[发明专利]小形状因数系统级封装中嵌入组件的设备和方法

说明书

技术领域

一般来说，本发明涉及集成电路设计，更具体来说，涉及小形状因数(SFF: small-form-factor)系统级封装(SOP: system-on-package)体系结构，该体系结构具有SFF-SOP环境中改进性能、集成热管理和干扰抑制中的一个或多个。

背景技术

移动平台尺寸变得更小并且结合有用于有效通信的更多电子和无线功能性。为了将所有预期电子功能性包含到未来的小形状因数(SFF)移动平台中，正在开发嵌入式系统级封装(SOP)体系结构。

当前，不同的有源组件以及无源组件嵌入技术正在使用多层衬底材料和空腔进行开发。使用不适合嵌入射频(RF)功能性的低成本材料来开发装置嵌入技术。正在开发一些嵌入‘集成-无源-装置’的方法，它们可增加制造和组装的成本，这倾向于使使用低成本材料系统的目的最小。此外，RF性能和尺寸减小对于多标准无线系统仍然难以实现。RF-IPD(集成无源装置)正在硅、低温共烧陶瓷(LTCC)、玻璃或其它材料上使用，并且被嵌入低成本材料系统以供RF连接。这可能显著增加组装和制造的成本，并且在其它组件紧挨着嵌入或屏蔽(shield)之后使复合(complex)无源结构的性能降级/改变。

另一方面，正使用高性能材料，发觉它们具有比数字衬底材料更高的成本。这些材料可在多层材料环境中嵌入复合RF无源设计。在当前SOP结构中尚未解决热和噪声管理问题。SFF-SOP环境中用于噪声抑制的常规电磁带隙(EBG)结构将倾向于消耗极大空间，并且将增加总SOP尺寸。这两种方式也都遭遇串扰(cross-talk)热问题。

发明内容

本发明一方面提供一种设备，包括：小形状因数移动平台，包括系统级封装体系结构，所述系统级封装体系结构设置为层的叠层(stack)。所述层的叠层包括：具有第一适形(conformable)材料的第一层；具有第二适形材料的第二层；具有第三材料的第三层；以及嵌入所述层的叠层中的一个或多个电子组件，其中，所述第一适形材料、所述第二适形材料或者两者配置成允许高频信号路由(routing)。

本发明另一方面提供一种方法，包括下列步骤：形成包括系统级封装体系结构的小形状因数移动平台，所述系统级封装体系结构设置为层的叠层。所述方法包括： 提供第一适形材料的第一层；提供第二适形材料的第二层；提供第三材料的第三层；以及将一个或多个电子组件嵌入所述层的叠层中，其中，所述第一适形材料、所述第二适形材料或者两者配置成允许高频信号路由。

附图说明

图1根据本发明的各个实施例示出具有形成材料叠层的高性能和低性能聚合物层的SOP的截面。

图2根据本公开的各个方面示出具有形成材料叠层的高性能和低性能聚合物层的SOP的另一截面。

图3a根据本公开的各个方面示出包括嵌入式隔离结构的SOP的截面。

图3b示出沿图3a的线条A和B截取的垂直间歇(periodic)微通孔结构A和B。

图3c示出沿图3a的线条C截取的水平间歇结构。

具体实施方式

高性能材料：高性能材料是一种相对于低性能材料的性质提供包括低损耗和低热膨胀系数(CTE)特性的优良电气性质的材料。

根据本公开的各个方面，公开一种包括含有系统级封装体系结构的小形状因数移动平台的设备，该系统级封装体系结构设置为层的叠层，其包括：具有第一适形(conformable)材料的第一层；具有第二适形材料或者任何其它刚性有机材料的第二层；具有第三材料的第三层；以及嵌入层的叠层中的一个或多个电子组件，其中第一适形材料、第二适形材料或者两者配置成允许高频信号路由(routing)。

根据本公开的各个方面，该设备还可包括配置成耗散从一个或多个电子组件生成的热量的散热元件，其中散热元件设置在第一与第二层之间。散热元件可包括例如金属的高传导率材料或者定向导体。高传导率金属可从由铜、铝、作为散热器材料的KOVAR、青铜、碳化硅或者例如金或银的其它材料组成的组中选取，并且定向导体可包括配置成沿二维平面耗散热量的石墨。此外，该设备可包括其中第一适形材料和第二适形材料是相同材料或者是不同材料的特征。此外，该设备可包括其中第一适形材料、第二适形材料或者两者包括例如液晶聚合物的聚合物或者可以是刚性有机或聚合物材料的特征。