КОРПУСЫ С МНОГОСЛОЙНОЙ УКЛАДКОЙ КРИСТАЛЛОВ В УСТРОЙСТВЕ ТИПА КОРПУС НА КОРПУСЕ, СПОСОБЫ ИХ СБОРКИ И СИСТЕМЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ИХ
HOUSINGS WITH MULTILAYER ARRANGEMENT OF CHIPS IN HOUSING-ON-HOUSING TYPE OF DEVICE, METHODS FOR ASSEMBLY THEREOF AND SYSTEMS COMPRISING SAME

Область техники, к которой относится изобретение
Раскрытые варианты осуществления относятся к полупроводниковым микроэлектронным устройствам и к процессам их сборки.
Краткое описание чертежей
Для понимания способа, в соответствии с которым получают варианты осуществления, более конкретное описание различных вариантов осуществления, кратко описанных выше, будет предоставлено со ссылкой на приложенные чертежи. На этих чертежах представлены варианты осуществления, которые не обязательно вычерчены в масштабе и, которые не следует рассматривать, как ограничение объема. Некоторые варианты осуществления будут описаны и поясняются с дополнительной конкретизацией и деталями, путем использования приложенных чертежей, на которых:
На фиг.1a показан вид сбоку в поперечном сечении установочной подложки и устройства промежуточного блока для корпуса с многослойной укладкой кристаллов в соответствии с примерным вариантом осуществления;
на фиг.1b показан вид сбоку в поперечном сечении устройства, представленного на фиг.1а, после дополнительной обработки в соответствии с вариантом осуществления;
на фиг.1c показан вид сбоку в поперечном сечении устройства, представленного на фиг.1b, после дополнительной обработки в соответствии с вариантом осуществления;
на фиг.1d показан вид сбоку в поперечном сечении устройства, представленного на фиг.1c, после дополнительной обработки в соответствии с вариантом осуществления;
на фиг.1e показан вид сбоку в поперечном сечении устройства с многослойной укладкой кристаллов типа корпус на корпусе, которое было собрано с устройством, представленным на фиг.1d, после дополнительной обработки в соответствии с вариантом осуществления, в качестве примера;
на фиг.2a показан вид сбоку в поперечном сечении установочной подложки и устройства промежуточного блока для корпуса с многослойной укладкой кристаллов в соответствии с вариантом осуществления, в качестве примера;
на фиг.2b показан вид сбоку в поперечном сечении устройства с многослойной укладкой кристаллов типа корпус на корпусе, которое было собрано из устройства, представленного на фиг.2a, после дополнительной обработки, в соответствии с примерным вариантом осуществления;
на фиг.3a показан вид сбоку в поперечном сечении устройства из смешанных кристаллов во время обработки в соответствии с примерным вариантом осуществления;
на фиг.3b показан вид сбоку в поперечном сечении устройства, представленного на фиг.3a, после дополнительной обработки в соответствии с вариантом осуществления;
на фиг.4 показан вид сбоку в поперечном сечении устройства промежуточного блока для корпуса с многослойной укладкой кристаллов в соответствии с примерным вариантом осуществления;
на фиг.5 показан вид сбоку в поперечном сечении устройства из смешанных кристаллов, которое поддерживает устройство типа корпус на корпусе, в соответствии с вариантом осуществления;
на фиг.6 показан вид сбоку в поперечном сечении устройства из смешанных кристаллов, которое поддерживает устройство из смешанных кристаллов типа корпус на корпусе, в соответствии с вариантом осуществления;
на фиг.7 показан вид сбоку в поперечном сечении устройства из смешанных кристаллов, которое поддерживает устройство типа корпус на корпусе, в соответствии с вариантом осуществления;
на фиг.8 показаны процесс и блок-схема последовательности операций способа в соответствии с примерным вариантом осуществления; и
на фиг.9 представлена схема компьютерной системы в соответствии с вариантом осуществления.
Подробное описание изобретения
Ниже будет сделана ссылка на чертежи, на которых одинаковые структуры будут обозначены номерами ссылочных позиций с одинаковыми конечными частями. Для более понятного представления структуры различных вариантов осуществления, чертежи, включенные здесь, представляют собой схематичные представления структур интегральных схем. Таким образом, фактический внешний вид изготовленных структур, например, на микрофотографии, может быть представлен по-другому, но тем не менее они включают в себя заявленные структуры иллюстрируемых вариантов осуществления. Кроме того, чертежи могут представлять только структуры, необходимые для понимания иллюстрируемых вариантов осуществления. Дополнительные структуры, известные в данной области техники, могут быть не включены для поддержания ясности представления на чертежах. Хотя микросхема процессора и микросхема запоминающего устройства могут быть упомянуты в одном предложении, их не следует рассматривать, как эквивалентные структуры.
Ссылка во всем данном раскрытии на "один вариант осуществления" или "вариант осуществления" означает, что определенное свойство, структура или характеристика, описанная в связи с данным вариантом осуществления, включена, по меньшей мере, в один вариант осуществления настоящего изобретения. При появлении фраз "в одном варианте осуществления" или "в варианте осуществления" в различных местах в данном раскрытии, они не обязательно все относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, определенные свойства, структуры или характеристики могут быть скомбинированы любым соответствующим образом в одном или больше вариантах осуществления.
Термины, такие как "верхний" и "нижний" могут, можно понимать относительно координат X-Z или координат Y-Z, и такие термины, как "соседний", можно понимать в отношении иллюстрируемых координат X-Y.
На фиг.1a показан вид сбоку в поперечном сечении устройства 100, состоящего из установочной подложки и промежуточного блока для корпуса микросхем с многослойной укладкой в соответствии с вариантом осуществления, в качестве примера. Устройство 100 представлено вертикально (Направление по оси Z) с покомпонентным представлением деталей, включающим в себя подложку 110 корпуса и промежуточный блок 130. Подложка 110 корпуса включает в себя сторону 112 кристалла для установки процессора и сторону 114 с площадками для соединения с внешними компонентами передачи данных, такими, как печатная плата. "Печатная плата" может представлять собой внешнюю или близкую к внешней структуре для портативного устройства, такого как беспроводное устройство передачи данных. Подложка 110 корпуса включает в себя нижнюю площадку 116 основания микросхемы на стороне 112 кристалла. Нижняя площадка 116 микросхемы может быть установлена на следующих чертежах, раскрытых здесь, путем проецирования иллюстрируемых процессоров на соответствующих сторонах кристалла представленных установочных подложек.
Подложка 110 корпуса включает в себя массив шариковых выводов на стороне с площадками, по одной площадке для контакта с шариком, которые обозначены номером 118 ссылочной позиции. В варианте осуществления площадка 118 для контакта с шариком включает в себя покрытие 120 поверхности. Покрытие 120 поверхности выполнено так, чтобы оно представляло собой менее электронегативный металл, чем у площадки 118 для контакта с шариком. Покрытие 120 поверхности сформировано способом гальванопокрытия в соответствии с одним вариантом осуществления. В качестве альтернативы, покрытие 120 поверхности сформировано способом химического осаждения.
В примерном варианте осуществления площадка 118 для контакта с шариком выполнена медной, и покрытие 120 поверхности представляет собой сплав никеля, палладия и золота, нанесенный, как покрытие на медь. В одном варианте осуществления покрытие 120 поверхности представляет собой сплав никеля и золота, нанесенный на медь. В одном варианте осуществления покрытие 120 поверхности представляет собой сплав меди и золота, нанесенный на медь.
В примерном варианте осуществления площадка 118 для шарика выполнена медной, и покрытие 120 поверхности представляет собой органическое защитное покрытие для пайки (OSP), такое, как акрил-фенилмидазол. В примерном варианте осуществления покрытие 120 поверхности имеет толщину от 1000 А до 2000 А и представляет собой акрил-фенилмидазол.
Аналогично, подложка 110 корпуса включает в себя массив шариковых контактов на стороне кристалла, одна площадка для шарика из которого обозначена номером 122 ссылочной позиции, и площадка 122 для шарика включает в себя покрытие 124 поверхности. Площадка 122 для шарика и покрытие 124 поверхности могут представлять собой вариант осуществления, аналогичный используемому на стороне 114 печатной платы. В варианте осуществления массив 122 шариковых контактов на стороне кристалла определен паяльным резистом 126. Аналогично, паяльный резист 126 может определять площадки для столбиковых выводов для кристалла, сформированные на нижней площадке 116 основания микросхемы, и одна из которых обозначена номером 128 ссылочной позиции. Подложка 110 корпуса представлена между стороной 112 кристалла и стороной 114 площадки, со взаимосоединяющими и межслойными диэлектрическими структурами, которые показаны, но и не составляют ограничение.
Устройство 100 собрано с промежуточным блоком 130, который соответствует массиву 122 шариковых контактов на стороне кристалла. Промежуточный блок 130 включает в себя сторону 132 кристалла и верхнюю сторону 134 и имеет высоту 136 смещения, выполненную так, чтобы она соответствовала высоте 138 смещения над подложкой 110 корпуса для многослойной структуры из множества кристаллов (MDS), которая занимает нижнюю площадь основания 116 микросхемы. Промежуточный блок 130 может включать в себя сердечник 140 и взаимные соединения 142. В варианте осуществления электрические выступы 144 на стороне кристалла и электрические выступы 146 на верхней стороне соединены с взаимными соединителями 142.
На фиг.1b показан вид сбоку в поперечном сечении устройства, представленного на фиг.1a, после дополнительной обработки в соответствии с вариантом осуществления. Устройство 101 представляет, что высота 136 смещения промежуточного блока соответствует высоте 138 смещения подложки корпуса (фиг.1a). Нижняя площадка 116 основания микросхемы окружена промежуточным блоком 130 и окружает укладку из множества кристаллов, которые должны быть собраны, как часть устройства 101.
На фиг.1c показан вид сбоку в поперечном сечении устройства, представленного на фиг.1b, после дополнительной обработки в соответствии с вариантом осуществления. Устройство 102 было усилено материалом 148 заполнения промежуточного блока, который стабилизирует соединение между подложкой 110 корпуса и промежуточным блоком 130.
Нижняя микросхема 150 помещена внутри площадки 116 основания нижней микросхемы (фиг.1b). В варианте осуществления нижняя микросхема 150 представляет собой перевернутый кристалл 150, который был соединен с переворачиванием кристалла, через массив шариковых контактов кристалла, один электрический вывод которого обозначен номером 152 ссылочной позиции. В варианте осуществления нижним заполнением 154 заполнили пространство между нижней микросхемой 150 и подложкой 110 корпуса для усиления соединения. В варианте осуществления обработки выполняют оплавление электрических выступающих контактов 152 при одновременном отверждении нижнего заполнения 154. В варианте осуществления обработки оплавление электрических выступающих контактов 152 осуществляют во время одновременного отверждения материала 148 заполнения. В варианте осуществления нижнюю микросхему 150 обрабатывают для оплавления электрических выступающих контактов 152, после чего обеспечивают нижнее заполнение 154 после оплавления выступающих контактов.
На фиг.1d показан вид сбоку в поперечном сечении устройства, представленного на фиг.1c после дополнительной обработки в соответствии с вариантом осуществления. Устройство 102, представленное на фиг.1c, было дополнительно обработано для получения устройства 103 из смешанных кристаллов, которое составляет часть устройства с многослойными микросхемами типа корпус на корпусе (PLP). Устройство 103 со смешанными кристаллами включает в себя клей 156 между кристаллами, который был сформирован на нижней микросхеме 150, и верхнюю микросхему 158 установили на клее 156. Верхняя микросхема 158 удерживается нижней микросхемой 150. Далее микросхема с многослойной укладкой кристаллов, полученная из нижней микросхемы (например, микросхемы 150), расположенной на подложке 110 корпуса, и которая связана выводами с последующей микросхемой (например, микросхемой 158), также может называться 3-х мерной (3-D) укладкой микросхем.
В варианте осуществления верхняя микросхема 158 соединена с подложкой 110 корпуса проводными соединениями, одно из которых обозначено номером 160 ссылочной позиции. Следовательно, устройство 103 со смешанной укладкой включает в себя перевернутый кристалл 150, установленный на подложке 110 корпуса, и микросхему 158, соединенную проводами, расположенную над перевернутым кристаллом 150. Высота 136 смещения промежуточного блока 130, поэтому, позволяет разместить высоту смешанной укладки, которая включает в себя проводные соединения 160, а также верхнюю микросхему 158, клей 156, нижнюю микросхему 150 и смещение, сформированное электрическими выступающими выводами 152 (которые видны на фиг.1c).
В варианте осуществления процесса герметизация 162 многослойной укладки была нанесена для изоляции укладки смешанных кристаллов для дополнительного предотвращения движения проводных соединительных проводов 160. Герметизация 162 укладки может использоваться также для защиты укладки из смешанных кристаллов от окружающей среды и от повреждений во время обработки. Герметизация 162 укладки также может использоваться для того, чтобы способствовать отводу тепла от укладки со смешанным кристаллом. В варианте осуществления герметизация укладки не используется.
В варианте осуществления нижняя микросхема 150 представляет собой процессор, и верхняя микросхема 158 представляет собой радиочастотное (RF) устройство. Укладка со смешанным кристаллом может использоваться, как устройство беспроводной передачи данных (например, сотовый телефон), такой как смартфон.
На фиг.1e показан вид сбоку в поперечном сечении устройства 104 с многослойной укладкой кристаллов типа корпус на корпусе (PoP), который собран с использованием устройства, показанного на фиг.1d, после дополнительной обработки в соответствии с примерным вариантом осуществления. Нижняя микросхема 150 и верхняя микросхема 158 установлены внутри смещения 136 промежуточного блока, и верхний корпус 164 был установлен на верхней стороне 134 из промежуточного блока 130. Верхний корпус 164 может иметь установочную подложку 170 для соединения с нижней микросхемой 150 и/или верхней микросхемой 158. Верхний корпус 164 представлен как решение, обеспечивающее возможность проводных соединений, такое как решение, используемое производителем оригинального оборудования. Два кристалла, соединенные проводами, представлены в верхнем корпусе 164. Кристалл, расположенный в верхнем корпусе 164, может называться микроэлектронным устройством. В варианте осуществления, устройство 103 смешанной многослойной структуры показанное на фиг.1d, предусмотрено для размещения верхнего корпуса 164, такого, как, например, в смартфоне, где микроэлектронные устройства, специфичные для смартфона, расположены в верхнем корпусе 164, и вспомогательные микроэлектронные устройства расположены в многослойной укладке кристаллов.
В варианте осуществления материал 172 заполнения верхнего корпуса стабилизирует соединение между промежуточным блоком 130 и верхним корпусом 164.
Как можно видеть, смешанная укладка нижней микросхемы 150 и верхней микросхемы 158 была размещена, благодаря смещению 136 промежуточного блока, таким образом, что верхний корпус 164 не создает помеху для смешанной укладки. Следовательно, устройство из многослойной укладки микросхем типа PoP будет собрано с достаточным смещением 136 промежуточного блока для размещения высоты смещения многослойной укладки микросхем, которая может изменяться, в зависимости от конкретного варианта осуществления.
На фиг.2a показан вид сбоку в поперечном сечении установочной подложки и устройства 200 промежуточного блока для корпуса с многослойной укладкой кристаллов в соответствии с примерным вариантом осуществления. Устройство 200 аналогично устройству 103, показанному на фиг.1d и было обработано аналогично путем установки промежуточного блока 230 после подложки 210 корпуса.
Представлено устройство 200 с многослойной укладкой кристаллов. Устройство 200 с многослойной укладкой кристаллов включает в себя нижнюю микросхему 250 и верхнюю микросхему 258. В варианте осуществления нижняя микросхема 250 представляет собой процессор, и верхняя микросхема 258 представляет собой кристалл запоминающего устройства, который соединен с использованием технологии сквозных перемычек через кремний (TSV). Одиночная TSV 274 подробно показана внутри пунктирного круга. В варианте осуществления верхняя микросхема 258 представляет собой кэш запоминающего устройства уровня 2 (L2) (где L0 и L1 находятся внутри процессора 250), такого как статическое оперативное запоминающее устройство (SRAM) для процессора 250. Нижняя микросхема 250 и верхняя микросхема 258 являются 3-D схемами. Следовательно, устройство 200 с многослойной укладкой кристаллов включает в себя перевернутый кристалл 250, установленный на подложке корпуса 210 выше, и микросхему 258, соединенную способом TSV, расположенную над перевернутым кристаллом 250. Высота 236 смещения промежуточного блока 230, поэтому, позволяет разместить высоту конфигурации с многослойной укладкой кристаллов. Обработка нижней микросхемы 250 может быть выполнена с использованием любого варианта осуществления, описанного в отношении нижней микросхемы 150, представленной на фиг.1с и в других местах.
В варианте осуществления верхняя микросхема 258 представляет собой кристалл запоминающего устройства, такой как кристалл запоминающего устройства 258 оперативного запоминающего устройства (RAM). В варианте осуществления верхняя микросхема 258 представляет собой кристалл запоминающего устройства, такой как кристалл 258 динамического оперативного запоминающего устройства (DRAM). В варианте осуществления верхняя микросхема 258 представляет собой кристалл оперативного запоминающего устройства, такой как кристалл 258 статического запоминающего устройства (SRAM). В варианте осуществления верхняя микросхема 258 представляет собой кристалл запоминающего устройства, такой как кристалл 258 стираемого программируемого запоминающего устройства (EPROM). Другие конфигурации кристалла запоминающего устройства можно использовать в соответствии с определенным вариантом применения.
В варианте осуществления верхняя микросхема 258 включает в себя метку радиочастотного устройства (RF). В варианте осуществления верхняя микросхема 258 включает в себя радиочастотное устройство для беспроводной передачи данных.
В варианте осуществления процесса герметизация 262 укладки используется для изоляции укладки с многослойной укладкой кристаллов. Герметизация 262 укладки может использоваться также для защиты многослойной укладки кристаллов от воздействия окружающей среды и повреждений во время обработки. Герметизация 262 укладки также может использоваться для того, чтобы способствовать отводу тепла от многослойной укладки кристаллов. В варианте осуществления герметизация укладки не используется.
На фиг.2b показан вид сбоку в поперечном сечении устройства 201 PoP с многослойной укладкой кристаллов, которое было собрано из устройства, представленного на фиг.2a, после дополнительной обработки в соответствии с примерным вариантом осуществления. Нижняя микросхема 250 и верхняя микросхема 258 установлены внутри смещения 236 промежуточного блока, и верхний корпус 264 был установлен на верхнюю сторону 234 промежуточного блока 230. Верхний корпус 264 может иметь установочную подложку 270 для связи с нижней микросхемой 250 и/или верхней микросхемой 258. Верхний корпус представлен, как решение, обеспечивающее возможность TSV, такое, которое применяется производителем оригинального оборудования. В варианте осуществления устройства 200 с многослойной укладкой кристаллов, представленного на фиг.2a, предусмотрена возможность размещения верхнего корпуса 264, такого, как смартфон.
Можно видеть, что многослойные нижняя микросхема 250 и верхняя микросхема 258 были размещены с использованием смещения промежуточного блока 236 таким образом, что верхний корпус 264 не мешает многослойной микросхеме.
Детали, показанные и описанные со ссылкой на фиг.1e, также можно видеть при наблюдении аналогичных структур и промежутков, представленных на фиг.2b в соответствующих случаях.
Теперь можно понять, что обработка для получения устройства 201 PoP с многослойными микросхемами может быть аналогичной обработке для получения устройства 104 PoP с многослойной укладкой кристаллов, которое показано на фиг.1e.
В примерном варианте осуществления плотность ввода-вывода между нижней микросхемой 150 и верхней микросхемой 158 находится в диапазоне от 128 бит на кристалл (например, как в случае, когда верхняя микросхема 258 представляет собой кристалл DRAM) до 252 битов/кристалл. В одном примерном варианте осуществления, скорость ввода-вывода между процессором 250 и последующей микросхемой 258 составляет от 10 Гбит/с до 1 Тб/с (терабит в секунду). Вдоль участка кромки 10 миллиметров последующей микросхемы 250, такого, как устройство DRAM, общая полоса пропускания составляет от 160 Гбайт/с до 320 Гбайт/с. Будучи установленным в корпус, устройство 201 РоР имеет общую полосу пропускания корпуса от 640 Гбайт/с до 6400 Гбайт/с в соответствии с вариантом осуществления, где процессор 250 и последующая микросхема 258 каждая может работать приблизительно на 256 битов или больше. Скорость ввода-вывода может быть ниже, чем 10 Гбит/с (например, ниже 7 Гбит/с), в случае, когда заданное приложение может использоваться в этом диапазоне.
На фиг.3a показан вид сбоку в поперечном сечении устройства 300 со смешанными кристаллами во время обработки в соответствии с примерным вариантом осуществления. Нижнюю микросхему 350 помещают на подложку 310 корпуса, которая может быть аналогична подложке 110 корпуса, представленной на фиг.1c. В варианте осуществления нижняя микросхема 350 представляет собой перевернутый кристалл 350, который был соединен с переворачиванием, с массивом шариковых выводов для микросхемы, один электрический вывод которого обозначен здесь номером 352. В варианте осуществления нижнее заполнение 354 используется для усиления соединения между нижней микросхемой 350 и подложкой 310 корпуса. В варианте осуществления обработки выполняют оплавление электрических выступов 352 во время одновременного отверждения нижнего заполнения 354.
Обработка нижней микросхемы 350 может быть выполнена с помощью любого варианта осуществления, раскрытого в отношении нижних микросхем 150, 250, и в других местах, представленных в данном раскрытии.
На фиг.3b показан вид сбоку в поперечном сечении устройства, представленного на фиг.3a, после дополнительной обработки в соответствии с вариантом осуществления. Устройство 301, показанное на фиг.3b, было подвергнуто дополнительной обработке для получения устройства 301 со смешанной укладкой, которая представлять собой часть устройства PoP с многослойной укладкой кристаллов. Устройство 301 со смешанной укладкой включает в себя клей 356 между кристаллами, который был сформирован на нижней микросхеме 350, и верхнюю микросхему 358 установили на клей 356. Верхняя микросхема 358 удерживается нижней микросхемой 350.
В варианте осуществления верхняя микросхема 358 соединена с подложкой 310 корпуса проводными соединениями, одно из которых обозначено номером 360 ссылочной позиции. Следовательно, устройство 301 смешанной укладки включает в себя перевернутый кристалл 350, установленный на подложке 310 корпуса, и кристалл 358, соединенный проводными линиями, который расположен над перевернутым кристаллом 350. Высота 336 смещения будет согласована по высоте смещения промежуточного блока при дальнейшей обработке. Очевидно, что сборка смешанной укладки предшествует сборке промежуточного блока на подложке 310 корпуса.
Аналогично варианту осуществления устройства укладки со смешанными кристаллами, показанному на фиг.1d, промежуточный блок, который должен быть собран, должен соответствовать высоте укладки со смешанными кристаллами, которая включает в себя проводные соединения 360, а также верхнюю микросхему 358, а также клей 356, нижнюю микросхему 350 и смещение, сформированное электрическими выступами 352. В варианте осуществления не используется герметизация укладки.
В варианте осуществления нижняя микросхема 350 представляет собой процессор, и верхняя микросхема 358 представляет собой RF устройство. Укладка по смешанными кристаллами может использоваться в беспроводном коммуникаторе, таком как смартфон. Детали, показанные и описанные со ссылкой на ранее раскрытые варианты осуществления, также могут быть видны при наблюдении аналогичных структур и промежутков, представленных на фиг.3b, в соответствующих случаях. Кроме того, ранее раскрытые возможности по размещению элементов I/O и полосы пропускания могут быть выведены в отношении вариантов осуществления PoP с многослойными микросхемами, представленными и описанными со ссылкой на фиг.3b.
На фиг.4 показан вид сбоку в поперечном сечении устройства 400 промежуточного блока для корпуса с многослойной укладкой кристаллов в соответствии с примерным вариантом осуществления. Устройство 400 аналогично устройству 200, показанному на фиг.2a, за исключением того, что сборка промежуточного блока осуществляется после сборки многослойных кристаллов 450 и 458.
Представлено устройство 400 с многослойными микросхемами. Устройство 400 с многослойными микросхемами включает в себя нижнюю микросхему 450 и верхнюю микросхему 458. В варианте осуществления нижняя микросхема 450 представляет собой процессор, и верхняя микросхема 458 представляет собой кристалл запоминающего устройства, который соединен с использованием технологии сквозных отверстий через кремниевую подложку (TSV). Одиночная TSV 474 детально показана внутри пунктирного круга. В варианте осуществления верхняя микросхема 558 представляет собой кэш запоминающего устройства уровня 2 (L2) (где L0 и L1 находятся внутри процессора 450), такого как статическое оперативное запоминающее устройство (SRAM) для процессора 450. Обработка нижней микросхемы 450 может быть выполнена с использованием любого варианта осуществления, раскрытого в отношении нижних микросхем 150, 250, 350, и в любых других местах, представленных в данном раскрытии.
Следовательно, устройство 400 с многослойной укладкой кристаллов включает в себя перевернутый кристалл 450, установленный на подложке 410 корпуса, и микросхему 458, соединенную способом TSV, расположенную над перевернутым кристаллом 450. Высота 436 смещения с многослойной укладкой кристаллов 450 и 458 будет согласована с помощью промежуточного блока, который будет собран. Промежуточный блок, поэтому, позволяет разместить высоту конфигурации с многослойной укладкой кристаллов.
В варианте осуществления верхняя микросхема 458 представляет собой кристалл запоминающего устройства, такого, как кристалл 458 оперативного запоминающего устройство (RAM). В одном варианте осуществления верхняя микросхема 458 представляет собой кристалл запоминающего устройства, такой как кристалл 458 динамического оперативного запоминающего устройства (DRAM). В варианте осуществления верхняя микросхема 458 представляет собой кристалл запоминающего устройства, такой как кристалл 458 статического оперативного запоминающего устройства (SRAM). В варианте осуществления верхняя микросхема 458 представляет собой кристалл запоминающего устройства, такой как кристалл 458 стираемого программируемого запоминающего устройства (EPROM). Другие конфигурации кристалла запоминающего устройства могут использоваться в соответствии с конкретным вариантом применения.
В варианте осуществления верхняя микросхема 458 включает в себя метку радиочастотного устройства (RF). В одном варианте осуществления верхняя микросхема 458 включает в себя радиочастотное устройство для беспроводной передачи данных. В варианте осуществления процесса герметизация многослойной укладки применяется внутри выемки, которую промежуточный блок формирует вокруг многослойной укладки микросхем.
Детали, показанные и описанные со ссылкой на ранее раскрытые варианты осуществления, также можно видеть при наблюдении аналогичных структур и промежутков, представленных в позиции 4 в соответствующих случаях. Кроме того, ранее раскрытые возможности по размещению элементов I/O и полосы пропускания можно наблюдать в отношении вариантов осуществления PoP с многослойной укладкой кристаллов, представленных и описанных со ссылкой на фиг.4.
На фиг.5 показан вид сбоку в поперечном сечении устройства 500 смешанных кристаллов, которое поддерживает устройство типа корпус на корпусе в соответствии с данным вариантом осуществления. Устройство 500 смешанных кристаллов включает в себя нижнюю микросхему 550, верхнюю микросхему 558 и промежуточную микросхему 551. Верхняя микросхема 558 и промежуточная микросхема 551 поддерживаются нижней микросхемой 550. Нижняя микросхема 550 представляет собой перевернутый кристалл, который можно рассматривать как первую микросхему, промежуточная микросхема 551 представляет собой микросхему, соединенную способом TSV, которую можно рассматривать, как вторую микросхему 551, и верхняя микросхема 558 представляет собой микросхему, соединенную по проводам, которую можно называть последующей микросхемой 558. В варианте осуществления количество микросхем, соединенных способом TSV, расположенных непосредственно над нижней микросхемой 550, находится в диапазоне от 2 до 8, после верхней микросхемы 556. Обработка нижней микросхемы 550 может быть выполнена с использованием любого варианта осуществления, раскрытого в отношении нижних микросхем, представленных в данном раскрытии.
В варианте осуществления верхняя микросхема 558 соединена с подложкой 510 корпуса с помощью проводных соединений, одна из которых обозначена номером 560 ссылочной позиции. Высота 536 смещения промежуточного блока 530, поэтому, позволяет разместить высоту набора смешанных кристаллов, которая включает в себя проводные соединения 560, а также верхнюю микросхему 558, промежуточную микросхему 551, нижнюю микросхему 550 и смещение, сформированное электрическими выступами и клеем между микросхемами и прокладками, как показано на чертежах.
В варианте осуществления процесса герметизирующее покрытие 562 укладки наносят для изоляции укладки смешанных кристаллов и для дополнительного предотвращения движения соединительных проводов 560. Герметизирующее покрытие 562 укладки также может использоваться для защиты укладки смешанных кристаллов от окружающей среды и от опасности повреждения во время дальнейшей обработки. Герметизирующее покрытие 562 укладки также может использоваться для того, чтобы способствовать отводу тепла от укладки со смешанными кристаллами. В варианте осуществления герметизирующее покрытие укладки не используется.
В одном варианте осуществления первая микросхема 550 представляет собой процессор, промежуточная микросхема 551 представляет собой микросхему TSV RAM, и верхняя микросхема 558 представляет собой устройство RF. Укладка из смешанных кристаллов может использоваться в беспроводном коммуникаторе, таком как смартфон.
Детали, иллюстрируемые и описанные со ссылкой на ранее раскрытые варианты осуществления, также могут быть видны при наблюдении аналогичных структур и промежутков, представленных на фиг.5, в соответствующих случаях. Кроме того, раскрытые ранее элементы I/O и возможности по полосе пропускания могут быть определены в отношении вариантов осуществления PoP с многослойной укладкой кристаллов, представленных и описанных со ссылкой на фиг.5.
На фиг.6 показан вид сбоку в поперечном сечении устройства 600 со смешанными кристаллами, которое поддерживает устройство PoP со смешанными кристаллами, в соответствии с вариантом осуществления. Устройство 600 со смешанными кристаллами включает в себя нижнюю микросхему 650, верхнюю микросхему 659 и несколько промежуточных микросхем 651, 653 и 658. Верхняя микросхема 659 и промежуточные микросхемы 651, 653 и 658 поддерживаются нижней микросхемой 650. Обработка нижней микросхемы 650 может быть выполнена с помощью любого варианта осуществления, раскрытого со ссылкой на нижние микросхемы, представленные в данном раскрытии.
Устройство 600 со смешанными кристаллами представляет собой вариант осуществления с множеством микросхем TSV и множеством микросхем с проводными соединениями. Нижняя микросхема 650 представляет собой перевернутый кристалл, который можно назвать первой микросхемой. Промежуточная микросхема 651 представляет собой микросхему соединенную TSV, которая может называться второй микросхемой 651. Промежуточная микросхема 653 представляет собой микросхему соединенную TSV, которая может называться третьей микросхемой 653. Промежуточная микросхема 658 представляет собой микросхему, соединенную проводами, которую можно назвать четвертой микросхемой 658. И верхняя микросхема 659 представляет собой микросхему, соединенную проводами, которая может называться последующей микросхемой 659. В одном варианте осуществления количество микросхем, соединенных TSV, расположенных непосредственно над нижней микросхемой 550 и ниже микросхемы 658 с проводными соединениями находится в диапазоне от 2 до 8.
В варианте осуществления, как микросхема 658 с проводными соединениями, так и микросхема 559 с проводными соединениями, соединены с подложкой 610 корпуса с помощью проводных соединений 660 и 661, соответственно. Высота 636 смещения промежуточного блока 630, поэтому, позволяет разместить высоту укладки смешанных кристаллов, которые включают в себя проводные соединения 660 и 661, а также всю укладку микросхем и электрических столбиков, и клей между микросхемами, а также прокладок, как показано.
В варианте осуществления процесса герметизирующее покрытие 662 укладки нанесли для изоляции укладки смешанных кристаллов и для дополнительного предотвращения движения соединительных проводов 660 и 661. Герметизирующее покрытие 662 укладки может использоваться также для защиты укладки смешанных кристаллов от окружающей среды и опасности повреждения при обработке. Герметизирующее покрытие 662 укладки также может использоваться для того, чтобы способствовать отводу тепла от укладки из смешанных кристаллов. В варианте осуществления герметизирующее покрытие укладки не используется.
Детали, представленные и описанные со ссылкой на ранее раскрытые варианты осуществления, также можно видеть при наблюдении аналогичных структур и промежутков, представленных на фиг.6, в соответствующих случаях. Кроме того, ранее раскрытые возможности по размещению элементов I/O и полосы пропускания можно предположить в отношении вариантов осуществления PoP с многослойной укладкой кристаллов, как представлено и описано на фиг.6.
На фиг.7 показан вид сбоку в поперечном сечении устройства 700 со смешанными кристаллами, которое поддерживает устройство типа корпус на корпусе, в соответствии с вариантом осуществления. Устройство 700 со смешанными кристаллами включает в себя нижнюю микросхему 750, верхнюю микросхему 759 и несколько промежуточных микросхем 751, 753 и 758. Верхняя микросхема 759 и промежуточные микросхемы 751, 753 и 758 удерживаются с помощью нижней микросхемы 750. Устройство 700 со смешанными кристаллами представляет собой вариант осуществления с множеством микросхем TSV и множеством микросхем с проводными соединениями, где микросхема с проводными соединениями находится ниже микросхемы TSV.
Нижняя микросхема 750 представляет собой перевернутый кристалл, который может называться первой микросхемой. Промежуточная микросхема 751 представляет собой микросхему, соединенную TSV, которая может называться второй микросхемой 751. Промежуточная микросхема 758 представляет собой микросхему, соединенную проводами, которая может называться третьей микросхемой 758. Промежуточная микросхема 753 представляет собой микросхему, соединенную TSV, которая может называться четвертой микросхемой 753. И верхняя микросхема 759 представляет собой микросхему, соединенную проводами, которая может называться последующей микросхемой 759. В варианте осуществления вторая микросхема 751 представляет собой микросхему кэш запоминающего устройства, которая поддерживает нижнюю микросхему 750. Обработка нижней микросхемы 750 может быть выполнена с использованием любого варианта осуществления, раскрытого в отношении нижней микросхемы, представленной в данном раскрытии.
В варианте осуществления четвертая микросхема 753 представляет собой микросхему кэш запоминающего устройства TSV, которая поддерживает последующую микросхему 759. В примерном варианте осуществления устройство 700 со смешанными кристаллами представляет собой часть устройства PoP с многослойной укладкой кристаллов, такого как суперсмартфон. Нижняя микросхема 750 в данном варианте осуществления представляет собой процессор, и вторая микросхема 751 представляет собой кэш запоминающего устройства. Промежуточная микросхема 758 представляет собой устройство с проводными соединениями для обработки передачи данных в режиме онлайн. Верхняя микросхема 759 представляет собой микросхемы системы глобальной навигации (GPS), которая установлена на четвертую микросхему 753, которая действует, как кэш для микросхемы 759 GPS. Кроме того, в примерном варианте осуществления, верхний корпус….
В варианте осуществления четвертая микросхема 753 используется, как поддержка и интерфейс между промежуточной микросхемой 758 и верхней микросхемой 759. Например, четвертая микросхема 753 имеет TSV, которая обеспечивает возможность непосредственной передачи данных между верхней микросхемой 759 и промежуточной микросхемой 758.
В варианте осуществления, как микросхема 758 с проводными соединениями, так и микросхема 759 с проводными соединениями, соединены с подложкой 710 корпуса с помощью проводных соединений 760 и 761, соответственно. Высота 736 смещения промежуточного блока 730, поэтому, обеспечивает размещение высоты укладки со смешанными кристаллами, которая включает в себя проводные соединения 760 и 761, а также полную укладку микросхем и электрические выступы, а также клей между микросхемами и прокладки, как представлено.
В варианте осуществления процесса герметизирующее покрытие 762 укладки было нанесено для изоляции укладки из смешанных кристаллов и для дополнительного предотвращения движения соединительных проводов 760 и 761. Герметизирующее покрытие 662 укладки можно использовать также для защиты укладки смешанных кристаллов от воздействия окружающей среды от опасности во время дальнейшей обработки. Герметизирующее покрытие 762 укладки также можно использовать для того, чтобы способствовать отводу тепла от укладки со смешанными кристаллами. В варианте осуществления герметизирующее покрытие укладки не используется.
Детали, представленные и описанные со ссылкой на ранее раскрытые варианты осуществления, также можно видеть при рассмотрении аналогичных структур и промежутков, представленных на фиг.6 соответствующим образом. Кроме того, ранее раскрытые возможности по размещению элементов ввода/вывода и полосы пропускания можно видеть со ссылкой на варианты осуществления PoP с многослойной укладкой кристаллов, представленные и описанные со ссылкой на фиг.6.
На фиг.8 представлена блок-схема 800 и последовательности операций процесса и способа в соответствии с примерным вариантом осуществления.
На этапе 810 процесс включает в себя, формируют промежуточный блок на подложке корпуса. Промежуточный блок выполнен так, что он имеет величину смещения, которая соответствует укладке микросхем, которые должны быть размещены на подложке корпуса.
На этапе 820 процесс включает в себя, формируют укладку микросхем на подложке корпуса. В случае, когда процесс 820 предшествует процессу 810, промежуточный блок размещают на подложке корпуса после формирования укладки микросхем, В случае, когда процесс 820 следует после процесса 810, укладку микросхем формируют внутри выемки, оставленной промежуточным блоком. В варианте осуществления процесс начинается на этапе 810 и заканчивается на этапе 820.
На этапе 830 процесс включает в себя, наносят герметизирующее покрытия на укладку для изоляции укладки микросхем. В варианте осуществления процесс начинается на этапе 810 и заканчивается на этапе 830.
На этапе 840 процесс включает в себя формирование верхнего корпуса на промежуточном блоке. В варианте осуществления процесс начинается и заканчивается на этапе 840.
На фиг.9 показана схема компьютерной системы 900 в соответствии с вариантом осуществления. Компьютерная система 900 (также называемая электронной системой 900), как представлено, может воплощать устройство PoP с многослойной укладкой кристаллов в соответствии с любым из нескольких раскрытых вариантов осуществления и их эквивалентами, как указано в данном раскрытии. В варианте осуществления электронная система 900 представляет собой компьютерную систему, которая включает в себя системную шину 920 для электрического соединения различных компонентов электронной системы 900. Системная шина 920 представляет собой одиночную шину или любую комбинацию шин в соответствии с различными вариантами осуществления. Электронная система 900 включает в себя источник 930 напряжения, который обеспечивает питание для интегральной схемы 910. В некоторых вариантах осуществления, ток от источника 930 напряжения подают в интегральную схему 910 через системную шину 920.
Интегральная схема 910 электрически соединена с системной шиной 920 и включает в себя любую схему или комбинацию схем в соответствии с вариантом осуществления. В варианте осуществления интегральная схема 910 включает в себя процессор 912, который может быть любого типа. Как используется здесь, процессор 912 может означать схему любого типа, такую как, но без ограничений, микропроцессор, микроконтроллер, графический процессор, цифровой сигнальный процессор или другой процессор. В другом варианте осуществления, в качестве кэш запоминающего устройства процессора используется SRAM. Другие типы схем, которые могут быть включены в интегральную схему 910, представляют собой специализированные интегральные микросхемы (ASIC), или такие как схема 914 обмена данными, предназначенная для использования в беспроводных устройствах, таких как сотовые телефоны, пейджеры, портативные компьютеры, устройства двухсторонней радиосвязи и аналогичные электронные системы. В варианте осуществления процессор 910 включает в себя запоминающее устройство 916 на кристалле, такое как статическое оперативное запоминающее устройство (SRAM), и SRAM может включать в себя ячейку 6T SRAM с независимыми участками S/D доступа и областями сброса. В варианте осуществления процессор 910 включает в себя встроенное в кристалл запоминающее устройство 916, такое как встроенное динамическое оперативное запоминающее устройство (eDRAM).
В варианте осуществления электронная система 900 также включает в себя внешнее запоминающее устройство 940, которое, в свою очередь, может включать в себя один или больше элементов запоминающего устройства, пригодных для определенного применения, таких как главное запоминающее устройство 942 в форме RAM, одно или больше твердотельных устройств 944, и/или один или больше приводов, которые позволяют обрабатывать съемные носители 946, такие как дискеты, компакт-диски (CD), цифровые универсальные диски (DVD), приводы запоминающего устройства типа флэш и другие съемные носители, известные в данной области техники. Внешнее запоминающее устройство 940 также может представлять собой встроенное запоминающее устройство 948, такое как микроэлектронный кристалл, встроенный в подложку установки процессора в соответствии с вариантом осуществления.
В варианте осуществления электронная система 900 также включает в себя устройство 950 дисплея, выход 960 ауди сданных. В варианте осуществления электронная система 900 включает в себя устройство ввода данных, такое как контроллер 970, который может представлять собой клавиатуру, мышь, шаровой манипулятор, игровой контроллер, микрофон, устройство распознавания голоса или любое другое устройство ввода данных, которое вводит информацию в электронную систему 900.
Как показано здесь, интегральная схема 910 может быть воплощена во множестве разных вариантов осуществления, включая в себя устройство PoP с многослойной укладкой кристаллов в соответствии с любым из нескольких раскрытых вариантов осуществления и их эквивалентами, электронную систему, компьютерную систему, один или больше способов изготовления интегральной схемы, и один или больше способов изготовления электронного узла, который включает в себя устройство PoP с многослойной укладкой кристаллов в соответствии с любыми из нескольких раскрытых вариантов осуществления, как представлено здесь в различных вариантах осуществления и их эквивалентах, известных в предшествующем уровне техники. Элементы, материалы, конфигурации, размеры и последовательность операций все могут изменяться так, чтобы они соответствовали определенным требованиям соединительных элементов ввода-вывода, включая в себя значения подсчета контактов массива, конфигурацию контактов массива для микроэлектронного кристалла, внедренного на подложку установки процессора в соответствии с любыми из нескольких раскрытых вариантов осуществления устройства PoP с многослойной укладкой кристаллов и их эквивалентами.
Реферат предусмотрен в соответствии с 37 C.F.R. §1.72 (b), которая требует наличии реферата, который позволяет читателю быстро установить природу и суть технического раскрытия. Он представлен с пониманием того, что он не будет использоваться для интерпретации или ограничения объема, или, значения формулы изобретения.
В представленном выше "Подробном описании изобретения" различные свойства сгруппированы вместе в одном варианте осуществления с целью выбора оптимальной структуры раскрытия. Такой способ раскрытия не следует интерпретировать, как отражающий намерения того, что заявленные варианты осуществления изобретения требуют большего количества свойств, чем в явной форме описано в каждом пункте формулы изобретения. Скорее, как отражают следующие пункты формулы изобретения, предмет изобретения находится в менее чем во всех свойствах одного раскрытого варианта осуществления. Таким образом, следующая формула изобретения представлена в "Подробном описании изобретения", и каждый пункт формулы изобретения представляет собой самостоятельный и отдельный предпочтительный вариант осуществления.
Для специалиста в данной области техники будет совершенно понятно, что различные другие изменения в деталях, материале и компоновках частей и в этапах способа, которые были описаны и представлены для пояснения природы настоящего изобретения, могут быть выполнены без отхода от принципов и объема изобретения, как оно выражено в присоединенной формуле изобретения.