[發明專利]用于z軸互連件的導電矩陣

無效

• 申請號: 201010169635.6
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101877340A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 史蒂文·D·凱特;阿賈伊·K·蓋;塔拉克·A·賴卡爾
• 申請（專利權）人: 美士美積體產品公司
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L21/768
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

技術領域

本發明一般來說涉及集成電路，且特定來說涉及一種由導電矩陣構成的z軸互連件，所述z軸互連件用于在大體垂直或z軸方向上布線電連接。

背景技術

集成電路(IC)封裝通常包括受合適保護的半導體裸片(例如，硅半導體芯片)。通常，所述半導體裸片包括多個電觸點(例如，金屬墊或球柵陣列(BGA))以用于向一個或一個以上外部裝置傳輸及從一個或一個以上外部裝置接收信號、供電電壓、電參數、光學參數及/或其它參數。通常，半導體裸片的觸點分別電耦合或以其它方式耦合到IC封裝的外部觸點(例如，引腳或BGA球)。通常，IC封裝的外部觸點具有大于半導體裸片的觸點的間距的間距(即，鄰近觸點之間的距離)。通常因此，IC封裝采用復雜互連件(通常稱作扇入/扇出互連件)來將電連接從半導體裸片觸點布線到IC封裝外部觸點。

在過去，扇入/扇出互連件通常由若干堆疊布線層組成。通常，每一布線層包括安置于所述層的頂部表面上的上部導電跡線、安置于所述層的底部表面上的下部導電跡線及將所述上部跡線電連接到所述下部跡線的多個金屬化通孔。通常，所述半導體裸片安置于所述扇入/扇出互連件的最上布線層的頂部表面上，且實現與其上部導電跡線的電接觸。類似地，IC封裝的外部觸點安置于所述扇入/扇出互連件的最下布線層的底部表面上，且實現與其下部導電跡線的電接觸。

上文所論述的典型扇入/扇出互連件具有阻礙集成電路的小型化、集成、成本降低、熱控制及改善的電性能的缺點。關于小型化及集成，當前的扇入/扇出互連件通常對在互連件的布線層上及穿過所述布線層形成的導電跡線及金屬化通孔的最小尺寸及間隔具有限制。另外，所述扇入/扇出互連件通常需要相對大數目的堆疊布線層來提供必要的扇入/扇出互連件。此外，由于所述堆疊布線層多數由相對低熱傳導率電介質制成，因此對半導體裸片的熱控制通常是一種挑戰。

發明內容

本發明的一方面涉及一種集成電路(IC)封裝，其包括用于至少部分地執行扇入/扇出互連以將半導體裸片的觸點電耦合到所述封裝的外部觸點的一個或一個以上z軸互連件。特定來說，所述z軸互連件包含從所述z軸互連件的頂部表面延伸到底部表面的導電元件矩陣。所述導電元件中的每一者與所述矩陣的其它導電元件絕緣。

所述半導體裸片的觸點借助到所述z軸互連件的頂部表面的相應電連接而電耦合到所述矩陣的單獨部分(導電元件組)。類似地，所述封裝的外部觸點可借助到所述z軸互連件的底部表面的相應電連接而電耦合到所述矩陣的所述單獨部分(導電元件組)。因此，所述半導體裸片的觸點借助一個或一個以上z軸互連件電耦合到所述IC封裝的外部觸點。

所述z軸互連件的鄰近電接觸元件之間的間隔可在幾微米到幾納米的范圍內。因此，所述扇入/扇出互連件不再受傳統布線層的尺寸及間隔(如前文所論述)限制。此允許IC封裝的進一步小型化及更高集成性。另外，如本文中進一步闡述，所述z軸互連件進一步減少實行所需扇入/扇出互連件所需要的布線層的數目。此產生制造IC封裝的降低的成本及復雜性。

此外，由于z軸互連件中存在大數目的導電元件，因此其有助于從半導體裸片移除熱量以實現IC封裝的改善的熱性能。此外，所述z軸互連件的導電元件可通過向所述扇入/扇出互連件提供額外電容、電感、電阻、熔融參數及其它電參數而有助于改善IC封裝的電性能。

在本發明的其它方面中，所述z軸互連件不需要限于IC封裝扇入/扇出應用，而是可用于電互連其它配置。舉例來說，一個或一個以上z軸互連件可用于將一個或一個以上組件的觸點電連接到一個或一個以上PC板的對應觸點。另外，一個或一個以上z軸互連件可用于將一個或一個以上PC板的觸點電連接到一個或一個以上子系統的觸點。另外，在此點上，一個或一個以上z軸互連件可用于將一個或一個以上子系統的觸點電連接到一個或一個以上系統的觸點。

結合附圖考慮下文對本發明的詳細描述，本發明的其它方面、優點及新穎特征將變得顯而易見。

附圖說明

圖1A到1B分別圖解說明根據本發明的一方面的實例性IC封裝的側截面圖及俯視圖。

圖2A到2B分別圖解說明根據本發明的另一方面的另一實例性IC封裝的側截面圖及俯視圖。

圖2C到2D分別圖解說明根據本發明的另一方面的另一實例性IC封裝的側截面圖及俯視圖。

圖3圖解說明根據本發明的另一方面的另一實例性IC封裝的側截面圖。

圖4A到4C分別圖解說明根據本發明的另一方面的實例性z軸互連件的側截面圖。

圖5A到5B分別圖解說明根據本發明的另一方面的z軸互連件層的實例性導電元件的側視圖。