JP6873147B2 - 3d電子モジュールの小型化チップオンチップ相互接続の方法 - Google Patents
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Description
− 4つの小さいチップの積層体については(6mm+(2×2mm))×(6mm+(2×2mm))=100mm2の水平面積が得られ、一方、WDodを使用すると、チップの周りに100μm存在し、それは6.2×6.2=38.5mm2の、すなわちCoC技術を使用する面積よりも2.5倍小さい面積を与え、
− 少なくとも1つの大きいチップを有する4つのチップの積層体については(9mm+(2×2mm))×(9mm+(2×2mm))=169mm2の水平面積が得られ、一方WDoDは、9.2×9.2=84.6mm2の、すなわちCoC技術を使用する面積よりも2倍小さい面積を与える。
A)相互接続回路の上に電子ダイを積層し、垂直平面において傾斜したボンディングワイヤを得るように、ボンディングワイヤを用いて相互接続回路と同じレベルに位置するメタライズ基板にチップ(または複数のチップ)のパッドを接続するステップであって、所定の積層体が得られるまで、先行する積層体の上に新しい電子ダイを積層してこのステップを繰り返す、ステップと、
B)エポキシ樹脂を堆積させて、積層体および積層体のボンディングワイヤ、ならびに相互接続回路をオーバーモールドするステップと、
C)積層体の外側に位置する垂直平面に沿って樹脂を垂直に切断して、複数のパッケージを得るステップと
を含むことと、
それが、各パッケージに対して個別に実行される以下のステップ:垂直バスを形成し3D電子モジュールを得るように、パッケージの垂直面をメタライズしエッチングするステップを含むことと
を特徴とする方法である。
A)相互接続回路の上に電子ダイを積層し、垂直平面において傾斜したボンディングワイヤを得るように、ボンディングワイヤを用いて相互接続回路と同じレベルに位置するメタライズ基板にチップ(または複数のチップ)のパッドを接続するステップであって、所定の積層体が得られるまで、先行する積層体の上に新しい電子ダイを積層してこのステップを繰り返す、ステップと、
B)エポキシ樹脂を堆積させて、積層体および積層体のボンディングワイヤ、ならびに相互接続回路をオーバーモールドするステップと、
C)積層体の外側に樹脂を貫いてビアを穿ち、ビアをメタライズして垂直バスを形成するステップと、
D)ビアの向こう側の垂直平面に沿って樹脂を垂直に切断して、複数のパッケージを得るステップと
を含む。
− 図3に示されるように、樹脂5中にオーバーモールドされたアセンブリを平面Dに沿ってダイシングするときPCBがそれ自体ダイシングされるように、積層体4の水平面積よりも大きい水平面積を有する、標準的なPCB2a、すなわちボンディングワイヤのないPCBであって、PCB2aと、チップ1からつながり積層体の切断面の表面に現れるボンディングワイヤ15の断面151との間の垂直相互接続は、切断面151に接続され、PCBに含まれる金属導体21と合流する、垂直バス41を形成することによってなされる。
− 宇宙応用を含む、ある一定の用途については、PCBをダイシングしないことが好ましい。その場合、積層体4の他のワイヤ15と整合するように、PCBの周囲に配列される接続パッド20からつながるボンディングワイヤ25を有するPCB2bが使用される。垂直相互接続はそのとき、PCBの導体21を通過することなく、ワイヤのすべての断面151、251の間でなされる。
・図3および4に示されるように、埋込みダイプロセスによる現在の傾向である、PCBに埋め込まれ、
・リフローソルダリングおよび/またはワイヤボンディングによって、PCBまたはアルミナ基板の裏側(=最下部)に取り付けられ、それから平らな表面を有するようにオーバーモールドされ、上側は、チップオンチップチップのワイヤボンディングのために使用される。
A)例えばエポキシ接着剤などの、接着剤12を用いて相互接続回路2の上にダイ16を積層し、斜めのボンディングワイヤ、すなわち図2bに示されるように垂直平面zにおいて傾斜したワイヤを得るように、電気的ボンディングワイヤ15を介して、PCB2上に配置されたメタライズ基板6にダイ16のチップ(または複数のチップ)のパッド10を接続するステップであって、少なくとも2つのダイの、および通常4〜9個のダイを含む、ダイの所定の積層体を得るまで、下層のダイの上に新しいダイを積層することによってこのステップを繰り返す。キャリア基板6はPCB2の一部を形成してもよいが、その機能はさまざまなワイヤ15のためのはんだバンプ30を支持することだけであるから、PCBのような複数の相互接続レベルを必要としない、より単純なキャリアを使用する方がより安価である。ニッケルまたは金でメタライズされた銅シートなどの、金属キャリア6で十分である。
B)エポキシ樹脂5を堆積させて、斜めのボンディングワイヤ15(および任意選択で25)を有する積層体4と、PCB2とをオーバーモールドするステップ、
C)積層体の外側に位置する4つの垂直切断面に沿って樹脂5を切断して、複数のパッケージを得るステップ。ワイヤ15のセットの断面は、モジュールの1つ、2つ、3つまたは4つの面に出現し、ボンディングワイヤは、対応する切断面において斜角を形成する。
C’)積層体4の外側に、ステップBで堆積した樹脂5を貫いて垂直ビアを穿ち、ボンディングワイヤ15は図5bに示されるようにこれらのビアと斜角を形成し、ビアをメタライズして、ボンディングワイヤの断面をPCBに接続するための垂直バス41を形成するステップ。図5aに示されるように、それらは平行平面に任意選択で配置される。この技法は、仏国特許第2 895 568号明細書および同第2 923 081号明細書(発明者:Christian Val)で説明される。使用されるPCBに応じて、ビアは、ボンディングワイヤのない標準的なPCBの場合にはPCBを貫いて穿たれ、またはボンディングワイヤを有するPCBの場合にはPCBとメタライズ基板との間に穿たれる。
D’)Dに沿って、ビアの向こう側でアセンブリを垂直にダイシングして、複数の3D電子モジュールを得るステップ。
− 最初のダイ16のチップ(最下部の、チップ11)に対応する導電体は、長さがL1’+L2’+L3’であり、式中L1’+L2’は、チップのパッド101から金属バス41との合流点までつながる非直線的なワイヤ15の長さであり、L3’はこの合流点とPCB2aの導体21との間のバス41に沿った距離であり、
− 最後のダイ16のチップ(最上部の、チップ14、中間のダイは示されていない)に対応する導体は、長さがL1+L4+L3’であり、式中L1は、チップのパッド104から同じ金属バス41との合流点までつながる直線的なワイヤ15の長さであり、L4+L3’は、この合流点とPCB2aの導体21との間のバス41に沿った距離である。
L1’+L2’=L1+L4
を与えるようにL1’およびL2’を選択することに帰着する。
Claims (14)
- 相互接続パッド(10)を備えた少なくとも1つのチップ(1)を各ダイが含む、電子ダイ(16)の積層体(4)を垂直方向と呼ばれる方向に含む、3D電子モジュールであって、前記積層体は、接続バンプを備えた前記モジュールのための相互接続回路(2)に取り付けられ、各チップの前記パッド(10)は、前記モジュールのための前記相互接続回路(2)にそれ自体が電気的に連結される垂直バス(41)に、電気的ボンディングワイヤ(15)によって接続され、ボンディングワイヤおよび前記ボンディングワイヤが連結される前記垂直バスは、チップのパッドと前記相互接続回路との間に導電体を形成する3D電子モジュールにおいて、各電気的ボンディングワイヤ(15)は、垂直平面において斜角(α2)を形成することによって前記各電気的ボンディングワイヤ(15)の垂直バス(41)に連結されることと、1つのダイのチップのパッドと対応する垂直バスとの間の前記ボンディングワイヤの長さは、別のダイのチップのまったく同じパッドと前記対応する垂直バスとの間の前記ボンディングワイヤの長さと異なり、前記相違は、1つのダイのチップの前記パッドと前記相互接続回路との間の前記導電体、および他方のダイのチップの前記同じパッドと前記相互接続回路との間の前記導電体が同じ長さであるように、1つのダイから他方のダイへの前記垂直バスの垂直方向の長さの差を補償するために非直線的な方式で前記ボンディングワイヤを配線することによって得られることとを特徴とする、3D電子モジュール。
- 前記相互接続回路(2)は斜角を形成することによって垂直バスに連結される電気的ボンディングワイヤ(25)を含むことと、前記垂直バス(41)は前記相互接続回路の外側に位置する平面内にあることとを特徴とする、請求項1に記載の3D電子モジュール。
- 前記相互接続回路(2)はボンディングワイヤを何も含まないことと、前記垂直バス(41)は前記相互接続回路を通過することとを特徴とする、請求項1に記載の3D電子モジュール。
- 前記チップは1GHzを超えて動作することが可能であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の3D電子モジュール。
- 積層ダイ(16)の数は4〜9個の間に含まれることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の3D電子モジュール。
- 前記垂直バス(41)の厚さは10μm未満であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の3D電子モジュール。
- 前記垂直バス(41)はメタライズビアの形をとることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の3D電子モジュール。
- 受動部品(22)を有し電気的ボンディングワイヤ(25)を含む電子回路が前記積層体(4)に挿入されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の3D電子モジュール。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の3D電子モジュールを製造する方法において、前記方法は、一括して実行される以下のステップ:
A)前記相互接続回路(2)の上に電子ダイ(16)を積層し、垂直平面において傾斜したボンディングワイヤを得るように、電気的ボンディングワイヤ(15)を用いて前記相互接続回路(2)と同じレベルに位置するメタライズ基板(6)に前記チップ(1)(または複数のチップ)のパッド(10)を接続するステップであって、所定の積層体(4)が得られるまで、先行する積層体の上に新しい電子ダイを積層して前記ステップを繰り返す、ステップと、
B)エポキシ樹脂(5)を堆積させて、前記積層体および前記積層体のボンディングワイヤ、ならびに前記相互接続回路をオーバーモールドするステップと、
C)前記積層体の外側に位置する垂直平面に沿って前記樹脂を垂直に切断して、複数のパッケージを得るステップと
を含むことと、
前記方法は、各パッケージに対して個別に実行される以下のステップ:前記垂直バス(41)を形成し3D電子モジュールを得るように、前記パッケージの前記垂直面をメタライズしエッチングするステップを含むことと
を特徴とする、方法。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の3D電子モジュールを製造する方法において、前記方法は、一括して実行される以下のステップ:
A)前記相互接続回路(2)の上に電子ダイ(16)を積層し、垂直平面において傾斜したボンディングワイヤを得るように、ボンディングワイヤ(15)を用いて前記相互接続回路と同じレベルに位置するメタライズ基板(6)に前記チップ(1)(または複数のチップ)のパッド(10)を接続するステップであって、所定の積層体(4)が得られるまで、先行する積層体の上に新しい電子ダイを積層して前記ステップを繰り返す、ステップと、
B)エポキシ樹脂(5)を堆積させて、前記積層体および前記積層体の導体、ならびに前記相互接続回路をオーバーモールドするステップと、
C)前記積層体の外側に前記樹脂を貫いてビアを穿ち、前記ビアをメタライズして前記垂直バス(41)を形成するステップと、
D)前記ビアの向こう側の垂直切断面に沿って前記樹脂(5)を垂直に切断して、複数のパッケージを得るステップと
を含むことを特徴とする、方法。 - 請求項1に記載の3D電子モジュールを製造する方法において、前記方法は、一括して実行される以下のステップ:
A)前記相互接続回路(2)の上に電子ダイ(16)を積層し、垂直平面において傾斜したボンディングワイヤを得るように、電気的ボンディングワイヤ(15)を用いて前記相互接続回路(2)と同じレベルに位置するメタライズ基板(6)に前記チップ(1)(または複数のチップ)のパッド(10)を接続するステップであって、所定の積層体(4)が得られるまで、先行する積層体の上に新しい電子ダイを積層して前記ステップを繰り返す、ステップと、
B)エポキシ樹脂(5)を堆積させて、前記積層体および前記積層体のボンディングワイヤ、ならびに前記相互接続回路をオーバーモールドするステップと、
C)前記積層体の外側に位置する垂直平面に沿って前記樹脂を垂直に切断して、複数のパッケージを得るステップと
を含むことと、
前記方法は、各パッケージに対して個別に実行される以下のステップ:前記垂直バス(41)を形成し3D電子モジュールを得るように、前記パッケージの前記垂直面をメタライズしエッチングするステップを含むことと
を特徴とし、
前記相互接続回路(2a)は電気的ボンディングワイヤを何も含まないことと、前記切断動作は前記相互接続回路を通過する少なくとも1つの垂直切断面を通して行われることとを特徴とする、
3D電子モジュールを製造する方法。 - 請求項1に記載の3D電子モジュールを製造する方法において、前記方法は、一括して実行される以下のステップ:
A)前記相互接続回路(2)の上に電子ダイ(16)を積層し、垂直平面において傾斜したボンディングワイヤを得るように、ボンディングワイヤ(15)を用いて前記相互接続回路と同じレベルに位置するメタライズ基板(6)に前記チップ(1)(または複数のチップ)のパッド(10)を接続するステップであって、所定の積層体(4)が得られるまで、先行する積層体の上に新しい電子ダイを積層して前記ステップを繰り返す、ステップと、
B)エポキシ樹脂(5)を堆積させて、前記積層体および前記積層体の導体、ならびに前記相互接続回路をオーバーモールドするステップと、
C)前記積層体の外側に前記樹脂を貫いてビアを穿ち、前記ビアをメタライズして前記垂直バス(41)を形成するステップと、
D)前記ビアの向こう側の垂直切断面に沿って前記樹脂(5)を垂直に切断して、複数のパッケージを得るステップと
を含むことを特徴とし
前記相互接続回路(2a)は電気的ボンディングワイヤを何も含まないことと、前記切断動作は前記相互接続回路を通過する少なくとも1つの垂直切断面を通して行われることとを特徴とする、
3D電子モジュールを製造する方法。 - 請求項1に記載の3D電子モジュールを製造する方法において、前記方法は、一括して実行される以下のステップ:
A)前記相互接続回路(2)の上に電子ダイ(16)を積層し、垂直平面において傾斜したボンディングワイヤを得るように、電気的ボンディングワイヤ(15)を用いて前記相互接続回路(2)と同じレベルに位置するメタライズ基板(6)に前記チップ(1)(または複数のチップ)のパッド(10)を接続するステップであって、所定の積層体(4)が得られるまで、先行する積層体の上に新しい電子ダイを積層して前記ステップを繰り返す、ステップと、
B)エポキシ樹脂(5)を堆積させて、前記積層体および前記積層体のボンディングワイヤ、ならびに前記相互接続回路をオーバーモールドするステップと、
C)前記積層体の外側に位置する垂直平面に沿って前記樹脂を垂直に切断して、複数のパッケージを得るステップと
を含むことと、
前記方法は、各パッケージに対して個別に実行される以下のステップ:前記垂直バス(41)を形成し3D電子モジュールを得るように、前記パッケージの前記垂直面をメタライズしエッチングするステップを含むことと
を特徴とし、
前記相互接続回路(2b)は、前記樹脂を堆積させる前記ステップの前に前記メタライズ基板(6)に連結されるボンディングワイヤ(25)を含むことと、前記切断動作は、前記相互接続回路と前記メタライズ基板との間に位置する少なくとも1つの垂直切断面を通して行われることと、前記相互接続回路のための前記ボンディングワイヤ(25)は、前記垂直切断面において斜角を形成することとを特徴とする、
3D電子モジュールを製造する方法。 - 請求項1に記載の3D電子モジュールを製造する方法において、前記方法は、一括して実行される以下のステップ:
A)前記相互接続回路(2)の上に電子ダイ(16)を積層し、垂直平面において傾斜したボンディングワイヤを得るように、ボンディングワイヤ(15)を用いて前記相互接続回路と同じレベルに位置するメタライズ基板(6)に前記チップ(1)(または複数のチップ)のパッド(10)を接続するステップであって、所定の積層体(4)が得られるまで、先行する積層体の上に新しい電子ダイを積層して前記ステップを繰り返す、ステップと、
B)エポキシ樹脂(5)を堆積させて、前記積層体および前記積層体の導体、ならびに前記相互接続回路をオーバーモールドするステップと、
C)前記積層体の外側に前記樹脂を貫いてビアを穿ち、前記ビアをメタライズして前記垂直バス(41)を形成するステップと、
D)前記ビアの向こう側の垂直切断面に沿って前記樹脂(5)を垂直に切断して、複数のパッケージを得るステップと
を含むことを特徴とし、
前記相互接続回路(2b)は、前記樹脂を堆積させる前記ステップの前に前記メタライズ基板(6)に連結されるボンディングワイヤ(25)を含むことと、前記切断動作は、前記相互接続回路と前記メタライズ基板との間に位置する少なくとも1つの垂直切断面を通して行われることと、前記相互接続回路のための前記ボンディングワイヤ(25)は、前記垂直切断面において斜角を形成することとを特徴とする、
3D電子モジュールを製造する方法。
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