[發明專利]用于電子集成的三維模塊

無效

• 申請號: 201380024952.0
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN104285278A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 邁克爾·達克希亞;艾蘭·沙克德
• 申請（專利權）人: 伊甘圖公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;王漪

相關申請的交叉引用

本申請要求于2012年5月17日遞交的美國臨時專利申請61/648,098、于2012年6月3日遞交的美國臨時專利申請61/654,888、以及于2012年7月12日遞交的美國臨時專利申請61/670,616的權益。上述的所有臨時專利申請以引用方式并入本文。

發明領域

本發明大體上涉及電子電路及系統，且特別涉及集成電路及這些電路及系統中的其他器件的組裝。

背景

現代電子裝置含有越來越多數目的器件及逐漸增加的復雜度。同時，要求設計者將這些器件裝配至越來越小的制成品中。

這些相矛盾的要求導致芯片設計及封裝的高度集成方法的開發。例如，多芯片模塊(MCM)通常含有多個集成電路(IC)或半導體管芯(die)，且還可能含有在統一基板上的分立器件。接著可將該MCM作為單個器件組裝至印刷電路板上。一些先進MCM使用“芯片-堆疊”封裝，其中，半導體管芯以縱向配置被堆疊，因此減小了該MCM占位面積的大小(以增加高度為代價)。一些此類設計還被稱為“系統封裝”。

作為此類設計的實例，美國專利5,905,635描述了電子模塊與支撐結構的組裝。每個電子模塊采用呈堆疊在至少兩個層級上的電子器件的形式，該至少兩個層級由中間層分離。每個電子模塊包括形成于該中間層中的至少一個孔，而該支撐結構包括引入至連續模塊的各個孔中的至少一個桿元件。

雖然IC芯片通常安裝在MCM或印刷電路基板的表面上，但是在一些設計中，IC可安裝在基板的凹口中。例如，美國專利7,116,557描述了嵌入式器件集成電路組件，其中IC器件埋入于放置在提供散熱片的導熱芯上的層壓基板內。該電路器件經由諸如柔性導線接頭的柔性電氣互連件電氣連接至該IC。在柔性電氣互連件上且在該集成電路組件的暴露表面上沉積了電氣絕緣涂層。導熱密封材料將該電子器件及該柔性電氣互連件裝入剛性或半剛性基體內。

發明內容

下文描述的本發明的實施例提供了用于電子集成的新穎的三維(3D)設計方法。

因此根據本發明的實施例提供了電子模塊，其包含基板，該基板包含其中形成有腔的電介質材料。該腔內的第一導電接觸件被配置用于接觸安裝在該腔中的至少一個第一電子器件。包圍該腔的基板表面上的第二導電接觸件被配置用于接觸安裝在該腔上方的至少一個第二電子器件。該基板內的導電跡線與第一導電接觸件及第二導電接觸件電氣連通。

在所公開的實施例中，導電接觸件包括基板上的第一接觸襯墊，這些第一接觸襯墊被配置以實體且電氣接觸電子器件的下表面上的第二接觸襯墊。通常，該第二電子器件選自由集成電路芯片及插入器組成的器件組，而該至少一個第一電子器件選自由另外的集成電路芯片及分立器件組成的另一個器件組。

在一些實施例中，導電跡線包含通孔，這些通孔沿垂直于包圍腔的基板表面的方向通過該基板。這些通孔可布置在預定義柵格上或以相對于每個接觸件呈一組預定義角度進行放置。通常，這些通孔中的至少一個被配置為使這些第一導電接觸件中的一個與這些第二導電接觸件中的一個相連接。此外或可替代地，該模塊包含在該基板的外表面上的用于接觸印刷電路板的多個接觸襯墊，其中這些通孔中的至少一個被配置為使這些導電接觸件中的一個與該外表面上的這些接觸襯墊中的一個相連接。

在一些實施例中，導電跡線包含導電線，這些導電線放置在平行于包圍腔的基板表面的一個或多個平面中。這些導電線可具有不均勻的厚度。模塊可包含在該基板一側上的多個接觸襯墊，所述基板一側垂直于包圍該腔的基板的表面，其中這些導電線中的至少一個被配置為使這些導電接觸件中的一個與該基板側上的接觸襯墊中的一個相連接。此外或可替代地，這些導電線可包含放置在由該腔的內表面界定的第一平面中的至少第一線，及放置在含有包圍該腔的基板的表面的第二平面中的第二線。

在所公開的實施例中，模塊包含嵌入在基板的外表面中或外表面上的一個或多個分立電子器件。這些分立電子器件或整個模塊可被配置且修整為使得滿足預定義的操作規范。通常，嵌入在基板的外表面中或外表面上的器件選自由電阻器、平板電容器(flat?capacitor)、叉指型電容器及電感器組成的器件的組。

在一些實施例中，其內放置有第一導電接觸件的腔是內腔，且包圍該內腔的基板的表面(其上放置了第二導電接觸件)是內表面，而該基板具有外腔，其被配置為含有至少一個第二電子器件且被該基板的外表面(其上放置了第三導電接觸件)包圍，這些第三導電接觸件被配置用于接觸安裝在該外腔上方的至少一個第三電子器件。