(57)【要約】  有利な低減された高さを有するパッケージオンパッケージを実現するために、第１のパッケージ基板は、第２のパッケージダイを受け入れるように大きさの定められた窓を有する。第１のパッケージ基板は、複数のパッケージ間相互接続部によって、第２のパッケージ基板に、第１および第２のパッケージ基板が隙間で分離されるように、相互接続する。第２のパッケージダイは、第２のパッケージダイが第１のパッケージ基板の窓内に少なくとも一部配置されるように、隙間より大きい厚さを有する。
2016511552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓を有する第１のパッケージ基板と、
複数のパッケージ間相互接続部によって前記第１のパッケージに相互接続される第２のパッケージ基板と、
複数の第２の相互接続部によって前記第２のパッケージ基板に相互接続され、前記窓内に少なくとも一部配置される第２のパッケージダイと、
を備える回路。
【請求項２】
前記第２の複数の相互接続部がフリップチップ相互接続部である、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記第１のパッケージ基板についての厚さが、前記第２のパッケージダイについての厚さよりも大きく、
前記回路が、前記パッケージ間相互接続部と前記第２のパッケージダイとを封じるように構成されるモールドコンパウンドをさらに備える、請求項２に記載の回路。
【請求項４】
前記モールドコンパウンドが、前記窓内に曝露された表面を有し、前記回路が、前記モールドコンパウンド表面に付着される第１のパッケージダイをさらに備える、請求項３に記載の回路。
【請求項５】
前記第１のパッケージダイが、複数のワイヤボンド相互接続部によって前記第１のパッケージ基板に相互接続される、請求項４に記載の回路。
【請求項６】
前記第１のパッケージ基板についての厚さが、前記第２のパッケージダイについての厚さより大きくなく、前記回路が、前記パッケージ間相互接続部を封じるように、且つ、前記第２のパッケージダイの表面を曝露するように構成されるモールドコンパウンドを、さらに備える、請求項２に記載の回路。
【請求項７】
前記第２のパッケージダイの前記曝露された表面に付着される第１のパッケージダイをさらに備える、請求項６に記載の回路。
【請求項８】
前記第１のパッケージダイが、接合パッドによって前記第２のパッケージダイの前記曝露された表面に付着される、請求項７に記載の回路。
【請求項９】
前記第１のパッケージダイが、複数のワイヤボンド相互接続部によって前記第１のパッケージ基板に相互接続される、請求項７に記載の回路。
【請求項１０】
前記回路が、携帯電話、ラップトップ、タブレット端末、音楽プレーヤ、通信装置、コンピュータ、およびビデオプレーヤのうちの少なくとも１つに組み込まれる、請求項４に記載の回路。
【請求項１１】
前記第１のパッケージダイが複数の第１のパッケージダイを備える、請求項４に記載の回路。
【請求項１２】
第２のパッケージダイを、複数の第１の相互接続部によって第２のパッケージ基板に相互接続するステップと、
窓を有する第１のパッケージ基板を、前記第２のパッケージダイが前記窓内に少なくとも一部配置されるように、複数のパッケージ間相互接続部によって前記第２のパッケージ基板に相互接続するステップと、
を含む方法。
【請求項１３】
前記第１のパッケージ基板は、前記第２のパッケージダイが前記窓内に一部配置されるように、前記第２のパッケージ基板に相互接続され、前記方法が、前記複数のパッケージ間相互接続部と前記第２のパッケージ基板とを、モールドコンパウンドで、前記モールドコンパウンドの表面が前記窓内で曝露されるように、封じるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のパッケージ基板は、前記第２のパッケージダイが前記窓内に完全に配置されるように、前記第２のパッケージ基板に相互接続され、前記方法が、前記複数のパッケージ間相互接続部を、モールドコンパウンドで、前記第２のパッケージ基板の表面が前記窓内で曝露されるように、封じるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
第１のパッケージダイを、前記モールドコンパウンドの前記曝露された表面に付着するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
第１のパッケージダイを、前記第２のパッケージダイの前記曝露された表面に付着するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記付着された第１のパッケージダイを、前記第１のパッケージ基板にワイヤボンドするステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記付着された第１のパッケージダイを、前記第１のパッケージ基板にワイヤボンドするステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
第１のパッケージ基板および第１のパッケージダイを備える第１のパッケージと、
第２のパッケージ基板および第２のパッケージダイを備える第２のパッケージと、
前記第１のパッケージ基板と前記第２のパッケージ基板とを分離する隙間を越えて延在する前記第２のパッケージダイの一部を受け入れるための手段と、
を備える回路。
【請求項２０】
前記手段が、前記第１のパッケージ基板に窓を備える、請求項１９に記載の回路。
【請求項２１】
前記第１のパッケージ基板および前記第２のパッケージ基板が有機基板を備える、請求項１９に記載の回路。
【請求項２２】
前記第２のパッケージダイが、複数のフリップチップ相互接続部によって前記第２のパッケージ基板に相互接続される、請求項１９に記載の回路。
【請求項２３】
前記第１のパッケージダイが、ワイヤボンド相互接続部によって前記第１のパッケージ基板に相互接続される、請求項１９に記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、本明細書において参照により全体が組み込まれている、２０１３年３月１５日に出願された米国非仮特許出願第１３／８３３，９２１号の優先権を主張する。
【０００２】
本出願は、集積回路パッケージに関し、より詳細には、低減されたパッケージ高さのために上部パッケージ基板が変更されるパッケージオンパッケージ（ＰｏＰ：Ｐａｃｋａｇｅ−ｏｎ−Ｐａｃｋａｇｅ）構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
パッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）構造は、携帯電話、および、回路基板空間が節約されなければならない他の携帯装置などの用途に向けて、開発されてきた。上部パッケージは、典型的には、メモリパッケージであり、一方、下部パッケージは一般的にプロセッサパッケージである。パッケージオンパッケージ技術は、スタックダイ回路などの他の手法と比較して、非常に好まれていることが分かっている。たとえば、製造者は、ＰｏＰ回路の異なるメモリパッケージを容易に置き換えできるため、特定のメモリと結び付けられるものとは対照的に、コストを抑えられる。さらに、上部パッケージおよび下部パッケージを個々に試験できる。対照的に、スタックダイの設計における粗悪なダイは、残りの良好なダイの排除を必要とする。
【０００４】
したがって、ＰｏＰ構造を用いる集積回路のパッケージが非常に好まれているが、このパッケージ過程における試みは残っている。たとえば、技術が進歩するにつれて、使用者は、ＰｏＰスタックに対して、低減された厚さまたは高さを望んでいる。しかし、ＰｏＰの分野における技術の進歩にもかかわらず、ＰｏＰスタック高さを低減することに関して、障害が残っている。パッケージ高さを低減することに関する問題は、図１Ａおよび図１Ｂを参照してより良く理解できる。図１Ａは、従来のＰｏＰスタック１００を示している。ＰｏＰ１００を構築するために、下部パッケージダイ１０５は、まず下部パッケージ基板１１０にフリップチップ実装され、モールドコンパウンド層１０８で封じられる。次いで、下部パッケージ基板１１０における下方半田ボールを曝露するために、レーザーアブレーションなどによって、ビアがモールドコンパウンド層１０８に形成されている。次いで、上部パッケージ基板１２０における対応する上方半田ボールがビアに受け入れられると、リフロー過程は、リフローされる上方および下方の半田ボールから半田結合相互接続部１１５を形成し、上部パッケージ基板１２０を下部パッケージ基板１１０に電気的に結合する。
【０００５】
ＰｏＰ１００を形成するために用いられる貫通モールドビア過程のため、上部パッケージ基板１２０の下面とモールドコンパウンド層１０８の上面との間には、隙間１４０がある。したがって、隙間１４０は、ＰｏＰ１００に関して、ＰｏＰスタック高さを増加させてしまう。隙間１４０に悩まされることのない低減されたスタック高さを得るために、図１Ｂに示すような、成型埋め込み（ＭＥ：Ｍｏｌｄｅｄ−Ｅｍｂｅｄｄｅｄ）ＰｏＰ１３０として示され得るような、代替のＰｏＰアーキテクチャが開発されてきた。ＭＥ−ＰｏＰ１３０では、モールドコンパウンド１０８は、上部パッケージ基板１２０と下方パッケージ基板とが相互接続部１１５によって結合された後に適用されている。この方法では、ＭＥ−ＰｏＰ１３０は、上部パッケージ基板１２０の下面とモールドコンパウンド１０８についての上面との間に隙間１４０を有していない。したがって、ＭＥ−ＰｏＰ１３０は、ＰｏＰ１００と比較して、低減された高さを有している。しかし、どのアーキテクチャが選択されるかにかかわらず、上部パッケージ基板１２０が下部ダイ１０５を覆っているため、上部パッケージ基板１２０の下面が下部ダイ１０５の上面の上方に常にあることが見て取れる。別の言い方をすれば、上部パッケージ基板１２０は下部ダイ１０５に対して積み重ねられている。したがって、上部パッケージ基板１２０の厚さは、ＰｏＰスタック全体の高さにおける直接的な因子である。
【０００６】
従来のＰｏＰにおける上部パッケージ基板の厚さが数ミクロン薄くできる場合、ＰｏＰの高さは同じ数値のミクロンで低減される。同様に、下部パッケージ基板についての厚さの低減も、ＰｏＰスタック高さを低減している。上部および下部のパッケージのための基板は、低減されたＰｏＰスタック高さを得るために、次第に薄くされてきた。しかし、現在の最先端の有機基板は、おおよそ８０から９０ミクロン未満までしか薄くできない。基板がこの最小の厚さよりもいくらか薄く作れる場合、許容できない反りが生じる。そのため、上部および下部のパッケージ基板についての最小パッケージ基板厚さは、ＰｏＰスタック高さの低減におけるさらなる進歩を妨げるように作用する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、低減された高さを有しつつ、基板の反りに対する堅牢な保護をなおも有する、改良されたＰｏＰ回路に対する技術的な要望がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
低減されたＰｏＰスタック高さを実現するために、パッケージのうちの１つについてのパッケージ基板が、残りのパッケージからダイを受け入れるように大きさの定められた窓を備えるＰｏＰが、提供される。この基板窓は、一般的に上部または上方のパッケージ基板として示されるものに設けられるが、上部パッケージは、本明細書では、第１のパッケージと称される。典型的には下部パッケージとして示されることになる残りのパッケージは、本明細書では、第２のパッケージと称される。この点において、「上部パッケージ」および「下部パッケージ」という技術的に解釈されている用語は、ＰｏＰが逆さまにひっくり返された場合、定義を切り替えるものではない。しかし、あらゆる不明確性を回避するために、本明細書では、上部パッケージは第１のパッケージと称され、一方、下部パッケージは第２のパッケージと称される。第１のパッケージは、少なくとも１つの第１のパッケージダイと、窓を含む第１のパッケージ基板とを備える。第２のパッケージは、第２のパッケージダイと第２のパッケージダイとを備える。複数のパッケージ間相互接続部は、第１のパッケージ基板と第２のパッケージ基板とが隙間によって分離されるように、第１のパッケージ基板を第２のパッケージ基板に相互接続する。第２のパッケージダイは、第２のパッケージダイが第１のパッケージ基板の窓内に少なくとも一部配置されるように、隙間より大きい厚さまたは高さを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】従来のパッケージオンパッケージ（ＰｏＰ）スタックの断面図である。
【図１Ｂ】従来の成型埋め込みＰｏＰスタックの断面図である。
【図２】低減された高さのＰｏＰの実施形態についての第１のパッケージ基板および第２のパッケージ基板の断面図である。
【図３】第２のパッケージを形成するために、表面実装の第２のパッケージダイを備えた、図２の第２のパッケージ基板の断面図である。
【図４】部分的なＰｏＰ組立体を形成するために第１のパッケージ基板に結合された、図３の第２のパッケージの断面図である。
【図５】モールドコンパウンドの適用後の、図３の部分的なＰｏＰ組立体の断面図である。
【図６】図５の部分的なＰｏＰ組立体を備える、低減された高さのＰｏＰの断面図である。
【図７】部分的なＰｏＰ組立体の代替の実施形態の断面図である。
【図８】図７の部分的なＰｏＰ組立体を備える、低減された高さのＰｏＰの断面図である。
【図９】本明細書で開示されている実施形態による、低減された高さのＰｏＰを組み込んでいる、複数の電子システムの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
低減されたスタック高さを有しつつも反りに耐える改良されたＰｏＰアーキテクチャに対する技術的に要望に対処するために、第２のパッケージダイを受け入れるように大きさの定められた窓を有する第１のパッケージ基板を備えるＰｏＰスタックが、開示されている。本明細書で用いられる、第１のパッケージ基板窓は、第１のパッケージ基板が第２のパッケージ基板に結合された後、第２のパッケージダイが第１のパッケージ基板の窓内に少なくとも一部配置される点において、第２のパッケージダイを「受け入れる」ことを言っている。
【００１１】
概要
第１のパッケージ基板は、パッケージ間相互接続部によって、第２のパッケージ基板の対応するパッドに結合されるパッドを備える。第１のパッケージ基板のパッドへのこのようなパッケージ間相互接続部を前提として、「第１のパッケージダイ」は、本明細書では、その入力／出力（ＩＯ：Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）信号が第１のパッケージ基板パッドによって伝導されるダイであるとして定義される。別の言い方をすれば、本明細書で用いられる「第１のパッケージダイ」の定義は、第２のパッケージダイを備えるシリコン貫通スタッキング（ＴＳＳ：Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｓｔａｃｋｉｎｇ）構成のダイ、または、第２のパッケージ基板にワイヤボンドされるダイを排除する。たとえば、第２のパッケージダイを備えるＴＳＳスタックにあるダイに向けたＩ／Ｏ信号は、第１のパッケージ基板パッドと反対の上部ダイ自体におけるパッドで伝導されることになる。同様に、第２のパッケージ基板にワイヤボンドされるダイに向けたＩ／Ｏ信号は、第１のパッケージ基板パッドによって伝導されることはないが、代わりに、第２のパッケージ基板へのワイヤボンドによって伝導されることになる。しかし、「第１のパッケージダイ」のこのような定義は、これらのダイについてのＩ／Ｏが第１のパッケージ基板のパッドによって伝導される限り、シリコン貫通ビア（ＴＳＶ：Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）の使用によって、ＴＳＳスタックにおいて共に積み重ねられる第１のパッケージダイを排除することはないことが理解されるであろう。
【００１２】
第１のパッケージ基板と第２のパッケージ基板との間を結合するパッケージ間相互接続部のため、第１のパッケージ基板と第２のパッケージ基板とは、互いと接触しないが、ＰｏＰの技術で従来からあるような隙間によって離間される。先行技術では、第２のパッケージダイは、第１のパッケージ基板が第２のパッケージダイを覆って積み重ねられるので、隙間を越える高さ（厚さとしても示され得る）を有することはできない。たとえば、図１Ａおよび図１Ｂを再び参照すると、ダイ１０５が高さにおいて増加される場合、基板１１０および１２０の間の隙間はそのため増加されることになる。基板１２０がダイ１０５を覆って積み重ねられるため、ダイ１０５の厚さと基板１２０の厚さとは、最終的なＰｏＰスタック高さにおける直接的な因子である。対照的に、本明細書で開示されている第１のパッケージ基板は、第２のパッケージダイを受け入れる窓を有しているので、第１のパッケージ基板厚さと第２のパッケージダイ厚さとは、最終的なＰｏＰスタック高さに直接的に結び付いて影響を与えはしない。これは、第２のパッケージダイがＰｏＰスタック高さを低減するために過度に薄くされる必要がもはやない点において、非常に有利である。このようなダイを薄くすることは、信頼性の問題をもたらし、製造コストを増加させる。しかし、本明細書で開示されている第２のパッケージダイは、第１のパッケージ基板の窓に受け入れられる。したがって、第２のパッケージダイは、第１のパッケージ基板と第２のパッケージ基板とを分離する隙間より大きな厚さを有し得る。第２のパッケージダイについてのこの高さのため、隙間を越えて延在する第２のパッケージダイの部分がある。窓は、第２のパッケージダイのこの部分を受け入れるための手段として機能する。第２のパッケージダイのこの受け入れ部は、ＰｏＰスタック高さに寄与することにおいて何も関与しない。さらに、第２のパッケージダイ高さと、第２のパッケージダイを第２のパッケージ基板に結合する相互接続部の厚さとの組合せが、第１のパッケージ基板と第２のパッケージ基板との間の隙間と、第１のパッケージ基板の厚さとの組合せ以下である場合、第２のパッケージダイ高さは最終的なＰｏＰスタック高さへの影響がない。この方法で、第２のパッケージダイは、信頼性に関する堅牢な厚さとより少ないコストとを有し得るが、ＰｏＰは有利に低減されたスタック高さをなおも有し得る。
【００１３】
また、第１のパッケージ基板と第２のパッケージ基板との間の隙間が第２のパッケージ基板の高さを収容するためにもはや必要ではないため、パッケージ基板同士を互いと結合するためのパッケージ間相互接続部の製造が簡略化される。先行技術では、パッケージ間相互接続部は、第２のパッケージダイの高さに拡がる結合部を形成することを必要としていた。パッケージ間相互接続部のピッチとしてこのような拡がりを実現することは、複雑な従来のＰｏＰ製造が単純化される。しかし、本明細書で開示されているパッケージ間相互接続部は、第２のパッケージダイの高さに拡がる必要がなく、これは、相互接続ピッチが低減されるとき、コストを低下させる。
【００１４】
一実施形態では、第２のパッケージダイは、第１のパッケージ基板の窓内へと一部だけ延在するように、第１のパッケージ基板厚さに対する高さを有している。このような実施形態では、第２のパッケージダイは、モールドコンパウンドが窓において曝露されるように、モールドコンパウンドで封じられ得る。代替の実施形態では、第２のパッケージダイは窓内に完全に配置される。この実施形態では、完全に配置された第２のパッケージダイは、モールドコンパウンドで封じられていない、窓内で曝露される表面を有し得る。本明細書で開示されている改良されたＰｏＰスタックに関するこれらの代替の実施形態は、図２〜図８を参照してより良く理解され得る。図２〜図５は、図６に示すＰｏＰ６２０の製造における様々なステップを示している。ＰｏＰ６２０は、封じられた第２のパッケージダイの実施形態の例である。対照的に、図８のＰｏＰ８００は、曝露された第２のパッケージダイの実施形態の例である。図７は、ＰｏＰ８００の製造におけるステップを示している。ＰｏＰ６２０が最初に詳述され、次にＰｏＰ８００の説明が続けられる。
【００１５】
封じられた第２のパッケージダイの実施形態
図６のＰｏＰ６２０は、封じられた第２のパッケージダイの実施形態の例である。図６では、破線６４０が、第１のパッケージ６４５と第２のパッケージ６５０との間の境界を表すために提供されている。図１Ａおよび図１Ｂの先行技術のＰｏＰ１００およびＰｏＰ１３０と対照的に、このような境界は平面的ではない。パッケージ同士の間のこの非平面の境界は、第１のパッケージ基板２００の窓２１５内に一部受け入れられている第２のパッケージダイ３０５に起因する。この実施形態では、第２のパッケージダイ３０５は、ＰｏＰ技術において従来からあるような、フリップチップバンプ３００によって第２のパッケージ基板１１０に表面実装されている。しかし、ワイヤボンドなどの代替の表面実装技術が、第２のパッケージダイ１０５のために用いられてもよいことが理解されるであろう。
【００１６】
第１のパッケージ６４５では、第１のパッケージダイ６００が、ワイヤボンド相互接続部によって、第１のパッケージ基板２００の表面５１５におけるパッド６１５に相互接続している。さらに、パッド６１５は、第１のパッケージ基板２００のビア（図示せず）によって、第１のパッケージ基板２００の、反対の第２のパッケージを向く表面５２５において、パッド４０５に結合している。パッド４０５は、パッケージ間相互接続部４００によって、第２のパッケージ基板１１０のパッド２０５に相互接続している。したがって、第１のパッケージダイ６００は、第１のパッケージダイ６００に向けたＩ／Ｏ信号がパッド６１５（同じく、パッド４０５およびパッケージ間相互接続部４００）によって伝導されることになるという点で、「第１のパッケージダイ」について先に与えられた定義を満たしていることが、理解され得る。
【００１７】
第２のパッケージダイ３０５についての高さは、第１のパッケージ基板２００についての厚さより小さい。このような実施形態では、第２のパッケージダイ３０５は、窓２１５を貫いて一部だけが延在している。より一般的には、このような一部の延在は、バンプ３００についての厚さと組み合わせた第２のパッケージダイ３０５についての高さが、第１のパッケージ基板２００および相互接続部４００についての厚さの組合せより小さいときにいつでも起こる。窓２１５への一部の延在のため、第２のパッケージダイ３０５は、モールドコンパウンド５００の表面５１０（第２のパッケージダイ３０５の代わりに）が窓２１５内で曝露されるように、モールドコンパウンド５００で封じられている。第１のパッケージダイ６００は、たとえば接合パッド６０５によって、窓２１５内の曝露されたモールド表面５１０に付着する。
【００１８】
曝露された第２のパッケージダイの実施形態
図８のＰｏＰ８００は、曝露された第２のパッケージダイの実施形態の例である。ＰｏＰ８００は、境界が破線８０５によって表された第１のパッケージ８１０および第２のパッケージ８１５を備えている。第１のパッケージ６４５と類似して、第１のパッケージ８１０は、第１のパッケージ基板７００にワイヤボンドされた第１のパッケージダイ６００を備えている。第２のパッケージ８１５も、第２のパッケージ８１５が、第２のパッケージ基板１１０に表面実装された第２のパッケージダイ７１５を備えている点において、先に詳述した第２のパッケージ６５０と類似している。しかしながら、ＰｏＰ８００の第２のパッケージダイ７１５は、ＰｏＰ６２０で用いられている第２のパッケージダイ３０５と比較してより厚い。実際、第２のパッケージダイ７１５の厚さは、第２のパッケージダイ７１５についての第１のパッケージを向く表面５２０が、第１のパッケージ基板７００の第１のパッケージダイを向く表面７０５と面一とされている、または位置合わせされている。したがって、ＰｏＰ８００のモールドコンパウンド５００は、第２のパッケージダイ７１５を封じていない。代わりに、ダイ７１５の表面５２０は窓２１５内で曝露されている。第１のパッケージダイ６００についての接合パッド６０５は、第２のパッケージダイ７１５のこの曝露された表面５２０に直接的に付着している。
【００１９】
例の製造の方法
ＰｏＰ６２０を製造するための方法が最初に説明され、次にＰｏＰ８００を製造するための方法の詳述が続けられる。図２から図５は、ＰｏＰ６２０の構築における様々なステップを示している。第１のパッケージ基板２００と第２のパッケージ基板１１０とが、それらの特徴をより良く示すために、図２で分離して示されている。第２のパッケージ基板１１０は、ＰｏＰの技術で知られているような複数のパッド２０５を備えている。この点において、第２のパッケージ基板１１０は、従来のＰｏＰ下部パッケージ基板と異なる必要はない。従来のＰｏＰ基板と対照的に、第１のパッケージ基板２００は、本明細書でさらに詳述するように、第２のパッケージダイを受け入れるような大きさとされている窓２１５を備えている。
【００２０】
これらのＰｏＰ基板を前提として、最終的なＰｏＰスタックの製造は、図３で開始工程ステップについて示したように進行できる。このステップで、第２のパッケージダイ３０５についての活性表面が、第２のパッケージ基板１１０のパッド２０５へのフリップチップバンプ３００などによって、第２のパッケージ基板１１０に相互接続されて、第１のパッケージを形成している。しかし、先に詳述したように、本明細書で開示されているＰｏＰアーキテクチャは、ワイヤボンドなど、代替の表面実装技術が第２のパッケージダイ３０５に対して用いられている実施形態を含んでいる。ワイヤボンドの実施形態では、第２のパッケージダイ３０５についての非活性表面が、活性表面の代わりに、第２のパッケージ基板１１０を向くことになる。しかしながら、その場合、窓２１５は、第２のパッケージダイ３０５を受け入れるだけでなく、そのワイヤボンドも収容するように大きさが定められる必要がある。したがって、以下の詳述は、図３に示すようになど、第２のパッケージのフリップチップの実施形態に向けられることになる。以下の詳述は、第１のパッケージ基板２００および第２のパッケージ基板が有機基板であることも仮定することになるが、セラミック基板など、代替の基板が用いられ得ることは、理解されるものである。
【００２１】
続く工程ステップが図４に示されている。この工程ステップでは、第１のパッケージ基板２００は、パッケージ間相互接続部４００によって、第２のパッケージ基板１１０に相互接続される。このような相互接続は、従来のＭＥ−ＰｏＰの製造の間に類似して実施されるような任意のモールドパッケージの適用に先立って、起こり得る。パッケージ間相互接続部４００は、半田ボール、バンプ、微小バンプ、または柱など、様々な相互接続構造体を含み得ると共に、第２のパッケージ基板１１０のパッド２０５と、第２のパッケージ基板２００の対応するパッド４０５との間に形成される。しかしながら、従来のＭＥ−ＰｏＰ工程と異なり、第２のパッケージダイ３０５は、第１のパッケージ基板２００の窓２１５内に少なくとも一部配置される。したがって、第２のパッケージダイ３０５の厚さまたは高さは、ＰｏＰスタック高さを増加するという観点において、第１のパッケージ基板２００についての厚さにもはや直接的に加えられない。対照的に、先に詳述したＰｏＰ１００およびＭＥ−ＰｏＰ１３０のダイ１０５についての高さは、最終的なパッケージ高さにおける直接的な因子である。
【００２２】
最終的なＰｏＰ高さを低減する点における窓２１５のこの効果は、図５を参照してより良く理解され得る。図５では、図４に関連して詳述した基板同士を相互接続するステップに続いて、モールドコンパウンド５００が、第２のパッケージダイ３０５とパッケージ間相互接続部４００とを包み込んで部分的なＰｏＰパッケージ組立体を完成するために適用されている。このようなモールドコンパウンドの適用は、ＭＥ−ＰｏＰ製造工程で実施されるものと類似している。モールドコンパウンド５００は、窓２１５内に曝露されると共に第１のパッケージ基板２００の第１のパッケージダイを向く表面５１５と位置合わせされたモールドコンパウンド５００についての表面５１０を有するために、第２のパッケージダイ３０５を封じるように適用されている。第２のパッケージダイ３０５が窓２１５内に一部配置されているため、第２のパッケージダイ３０５についてのその表面５２０に対して定義される高さは、第１のパッケージ基板２００についての第２のパッケージを向く表面５２５を、第２のパッケージ基板１１０の反対の表面から分離するパッケージ間の隙間より大きい。これは、第２のパッケージダイ３０５の表面５２０を越えて延びていない第１のパッケージ基板２００の部分５０５が、最終的なＰｏＰスタック高さに加わらないので、有利である。代わりに、第２のパッケージダイの表面５２０と第１のパッケージ基板の表面５１５との間の第１のパッケージ基板２００の部分５０９のみが、最終的なＰｏＰスタック高さに加わる。対照的に、図１Ａおよび図１Ｂに関連して詳述した上部基板１２０の全体厚さは、従来のＰｏＰ１００およびＭＥ−ＰｏＰ１３０についてのＰｏＰスタック高さに直接的に寄与する。さらに、第１のパッケージ基板２００は、過度に薄くされる必要がなく、そのため反りに対して堅牢である。たとえば、第２のパッケージダイ３０５は、第１のパッケージ基板２００と第２のパッケージ基板１１０との間のパッケージ間の隙間より大きい厚さを有している。従来のＰｏＰ１００およびＭＥ−ＰｏＰ１３０では、下部パッケージダイ１０５は、この隙間より小さい厚さを有していなければならない。しかし、窓２１５は、第１のパッケージ基板２００と第２のパッケージ基板１１０との間のパッケージ間の隙間を、第２のパッケージダイ３０５の厚さより小さくすることができる。これは、全体のＰｏＰスタック高さを低減することに関して非常に有利である一方、第２のパッケージ基板２００の反りに対する堅牢な耐性を維持する。
【００２３】
構築を完了するために、第１のパッケージダイ６００が、図６に示すように、接合パッド６０５によって、窓２１５におけるモールドコンパウンド５００の曝露された表面５１０に付着される。次に、第１のパッケージダイ６００は、ワイヤボンド相互接続部によって、第１のパッケージ基板２００におけるパッド６１５に相互接続され、追加のモールドコンパウンド６１０で封じられて、低減された高さのＰｏＰ６２０を形成できる。したがって、第１のパッケージダイ６００が、その入力信号をパッド６１５の入力セットから受け入れるように、および、その出力信号をパッド６１５の出力セットへと導くように構成されることは、理解されるものである。さらに、第１のパッケージダイ６００は、その接地および電力の結合を、パッド６１５の対応するものとの結合から受け入れることになる。ＰｏＰの技術で知られているように、第２のパッケージ基板１１０は、次に、下部ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ：Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）のボール６３０によって、回路基板（図示せず）に実装され得る。
【００２４】
窓２１５は、第１のパッケージ基板２００のダイ重ね部５０５によるあらゆる高さへの寄与を排除するだけでなく、先に詳述したようなピッチを低減する助けともなる。この点において、ピッチが従来のＰｏＰ１００で低減されるとき、モールドコンパウンド層１０８にわたる相互接続部１１５の拡がりを有することが困難になる。ＭＥ−ＰｏＰ１３０に関しても、相互接続部１１５が、下部パッケージダイ１０５の高さにわたって拡がるだけの高さを有しながらも、低減されたピッチのため、一体的に非常に近づかなければならない点において、同様の問題が存在する。相互接続部１１５への十分な高さに対する必要性は、細かいピッチを受け入れるために相互接続部１１５が比較的狭くなることに対する必要性と、相反される。しかし、パッケージ間相互接続部４００（図４）は、第２のパッケージダイ３０５の高さで拡がる必要がない点において、狭くて短くできる。この方法では、低減された高さのＰｏＰ６２０が、パッケージ間相互接続部４００についてのより細かいピッチを実現することにおける助けにもなっている。
【００２５】
図２〜図６の第１のパッケージ基板２００は、第２のパッケージダイ３０５より厚くなっている。したがって、図５に関連して詳述したように、上部パッケージ基板２００の重ならない部分５０９がある。この重ならない部分５０９は、図１Ａおよび図１Ｂとの関連で詳述した従来の上部基板１２０の全体の厚さのように、低減された高さのＰｏＰ６２０についての最終的なＰｏＰスタック高さに寄与する。重ならない部分５０９は、第２のパッケージダイ３０５が、モールドコンパウンド５００で封じられるように窓２１５へと一部だけが延び入るので、存在している。
【００２６】
図８のＰｏＰ８００に関連して詳述したような、曝露された第２のパッケージの実施形態では、第２のパッケージダイ７１５が窓２１５内で曝露されている。そして、図５の重ならない部分５０９に類似したものはないことになる。ＰｏＰ８００の組立て工程は、ＰｏＰ６２０について用いられるものと、大まかには同様である。差異は、図７を参照してより良く理解され、図７は、図８のＰｏＰ８００についての上部パッケージダイの付着に先立つ部分組立体を示している。第１のパッケージ基板７００は、第２のパッケージダイ７１５より厚くはない。したがって、第２のパッケージダイ７１５についての表面５２０は、上部パッケージ基板７００についての第１のパッケージダイを向く表面７０５と面一である。モールドコンパウンド５００は、表面５２０を曝露したままにするように、および、第１のパッケージ基板７００と第２のパッケージ基板１１０との間の残っている空洞を満たすように、適用される。第２のパッケージダイ７１５の表面５２０が第１のパッケージ基板７００の表面７０５と位置合わせされるので、第１のパッケージ基板７００の厚さによる最終的なＰｏＰスタック高さへの寄与はない。実際、追加的な代替の実施形態では、第１のパッケージ基板７００の厚さは、第２のパッケージダイ７１５より実際はより薄くなり得る。しかし、第１のパッケージ基板７００が、図７に示すように、第２のパッケージダイ７１５より薄くない場合、基板同士の間の空洞へのモールドコンパウンド５００の注入は、より容易に達成される。
【００２７】
ＰｏＰ８００の組立てを完了するために、図６に関連して詳述したのと類似の方法で、第１のパッケージダイ６００が、接合パッド６０５によって、第２のパッケージダイ７１５の表面５２０に付着され、ワイヤボンド相互接続部によって、第１のパッケージ基板７００へと相互接続される。したがって、ＰｏＰ８００についての最終的なスタック高さは、第１のパッケージ基板７００についての厚さから全体として切り離される。
【００２８】
例の電子システム
本明細書で開示されている低減された高さのＰｏＰアーキテクチャは、幅広い様々な電子システムに組み込まれ得る。たとえば、図９に示すように、携帯電話９００、ラップトップ９０５、およびタブレットＰＣ９１０はすべて、本開示によって構築されたＰｏＰを備え得る。音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、通信装置、およびパーソナルコンピュータなど、他の例示の電子システムも、本開示によるＰｏＰで構成され得る。
【００２９】
当業者がここまでで理解するように、および、手元にある具体的な用途に依存して、多くの改良、代用、および変形が、本開示の装置の使用の材料、装置、構成、および方法において、および、それらに対して、本開示の精神および範囲から逸脱することなく行うことができる。これに鑑みて、本開示の範囲は、本明細書で図示および説明した具体的な実施形態が本開示の一部の例だけによるため、それら実施形態の範囲に限定されるべきではなく、むしろ、後に添付した特許請求の範囲およびその機能的な均等物と完全に整合するべきである。
【符号の説明】
【００３０】
１１０  第２のパッケージ基板
１１５  相互接続部
１３０  ＭＥ−ＰｏＰ
２００  第１のパッケージ基板
２０５  パッド
２１５  窓
３０５  第２のパッケージダイ
４００  パッケージ間相互接続部
４０５  パッド
５００  モールドコンパウンド
５０５  部分、ダイ重ね部
５１０  表面
５１５  表面
５２０  第１のパッケージを向く表面
５２５  第２のパッケージを向く表面
６００  第１のパッケージダイ
６０５  接合パッド
６１０  モールドコンパウンド
６１５  パッド
６２０  ＰｏＰ
６４０  破線
６４５  第１のパッケージ
６５０  第２のパッケージ
７００  第１のパッケージ基板、上部パッケージ基板
７０５  第１のパッケージダイを向く表面
７１５  第２のパッケージダイ
８００  ＰｏＰ
８０５  破線
８１０  第１のパッケージ
８１５  第２のパッケージ
【図１Ａ】
2016511552.tif 000003
【図１Ｂ】
2016511552.tif 000004
【図２】
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【図３】
2016511552.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2016511552.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
2016511552.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月3日(2015.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓を有する第１のパッケージ基板と、
複数のパッケージ間相互接続部によって前記第１のパッケージに相互接続される第２のパッケージ基板であって、前記第１のパッケージ基板が、前記第２のパッケージ基板を向く第１の表面、および、反対の第１のパッケージダイを向く表面を有する、第２のパッケージ基板と、
複数の第１の相互接続部によって前記第２のパッケージ基板に相互接続され、前記窓内に一部配置される第２のパッケージダイと、
前記第２のパッケージダイを封じるように、前記パッケージ間相互接続部を封じるように、且つ、前記第１のパッケージ基板の前記第１のパッケージダイを向く表面と位置合わせされた表面を有するように、構成されるモールドコンパウンドであって、前記第１のパッケージ基板についての厚さが、前記第２のパッケージダイについての厚さより大きい、モールドコンパウンドと、
を備える回路。
【請求項２】
前記複数の第１の相互接続部がフリップチップ相互接続部である、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記モールドコンパウンドの前記表面に付着される第１のパッケージダイをさらに備える、請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記第１のパッケージダイが、複数のワイヤボンド相互接続部によって前記第１のパッケージ基板に相互接続される、請求項３に記載の回路。
【請求項５】
前記回路が、携帯電話、ラップトップ、タブレット端末、音楽プレーヤ、通信装置、コンピュータ、およびビデオプレーヤのうちの少なくとも１つに組み込まれる、請求項３に記載の回路。
【請求項６】
前記第１のパッケージダイが複数の第１のパッケージダイを備える、請求項３に記載の回路。
【請求項７】
第２のパッケージダイを、複数の第１の相互接続部によって第２のパッケージ基板に相互接続するステップと、
第１のパッケージダイを向く表面および反対の第２の表面を有する第１のパッケージ基板を、複数のパッケージ間相互接続部によって、前記第２のパッケージダイが前記第１の基板の窓に一部配置されるように、前記第２のパッケージ基板に相互接続するステップであって、前記第１のパッケージ基板の前記第２の表面を前記第２のパッケージ基板を向くように配向する、前記第１のパッケージ基板を前記第２のパッケージ基板に相互接続するステップと、
モールドコンパウンドを、前記第２のパッケージダイおよび前記パッケージ間相互接続部を封じるために、且つ、前記第１のパッケージ基板の前記第２の表面と位置合わせされた前記モールドコンパウンドについての表面を形成するために、適用するステップであって、前記第１のパッケージ基板についての厚さが、前記第２のパッケージダイについての厚さより大きい、モールドコンパウンドを適用するステップと、
を含む方法。
【請求項８】
第１のパッケージダイを、前記モールドコンパウンドの前記位置合わせされた表面に付着するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記付着された第１のパッケージダイを、前記第１のパッケージ基板の前記第２の表面にワイヤボンドするステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【国際調査報告】
2016511552.tif 000013
2016511552.tif 000014
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