[發明專利]背側鉆孔嵌入式管芯襯底

有效

• 申請號: 201780029547.6
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN109075154B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: D·金;J·付;C·云;C-K·金;M·阿爾德利特;C·左;M·韋萊茲;J·金
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L23/48;H01L21/768;H01L23/498;H01L21/48
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張揚;王英

提供了一種設備和制造方法。設備包括具有第一側和相對的第二側的襯底、從第一側在襯底內界定的腔、耦合到腔的底的管芯，該管芯具有在管芯的遠離腔的底的一側上的導電焊盤。可包括耦合到襯底的第二側的層壓層。可穿過設備的層、穿過管芯和穿過導電焊盤一次鉆孔。孔穿過層壓層(如果存在)、襯底的第二側、管芯和導電焊盤延伸并被界定在層壓層、襯底的第二側、管芯和導電焊盤內。導電材料設置在孔內并在層壓層(如果提供)、襯底的第二側、管芯和導電焊盤之間并穿過層壓層、襯底的第二側、管芯和導電焊盤延伸。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年3月18日在美國專利和商標局提交的非臨時申請號15/074,750的優先權和利益，該非臨時申請的全部內容通過引用被并入，好像在下面整體地且為了所有可適用的目的被充分闡述一樣。

技術領域

各種特征通常涉及嵌入式管芯襯底，且更具體地涉及一種嵌入式管芯襯底，其中管芯在背側鉆孔過程期間被穿透以從管芯內暴露導電焊盤。

背景技術

對手持和可穿戴式電子設備的需求持續增長。手持電子設備的例子包括移動蜂窩電話、成像設備(例如相機)、音樂設備(例如MP3播放器)和集成一個或多個剛剛提到的設備的功能的設備。可穿戴式電子設備的例子包括可集成成像設備、視頻顯示器和互聯網訪問終端的功能的眼鏡。可穿戴式設備的額外例子包括可集成監控/記錄/傳輸用戶的生理參數(例如心率、血氧水平、在睡眠期間的不安定)和/或地理位置的設備的功能的手腕穿戴式設備。手腕穿戴式設備可以附加地或可選地集成具有彩色顯示器的移動蜂窩設備的功能。很多手持和可穿戴式電子設備與某種形式的無線通信集成。用戶隨著電子設備的每次迭代而期待新特征、額外的存儲器和提高的性能。而且，用戶期待他們的設備將保持相同的尺寸或在尺寸上減小，盡管有新特征的合并、額外的存儲器和提高的性能。

為了減小尺寸，設備可被設計有晶體管密度的增加和/或合并在設備內的管芯的尺寸的減小。至少為了保護和集成目的，管芯可安裝到封裝內。為了減小封裝尺寸，管芯到封裝內的引線鍵合已經讓路于倒裝芯片鍵合。封裝形式例如球柵陣列也用于減小設備的總尺寸。

管芯/封裝的垂直集成也幫助減小電子設備的總尺寸。在垂直集成設計中，管芯/封裝可以一個堆疊在另一個的頂部上。垂直地堆疊的管芯/封裝的例子包括堆疊式封裝(PoP)結構。PoP結構可由球柵陣列封裝的垂直堆疊組成。

用于垂直集成的另一結構被稱為嵌入式管芯襯底或嵌入式層壓襯底(在本文為了一致性而被稱為嵌入式管芯襯底(EDS))。EDS可使用多層襯底。為了減小垂直尺寸，不是將有源管芯和/或有源/無源部件安裝到多層襯底的頂部，而是將有源管芯和/或有源/無源部件安裝在多層襯底中的腔內。

EDS的使用可減小垂直尺寸，但在實現中繼續存在困難。例如在EDS實現中，從相鄰于管芯的相對背側(例如第二側)的節點訪問在管芯的頂側(例如第一側)上的焊盤可能涉及制造起來昂貴的管芯的使用。因此期望的是例如減小在EDS實現中使用的管芯的成本然而維持從相鄰于管芯的背側的節點訪問在管芯的頂側上的焊盤。

發明內容

本文公開的方面提供制造設備例如嵌入式管芯襯底的設備和方法。

根據一個方面，設備可包括具有第一側和相對的第二側的襯底。設備還可包括從第一側在襯底內界定的腔和耦合到腔的底的管芯。管芯可具有在管芯的遠離腔的底的一側上的導電焊盤。設備還可包括穿過襯底的第二側、管芯和導電焊盤延伸并在襯底的第二側、管芯和導電焊盤內界定的孔。設備可更進一步包括在孔內的并在襯底的第二側和導電焊盤之間并穿過襯底的第二側和導電焊盤延伸的導電材料。導電材料可形成或被描述為互連。更具體地說，導電材料可形成或被描述為單段管芯穿透互連。

在一些實現方式中，襯底是包括夾在襯底的第一側處的第一電介質層和襯底的第二側處的第二電介質層之間的導電層的核心襯底。在一些例子中，當襯底是這樣的核心襯底時，腔沒有第一電介質層和導電層，且腔的底由在腔中暴露的第二電介質層界定。