[發明專利]用于嵌入式互連橋封裝的直接外部互連

有效

• 申請號: 201410091518.0
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN104051420B
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: M.J.芒努沙羅;D.馬利克
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L23/535
• 分類號: H01L23/535;H01L21/768
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張金金,湯春龍

技術領域

本描述涉及半導體晶片（die）封裝的領域，以及具體來說，涉及采用封裝對晶片的互連區提供直接外部連接。

背景技術

已經開發封裝，其包含附連到襯底的兩個或更多半導體晶片以及具有將一個晶片連接到一個或多個其它晶片的連接器、例如焊盤或焊臺的互連橋。在一個示例中，互連橋將通用或中央處理單元附連到圖形處理單元。在另一個示例中，互連橋將中央處理單元附連到存儲器。這允許晶片相互之間直接傳遞數據。否則，這些晶片將信號發送給封裝外部至集線器或其它裝置，其然后將數據回送到封裝中以及至其它晶片。其它類型的晶片和連接也可以是可能的。這種封裝中的晶片嵌入襯底中。在一個示例中，這種封裝稱作嵌入式互連橋(EmIB)架構。

這種封裝中的晶片使其總互連區的某個部分用作橋附連區。對于某些存儲器部分，橋可附連到存儲器芯片的C4(可控塌陷芯片連接)高密度區的大約20%。橋附連區部分外部的高密度互連區可包含電力軌、測試端口等。該區域可使用C4或者多種其它連接技術的任一種。橋嵌入封裝襯底中，并且與硅插入物不同，嵌入式互連橋晶片沒有穿硅通孔以實現從封裝外部到橋的電力連接。這部分上是因為這種橋的超薄結構所造成的。

附圖說明

通過附圖、作為舉例而不是限制來說明本發明的實施例，附圖中，相似的參考標號表示相似的元件。

圖1是按照本發明的一個實施例、使用嵌入式互連橋(EmIB)架構的半導體封裝的截面圖。

圖2是示出按照本發明的一個實施例、橋上方的電力軌的圖1的半導體封裝的截面圖。

圖3是按照本發明的一個實施例的封裝的電力軌的頂部垂直視圖。

圖4是按照本發明的一個實施例的封裝的備選電力軌的頂部垂直視圖。

圖5是按照本發明的一個實施例的封裝的電力軌的透視圖。

圖6是按照本發明的一個實施例的封裝的電力軌的側部垂直視圖。

圖7是按照本發明的一個實施例、附連到公共襯底的一組存儲器晶片和CPU的簡圖。

圖8是按照本發明的一個實施例、圖7的簡圖的細節。

圖9是按照本發明的一個實施例的計算裝置500的框圖。

具體實施方式

設計成用于EmIB(嵌入式互連橋)架構的晶片具有一個互連區，用于通過封裝襯底連接到封裝外部的外部連接。晶片的另一個互連區、即橋附連區提供到封裝中的互連橋的連接。晶片在晶片的互連區中還具有電力軌，以允許到正和接地平面電源的連接。如果在這個區域中除了用于數據通信的連接器之外還存在電力和接地引腳，則橋附連區中的數據通信的質量可得到改進。橋附連區域中的電力軌可與外部的并且僅在橋附連區中可訪問的那些分離。電力可通過橋來提供，但是獨立電力軌提供優良質量的電力并且避免對橋上的附加應力。如以下所述，使用唯一配置和連接，電力能夠從封裝直接到達橋附連區的C4區，并且然后傳導到它在芯片中需要到達的位置。

圖1是使用嵌入式互連橋(EmIB)架構的半導體封裝的截面圖。封裝10在承載半導體晶片的封裝襯底12上形成。在這種情況下，存儲器晶片14和中央處理單元(CPU)16固定到襯底。蓋體18覆蓋襯底，并且兩個晶片和集成散熱件（heat spreader）20附連到蓋體18的頂部。如這個示例所示，冷卻方案22、例如冷卻鰭片附連到集成散熱件20的頂部。可使用多種不同的冷卻方案，例如傳導板、液體冷卻、熱管或者輻射鰭片，如根據具體實施例所示。備選地，封裝可無需冷卻方案以及甚至無需散熱件而被制作。

封裝襯底12能夠包括用于電力和數據的內部低密度互連布線。襯底可由半導體材料(例如硅、鎵、銦、鍺或者其變化或組合以及其它襯底)、一個或多個絕緣層(例如，玻璃增強環氧樹脂、例如FR-4、聚四氟乙烯(特氟隆)、棉紙增強環氧樹脂(CEM-3)、酚醛玻璃(G3)、紙酚醛樹脂(FR-1或FR-2)、聚酯玻璃(CEM-5))、任何其它介電材料(例如玻璃)或者例如能夠在印刷電路板(PCB)中使用的它們的任何組合來形成。襯底能夠使用無凸點堆積層過程(BBUL)或其它技術來制成。BBUL過程包括在元件(例如高密度互連元件或橋28或者晶片14、16)下面所形成的一個或多個堆積層。微通孔形成過程、例如激光鉆孔能夠形成堆積層與晶片接合焊盤之間的連接。堆積層可使用高密度集成圖案化技術來形成。