所得到的TSV可能遭受影响高速IO链路的性能的附加寄生电容。
[0004]在其他3D封装架构中，模制材料被提供作为中介层和/或作为结构中的管芯上方的包覆模制物。不幸的是，大多数包覆模制材料是具有无机填充物的有机材料，其遭受相对高的热膨胀系数(CTE)和低刚度的影响。这导致翘曲，翘曲可能干扰细间距组件并且引起可靠性问题。另外，这种包覆模制材料限制了高温暴露容限，这限制了下一个处理操作的最高温度。
[0005]添加无机填充物或增加填充物比可能降低总CTE。然而，这也增加了粘度，并且可能不允许将管芯放置成彼此足够靠近。另外，难以实现足够高的填充比以充分降低CTE。此外，填充物不会显著增加结构的刚度。可以使用高沉积速率化学气相沉积(CVD)材料(例如，氧化物和氮化物)。然而，处理是昂贵的，并且通常不能用于沉积远大于几十微米的厚度。
附图说明
[0006]图1是根据实施例的具有模制中介层的电子封装的截面图。
[0007]图2A是根据实施例的具有模制中介层的电子封装的截面图，该模制中介层具有嵌入在模制层中的玻璃过孔模块。
[0008]图2B是根据实施例的具有模制中介层的电子封装的截面图，该模制中介层包括玻璃过孔模块，该玻璃过孔模块包括再分布层。
[0009]图3A
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3F是根据各个实施例的具有各种过孔架构的玻璃过孔模块的平面图图示。
[0010]图4A
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4I是示出根据实施例的用于形成具有嵌入在模制中介层中的玻璃过孔模块的电子封装的工艺的截面图。
[0011]图5是根据实施例的具有包括玻璃过孔模块的模制中介层的电子系统的截面图。
[0012]图6A是根据实施例的具有玻璃中介层的电子封装的截面图，该玻璃中介层包括用于嵌入式管芯的盲腔和穿通腔。
[0013]图6B是根据实施例的具有玻璃中介层的电子封装的截面图，该玻璃中介层包括填充有模制材料以控制CTE的切口。
[0014]图7A是根据实施例的具有用于嵌入管芯的腔的玻璃中介层的平面图图示。
[0015]图7B是根据实施例的具有腔和切口的玻璃中介层的平面图图示。
[0016]图8A是根据实施例的在顶部管芯上方具有玻璃包覆模制物的电子封装的截面图。
[0017]图8B是根据实施例的具有玻璃包覆模制物的电子封装的截面图，该玻璃包覆模制物具有用于管芯的盲腔。
[0018]图9A
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9H是示出根据实施例的用于形成具有用于嵌入管芯的腔的玻璃中介层的工艺的截面图。
[0019]图10是根据实施例的具有带有嵌入式管芯和过孔的玻璃中介层的电子系统的截面图。
[0020]图11是根据实施例构建的计算设备的示意图。
具体实施方式
[0021]本文描述了根据各种实施例的具有用于替换穿模制物过孔的过孔模块的电子封装。在以下描述中，将使用本领域技术人员通常采用的术语来描述说明性实施方式的各个方面，以将其工作的实质传达给本领域其他技术人员。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以仅利用所描述的方面中的一些来实践本专利技术。出于解释的目的，阐述了具体的数字、材料和配置，以便提供对说明性实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有具体细节的情况下实践本专利技术。在其他情况下，省略或简化了公知的特征，以免使说明性实施方式难以理解。
[0022]将以最有助于理解本专利技术的方式将各种操作依次描述为多个分立的操作。然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必须是顺序相关的。特别地，这些操作不需要以呈现的顺序执行。
[0023]图1是用于提供本文公开的实施例的上下文的电子封装100的截面图。如图所示，电子封装100包括封装衬底102。管芯模块通过互连103(例如，焊料)附接到封装衬底。管芯模块可以包括中介层104和中介层104上方的管芯120。布线层121可以面向中介层104。具有布线层116的嵌入式管芯115面向管芯120。管芯115可以是将第一管芯120电耦合到第二管芯120的桥接管芯。管芯120还可以通过互连105耦合到穿过中介层104的过孔113。
[0024]如上所述，中介层104通常包括有机或无机材料。当使用有机材料时，可以将穿电介质过孔(TDV)113激光钻孔或镀覆为铜柱。如上所述，这两种选择都有缺点。当无机材料(例如，硅)用作中介层时，成本通常高得多。
[0025]因此，本文公开的实施例包括具有玻璃过孔模块的中介层104。玻璃过孔模块是嵌入在模制层(例如，有机模制层)中的玻璃插入物。玻璃衬底使得能够以成本有效的方式制造更精细间距的过孔。例如，激光辅助蚀刻工艺、光可限定玻璃衬底等可以用于图案化导电过孔形成到其中的孔。更精细的间距允许高信号密度。这种图案化工艺还实现了对信号屏
蔽和电力输送应用有用的非圆形过孔拓扑。在一些实施例中，过孔模块还可以包括一个或多个再分布层，以便扇出/扇入信号。在一些实施例中，无源器件(例如，电感器、电容器、变压器等)也可以集成在过孔模块中。另外，可以在需要的情况下选择性地使用过孔模块，并且可以在其他地方(例如，在可接受较低密度布线的情况下)使用传统的TDV架构。与TSV相比，玻璃TDV还提供更好的寄生电阻、电容和电感。
[0026]另外，实施例可以包括提供玻璃中介层。与有机模制中介层相比，玻璃中介层的使用提供了改进的CTE控制。在这样的实施例中，可以在玻璃中图案化高密度过孔，类似于上面关于过孔模块描述的实施例。另外，可以将腔提供到玻璃中介层中(盲腔或穿通腔)，以便嵌入管芯。在一些实施例中，可以去除玻璃的部分并且用模制材料对其进行填充。这可以帮助提供机械过渡，以便在管芯到封装或封装到板附接期间减小管芯应力或控制封装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管芯模块，包括：衬底，其中，所述衬底包括玻璃；盲腔，进入到所述衬底中；第一管芯，在所述盲腔中；第二管芯，在所述衬底上方；以及第三管芯，在所述衬底上方并且与所述第二管芯相邻。2.根据权利要求1所述的管芯模块，其中，所述第一管芯将所述第二管芯电耦合到所述第三管芯。3.根据权利要求1或2所述的管芯模块，还包括：穿过所述衬底的过孔。4.根据权利要求1或2所述的管芯模块，还包括：穿过所述衬底的厚度的第二腔；以及设置在所述第二腔中的第四管芯。5.根据权利要求1或2所述的管芯模块，还包括：穿过所述衬底的切口，其中，所述切口填充有插塞材料。6.根据权利要求5所述的管芯模块，其中，所述切口设置在穿过所述衬底的厚度的一个或多个过孔周围。7.根据权利要求1或2所述的管芯模块，还包括：在所述盲腔中的第四管芯。8.根据权利要求1或2所述的管芯模块，其中，所述第一管芯通过模制层与所述衬底分离。9.一种管芯模块，包括：第一衬底；第二衬底，在所述第一衬底上方，其中，所述第二衬底包括玻璃；第一管芯，在所述第二衬底中并且耦合到所述第一衬底；以及第二管芯，在所述第二衬底中并且耦合到所述第一衬底。10.根据权利要求9所述的管芯模块，其中，所述第一管芯在所述第二衬底中的第一腔中，并且其中，所述第二管芯在所述第二衬底中的第二腔中。11.根据权利要求10所述的管芯模块，其中，所述第...

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