[發(fā)明專(zhuān)利]集成電路封裝中的信號(hào)路由

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880004566.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110088896B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金鎮(zhèn)永;吳忠華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 谷歌有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/498
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/498;H01L23/50;H01L23/538
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 李佳;周亞榮

在一些實(shí)施方式中，一種用于耦合到集成電路的襯底包括多個(gè)層。所述多個(gè)層的每個(gè)層在襯底的特定區(qū)域中具有與電源和接地相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的重復(fù)圖案。所述多個(gè)層包括(i)頂層，頂層在特定區(qū)域中具有用于耦合到集成電路的電源觸點(diǎn)和接地觸點(diǎn)，以及(ii)底層，底層在特定區(qū)域中具有用于耦合到另一個(gè)裝置的電源觸點(diǎn)和接地觸點(diǎn)。所述多個(gè)層中的至少一個(gè)層具有信號(hào)跡線的重復(fù)圖案，信號(hào)跡線沿著至少一個(gè)層中與接地相對(duì)應(yīng)的區(qū)域延伸并位于所述區(qū)域之間。

背景技術(shù)

在一些裝置中，一個(gè)或多個(gè)集成電路附接到襯底，例如電路板、電路卡、芯片載體等。封裝電子產(chǎn)品可以涉及使用襯底電連接多個(gè)半導(dǎo)體晶片。

發(fā)明內(nèi)容

在一些實(shí)施方式中，用于耦合到集成電路的襯底包括多個(gè)層，每個(gè)層包括與電源和接地相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的重復(fù)圖案。這些區(qū)域可以布置在跨越襯底的特定區(qū)域上的交替條帶中。層中的一個(gè)或多個(gè)包括信號(hào)跡線，信號(hào)跡線提供附接到襯底的不同半導(dǎo)體晶片之間的連接。信號(hào)跡線可以布置在重復(fù)圖案之間，以提供高信號(hào)質(zhì)量，即使在用于電源和接地的高密度連接之間。例如，用于接地參考信號(hào)例如DDR?DRAM信號(hào)的信號(hào)跡線可以放置在與接地相對(duì)應(yīng)的條帶中，其中沿著信號(hào)跡線放置連接到接地的導(dǎo)體。下面討論的這些和其他技術(shù)可以在使用少量的層例如4層或更少的同時(shí)允許襯底在區(qū)域中提供信號(hào)路由和高密度電源以及接地連接。

一般而言，可以使用多層封裝襯底來(lái)互連不同半導(dǎo)體晶片上的集成電路(IC)。在一些實(shí)施方式中，可使用球柵格陣列(BGA)將半導(dǎo)體晶片附接到多層封裝襯底。多層封裝襯底的外層上的金屬凸塊或球的柵格可以布置在接地連接和電源連接的交替區(qū)域中。襯底內(nèi)層的電連接包括通孔也可以布置在接地連接和電源連接的交替區(qū)域中。交替的接地和電源區(qū)域可以對(duì)齊。例如，每個(gè)層的接地區(qū)域可以直接放置在彼此之上。類(lèi)似地，電源傳導(dǎo)區(qū)域也可以直接放置在彼此之上。接地和電源連接的這種布置在襯底的至少一個(gè)區(qū)域中提供堆疊配置，其中接地連接的區(qū)域跨層堆疊，且電源連接的區(qū)域跨層堆疊。

在一些實(shí)施方式中，可通過(guò)在電源和接地區(qū)域的重復(fù)圖案之間的規(guī)則位置處散布信號(hào)跡線來(lái)將數(shù)據(jù)信號(hào)跡線路由到半導(dǎo)體晶片的特定區(qū)域下方。例如，包括通孔或觸點(diǎn)的柵格的層可以具有某些去填充的區(qū)域，在去填充的區(qū)域中具有信號(hào)跡線。可以沿著層的去填充區(qū)域圖案化一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)跡線，以將一個(gè)半導(dǎo)體晶片的觸點(diǎn)連接到第二半導(dǎo)體晶片的觸點(diǎn)。

為了保持對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的一致參考，放置信號(hào)跡線的層的去填充區(qū)域可以被完全包含在接地區(qū)域內(nèi)。結(jié)果，用于接地參考信號(hào)的信號(hào)跡線可以僅通過(guò)接地連接在層內(nèi)的兩側(cè)分界。通過(guò)包括多層封裝襯底的多個(gè)層的信號(hào)跡線，可以增加數(shù)據(jù)信號(hào)路由的密度和復(fù)雜性。為了保持信號(hào)完整性，數(shù)據(jù)信號(hào)跡線可以不被包括在多層封裝襯底的相鄰層上。相反，可以在包括數(shù)據(jù)信號(hào)路由的層之間放置一個(gè)或多個(gè)中間層。例如，襯底可以在特定區(qū)域中包括信號(hào)跡線的層與特定區(qū)域中不包括信號(hào)跡線的層之間交替。沒(méi)有數(shù)據(jù)信號(hào)跡線的中間層可以使其電源和接地區(qū)域與相鄰層對(duì)齊，以保持高信號(hào)質(zhì)量。

對(duì)于很多移動(dòng)裝置諸如移動(dòng)電話而言，裝置的整體厚度受到限制。為了提供具有適當(dāng)厚度的半導(dǎo)體封裝，襯底可以被約束于有限數(shù)量的層，例如，6層、4層等。雖然更多數(shù)量的層可以在路由中提供更大的靈活性，但是它可能提供不可接受的封裝厚度。即使在層數(shù)的限制下，也可以使用電源和接地區(qū)域的重復(fù)圖案以及下面討論的連接來(lái)跨越高密度電源和接地通孔所在的區(qū)域路由用于數(shù)據(jù)傳送的信號(hào)跡線。

在一個(gè)總體方案中，一種用于耦合到集成電路的襯底，襯底包括：多個(gè)層，多個(gè)層在襯底的特定區(qū)域中每個(gè)具有與電源和接地相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的重復(fù)圖案，多個(gè)層包括(i)頂層，頂層在特定區(qū)域中具有用于耦合到集成電路的電源觸點(diǎn)和接地觸點(diǎn)，以及(ii)底層，底層在特定區(qū)域中具有用于耦合到另一個(gè)裝置的電源觸點(diǎn)和接地觸點(diǎn)。多個(gè)層中的至少一個(gè)層具有信號(hào)跡線的重復(fù)圖案，信號(hào)跡線沿著至少一個(gè)層中與接地相對(duì)應(yīng)的區(qū)域延伸并位于區(qū)域之間。

實(shí)施方式可包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。例如，襯底是倒裝芯片球柵格陣列(FCBGA)襯底，并且底層上的電源觸點(diǎn)和接地觸點(diǎn)是球柵格陣列(BGA)焊球。