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    • 专利摘要:
    Es werden ein Interposer (120, 200, 300, 400), ein Interposer-Package (110) und eine diese verwendende Vorrichtungsanordnung (100) geschaffen. Der Interposer (120, 200, 300, 400) weist ein aus Halbleitermaterial bestehendes Substrat mit auf einer ersten Hauptfläche angeordneten ersten Eingangs-/Ausgangskontakten (122, 340, 360) und mit auf einer zweiten Hauptfläche angeordneten zweiten Eingangs-/Ausgangskontakten (126, 330, 415) auf. Die zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte sind mit den ersten Eingangs-/Ausgangskontakten elektrisch verbunden (124, 320). Die auf der ersten Hauptfläche des Interposers angeordneten ersten Eingangs-/Ausgangskontakte (122, 240, 360) sind zum Anschluss an Eingangs-/Ausgangskontaktstellen (Pads) (142) einer Vorrichtung (140, 210, 310, 410) bestimmt, an die der Interposer (120, 200, 300, 400) angeschlossen wird. Die auf der zweiten Hauptfläche des Interposer-Substrats angeordneten zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte (126, 330, 440) ermöglichen die elektrische Ankopplung an eine Komponente (220), an die der Interposer (120, 200, 300, 400) ebenfalls angeschlossen wird.An interposer (120, 200, 300, 400), an interposer package (110) and a device arrangement (100) using the same are provided. The interposer (120, 200, 300, 400) comprises a semiconductor material substrate having first input / output contacts (122, 340, 360) disposed on a first main surface and second input / output contacts (126, 126) disposed on a second main surface. 330, 415). The second input / output contacts are electrically connected to the first input / output contacts (124, 320). The first input / output contacts (122, 240, 360) arranged on the first main surface of the interposer are intended for connection to input / output pads (142) of a device (140, 210, 310, 410) to which the Interposer (120, 200, 300, 400) is connected. The second input / output contacts (126, 330, 440) arranged on the second main surface of the interposer substrate allow the electrical connection to a component (220) to which the interposer (120, 200, 300, 400) is likewise connected.
    公开号:DE102004012595A1
    申请号:DE102004012595
    申请日:2004-03-12
    公开日:2004-10-28
    发明作者:William E. Burdick Jun.；James W. Rose
    申请人:General Electric Co；
    IPC主号:H01L23-32
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet elektronischerVerbindungssysteme und mehr im Einzelnen einen Interposer (gelegentlich „Zwischenträger" genannt) und einInterposer-Package zur Erleichterung des elektrischen Anschlussesbspw. einer unverpackten (nackten) integrierten Schaltungsvorrichtung.TheThe present invention relates generally to the field of electronicConnection systems and more in detail an interposer (sometimes called "subcarrier") and aInterposer package to facilitate the electrical connectionfor example, an unpackaged (bare) integrated circuit device.
    [0002] IntegrierteSchaltungsvorrichtungen können heutemit Strukturmerkmalen einer so kleinen Größe wie 0,1μ, mit Eingangs-/Ausgangskontaktstellenmit einer Teilung (Rastermaß)einer kleinen Größe von 0,2μ oder wenigerhergestellt werden. Die Eingangs-/Ausgangskontaktstellen sind beidiesen Vorrichtungen typischerweise im Hinblick auf minimale Verbindungsbedingungenkonfiguriert, d.h. die Eingangs-/Ausgangskontaktstellenteilung ist üblicherweiseweniger durch die Abstandsmöglichkeitenbei einer Vorrichtung oder einer Wafer als vielmehr durch die möglichengegenseitigen Abständeder Anschlussverbindungen und/oder die Konfiguration bestimmt. DasgegenwärtigeMindestmaß für flexible Schaltungsverbindungenist 10μ undfür eineflexible Leiterplatte (Printed Circuit Board PCB) 50 μ. Demgemäß bleibendie vorhandenen Verbindungssysteme, die zur Verbindung des Vorrichtungseingangs-/ausgangsmit dem „System"-Eingang/Ausgangverwendet werden, hinter der theoretisch maximalen Dichte integrierterSchaltungen um 100 Prozent (fürflexible Verbindungen) und um 500 Prozent (für PCB) zurück. Wenn auch zum Beispielfür Kohlenstoff-Nanoröhrchen (nanotubes)alternative Verbindungssysteme hoher Dichte und mit feiner Kontaktstellenteilungin Betracht gezogen worden sind, so besteht gegenwärtig dochein Bedürfnisoder eine Dichteschranke bei der Verbindung von Eingangs-/Ausgangsvorrichtungenhoher Dichte mit „Systemen". Diese Behinderungrührt vonBeschränkungenhinsichtlich der Funktion, der Möglichkeiten undder Kosten bestehender Verbindungssysteme her.integratedCircuit devices can todaywith structural features as small as 0.1μ, with input / output padswith a division (pitch)a small size of 0.2μ or lessgetting produced. The input / output contact points are atthese devices typically in terms of minimal connection conditionsconfigured, i. the input / output contact point sharing is commonless by the distance possibilitiesin a device or a wafer rather than by the possiblemutual distancesthe connection connections and / or the configuration determines. ThecurrentMinimum level for flexible circuit connectionsis 10μ andfor oneflexible printed circuit board (PCB) 50 μ. Accordingly, staythe existing connection systems used to connect the device input / outputwith the "system" input / outputbe used behind the theoretically maximum density integratedCircuits by 100 percent (forflexible connections) and back by 500 percent (for PCBs). If, for example, toofor carbon nanotubes (nanotubes)alternative high density interconnect systems with fine pad sharinghave been taken into account, at present, there isa needor a density barrier in the connection of input / output deviceshigh density with "systems." This disabilitystirs uprestrictionsin terms of function, possibilities andthe cost of existing interconnection systems.
    [0003] Umkleine Packungsmontageflächen(footprints) und -volumen bei Eingangs-/Ausgangs (I/O)-Einrichtungenhoher Dichte zu erzielen, werden oft Flächenarrayanordnungen (AreaArray Configurations) verwendet. Flächenarrays ergeben bessere Eingangs-/Ausgangskontaktefür einegegebene Montageflächeoder einen gegebenen Flächenbereich,d.h. sie haben eine hohe Eingangs-/Ausgangsdichte. Dies gilt insbesondere,wenn die gesamte Oberflächefür denFlächenarrayeingang/ausgang verwendetwird. Wegen der Leitungsführungsmöglichkeitensowohl bei flexiblen Schaltungen als auch bei PCB-Strukturen ist esoft unmöglich,nicht durchführbarund/oder zu teuer Vorrichtungsanschlusssysteme zu konstruieren,die solche Vorrichtungs-I/O hoher Dichte nach außen führen (d.h. zu einer anderen Vorrichtung,Komponente, Subsysteme, etc. leiten) können. Demgemäß ist dieVorrichtungs-I/O-Menge und -gestaltung wiederum durch die Möglichkeiten undDichte des Verbindungssystems beschränkt. Außerdem sind Verbindungssystemehoher Dichte, selbst dann, wenn sie keiner Beschränkung unterworfensind, oft mit gebräuchlicherWeise verwendeten Anschlüssenfür Verbindungen,z.B. Eingangs-/Ausgangsbuchsen, Klemmen, etc. inkompatibel.Aroundsmall package mounting surfaces(footprints) and volume on input / output (I / O) devicesTo achieve high density, often area array arrangements (AreaArray Configurations). Area arrays give better input / output contactsfor onegiven mounting surfaceor a given surface area,i.e. they have a high input / output density. This is especially trueif the entire surfacefor theArea array input / output usedbecomes. Because of the routing optionsit is in both flexible circuits and PCB structuresoften impossible,not feasibleand / or too expensive to construct fixture connection systems,which lead out such high density device I / O (i.e., to another device,Component, subsystems, etc.). Accordingly, theDevice I / O quantity and design again by the possibilities andDensity of the connection system limited. There are also connection systemshigh density, even if not subject to restrictionare, often with common onesWay used connectionsfor connections,e.g. Input / output jacks, terminals, etc. incompatible.
    [0004] Dievorliegende Erfindung schafft unter einem Aspekt eine Einrichtung,die einen Interposer aufweist, welcher ein aus einem Halbleitermaterial bestehendesSubstrat mit ersten Eingangs-/Ausgangskontakten, die auf einer erstenHauptfläche desselbenangeordnet sind und zweite Eingangs-/Ausgangskontakte aufweist,die auf einer zweiten Hauptoberfläche derselben angeordnet sind. Diezweiten Eingangs-/Ausgangskontakte sind mit den ersten Eingangs-/Ausgangskontaktenelektrisch verbunden. Die ersten Eingangs-/Ausgangskontakte sindzum Anschluss an Eingangs-/Ausgangskontaktstellen (Pads) einer Vorrichtungeingerichtet, an die der Interposer anzuschließen ist. Die zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte,die auf der zweiten Hauptflächedes Substrats des Interposers angeordnet sind, ermöglichendie Ankopplung des Interposers an Kontakte einer Komponente, andie der Interposer ebenfalls angeschlossen werden kann.Thepresent invention provides in one aspect a device,which has an interposer, which consists of a semiconductor materialSubstrate with first input / output contacts on a firstMain surface of the sameare arranged and has second input / output contacts,which are arranged on a second main surface thereof. Thesecond input / output contacts are with the first input / output contactselectrically connected. The first input / output contacts arefor connection to input / output pads of a deviceset up, to which the interposer is to be connected. The second input / output contacts,the on the second main surfacethe substrate of the interposer are arranged allowthe coupling of the interposer to contacts of a componentwhich the interposer can also be connected.
    [0005] Untereinem anderen Aspekt wird eine Einrichtung oder ein Aufbau (Struktur)geschaffen, die eine integrierte Schaltungsvorrichtung aufweist,welche ein Substrat mit auf einer ihrer Oberflächen angeordneten Eingangs-/Ausgangskontaktstellenhat. Die Einrichtung beinhaltet außerdem einen Interposer miteinem aus einem Halbleitermaterial bestehenden Substrat und mitersten Eingangs-Ausgangskontakten, die auf einer ersten Hauptfläche desselbenangeordnet sind und mit zweiten Eingangs-Ausgangskontakten, dieauf einer zweiten Hauptfläche desselbenangeordnet sind. Die zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte sind mitden ersten Eingangs-/Ausgangskontakten elektrisch verbunden. Dieauf der ersten Hauptoberflächedes Substrats angeordneten ersten Eingangs-/Ausgangskontakte sindan die Eingangs-/Ausgangskontaktstellen (Pads) der integriertenSchaltungsvorrichtung elektrisch angeschlossen und die auf der zweiten Hauptoberfläche angeordnetenzweiten Eingangs-/Ausgangskontakte erleichtern die Ankupplung anKontakte einer Komponente, an die der Interposer ebenfalls angeschlossenwerden kann.Underanother aspect is a device or structure (structure)having an integrated circuit device,which is a substrate having input / output pads disposed on one of its surfacesHas. The facility also includes an interposer witha substrate made of a semiconductor material and withfirst input-output contacts on a first major surface thereofare arranged and with second input-output contacts, theon a second major surface of the sameare arranged. The second input / output contacts are withthe first input / output contacts electrically connected. Theon the first main surfaceof the substrate are arranged first input / output contactsto the input / output pads of the integratedCircuit device electrically connected and arranged on the second main surfacesecond input / output contacts facilitate the couplingContacts of a component to which the interposer is also connectedcan be.
    [0006] Verfahrenzur Herstellung und zum Anschluss der oben zusammengefasst dargestellten Einrichtungwerden hier ebenfalls beschrieben und beansprucht. Außerdem sindweitere Ausführungsformenund Aspekte der Erfindung im Detail beschrieben und beansprucht.Process for the preparation and for conclusion of the above summarized device are also described and claimed here. In addition, other embodiments and aspects of the invention are described and claimed in detail.
    [0007] Dievorliegende Erfindung kann die Gestalt verschiedener Konstruktionenoder Strukturen und Anordnungen von Konstruktionen oder Strukturen undin unterschiedlichen Schritten und Schrittfolgen auftreten. Diehier wiedergegebene Zeichnung dient lediglich zur Veranschaulichunggewisser Ausführungsformenund darf nicht im Sinne einer Beschränkung der Erfindung verstandenwerden. Der Gegenstand, der als Erfindung zu betrachten ist, istin den Patentansprüchenam Ende der Beschreibung im Einzelnen niedergelegt und beansprucht.TheThe present invention may take the form of various constructionsor structures and arrangements of constructions or structures andoccur in different steps and step sequences. TheThe drawing reproduced here is for illustrative purposes onlycertain embodimentsand is not to be understood as limiting the inventionbecome. The subject to be regarded as invention isin the claimsdetailed and claimed at the end of the description.
    [0008] 1 ist eine Querschnittsdarstellungeiner Ausführungsformeiner ein Interposer-Package verwendenden Vorrichtungsanordnunggemäß eines Aspektder vorliegenden Erfindung; 1 FIG. 12 is a cross-sectional view of one embodiment of a device arrangement using an interposer package in accordance with an aspect of the present invention; FIG.
    [0009] 2 ist eine Querschnittsdarstellungeiner alternativen Ausführungsformeiner Vorrichtungsanordnung, die eine integrierte Schaltungsvorrichtung undeinem mit dieser gekoppelten Interposer beinhaltet, der an ein Leiterkarten-Subsystemangeschlossen ist, gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung; 2 FIG. 12 is a cross-sectional view of an alternative embodiment of a device assembly including an integrated circuit device and an interposer coupled thereto coupled to a printed circuit board subsystem, in accordance with an aspect of the present invention; FIG.
    [0010] 3A ist eine Querschnittsdarstellungeiner weiteren Ausführungsformeiner Vorrichtungsanordnung unter Verwendung eines Interposers gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung; 3A FIG. 10 is a cross-sectional view of another embodiment of a device assembly using an interposer in accordance with an aspect of the present invention; FIG.
    [0011] 3B ist eine Querschnittsdarstellungder Interposer-Ausführung nach 3A gemäß einem Aspekt der vorliegendenErfindung; 3B is a cross-sectional view of the interposer embodiment after 3A in accordance with one aspect of the present invention;
    [0012] 3C ist eine Draufsicht vonoben auf die Interposer-Ausführungsformnach den 3A und 3B, gemäß einem Aspekt der Erfindung; 3C FIG. 12 is a top plan view of the interposer embodiment of FIGS 3A and 3B according to one aspect of the invention;
    [0013] 3D ist eine Draufsicht vonunten her auf die Interposer-Ausführungsform nach den 3A, 3B und 3C,gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung; 3D is a plan view from below of the interposer embodiment of the 3A . 3B and 3C in accordance with an aspect of the present invention;
    [0014] 4A ist eine Querschnittsdarstellungeiner anderen Ausführungsformeiner Vorrichtungsanordnung unter Verwendung eines Interposers gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung; 4A FIG. 12 is a cross-sectional view of another embodiment of a device assembly using an interposer in accordance with an aspect of the present invention; FIG.
    [0015] 4B ist eine Draufsicht vonoben auf die Interposer-Ausführungsformnach 4A, gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung; und 4B is a top plan view of the Interposer embodiment after 4A in accordance with an aspect of the present invention; and
    [0016] 4C ist eine Draufsicht vonunten auf die Interposer-Ausführungsformnach 4A, gemäß nach einemAspekt der vorliegenden Erfindung. 4C is a bottom plan view of the interposer embodiment according to 4A according to one aspect of the present invention.
    [0017] VerschiedeneAusführungsformeneines Interposers eines Interposer-Package und einer Vorrichtungsanordnung,die diese verwenden, werden als Beispiele hier veranschaulicht undbeschrieben. Fürden Fachmann versteht sich jedoch, dass der vorgestellte Interposerund das Interposer-Package bei einer großen Vielfalt von Implementierungeneingesetzt werden können,um z.B. eine integrierte Schaltungsvorrichtung an eine andere Komponente, wieetwa eine andere integrierte Schaltungsvorrichtung, eine flexibleVerbindung oder ein Leiterplatten-Subsystem, etc. anzuschließen. DiePatentansprüchesollen alle diese Implementierungen umfassen.Variousembodimentsan interposer of an interposer package and a device arrangement,using these are illustrated as examples here anddescribed. ForHowever, the person skilled in the art understands that the presented interposerand the interposer package in a wide variety of implementationscan be usedby e.g. an integrated circuit device to another component, such assuch as another integrated circuit device, a flexible oneConnection or a circuit board subsystem, etc. Theclaimsshould include all of these implementations.
    [0018] EinKonzept des hier beschriebenen Interposers und des Interposer-Packageist z.B. die Herstellung des Interposer-Substrats aus einem Halbleitermaterial,das an das Substratmaterial der Vorrichtung angepasst ist, an dieder Interposer elektrisch angeschlossen werden soll. Wenn bspw.die Vorrichtung ein integrierter Schaltungs-Chip mit einem Siliziumsubstratist, wird der Interposer ebenfalls mit einem Siliziumsubstrat hergestellt.Da integrierte Schaltungsvorrichtungen auf Siliziumbasis heute vorherrschendsind, wird bei der vorliegenden Erörterung vorzugsweise ein Silizium-Interposer besprochen. Für den Fachmannversteht sich aber, dass das Substratmaterial des Interposers jedesbeliebige Halbleitermaterial, einschließlich Silizium, Siliziumkarbid, Galliumarsenid,etc. umfassen könnte.Dadurch, dass der Interposer aus einem Halbleitermaterial, z.B.dem gleichen Substratmaterial wie die integrierte Schaltungsvorrichtunghergestellt wird, kann vorteilhafterweise ein Standard-Wafer Verarbeitungsverfahrenzur Herstellung des Interposers benutzt werden und zwar einschließlich derErzeugung der Eingangs-/Ausgangskontakte auf dem Interposer mit densehr feinen Teilungen (Pitchs), die unter Verwendung von Wafer-Bearbeitungsverfahrenerzielbar sind.OnConcept of the interposer and the interposer package described hereis e.g. the production of the interposer substrate from a semiconductor material,which is adapted to the substrate material of the device to whichthe interposer should be connected electrically. If, for example.the device is an integrated circuit chip with a silicon substrateis, the interposer is also made with a silicon substrate.As silicon-based integrated circuit devices today prevailIn the present discussion, a silicon interposer is preferably discussed. For the expertbut it is understood that the substrate material of the interposer eachany semiconductor material, including silicon, silicon carbide, gallium arsenide,etc. could include.In that the interposer is made of a semiconductor material, e.g.the same substrate material as the integrated circuit devicecan advantageously be a standard wafer processing methodused to make the interposer, including theGeneration of the input / output contacts on the interposer with thevery fine pitches (pitches) using wafer processing techniquescan be achieved.
    [0019] Beieiner Ausführungsformkann der Interposer dazu verwendet werden, ein Verbindungssystem undein Package füreine Vorrichtung mit einem aktiven Bereich auf der Vorrich tungsoberseiteund mit auf der Vorrichtungsunterseite angeordneten Eingangs-/Ausgangskontaktstellen(Pads) zu Schaffen. Eine solche Vorrichtung kann einen akkustischen(Ultraschall-) Sensor, eine optische Vorrichtung (LCD-Fotodiode,spatialer Lichtmodulator) oder ein nacktes integriertes Schaltungs-Chip,etc. beinhalten. Eine Hauptflächedes Interposers-Substrats trägt Eingangs-/Ausgangskontakte,die so konfiguriert sind, dass sie mit den Eingangs-/Ausgangskontaktstellen(Pads) in der Vorrichtung zusammen passen, während die andere Hauptfläche desInterposer-Substrats Eingangs-/Ausgangskontakte trägt, diederart konfiguriert sind, dass sie bspw. mit handelsüblichen odergebräuchlichenAnschlusssystemen, wie Buchsen, Klemmen, Pads (Kontaktstellen),etc. zusammenpassen oder sonst wie eine Schnittstelle bilden odermit diesen Elementen kompatibel sind. Die Verbindung von einer Hauptfläche desInterposer-Substrats zu der anderen Hauptfläche kann durch verschiedeneMittel erreicht werden, einschließlich über Vias (Durchkontaktierungen),die unter Verwendung bspw. von Laser, hochenergetischem reaktivemIonenätzen(highrate reactive ion etching) zur Via-Ausbildung und von Standard-Wafer-Bearbeitungsverfahrenzur Via-Metallisierung hergestellt sind.In one embodiment, the interposer may be used to provide a connection system and package for a device having an active area on the device top and having input / output pads located on the device bottom. Such a device may include an acoustic (ultrasonic) sensor, an optical device (LCD photodiode, spatial light modulator), or a bare integrated circuit chip, etc. A major surface of the interposer substrate carries input / output contacts that are configured are that they mate with the input / output pads in the device while the other major surface of the interposer substrate carries input / output contacts that are configured to interface with, for example, commercially available or common connector systems, such as jacks , Clamps, pads, etc., or otherwise interfacing or compatible with these elements. The connection from one major surface of the interposer substrate to the other major surface may be achieved by various means, including via vias made by using, for example, laser, high energy reactive ion etching for via formation, and Standard wafer processing methods are made for via metallization.
    [0020] 1 veranschaulicht eine Querschnittsdarstellungeines Ausführungsbeispielseiner Vorrichtungsanordnung , die ein Interposer-Package gemäß einemAspekt der vorliegenden Erfindung verwendet. Diese allgemein mit 100 bezeichneteVorrichtungsanordnung beinhaltet ein Interposer-Package 110 mit einemInterposer 120 und einer Einkapselung (Gehäuse) 130,die wenigstens einen Teil der unteren Hauptfläche des Interposers umgibt.Eine obere Hauptflächeoder -seite des Interposer-Substrats enthält erste Eingangs-/Ausgangskontakte 122,die an Eingangs-/Ausgangskontaktstellen (Pads) 142 bei 150 angelötet dargestelltsind, welche auf einer Oberflächeeiner Vorrichtung 140, wie etwa einem ungehausten (d.h.nackten) integrierten Schaltungs-Chip angeordnet sind. Wie dargestellt,stellen Eingangs-/Ausgangskontakte 122 über metallisierte Via 124 eineelektrische Verbindung zu zweiten Eingangs-/Ausgangskontakten 126 her,die auf der unteren Hauptflächeoder -seite des Interposer-Substrats 120 angeordnet sind.Die Vias 124 sind von dem Interposer-Substrat elektrischisoliert. Zweite Eingangs-/Ausgangskontakte 126 stelleneine elektrische Verbindung zu federvorgespannten Steckkontakten 132 her,die die von der Einkapselung 130 teilweise gehaltert unddurch diese elektrisch isoliert sind. 1 FIG. 12 illustrates a cross-sectional view of one embodiment of a device assembly using an interposer package in accordance with one aspect of the present invention. FIG. These generally with 100 designated device arrangement includes an interposer package 110 with an interposer 120 and an encapsulation (housing) 130 which surrounds at least a portion of the lower major surface of the interposer. An upper major surface or side of the interposer substrate includes first input / output contacts 122 connected to input / output pads (pads) 142 at 150 are shown soldered, which on a surface of a device 140 , such as a bare (ie, bare) integrated circuit chip. As shown, make input / output contacts 122 over metallized via 124 an electrical connection to second input / output contacts 126 on the lower major surface or side of the interposer substrate 120 are arranged. The vias 124 are electrically isolated from the interposer substrate. Second input / output contacts 126 provide an electrical connection to spring-loaded plug contacts 132 that's the one from the encapsulation 130 partially supported and electrically isolated by these.
    [0021] EinVerfahren zur Herstellung des Interposer-Package 110 bestehtdarin, das Halbleitermaterial fürden Interposer so auszuwählen,dass es zu dem bei der Vorrichtung 140 benutzten Substratmaterialpasst; z.B. Silizium. Dies verringert die mechanische Beanspruchungund Spannungen und schafft darüberhinausein Package und eine Verbindung großer Zuverlässigkeit, wobei weiterhin eineder Vorrichtung entsprechende elektrische Anschlussausbildung geschaffenwird. Nachdem das Substratmaterial ausgewählt wurde, werden Vias erzeugt(z.B. durch Bohren, hochenergetisches reaktives Ionenätzen, etc.des Substrates), isoliert , um das Substrat und dann die elektrischenVerbindungen elektrisch zu isolieren und sodann metallisiert, umelektrische Verbindungen von der oberen Hauptfläche des Interposer-Substratszu der unteren Hauptflächedes Interposer-Substrats herzustellen. Bei der Ausführungsformnach 1 sind die in demInterposer-Substratausgebildeten Vias unter den auf der oberen Hauptfläche desInterposer-Substrats anzuordnenden ersten Eingangs-/Ausgangskontakten undunter den auf der unteren Hauptfläche des Interposer-Substratsanzuordnenden zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte fluchtend oderin unmittelbarer Nähevon diesen angeordnet. Die ersten Eingangs-/Ausgangskontakte sindbei einer Ausführungsformin einem solchen Muster angeordnet, dass sie der Eingangs-/Ausgangskontaktstellen(Pads)- Konfiguration der Vorrichtung 140 entsprechen,an die der Interposer angeschlossen werden soll, während diezweiten Eingangs-/Ausgangskontakte so konfiguriert sind, dass siedie Verbindung mit einer Komponente erleichtern, an die das Interposer-Package,bspw. nach Herstellung der ganzen Vorrichtungsanordnung, ebenfallsangeschlossen werden soll. Bei einer Ausführungsform sind die Via-Durchmesserabhängigvon der Menge und dem jeweiligen Ort der Vorrichtungseingangs-/ausgangskontaktstellen(Pads) und von den ersten Eingangs-/Ausgangskontakten auf dem Interposer-Substrat. Bei Eingangs-/Ausgangskonfigurationenhoher Dichte könnendie Via-Durchmesser, unter Verwendung der heutigen Technologie,eine so kleine Größe wie 10μm oder wenigeraufweisen.A method of making the Interposer Package 110 is to select the semiconductor material for the interposer to be that of the device 140 used substrate material fits; eg silicon. This reduces the mechanical stress and stresses and, moreover, provides a package and connection of great reliability, while still providing an electrical connection configuration corresponding to the device. After the substrate material has been selected, vias are generated (eg, by drilling, high energy reactive ion etching, etc. of the substrate), isolated to electrically isolate the substrate and then the electrical connections, and then metallized to make electrical connections from the top major surface of the interposer Substrate to the lower major surface of the interposer substrate. In the embodiment according to 1 For example, the vias formed in the interposer substrate are disposed under or adjacent to the first input / output contacts to be located on the top major surface of the interposer substrate and under the second input / output contacts to be located on the bottom major surface of the interposer substrate , The first input / output contacts, in one embodiment, are arranged in such a pattern that they correspond to the input / output pads (pad) configuration of the device 140 to which the interposer is to be connected, while the second input / output contacts are configured to facilitate connection to a component to which the interposer package is also to be connected, for example after the entire device arrangement has been established. In one embodiment, the via diameters are dependent on the amount and location of the device input / output pads and of the first input / output contacts on the interposer substrate. With high density input / output configurations, the via diameters, using today's technology, can be as small as 10 microns or less.
    [0022] Anschließend andie Erzeugung der Vias werden üblicheWafer-Verfahren (Fotolithographie, Nasschemie, etc.) verwendet,um metallisierte, durchgehende Vias auszubilden. Eine Ausführungsformdes Herstellungsverfahrens fürdurchgehende Vias besteht in der Verwendung von Nasschemie (um Spannungenabzubauen), woran sich eine Oxidation anschließt, um eine Isolierschichtzu erzeugen, die die Oberflächedes Substrats und die Wände derVias bedeckt (ohne die Vias auszufüllen), um so die notwendigeelektrische Isolation von dem Substrat zu erzielen. Sodann wirdein Impfmaterial abgelagert, um eine Metall-Schicht in den Viasauszubilden, bevor die Vias mit Metall, z.B. Kupfer, Nickel, Gold, etc.plattiert werden. Eine Fotomaske wird aufgelegt, und die Schaltungs- (z.B. Eingangs-/Ausgangs-) Kontakteund ggfs. vorzusehende Verbindungen zu den durchgehenden Vias werdenmustergemäß erzeugt.Nach der Fertigstellung ergibt sich ein Interposer-Aufbau wie erin 1 dargestellt ist,bei dem die metallisierten durchgehenden Vias sich von einer oberenHauptflächezu einer unteren Hauptfläche desInterposer- Substratserstrecken.Subsequent to the generation of the vias, conventional wafer techniques (photolithography, wet chemistry, etc.) are used to form metallized, continuous vias. One embodiment of the through vias manufacturing process is the use of wet chemistry (to relieve stress) followed by oxidation to create an insulating layer covering the surface of the substrate and the walls of the vias (without filling the vias) to achieve the necessary electrical isolation from the substrate. Then, a seed material is deposited to form a metal layer in the vias before the vias are plated with metal, eg, copper, nickel, gold, etc. A photomask is placed on top of it, and the circuit (eg, input / output) contacts and, if necessary, connections to the through vias to be provided are patterned. After completion, an interposer structure results as in 1 in which the metallized continuous vias extend from an upper major surface to a lower major surface of the interposer substrate.
    [0023] Nachder Erzeugung der durchgehenden Vias werden gebräuchliche Wafer-Verfahren dazu verwendet,die ersten Eingangs-/Ausgangskontakte des Interposers herzustellen,die so gestaltet und angeordnet sind, dass sie mit den Eingangs/Ausgangskontaktstellen(Pads) in der Vorrichtung zusammenpassen an die der Interposer angeschlossenwerden soll. Auf der gegenüberliegendenHauptflächedes Interposer-Substrats, bspw. der Anschluss- oder Systemverbindungsseitedes Interposers, werden die zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte erzeugt.Die ersten und die zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte können alsein Stapel (Stack) von Metallschichten z.B. Kupfer-, Nickel- und/oderGoldschichten aufgebaut sein. Die tatsächliche Zusammensetzung der Metallschichtenin den Eingangs-/Ausgangskontaktstacks hängt von dem Substratmaterialund der verwendeten Anschlussmethode, z.B. Lot, anisotropischerelektrisch leitender Klebstoff, oder Film, Epoxidharz, etc. ab.After the generation of the continuous vias, conventional wafer techniques are used to fabricate the first input / output contacts of the interposer that are designed and attached are ordered to mate with the input / output pads in the device to which the interposer is to be connected. On the opposite major surface of the interposer substrate, for example the connection or system connection side of the interposer, the second input / output contacts are generated. The first and second input / output contacts may be constructed as a stack of metal layers, eg, copper, nickel, and / or gold layers. The actual composition of the metal layers in the input / output contact stacks depends on the substrate material and the connection method used, eg solder, anisotropic electrically conductive adhesive, or film, epoxy, etc.
    [0024] Anschließend andie Herstellung der Eingangs-/Ausgangskontakte werden Systemverbindungselementeerzeugt. Bei einer Ausführungsform können leitendeFinger, z.B. Federn unter Verwendung gebräuchlicher Wafer-Verfahren ausgebildet oderbefestigt oder mit den zweiten Eingangs-/Ausgangsinterposerkontaktenauf der Anschluss- oder Systemverbindungsseite der durchgehendenVias elektrisch verbunden werden. Die Fingerkonstruktion kann durchdie Geometrie und die Teilung der zweiten Eingangs-/Ausgangskontaktewie auch durch das (nicht dargestellte) Verbindungssystem bestimmt sein,das zum Kontaktieren des Interposers verwendet wird. Bei einer Ausführungsformsind die Finger so ausgebildet, dass sie eine flexible Verbindungsschaltungmit (nicht dargestellten) randseitig angeordneten Eingangs-/Ausgangskontaktstellen(Pads) aufnehmen, ähnlichwie bei einem Rand- oder Kamm anschlusssystem einer Leiterplatte(PCB). Die Finger erlauben ein mehrfaches Einstecken und Abnehmender flexiblen Verbindungsschaltung und liefern auch eine ausreichendgroßeKlemmkraft, um die flexible Schaltung im Gebrauch in ordnungsgemäßen Kontaktmit den Substratfedern zu halten. Bei dieser Ausführungsformkönnendie Finger verkapselt sein, bspw. unter Verwendung von einem mitZuschlagstoffen versehenen Epoxidharz, wie etwa PLASKON (erhältlich beiCookson Electronics, Foxboro, MA, USA, einer Abteilung der CooksonGroup plc), um ein mechanisches Gebilde oder ein Interposer-Package auszubilden.Afterwardsthe manufacture of the input / output contacts become system connectorsgenerated. In one embodiment, conductiveFingers, e.g. Springs formed using conventional wafer processes orattached or with the second input / output interposer contactson the connection or system connection side of the throughVias are electrically connected. The finger construction can throughthe geometry and pitch of the second input / output contactsas also be determined by the connection system (not shown)which is used to contact the interposer. In one embodimentThe fingers are designed to provide a flexible connection circuitwith (not shown) peripherally arranged input / output pads(Pads) record, similaras with a border or comb connection system of a circuit board(PCB). The fingers allow multiple insertion and removalthe flexible connection circuit and also provide a sufficientsizeClamping force to the flexible circuit in use in proper contactto hold with the substrate springs. In this embodimentcanthe fingers are encapsulated, for example using one withAggregated epoxy resin such as PLASKON (available fromCookson Electronics, Foxboro, MA, USA, a division of the CooksonGroup plc) to form a mechanical entity or interposer package.
    [0025] Einin der oben erläutertenWeise hergestellter Interposer bzw. Interposer-Package löst die Probleme,die sich durch das gegenwärtigbestehende Auseinanderklaffen zwischen den Vorrichtungseingangs-/ausgangskontaktstellen(Pad)-Dichte und der erzielbaren Verbindungssystemdichte ergeben,dadurch, dass z.B. ein Siliziumkonsubstrat mit durchgehenden Viasverwendet wird, um Vorrichtungseingangs-/ausgangskonfigurationenhoher Dichte auf eine Systemkonfiguration umzusetzen, die handelsübliche odergebräuchlicheAnschlussverfahren, -technologien und -prozesse benutzen kann. Außerdem kannder hier beschriebene Interposer so hergestellt werden, dass ermehrere handelsübliche(oder gebräuchliche)Anschluss- oder Stecksystemesysteme, -verfahren, etc. beinhaltet.Bei Anschlusselementen, die an die zweiten Eingangs/Ausgangskontakteauf der Unterseite des Interposer-Substrats angeschlossen werden,werden heute Eingangs-/Ausgangsteilungen (Pitches) mit 1mm-Teilung(Rastermaß)oder weniger bevorzugt. Fürden Fall verbesserter Einsatzfähigkeitgibt es schon handelsübliche Anschlusselementemit Eingangs-/Ausgangsteilungen von unter 0,5 mm. Außerdem können Mehrfach-Anschlusselementehergestellt und an dem Interposer angebracht werden, um Eingangs-/Ausgangsteilungendie 0,3 mm klein sind, zu erzeugen, als Äquivalent von im Handel befindlichenPackaging-Möglichkeiten,die die Flip-chip-Technologie verwenden.Neben der Verwendung eines Interposers zur Erzielung eines Verbindungssystemshoher Leistungsfähigkeit(d.h. kurzer, elektrischer Signalwege, angepasster Wärmeausdehnungskoeffizient desSubstrats, etc.) fürHigh-Density Eingangs-/Ausgangsvorrichtungenkann der Interposer bei nackten Chip-Packages wie folgt eingesetztwerden.Onin the above explainedThe created interposer or interposer package solves the problemswhich is characterized by the presentexisting divergence between the device input / output pads(Pad) density and achievable interconnect density,in that e.g. a silicon substrate with continuous viasis used to configure device input / output configurationshigh density to implement a system configuration, the commercial orcommonCan use connection methods, technologies and processes. In addition, canthe interposer described here is made so that itseveral commercial ones(or common)Connection or plug-in systems, methods, etc. includes.For connection elements connected to the second input / output contactsbe connected to the bottom of the interposer substrate,today are input / output pitches (pitches) with 1mm pitch(Pitch)or less preferred. Forthe case of improved operational capabilityThere are already commercially available connection elementswith input / output pitches of less than 0.5 mm. In addition, multiple connection elementsmanufactured and attached to the interposer to input / output divisionswhich are 0.3 mm small to produce, as equivalent of commercially availablePackaging optionswho use the flip-chip technology.In addition to using an interposer to achieve a connection systemhigh efficiency(i.e., short, electrical signal paths, adjusted coefficient of thermal expansion of theSubstrate, etc.) forHigh-density input / output devicesThe interposer can be used in bare chip packages as followsbecome.
    [0026] Einintegriertes Schaltungs-Chip kann im Querschnitt in zwei Bereicheaufgeteilt werden, einen aktiven Bereich und einen massiven Substratbereich. Deraktive Bereich umfasst häufiglediglich einen kleinen Teil der Gesamtdicke eines integriertenSchaltungs-Chips (z.B. weniger als ein Drittel), wobei die verbleibendenzwei Drittel das Substrat des Chips sind. Ein Interposer mit einemSubstrat, das zu dem Substrat des integrierten Schaltungs-Chipspasst, ist analog zu dem massiven Bereich eines zerlegten integriertenSchaltungs-Chips. wenn (bildlich) lediglich der Massivbereich bearbeitetwird, um ein Package herzustellen, kann ein hier beschriebener Interposer anschließend lediglichmit dem aktiven Bereich eines integrierten Schaltungs-Chips kombiniertwerden, um so eine kompakte Chip-Assembly zu bilden. Ein Vorteildieser Vorgangsweise liegt darin, dass der aktive Teil des Chipsnicht dem rauen anschließendenVerpackungsvorgang und den mechanischen Beanspruchungen unterworfenwird, die sich bei der Erzeugung der hier beschriebenen Interposer-Verbindung ergeben.Da außerdemder Interposer keine aktiven Elemente benötigt, kann er wie ein Substratbehandelt, verarbeitet und gehandhabt werden. Dieses Substrat kannaber so konfiguriert oder verarbeitet werden, dass es elektrischeVerbindungen, aktive oder passive Schaltungen, Wärmeleitrohre (Heat Pipes),Wärmesenken(Heat Sinks) enthältoder er kann dazu verwendet werden, zusätzliche elektrische, mechanischeoder thermische Eigenschaften und/oder Elemente zu erhalten. DieArt und die Vielfalt dieser Eigenschaften und/oder Elemente hängt vonder jeweiligen Anordnung, Leistungsfähigkeit und den Kosten ab.Onintegrated circuit chip can in cross section in two areasbe split, an active area and a massive substrate area. Of theactive area includes frequentlyonly a small part of the total thickness of an integratedCircuit chips (e.g., less than one-third), with the remainingtwo thirds are the substrate of the chip. An interposer with oneSubstrate leading to the substrate of the integrated circuit chipfits, is analogous to the massive area of a disassembled integratedCircuit chips. if (figuratively) only the massive area is processedIn order to produce a package, an interposer described here can then onlycombined with the active area of an integrated circuit chipso as to form a compact chip assembly. An advantagethis procedure is that the active part of the chipnot the rough nextPackaging process and subjected to mechanical stresseswhich results in the generation of the interposer connection described herein.There as wellthe interposer does not need any active elements, it can be like a substratetreated, processed and handled. This substrate canbut be configured or processed so that it is electricConnections, active or passive circuits, heat pipes (heat pipes),heat sinksContains (heat sinks)or it can be used to provide additional electrical, mechanicalor to obtain thermal properties and / or elements. TheType and variety of these properties and / or elements depends onthe particular arrangement, performance and costs.
    [0027] Umz.B. eine chipgroßenackte Chip-Assembly zu erzeugen, kann z.B. ein Mikroprozessor dünner gemachtund so bearbeitet werden, dass er auf der Rückseite Eingangs-/Ausgangskontaktstellen (Pads)trägt.Ein Silizium-Interposer-Substrat,das durchgehende Vias mit Eingang-/Ausgangskontakten auf einer Seiteaufweist, die mit den Eingangs-/Ausgangskontaktstellen des Prozessorszusammenpassen, wird hergestellt. Auf der anderen Seite des Substratskönnteeine Buchse oder Buchsenleiste ausgebildet werden, die mit der Systemverbindungzusammenpasst. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die gegenüberliegendeSeite des Interposer-Substrats so bearbeitet werden, dass sie eineVerbindung mit Eingangs-/Ausgangskontakten in einer Flächenarray-Konfigurationherstellt, die zu in Chipgröße gepackte(CSP, Flip-Chip, etc.) Speichersubsysteme akzeptiert. Die Verbindungkann das Speichersubsystem, z.B. an die anwendungsspezifische integrierteSchaltung unter Verwendung des kürzestmöglichenVerbindungslink anschließen, umso die größtmögliche elektrischeLeistungsfähigkeitzu erzielen. Darüberhinausist, da das Interposer-Substratmaterial das gleiche ist wie dasSubstrat der integrierten Schaltungsvorrichtung, das Package hinsichtlichdes Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE)an den anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis angepasst,wodurch sich eine erhöhte mechanischeLeistungsfähigkeitund Zuverlässigkeit ergibt.Arounde.g. a chip-sized onecan produce bare chip assembly, e.g. a microprocessor made thinnerand be edited to have input / output pads on the backwearing.A silicon interposer substrate,the through vias with input / output contacts on one sidewhich coincides with the input / output pads of the processorMatching is made. On the other side of the substratecoulda socket or receptacle be formed with the system connectionmatches. In an alternative embodiment, the oppositePage of the interposer substrate are edited so that they have aConnection to input / output contacts in a surface array configurationwhich is packaged in chip size(CSP, flip-chip, etc.) storage subsystems accepted. The connectionFor example, the storage subsystem, e.g. to the application-specific integratedSwitching using the shortestpotentialConnect link toso the greatest possible electricalcapacityto achieve. Furthermorebecause the interposer substrate material is the same as thatSubstrate of the integrated circuit device, the package in termsthe thermal expansion coefficient (CTE)adapted to the application specific integrated circuit,which causes an increased mechanicalcapacityand reliability results.
    [0028] WeitereBeispiele von Interposern und Vorrichtungsanordnungen, die einensolchen verwenden, sind in den 2 bis 4C abgebildet.Other examples of interposers and device arrays using such are described in U.S. Patent Nos. 3,746,767 and 5,729,259 2 to 4C displayed.
    [0029] InFigur ist ein Interposer 200 dargestellt, der mit einerauf seiner oberen Hauptflächeangeordneten Vorrichtung 210 und auf seiner unteren Hauptfläche miteinem Subsystem, etwa einer Leiterkarte 220 elektrischverbunden ist. Bei dieser Ausführungsform sinddie Eingangs-/Ausgangskontakte auf der oberen Hauptfläche desInterposers 200 auf die Eingangs-/Ausgangskontaktstellen(Pads) der Vorrichtung 210 ausgerichtet, so dass elektrischeAnschlussstacks 215 ausgebildet sind, die die Vorrichtung 210 anden Interposer 200 anschließen. Die Eingangs-/Ausgangskontakteauf der Unterseite des Interposers 200 sind auf entsprechendeKontakte an dem Subsystem 220 ausgerichtet, um elektrische Anschlussstacks 225 auszubilden.Wie dargestellt, ist die Anschlussdichte auf der Oberseite des Interposers 200 größer alsdie Verbindungsdichte auf der Unterseite des Interposers 200.Bei dieser Ausführungsformbewirkt der Interposer 200 ein Auffächern der Eingangs-/Ausgangskontaktstellen(Pads) der Vorrichtung 210, um diese an die Anschlussdichtebei dem Subsystem 220 anzupassen. Es könnte auch eine schichtweiseMetallisierung verwendet oder mit durchgehenden Via-Anordnungenkombiniert werden, um das füreine spezielle Interposer-Implementierung gewünschte Auffächerungsmuster zu erzeugen.Wie oben beschrieben, ist der Interposer 200 aus dem gleichenSubstratmaterial wie in die Vorrichtung 210, bspw. Siliziumhergestellt. Das Subsystem 220 kann eine Leiterplatte oderein keramisches Substrat, etc. aufweisen.In figure is an interposer 200 shown, which is arranged with a device arranged on its upper main surface 210 and on its lower main surface with a subsystem, such as a printed circuit board 220 electrically connected. In this embodiment, the input / output contacts are on the upper major surface of the interposer 200 on the input / output pads of the device 210 aligned so that electrical connection stacks 215 are formed, which the device 210 to the interposer 200 connect. The input / output contacts on the bottom of the interposer 200 are on appropriate contacts on the subsystem 220 geared to electrical connection stacks 225 train. As shown, the port density is on top of the interposer 200 greater than the connection density on the bottom of the interposer 200 , In this embodiment, the interposer causes 200 fanning the input / output pads of the device 210 to match the connection density at the subsystem 220 adapt. Layered metallization could also be used or combined with continuous via arrangements to produce the fan-out pattern desired for a particular interposer implementation. As described above, the interposer is 200 from the same substrate material as in the device 210 , For example, silicon produced. The subsystem 220 may include a printed circuit board or a ceramic substrate, etc.
    [0030] Die 3A bis 3D zeigen eine alternative Ausführungsformeiner Vorrichtungsanordnung, die einen Interposer 300 undeine integrierte Schaltungsvorrichtung 310 aufweist. Wiein 3B dargestellt, weistder Interposer 300 metallisierte Vias 320 auf, dieelektrische Kontaktstellen (Pads) 360 (3C) auf einer oberen Hauptfläche desInterposer-Substratsmit Eingangs-/Ausgangskontakten 330 verbinden, die aufeiner unteren Hauptflächedes Interposer-Substrats angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispielhaben die elektrischen Kontaktstellen (Pads) 360 und dieEingangs/Ausgangskontakte 330 äquivalente oder gleiche Elementgröße und -dichte. Aufder Oberseite des Interposer-Substrats ist eine elektrische Verbindungseinrichtung 350 angeordnet, umdie elektrischen Kontaktstellen 360 mit längs des Umfangsdes Interposers 300 angeordneten Eingangs-/Ausgangskontakten 340 zuverbinden. Zur elektrischen Verbindung der Eingangs/Ausgangskontakte 340 desInterposers 300 mit den (nicht dargestellten) Eingangs-/Ausgangskontaktstellen (Pads),die auf einer Oberseite einer integrierten Schaltungsvorrichtung 310 angeordnetsind, wird eine elektrische Verdrahtung 350 verwendet,wie dies in 3A dargestelltist.The 3A to 3D show an alternative embodiment of a device arrangement which is an interposer 300 and an integrated circuit device 310 having. As in 3B shown, points the interposer 300 metallized vias 320 on, the electrical contact points (pads) 360 ( 3C ) on an upper major surface of the interposer substrate with input / output contacts 330 connect, which are arranged on a lower main surface of the interposer substrate. In this embodiment, the electrical pads have (pads) 360 and the input / output contacts 330 equivalent or equal element size and density. On top of the interposer substrate is an electrical connector 350 arranged to the electrical contact points 360 along the circumference of the interposer 300 arranged input / output contacts 340 connect to. For the electrical connection of the input / output contacts 340 the interposer 300 with the input / output pads (not shown) mounted on top of an integrated circuit device 310 are arranged, an electrical wiring 350 used as in 3A is shown.
    [0031] 4A veranschaulicht eineandere Ausführungsformeiner Vorrichtungsanordnung, die einen Interposer 400 undeine integrierte Schaltungsvorrichtung 410 verwendet. Beidiesem Ausführungsbeispielsind erste Eingangs-/Ausgangskontakte auf der Oberseite des Interposers 400 mitEingangs/Ausgangskontaktstellen (Pads) auf einer gegenüberliegenden-Seite der Vorrichtung 410 fluchtendausgerichtet, so dass Anschlussstacks 405 ausgebildet werden,die die Vorrichtung 410 mit dem Interposer 400 elektrischverbinden. Der Interposer 400 weist elektrische Verbindungenauf, durch die die ersten Eingangs-/Ausgangskontakte auf der Oberseitezu einem Array von zweiten Eingangs-/Ausgangskontakten 415 aufseiner Unterseite eingefächertwerden. Wie dargestellt, ist die Dichte der die Vorrichtung 410 anden Interposer 400 ankoppelnden Anschlussstacks 405 geringerals die Dichte der zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte 415,die auf der Unterseite des Interposers 400 angeordnet sind.So können z.B.die Anschlussstacks 405 eine Teilung von 1 mm aufweisen,währenddie zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte ein Array von Kontakten miteiner 0,5 mm Teilung (Rastermaß)sein können.Bei einer Ausführungsformkönnendie zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte mit Verbindungselementen 420 elektrischver bunden sein, von denen ein erstes eine Leistungsebene-Verbindungund ein zweites eine Masseebene-Verbindung sein kann. Bei diesemAusführungsbeispielnimmt die Dichte der Anschlussstacks von der Oberseite des Interposerszu der Unterseite des Interposers hin zu, um Platz für eine Wärmesenke 430 undSchaltungen 440, wie etwa aktive und/oder passive Schaltungenund/oder Komponenten zu schaffen. Diese aktiven und/oder passiven Schaltungenoder Komponenten könnenmit irgendeinem der ersten Eingangs-/Ausgangskontakte auf der Oberseitedes Interposers oder, wie füreine spezielle Implementierung zweckmäßig, mit irgendeinem der zweitenEingangs-/Ausgangskontakte des Interposers elektrisch verbundensein, der auf der Unterseite des Interposers angeordnet ist. 4A FIG. 12 illustrates another embodiment of a device arrangement incorporating an interposer 400 and an integrated circuit device 410 used. In this embodiment, first input / output contacts are on top of the interposer 400 with input / output pads on an opposite side of the device 410 Aligned so that connection stacks 405 be formed, which is the device 410 with the interposer 400 connect electrically. The interposer 400 has electrical connections through which the first input / output contacts on the top to an array of second input / output contacts 415 be fanned out on its underside. As shown, the density is the device 410 to the interposer 400 coupling connection stacks 405 less than the density of the second input / output contacts 415 on the bottom of the interposer 400 are arranged. For example, the connection stacks 405 have a pitch of 1 mm, while the second input / output contacts may be an array of 0.5 mm pitch contacts. In one embodiment, the second input / output contacts may be connected to connectors 420 be electrically connected, of which a first one Power level connection and a second may be a ground plane connection. In this embodiment, the density of the terminal stacks increases from the top of the interposer toward the bottom of the interposer to make room for a heat sink 430 and circuits 440 such as active and / or passive circuits and / or components. These active and / or passive circuits or components may be electrically connected to any of the first input / output contacts on the top of the interposer or, as appropriate for a particular implementation, to any of the second input / output contacts of the interposer located on the bottom of the interposer is arranged.
    [0032] Für den Fachmannergibt sich aus den vorstehenden Ausführungsbeispielen, dass hiereine neue Verbindungsstruktur und ein neues Verbindungspackage geschaffenwird, die dazu verwendet werden können, eine Vorrichtung, wieetwa einen ungehausten integrierten Schaltungs-Chip, mit einer anderenKomponente, wie etwa einem zweiten integrierten Schaltungs-Chip, einer Leiterplatteoder einer anderen Subsystem-Komponente direkt zu verbinden. Dadurch,dass das Interposer-Substrataus einem Halbleitermaterial hergestellt ist und insbesondere auchdadurch, dass das Substratmaterial des Interposers an das der Vorrichtungangepasst ist, kann unter Verwendung üblicher chemischer, mechanischerProzesse, etc. ein kostengünstiges,leistungsfähiges,sehr zweckentsprechendes Package erreicht werden. Darüberhinauskönnendie hier geoffenbarten Techniken als Grundlage zur Integration derWärmesteuerung,von passivem oder aktiven Schaltungskomponenten, von Komponenten,etc. in die integrierte Schaltungsvorrichtung oder das Subsystemverwendet werden, an dem die Vorrichtung angeschlossen werden soll.Darüberhinauswerden mechanische und thermische Leitsysteme für verhält nismäßig dünne, zerbrechliche integrierteSchaltungs-Chips und Vorrichtungen geschaffen.For the expertit follows from the above embodiments that herecreated a new connection structure and a new connection packagewhich can be used to a device, such asabout one uncommitted integrated circuit chip, with anotherComponent, such as a second integrated circuit chip, a printed circuit boardor another subsystem component directly. Thereby,that the interposer substrateis made of a semiconductor material and in particular alsoin that the substrate material of the interposer to that of the devicecan be adjusted using standard chemical, mechanicalProcesses, etc. a cost-effective,powerful,very appropriate package can be achieved. Furthermorecanthe techniques disclosed herein as a basis for integrating theThermal control,passive or active circuit components, components,etc. in the integrated circuit device or subsystembe used, to which the device is to be connected.FurthermoreFor example, mechanical and thermal control systems are designed to be comparatively thin, fragile and integratedCircuit chips and devices created.
    [0033] Wenngleichbevorzugte Ausführungsformen imEinzelnen hier veranschaulicht und beschrieben wurden, so verstehtsich fürden Fachmann doch, dass zahlreiche Änderungen, Zusätze, Austauschvorgänge unddergleichen vorgenommen werden können,ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, weshalb diese in dem Schutzbereichder Erfindung liegen, wie er durch die anschließenden Patentansprüche definiertist.Althoughpreferred embodiments inIndividuals have been illustrated and described here, so understandsforthe expert but that numerous changes, additives, exchanges andthe like can be madewithout departing from the spirit of the invention, which is why this in the scopeThe invention are as defined by the subsequent claimsis.
    100 100 Vorrichtungsanordnungdevice configuration 110110 Interposer-Package Interposer package120 120 Interposerinterposer 130130 Einkapselungencapsulation122 122 ersteEingangs-/AusgangskontaktefirstInput / output contacts 124124 metallisierteVias oder DurchkontaktierungenmetallizedVias or vias 126126 zweiteEingangs-/AusgangskontaktesecondInput / output contacts 132132 federndvorgespannte Steckkontaktespringypreloaded plug contacts 140140 Vorrichtungdevice 142142 Eingangs-/Ausgangskontaktstellen(Pads)Input / output pads(Pads)150 150 Lötverbindungsolder 200200 Interposerinterposer210 210 Vorrichtungdevice 220220 SubsystemsubsystemelektrischeAnschlussstacks (Stapel) 215, die die Vorrichtung 210 mitdem Interposer 200 verbindenelectrical connection stacks (stack) 215 that the device 210 with the interposer 200 connectelektrischeAnschlussstacks (Stapel) 225, die den Interposer 200 mitdem Subsystem 220 verbindenelectrical connection stacks (stack) 225 that the interposer 200 with the subsystem 220 connect 300300 Interposerinterposer320 320 metallisierteVias oder Durchkontaktierungen metallizedVias or vias 330330 Eingangs-/Ausgangskontakteauf einer unteren Hauptflächedes InterposersInput / output contactson a lower main surfacethe interposer 340340 Eingangs-/Ausgangskontakteauf einer oberen Hauptflächedes InterposersInput / output contactson an upper main surfacethe interposer345 345 elektrischeVerbindungseinrichtungelectricalconnecting device 360360 elektrischeKontaktstellen (Pads)electricalContact points (pads)310 310 integrierteSchaltungsvorrichtungintegratedcircuit device 350350 elektrischeVerdrahtungelectricalwiring400 400 Interposerinterposer 405405 Anschlussstacks(Stacks)connection stacks(Stacks)415 415 zweiteEingangs-/AusgangskontaktesecondInput / output contacts 420420 Anschlusselementeconnection elements 430430 Wärmesenkeheat sink440 440 Schaltungenoder Komponentencircuitsor components 410410 integrierteSchaltungsvorrichtungintegratedcircuit device
    权利要求:
    Claims (10)
    [1]
    Einrichtung, die aufweist: – einenInterposer (Zwischenträger)(120, 200, 300, 400), der einaus einem Halbleitermaterial bestehendes Substrat aufweist und mitauf einer ersten Hauptflächeangeordneten ersten Eingangs-/Ausgangskontakten (122, 340, 360)und auf einer zweiten Hauptflächeangeordneten zweiten Eingangs-/Ausgangskontakten (126, 330, 415)versehen ist, wobei die zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte mit den erstenEingangs-/Ausgangskontakten elektrisch verbunden (124, 320)sind; und – wobeidie auf der ersten Hauptflächedes Substrats angeordneten ersten Eingangs-/Ausgangskontakte (122, 340, 360)zum Anschluss an Eingangs-/Ausgangskontaktstellen (Pads) (144)einer Vorrichtung (140, 210, 310, 410)eingerichtet sind, an die der Interposer (120, 200, 300, 400)anschließbarist und wobei die auf der zweiten Hauptfläche angeordneten zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte(126, 330, 415) die Ankopplung an Kontakteeiner Komponente (220) ermöglichen, an die der Interposerebenfalls anschließbarist.Device comprising: - an interposer (intermediate carrier) ( 120 . 200 . 300 . 400 ) comprising a substrate made of a semiconductor material and having first input / output contacts (1) arranged on a first main surface ( 122 . 340 . 360 ) and arranged on a second main surface second input / output contacts ( 126 . 330 . 415 ), the second input / output contacts being electrically connected to the first input / output contacts ( 124 . 320 ) are; and - wherein the first input / output contacts arranged on the first main surface of the substrate ( 122 . 340 . 360 ) for connection to input / output pads (pads) ( 144 ) a device ( 140 . 210 . 310 . 410 ) to which the interposer ( 120 . 200 . 300 . 400 ) and wherein the second input / output contacts arranged on the second main surface ( 126 . 330 . 415 ) the connection to contacts of a component ( 220 ) to which the interposer is also connectable.
    [2]
    Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die auf derersten Hauptflächedes Interposers-Substrats angeordneten Eingangs-/Ausgangskontakte(122, 340, 360) eine mit den Eingangs-/Ausgangskontaktstellen (Pads)(142) der Vorrichtung (140, 210, 310, 410),an die der Interposer anschließbarist, vergleichbare Elementengröße aufweisen.Device according to Claim 1, in which the input / output contacts arranged on the first main surface of the interposer substrate ( 122 . 340 . 360 ) one with the input / output pads (pads) ( 142 ) of the device ( 140 . 210 . 310 . 410 ), to which the interposer can be connected, have comparable element size.
    [3]
    Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung (140, 210, 310, 410)ein nacktes integriertes Schaltungs-Chip mit einer X,Y-Außenfläche aufweist, undder Interposer (120, 200, 300, 400)eine mit der X,Y-Außenfläche desnackten integrierten Schaltungs-Chip gleich bemessene Außenfläche aufweist.Device according to claim 1, in which the device ( 140 . 210 . 310 . 410 ) has a bare integrated circuit chip with an X, Y outer surface, and the interposer ( 120 . 200 . 300 . 400 ) has an outer surface sized equal to the X, Y outer surface of the bare integrated circuit chip.
    [4]
    Einrichtung nach Anspruch 3, bei der der nackte integrierteSchaltungs-Chip (140, 210, 310, 410) einerstes integriertes Schaltungs-Chip aufweist, die Komponenten (220)ein zweites integriertes Schaltungs-Chip aufweist und der Interposer(120, 200, 300, 400) die elektrischeVerbindung zwischen dem ersten integrierten Schaltungs-Chip und dem zweiten integriertenSchaltungs-Chip ermöglicht.Device according to Claim 3, in which the naked integrated circuit chip ( 140 . 210 . 310 . 410 ) has a first integrated circuit chip, the components ( 220 ) has a second integrated circuit chip and the interposer ( 120 . 200 . 300 . 400 ) enables the electrical connection between the first integrated circuit chip and the second integrated circuit chip.
    [5]
    Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Halbleitermaterialwenigstens eines der folgenden Materialien aufweist: Silizium, Siliziumcarbidund Galliumarsenid.Device according to claim 1, wherein the semiconductor materialat least one of the following materials: silicon, silicon carbideand gallium arsenide.
    [6]
    Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtungein aus einem Halbleitermaterial bestehendes Substrat aufweist unddas Halbleitermaterial des Interposer-Substrats wenigstens teilweise an das Halbleitermaterialdes Vorrichtungs-Substrats angepasst ist.Device according to claim 1, wherein the devicea substrate consisting of a semiconductor material, andthe semiconductor material of the interposer substrate at least partially to the semiconductor materialof the device substrate.
    [7]
    Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die auf derersten Hauptflächeangeordneten ersten Eingangs-/Ausgangskontakte (122, 340, 360)eine unterschiedliche Teilung (Pitch) wie die auf der zweiten Hauptfläche desInterposer-Substrats angeordneten Eingangs-/Ausgangskontakte 8126, 330, 415)aufweisen.Device according to claim 1, in which the first input / output contacts arranged on the first main surface ( 122 . 340 . 360 ) a different pitch than the input / output contacts disposed on the second major surface of the interposer substrate 8126 . 330 . 415 ) respectively.
    [8]
    Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Interposer(120) außerdemein Interposer-Package (110) aufweist, wobei das Interposer-Packageeine wenigstens einen Teil der auf der zweiten Hauptfläche desInterposer-Substrates angeordneten zweiten Eingangs-/Ausgangskontakt(126) umgibt.Device according to Claim 1, in which the interposer ( 120 ) also an interposer package ( 110 ), wherein the interposer package comprises at least a part of the second input / output contact arranged on the second main surface of the interposer substrate ( 126 ) surrounds.
    [9]
    Einrichtung (100), die aufweist: – eine integrierteSchaltungsvorrichtung (140, 2109, 310, 410),die auf einer OberflächeEingangs-/Ausgangskontaktstellen (Pads) (142) aufweist; – einenInterposer (120, 200, 300, 400)mit einem aus einem Halbleitermaterial bestehenden Substrat und mitauf einer ersten Hauptflächeangeordneten ersten Eingangs-/Ausgangskontakten (122, 340, 360) undmit auf einer zweiten Hauptflächeangeordneten zweiten Eingangs-/Ausgangskontakten (126, 330, 415),wobei die zweiten Eingangs-/Ausgangskontakte mit den ersten Eingangs-/Ausgangskontakten elektrischverbunden (124, 320) sind; und – wobeidie auf der ersten Hauptflächedes Substrats angeordneten ersten Eingangs-/Ausgangskontakte (122, 340, 360)an die Eingangs-/Ausgangskontaktstellen (Pads) (142) derintegrierten Schaltungsvorrichtung (140, 210, 310, 410)elektrisch angeschlossen sind und wobei die auf der zweiten Hauptfläche angeordnetenEingangs-/Ausgangskontakte (126, 330, 415)an Kontakte einer Komponente (220) angekuppelt sind, andie der Interposer ebenfalls anschließbar ist.Facility ( 100 ), comprising: - an integrated circuit device ( 140 . 2109 . 310 . 410 ), which on one surface have input / output pads (pads) ( 142 ) having; An interposer 120 . 200 . 300 . 400 ) with a substrate made of a semiconductor material and with first input / output contacts arranged on a first main surface ( 122 . 340 . 360 ) and arranged on a second main surface second input / output contacts ( 126 . 330 . 415 ), wherein the second input / output contacts are electrically connected to the first input / output contacts ( 124 . 320 ) are; and - wherein the first input / output contacts arranged on the first main surface of the substrate ( 122 . 340 . 360 ) to the input / output pads (pads) ( 142 ) of the integrated circuit device ( 140 . 210 . 310 . 410 ) are electrically connected and wherein the arranged on the second main surface input / output contacts ( 126 . 330 . 415 ) to contacts of a component ( 220 ) are coupled, to which the interposer is also connectable.
    [10]
    Verfahren zur Kontaktierung von Eingangs-/Ausgangskontaktstellen(Pads) (142) einer Vorrichtung (140, 210, 310, 419),das beinhaltet: – Bereitstelleneines Interposers (120, 200, 300, 400) miteinem aus einem Halbleitermaterial bestehenden Substrat, wobei derInterposer auf einer ersten Hauptfläche des Interposer-Substratsangeordnete erste Eingangs-/Ausgangskontakte (122, 340, 360) undauf einer zweiten Hauptflächedes Interposer-Substrats angeordnete zweite Eingangs-/Ausgangskontakte(126, 330, 414) aufweist und wobei dieersten Eingangs-/Ausgangskontakte mit den zweiten Eingangs-/Ausgangskontaktenelektrisch verbunden (124, 320) sind; – und Herstelleneiner elektrischen Verbindung des Interposers (120, 200, 300, 400)mit einer Vorrichtung (140, 210, 310, 410),indem die ersten Eingangs/Ausgangskontakte (122, 330, 360)des Interposers (120, 200, 300, 400)mit der Eingangs-/Ausgangskontaktstellen (Pads) (142) derVorrichtung elektrisch verbunden werden.Method for contacting input / output pads (pads) ( 142 ) a device ( 140 . 210 . 310 . 419 ), which includes: providing an interposer ( 120 . 200 . 300 . 400 ) with a substrate made of a semiconductor material, wherein the interposer arranged on a first main surface of the interposer substrate first input / output contacts ( 122 . 340 . 360 ) and on a second major surface of the interposer substrate second input / output contacts ( 126 . 330 . 414 ) and wherein the first input / output contacts are electrically connected to the second input / output contacts ( 124 . 320 ) are; - and establishing an electrical connection of the interposer ( 120 . 200 . 300 . 400 ) with a device ( 140 . 210 . 310 . 410 ) by the first input / output contacts ( 122 . 330 . 360 ) of the interposer ( 120 . 200 . 300 . 400 ) with the input / output pads (pads) ( 142 ) of the device are electrically connected.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP5568205B2|2014-08-06|
    CN100454532C|2009-01-21|
    NL1025639C2|2005-05-26|
    JP2004282072A|2004-10-07|
    IL160581D0|2004-07-25|
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    US6819001B2|2004-11-16|
    CN1531081A|2004-09-22|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-05-05| 8110| Request for examination paragraph 44|
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