[发明专利]多芯片模块及其制法

说明书

在多芯片模块(MCM)中，“超级”芯片(110N)贴附至多个“平面”芯片(110F’)(“超级”以及“平面”芯片可以为任何芯片)上。超级芯片位于布线板(WB)上方，但位于至少一些平面芯片(110F)下方。平面芯片重叠于超级芯片上。更进一步，平面芯片的低速IO可藉由长形直接连接件(例如接合线(例如BVAs)或焊料堆叠)以连接WB；这些连接件可与超级芯片并列设置。这些连接件可以为长的，所以超级芯片并不需要薄化。此外，如果省略基板穿孔(TSV)，制造产量为高的且制造成本低。提供结合短及长形直接连接件的其它结构，以取得期望的物理以及电性特性。

技术领域

本发明有关于一种集成电路，特别是一种多芯片模块(MCMs)。

相关申请的交叉引用

本申请于要求2014年9月5日提交的美国临时申请案第62/046,395号的优先权，其以引用方式并入本文。

背景技术

下列文件关于集成电路，可作为本案的先前技术文献：

尚未授权的美国专利公开案2009/0267238(2009年10月29日；发明人Joseph等人)。

尚未授权的美国专利公开案2012/0020027(2012年1月26日；发明人Dungan等人)。

多芯片模块(MCM)为多个元件之一组件，其包含至少一集成电路(IC)，使得此组件可使用作为一单一半导体集成电路。常见的(非多芯片)半导体集成电路可制作成晶圆或形成于晶圆上的晶粒(单晶IC)，并在后续制程中(当切割芯片时)将晶粒与晶圆分离；在一晶圆上可同时制造出多个IC。IC、可能的离散电路以及其他可能的元件(例如非半导体封装基板，其包含印刷电路板、中介层以及其他相似元件等)可组装于MCM上。在本发明中，单字“晶粒(die)”以及“芯片(chip)”为同义词。

第1图绘示MCM包含多个晶粒110(110F.1与110F.2等)贴附至封装基板120上，举例来说，封装基板120可为布线板(WB)或中介层，布线板(WB)例如印刷电路板(PCB)。WB 120具有互连多个晶粒的互连线(图中未显示)。MCM可结合不同形态的晶粒以及第1图所绘示的形态的晶粒。在此示例中，120包含一CPU(中央处理单元)110F.1；一IVR晶粒(交谈式语音辨识器)110F.2；一音频芯片110F.3，其可包含麦克风及/或扩音器及/或音频讯号处理电路；一电源管理集成电路(PMIC)110F.4；致动器晶粒110F.5；一射频(RF)通讯晶粒110F.6；一图形处理单元(GPU)110F.7；一光学晶粒110F.8(例如光转换器及/或处理电路)、一固态硬碟(SSD)110F.9；随机读取存储器(RAM)110F.10；数位讯号处理器(DSP)110F.11；感测芯片110F.12(例如光学感测器、压力感测器或其他型态的感测器)。在本发明中，我们将CPU、IVR以及其他显示于图式中的晶粒称为“功能晶粒(function die)”。

为了降低制造成本，WB可使用有机材料(例如绝缘聚合物)及/或陶瓷及/或玻璃及/或复合材料制造。此类WB可使用模制、印刷或其他技术便宜地制造。例如，WB可以为积层陶瓷、有机材料或复合材料层的叠层，每一层上具有一起形成一互连网的复数个导电线，此互连网互连至贴附至晶粒上的WB的接触垫(图中未显示)。此类WB的制造成本较由硅制造的WB便宜。然而，最小尺寸的有机、陶瓷或复合WB通常大于硅芯片的尺寸。特别是，最小互连线的宽度以及互连线之间的相隔距离可能为硅芯片的1000倍。这样事实的部分原因在于，许多有机材料、陶瓷材料以及复合材料无法像抛光硅芯片一样平坦，亦即它们具有一粗糙表面；因此，造成光刻较不精准。更进一步，此类WB时常使用较光刻粗略且便宜的方法图案化，例如网版印刷法(screen printing)或雷射剥离法(laser ablation)。此外，导电物或其他元件的厚度可大于硅芯片。为了方便参照，我们将这类WB称为“粗糙WB”。除非另有说明，否则“WB”用语包含粗糙以及非粗糙(例如半导体或玻璃)WB。