包括在器件上組裝的分立天線的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】描述了形成微電子封裝結(jié)構(gòu)的方法和由此形成的相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)。這些方法和結(jié)構(gòu)可以包括形成包括設(shè)置于器件的背面的分立的天線的封裝結(jié)構(gòu)，其中，分立的天線包括天線襯底、穿過天線襯底垂直設(shè)置的穿過天線襯底的通孔。垂直地設(shè)置于器件內(nèi)的穿過器件襯底的通孔與穿過天線襯底的通孔耦合，而封裝襯底與器件的有源面耦合。
【專利說明】包括在器件上組裝的分立天線的封裝結(jié)構(gòu)
[0001]本發(fā)明的背景
[0002]在平臺(tái)上集成以30GHz或以上操作的毫米波無線電，可以在器件之間或在芯片之間進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。在器件/芯片之間成功地傳輸數(shù)據(jù)要求充當(dāng)接口的一個(gè)或多個(gè)封裝級(jí)別集成的天線。諸如極短范圍的芯片到芯片通信以及使用無線調(diào)試端口來對(duì)芯片上的系統(tǒng)(SoC) /中央處理單元(CPU)器件的后硅驗(yàn)證之類的應(yīng)用可能遭受與傳統(tǒng)的/現(xiàn)有技術(shù)的封裝襯底/天線陣列設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的路由損失以及封裝可操作區(qū)域的損失。
[0003]附圖簡述
[0004]盡管說明書以特別指出并明確聲明了某些實(shí)施例的權(quán)利要求書來結(jié)束，但是，可以相信，通過參考圖形并閱讀下列詳細(xì)描述，將更輕松地弄清這些實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0005]圖1a-1d表示根據(jù)各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
[0006]圖2表示根據(jù)各實(shí)施例的流程圖。
[0007]圖3表示根據(jù)各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
[0008]圖4表不根據(jù)各實(shí)施例的系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0009]在下面的詳細(xì)描述中，將參考作為說明示出其中可以實(shí)施方法和結(jié)構(gòu)的特定實(shí)施例的各個(gè)附圖。足夠詳細(xì)地描述了這些實(shí)施例，以使那些精通本技術(shù)的人員能實(shí)施本發(fā)明?？梢岳斫猓鲗?shí)施例，雖然不同，但是，不一定互相排斥。例如，在不偏離各實(shí)施例的精神和范圍的情況下，此處與一實(shí)施例一起所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)，或特征可以在其他實(shí)施例內(nèi)實(shí)現(xiàn)。另外，可以理解，在不偏離各實(shí)施例的精神和范圍的情況下，可以修改每一個(gè)所公開的實(shí)施例內(nèi)的單個(gè)元件的位置或布局。因此，下面的詳細(xì)描述不是在限制性的意義上進(jìn)行的，實(shí)施例的范圍只由所附權(quán)利要求書以及這些權(quán)利要求所授權(quán)的等效技術(shù)方案完整范圍定義，適當(dāng)?shù)亟忉?。在附圖中，在多個(gè)視圖中，相同參考編號(hào)可以表示相同或類似的功能。
[0010]描述了形成并使用微電子封裝結(jié)構(gòu)，諸如形成包括設(shè)置于微電子器件的頂表面上的分立的天線的封裝結(jié)構(gòu)的方法。這些方法和結(jié)構(gòu)可以包括形成包括設(shè)置于器件的背面的分立的天線的封裝結(jié)構(gòu)，其中，分立的天線包括天線襯底、穿過天線襯底垂直地設(shè)置的穿過天線襯底的通孔。垂直地設(shè)置于器件內(nèi)的穿過襯底的通孔與穿過天線襯底的通孔耦合，而封裝襯底可以與器件的有源面耦合。此處所公開的各實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)允許為較短的范圍發(fā)射應(yīng)用，使用分立的單個(gè)天線。
[0011]圖1a-1d示出了包括設(shè)置于器件上的至少一個(gè)分立的天線的封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)100包括至少一個(gè)分立的天線102 (圖la)。分立的天線102包括天線襯底104，在某些實(shí)施例中，該天線襯底104可以包括玻璃材料。在其他實(shí)施例中，天線襯底104可以包括液晶聚合物、有機(jī)材料、低溫共燒陶瓷、氧化鋁、無摻雜的硅，以及任何高性能，毫米波襯底中的至少一個(gè)，這取決于特定應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施例中，天線襯底104包括大約30GHz以及以上的頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，天線襯底104可以包括導(dǎo)電材料和介電材料的交替層。在一個(gè)實(shí)施例中，分立的天線102可以包括高k介電材料，該介電材料可以在某些情況下用于縮小分立的天線102的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中，分立的天線102可以包括輻射元件106以及穿過天線襯底的通孔108。在一個(gè)實(shí)施例中，輻射元件106可以包括可以電容地彼此耦合的多個(gè)級(jí)別的金屬(例如，輻射元件可以包括被介電材料分隔的多個(gè)金屬層)，以增強(qiáng)分立的天線102的頻帶寬。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，輻射元件106可以水平地設(shè)置于天線襯底104的頂部部分，并可以垂直地與穿過天線襯底的通孔108耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，分立的天線102可以包括可以寬度方向上在小于大約2mm，在長度方向小于大約2mm，在在高度方向上小于大約0.4mm的尺寸。取決于特定應(yīng)用，分立的天線102的尺寸可以不同。在一個(gè)實(shí)施例中，天線襯底104的物理尺寸可以比器件/應(yīng)用能夠在其內(nèi)操作的頻率范圍的波長小得多。在一個(gè)實(shí)施例中，穿過天線襯底的通孔108可以不物理耦合到輻射元件106，其中，毫米波信號(hào)可以在輻射元件106和穿過襯底的通孔116之間電磁耦合。
[0013]穿過天線襯底的通孔108可以垂直地設(shè)置于天線襯底104內(nèi)。天線觸點(diǎn)110可以與穿過天線襯底的通孔108耦合，并可以設(shè)置于天線襯底104的底部部分上。天線導(dǎo)電結(jié)構(gòu)112可以與天線觸點(diǎn)110耦合。可以包括再分布層(RDL) 114的器件觸點(diǎn)114可以與天線導(dǎo)電結(jié)構(gòu)112耦合。器件觸點(diǎn)114可以設(shè)置于器件118的背面上。在一個(gè)實(shí)施例中，器件118可以包括芯片上的系統(tǒng)(SoC)器件，其中包括諸如毫米波無線電之類的無線電119，并在其他實(shí)施例中，可以包括適于特定應(yīng)用的任何類型的器件。
[0014]可以包括穿過襯底的通孔(TSV) 116的穿過器件襯底的通孔可以與器件觸點(diǎn)114耦合，并可以垂直地設(shè)置于器件/器件襯底118內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，穿過襯底的通孔116可以用，例如，諸如二氧化硅之類的絕緣材料121形成內(nèi)襯(圖ld，描繪了包括TSV116的器件118的一部分)。用絕緣體121形成內(nèi)襯的穿過襯底的通孔116可被設(shè)置成穿過器件材料135，該器件材料135可以在某些情況下包括硅襯底材料135，在某些實(shí)施例中，器件118可以表現(xiàn)出小于IdB的損耗。例如，器件材料135可以通過諸如氧化物材料之類的絕緣材料137，與器件觸點(diǎn)114和器件118的有源層/面120絕緣。
[0015]回頭參考圖la，穿過襯底的通孔116可與穿過天線襯底的通孔108電耦合和物理耦合(且天線觸點(diǎn)110、導(dǎo)電結(jié)構(gòu)112和器件觸點(diǎn)114耦合在它們之間)，其中，與穿過襯底的通孔116耦合的穿過天線襯底的通孔108可以將信號(hào)從分立的天線102傳導(dǎo)到器件118。在另一個(gè)實(shí)施例中，穿過天線襯底的通孔108可以通過導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和金屬與金屬的接合中的一種來耦合到穿過襯底的通孔116。在一個(gè)實(shí)施例中，分立的天線102可以包括諸如玻璃之類的高性能毫米波天線襯底104。能夠從天線襯底104中/上的輻射元件106發(fā)出/傳播的毫米波信號(hào)可以通過穿過天線襯底的通孔108和穿過襯底的通孔116之間的耦合，在分立的天線102和器件118之間傳輸/傳播。
[0016]接地天線觸點(diǎn)111可以設(shè)置于天線襯底104的底部部分，與天線觸點(diǎn)110相鄰。接地天線導(dǎo)電結(jié)構(gòu)113可以與接地天線觸點(diǎn)111耦合。接地器件觸點(diǎn)115可以與接地天線導(dǎo)電結(jié)構(gòu)113耦合。接地器件觸點(diǎn)115可以設(shè)置于器件118的背面?？梢园ń拥卮┻^襯底的通孔117的接地穿過器件襯底的通孔117可以與接地器件觸點(diǎn)115耦合，并可以垂直地設(shè)置于器件118內(nèi)。接地穿過器件襯底的通孔117可以與信號(hào)穿過襯底的通孔116相鄰，并可以提供到分立的天線102的接地參考。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，第二分立的天線102’可以設(shè)置于器件118上，并可以與分立的天線102相鄰。第二分立的天線102’包括天線襯底104’，并可以包括與天線襯底104類似的材料。第二分立的天線102’可以包括耦合到穿過天線襯底的通孔108’的輻射元件106’，與穿過天線襯底的通孔108’耦合的天線觸點(diǎn)110’，以及與天線觸點(diǎn)110’耦合的天線導(dǎo)電結(jié)構(gòu)112’。
[0018]器件觸點(diǎn)114’可以與天線導(dǎo)電結(jié)構(gòu)112’耦合。器件觸點(diǎn)114’可以設(shè)置于器件118的背面。穿過器件襯底的通孔116’可以與器件觸點(diǎn)114’耦合，可以垂直地設(shè)置于器件118內(nèi)。穿過器件襯底的通孔116’可以與穿過天線襯底的通孔108’電耦合和物理耦合。
[0019]接地天線觸點(diǎn)111’可以設(shè)置于天線襯底104’的底部部分上，與天線觸點(diǎn)110’相鄰。接地天線導(dǎo)電結(jié)構(gòu)113’可以與接地天線觸點(diǎn)111’耦合。接地器件觸點(diǎn)115’可以與接地天線導(dǎo)電結(jié)構(gòu)113’耦合。接地器件觸點(diǎn)115’可以設(shè)置于器件118的背面?？梢园ń拥卮┻^襯底的通孔117’的接地穿過器件襯底的通孔117’可以與接地器件觸點(diǎn)115’耦合，并可以垂直地設(shè)置于器件118內(nèi)。接地穿過器件襯底的通孔117’可以與信號(hào)穿過襯底的通孔116’相鄰，并可以提供到第二分立的天線102’的接地參考。
[0020]分立的天線102，102’可以被組裝/與器件118的背面耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過輻射元件106，106’在器件和分立的天線102，102’之間感應(yīng)的毫米波信號(hào)可以由信號(hào)穿過襯底的通孔116，116’以及穿過天線襯底的通孔108，108’之間的串行連接攜帶。另外，取決于特定應(yīng)用，信號(hào)通孔中的每一個(gè)(可以包括穿過襯底的通孔116，116’和穿過天線襯底的通孔108，108’之間的串行連接)可以由一個(gè)或多個(gè)接地穿過襯底的通孔117，117’包圍。接地穿過襯底的通孔117，117’充當(dāng)來自分立的天線102，102’的毫米波信號(hào)的返回路徑。
[0021]與在封裝襯底內(nèi)實(shí)現(xiàn)的天線相比，分立的天線102，102’表現(xiàn)顯著改善的電特性。另外，與垂直穿過天線襯底的通孔耦合的TSV的垂直實(shí)現(xiàn)騰出，例如，傳統(tǒng)的CPU信號(hào)路由所需的封裝空間，因此，改善了封裝結(jié)構(gòu)100的總體緊湊性。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，器件118的有源面/層120可以通過焊球/互連122與襯底126耦合。在另一個(gè)實(shí)施例中，器件118的有源面120可以通過直接金屬與金屬接合來與襯底126耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)100可以包括3D封裝結(jié)構(gòu)100。在一個(gè)實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)100可以包括無芯的，無凸起構(gòu)造層(BBUL)封裝結(jié)構(gòu)100的一部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)100的一部分可以包括能夠在諸如器件102，102’，102〃之類的微電子器件以及封裝結(jié)構(gòu)100可以與其耦合的下一級(jí)別的組件(例如，電路板)之間提供電通信的任何合適類型的封裝結(jié)構(gòu)100。在另一個(gè)實(shí)施例中，此處的封裝結(jié)構(gòu)100可以包括能夠在管芯以及與下IC封裝耦合的上集成電路(IC)封裝之間提供電通信的任何合適類型的封裝結(jié)構(gòu)。
[0023]此處的各實(shí)施例的襯底126可以包括多層襯底126，包括介電材料以及核心層(電介質(zhì)或者金屬芯)周圍構(gòu)造的金屬的交替層。在另一個(gè)實(shí)施例中，襯底126可以包括無芯的多層襯底126。其他類型的襯底以及襯底材料也可以與所公開的各實(shí)施例一起使用(例如，陶瓷、藍(lán)寶石、玻璃等等)。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，器件封裝結(jié)構(gòu)100包括可以在多層封裝襯底126上倒裝組裝的器件118，該器件118包括毫米波無線電119。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以在器件118上形成多個(gè)分立的芯片天線102/將它們耦合到器件118，其中，與器件118耦合的分立的天線102的數(shù)量可以取決于特定設(shè)計(jì)要求。此處的各實(shí)施例的分立的天線102在封裝襯底126上占用較少的區(qū)域，且表現(xiàn)出顯著減少的信號(hào)損失。另外，各實(shí)施例要求較不嚴(yán)格的信號(hào)隔離方案，導(dǎo)致封裝覆蓋區(qū)的縮小。
[0025]圖1b描繪了這樣的實(shí)施例:其中，器件118 (類似于圖1a中所描繪的器件118以及相關(guān)聯(lián)的封裝100組件)可以部分地嵌入在諸如，BBUL襯底127之類的無芯的襯底127中?；ミB122可以設(shè)置于襯底127內(nèi)，并可以與無芯的互連結(jié)構(gòu)124耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)131可以包括至少兩個(gè)分立的天線102，102’。在部分地嵌入的襯底127中形成/耦合器件118和分立的天線102，102’的優(yōu)點(diǎn)是封裝結(jié)構(gòu)131的總體Z高度縮小。在另一個(gè)實(shí)施例中，器件118和天線102，102’可以完全嵌入在襯底127中。
[0026]圖1c描繪了這樣的實(shí)施例:封裝結(jié)構(gòu)132包括彼此層疊的兩個(gè)器件118，118’(類似于圖1a的器件118以及相關(guān)聯(lián)的封裝100組件)。第一器件/管芯118可以與封裝襯底126耦合/設(shè)置于其上，封裝襯底126可以包括任何類型的合適的封裝襯底126，且第二器件/管芯118’可以設(shè)置于/層疊在第一器件118上。第一器件118可以通過接地通孔117’以及信號(hào)通孔116’，以及通過接地互連結(jié)構(gòu)123以及信號(hào)互連結(jié)構(gòu)125，與第二器件118’耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，分立的天線102 (類似于圖1a的分立的天線)，可以包括在寬度方向Imm以及在長度方向Imm那樣小的尺寸，可以與第二器件118’相鄰地層疊在第一器件118上。一般而言，各實(shí)施例的分立的天線的尺寸包括特定應(yīng)用/設(shè)計(jì)的頻率范圍內(nèi)的最小波長的幾分之一。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)132可以包括芯片上的系統(tǒng)，其中包括至少一個(gè)3D層疊的毫米波芯片天線。在某些實(shí)施例中，多個(gè)分立的天線可以置于第一器件118的背面/與其耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，可選的射頻干擾(RFI)屏蔽130可以設(shè)置在層疊的器件118，118’周圍或包圍層疊的器件118，118’。在某些實(shí)施例中，RFI屏蔽可以被用來進(jìn)一步將分立的天線與封裝結(jié)構(gòu)組件的其余部分隔離。
[0028]此處的各實(shí)施例包括允許分立的天線與封裝結(jié)構(gòu)的3D集成，其中，一個(gè)或多個(gè)分立的毫米波芯片天線在主芯片上的系統(tǒng)/(PU管芯/器件上面組裝，其中，器件包括集成的毫米波無線電。天線可以在諸如，例如，玻璃之類的高性能毫米波襯底上實(shí)現(xiàn)，其中，毫米波信號(hào)可以使用穿過襯底的通孔耦合在分立的天線和器件之間。此處各實(shí)施例支持3D分立的天線集成到諸如極短的范圍芯片到芯片通信之類的應(yīng)用，以及使用例如無線調(diào)試端口對(duì)SoC/CPU芯片的后硅驗(yàn)證。諸如到邏輯分析器的無線信號(hào)，設(shè)備之間(諸如在移動(dòng)設(shè)備之間和/或在諸如，例如，DVD和顯示設(shè)備之間)的多個(gè)無線天線發(fā)射之類的應(yīng)用此處被允許。
[0029]在另一個(gè)實(shí)施例中在圖2中描繪了形成封裝結(jié)構(gòu)的方法。在步驟202中，至少一個(gè)分立的天線在器件的背面形成，其中，分立的天線包括天線襯底。在步驟204中，穿過天線襯底形成穿過天線襯底的通孔，其中，穿過天線襯底的通孔垂直地設(shè)置成穿過天線襯底。在步驟206中，穿過天線襯底的通孔與垂直地設(shè)置于器件內(nèi)的穿過襯底的通孔耦合，在步驟208中，器件與封裝襯底耦合。
[0030]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，所示是計(jì)算系統(tǒng)300的實(shí)施例。系統(tǒng)300包括若干個(gè)設(shè)置于主板310或其他電路板上的組件。主板310包括第一面312和相對(duì)的第二面314，各種組件可以設(shè)置于第一和第二面312，314中的一面或兩面上。在所示出的實(shí)施例中，計(jì)算系統(tǒng)300包括設(shè)置于主板的第一面312上的封裝結(jié)構(gòu)340 (可以類似于，例如，圖1a的封裝結(jié)構(gòu)100)，其中，封裝結(jié)構(gòu)340可以包括此處所描述的微通道結(jié)構(gòu)實(shí)施例中的任何一種。[0031]系統(tǒng)300可以包括任何類型的計(jì)算系統(tǒng)，諸如，例如，手持式或移動(dòng)計(jì)算設(shè)備(例如，蜂窩電話、智能電話、移動(dòng)因特網(wǎng)設(shè)備、音樂播放器、平板電腦、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)機(jī)計(jì)算機(jī)等等)然而，所公開的實(shí)施例不僅限于手持式及其他移動(dòng)計(jì)算設(shè)備，這些實(shí)施例可以在諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)以及服務(wù)器之類的其他類型的計(jì)算系統(tǒng)方面得到應(yīng)用。
[0032]主板310可以包括能夠在設(shè)置于板上的各種組件中的一個(gè)或多個(gè)之間提供電通信的任何合適類型的電路板或其他襯底。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，主板310包括印刷電路板(PCB)，該印刷電路板(PCB)包括被介電材料層彼此分立的并通過導(dǎo)電通孔互連的多個(gè)金屬層。金屬層中的任何一層或多層可以以所需電路圖案形成，以在與板310耦合的組件之間路由電信號(hào)——或許與其他金屬層結(jié)合。然而，應(yīng)該理解，所公開的各實(shí)施例不僅限于上文所描述的PCB，進(jìn)一步地，主板310可以包括任何其他合適的襯底。
[0033]除封裝結(jié)構(gòu)340之外，可以在主板310的一側(cè)或者兩側(cè)312，314上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)額外的組件。作為示例，如圖所示，組件301a可以設(shè)置于主板310的第一面312上，組件301b可以設(shè)置于主板的對(duì)面314上?？梢栽O(shè)置于主板310上的額外的組件包括其他IC器件(例如，處理設(shè)備、存儲(chǔ)器設(shè)備、信號(hào)處理設(shè)備、無線通信設(shè)備、圖形控制器和/或驅(qū)動(dòng)器，音頻處理器和/或控制器等等)，電力輸送組件(例如，電壓調(diào)節(jié)器和/或其他電源管理器件，電源，諸如電池，和/或無源器件，諸如電容器)，以及一個(gè)或多個(gè)用戶接口設(shè)備(例如，音頻輸入設(shè)備、音頻輸出設(shè)備、小鍵盤或其他數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，諸如觸摸屏顯示器，和/或圖形顯示器等等)，以及這些和/或其他設(shè)備的任何組合。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算系統(tǒng)300包括輻射屏蔽層。在又一實(shí)施例中，計(jì)算系統(tǒng)300包括冷卻方案。在再一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算系統(tǒng)300包括天線。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，組合件300可以設(shè)置于外殼或殼內(nèi)。在主板310被設(shè)置在外殼內(nèi)的情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)300的某些組件——例如，用戶接口設(shè)備，諸如顯示器或小鍵盤，和/或電源，諸如電池——可以與主板310 (和/或位于此板上的組件)電耦合，但是可以與外殼機(jī)械耦合。
[0035]圖4是根據(jù)一實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400的示意圖。描繪的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400 (也稱為電子系統(tǒng)400)可以實(shí)現(xiàn)/包括封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)包括多個(gè)所公開的實(shí)施例中的任何一種，以及本發(fā)明中闡述的它們的等效內(nèi)容。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400可以是諸如上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)之類的移動(dòng)設(shè)備。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400可以是諸如無線智能電話之類的移動(dòng)設(shè)備。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400可以是臺(tái)式計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400可以是手持式讀取器。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400可以與汽車集成在一起。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)400可以與電視機(jī)集成在一起。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，電子系統(tǒng)400是包括電稱合電子系統(tǒng)400的各種組件的系統(tǒng)總線420的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)總線420是根據(jù)各實(shí)施例的單一總線或總線的任何組合。電子系統(tǒng)400包括向集成電路410提供電能的電壓源430。在某些實(shí)施例中，電壓源430通過系統(tǒng)總線420向集成電路410提供電流。
[0037]集成電路410電耦合、通信耦合到系統(tǒng)總線420，且包括根據(jù)一實(shí)施例的任何電路或電路的組合，包括本文中包括的各實(shí)施例的封裝/器件。在一個(gè)實(shí)施例中，集成電路410包括可包括根據(jù)此處的各實(shí)施例的任何類型的封裝結(jié)構(gòu)的處理器412。如此處所使用的，處理器412可以表示任何類型的電路，諸如，但不僅限于，微處理器、微控制器、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器，或另一種處理器。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器412包括此處所公開的封裝結(jié)構(gòu)中的各實(shí)施例中的任何一種。在一個(gè)實(shí)施例中，SRAM實(shí)施例用于處理器的存儲(chǔ)器緩存中。[0038]可以包括在集成電路410中的其他類型的電路有定制電路或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)，諸如用于諸如蜂窩電話、智能電話、尋呼機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、雙向無線電之類的無線設(shè)備，以及類似的電子系統(tǒng)中的通信電路414。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器412包括諸如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)之類的管芯上的存儲(chǔ)器416。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器412包括嵌入式管芯上的存儲(chǔ)器416，諸如嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(eDRAM)。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，集成電路410與隨后的集成電路411互補(bǔ)。在一個(gè)實(shí)施例中，雙集成電路411包括諸如eDRAM之類的嵌入式管芯上的存儲(chǔ)器417。雙集成電路411包括RFIC雙處理器413和雙通信電路415和諸如SRAM之類的雙管芯上的存儲(chǔ)器417。雙通信電路415可以被配置為用于RF處理。
[0040]至少一個(gè)無源器件480耦合到隨后的集成電路411。在一個(gè)實(shí)施例中，電子系統(tǒng)400還包括外部存儲(chǔ)器440，該外部存儲(chǔ)器440又可以包括適合于特定應(yīng)用的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器元件，諸如RAM形式的主存儲(chǔ)器442，一個(gè)或多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器444，和/或處理諸如磁盤、緊致盤(CD)、數(shù)字多功能盤DVD、閃存驅(qū)動(dòng)器之類的可移動(dòng)介質(zhì)446的一種或多種驅(qū)動(dòng)器、及其他本領(lǐng)域內(nèi)已知的可移動(dòng)介質(zhì)。外部存儲(chǔ)器440也可以是嵌入式存儲(chǔ)器448。在一個(gè)實(shí)施例中，電子系統(tǒng)400還包括顯不設(shè)備450,以及音頻輸出460。在一個(gè)實(shí)施例中，電子系統(tǒng)400包括諸如控制器470之類的輸入設(shè)備，可以是鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸板、小鍵盤、軌跡球、游戲控制器、麥克風(fēng)、語音識(shí)別設(shè)備，或向電子系統(tǒng)400輸入信息的任何其他輸入設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入設(shè)備470包括照像機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入設(shè)備470包括數(shù)字聲音記錄器。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入設(shè)備470包括像機(jī)和數(shù)字聲音記錄器。
[0041]雖然前面的描述指定了可以在各實(shí)施例的方法中使用的某些步驟以及材料，但是，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以作出許多修改方案和替換。因此，所有這樣的修改方案，改變替換和添加都被視為在如所附權(quán)利要求書所定義的各實(shí)施例的精神和范圍內(nèi)。另夕卜，此處所提供的圖形只示出了涉及各實(shí)施例的實(shí)施的示例性微電子器件的某些部分以及相關(guān)聯(lián)的封裝結(jié)構(gòu)。如此，各實(shí)施例不僅限于此處所描述的結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種形成封裝結(jié)構(gòu)的方法，包括: 在器件的背面形成分立的天線，其中，所述分立的天線包括天線襯底； 穿過所述天線襯底，形成穿過天線襯底的通孔，其中，所述穿過天線襯底的通孔垂直地設(shè)置成穿過所述天線襯底； 將所述穿過天線襯底的通孔與垂直地設(shè)置于所述器件內(nèi)的穿過襯底的通孔耦合；以及 將所述器件與封裝襯底耦合。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括形成與所述穿過天線襯底的通孔垂直耦合并設(shè)置于所述分立的天線的頂部部分的輻射元件。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述天線襯底包括導(dǎo)電材料和介電材料的交替層。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述輻射元件包括導(dǎo)電材料和介電材料的交替層。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述天線襯底包括玻璃、無摻雜的硅和液晶聚合物中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述穿過天線襯底的通孔通過導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和金屬與金屬的接合中的一種來耦合到所述穿過襯底的通孔。
7.如權(quán)利要求1所述 的方法，其特征在于，所述天線襯底包括至少大約30GHz的頻率。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，耦合到所述穿過襯底的通孔的所述穿過天線襯底的通孔能夠傳播毫米波信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述分立的天線的底部部分上形成接地天線觸點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述接地天線觸點(diǎn)耦合到垂直地設(shè)置于所述器件中的接地的穿過襯底的通孔。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述器件包括其中包括毫米波無線電的芯片上的系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述器件的有源面通過直接金屬與金屬接合和通過焊球點(diǎn)中的一種來與封裝襯底耦合。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述封裝襯底包括多層封裝襯底。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述封裝襯底包括BBUL封裝襯底，其中，所述器件部分地嵌入在所述BBUL封裝襯底內(nèi)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分立的天線包括小于器件能夠在其內(nèi)操作的頻率范圍的物理尺寸。
16.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述接地的穿過襯底的通孔與所述穿過襯底的通孔相鄰。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述器件上形成多個(gè)分立的天線。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第二器件層疊在所述器件上，并與所述分立的天線相鄰。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括形成輻射屏蔽層以包圍所述器件和所述第二器件。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述第二器件包括存儲(chǔ)器件。
21.一種封裝結(jié)構(gòu)，包括: 設(shè)置于第一器件的背面的分立的天線，其中，所述分立的天線包括天線襯底； 穿過天線襯底的通孔，其中，所述穿過天線襯底的通孔垂直地設(shè)置成穿過所述天線襯底； 垂直地設(shè)置于所述第一器件內(nèi)并與所述穿過天線襯底的通孔耦合的穿過襯底的通孔；以及 與所述第一器件的有源面耦合的封裝襯底。
22.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，還包括與所述穿過天線襯底的通孔垂直耦合并設(shè)置于所述分立的天線的頂部部分上的輻射元件。
23.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述天線襯底包括玻璃、無摻雜的硅和液晶聚合物中的至少一種。
24.如權(quán) 利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述天線襯底包括導(dǎo)電材料和介電材料的交替層。
25.如權(quán)利要求22所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述輻射元件包括導(dǎo)電材料和介電材料的交替層。
26.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述穿過天線襯底的通孔通過導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和金屬與金屬的接合中的一種來耦合到所述穿過襯底的通孔。
27.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述天線襯底包括至少大約30GHz的頻率。
28.如權(quán)利要求26所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，耦合到所述穿過襯底的通孔的所述穿過天線襯底的通孔能夠發(fā)射毫米波信號(hào)。
29.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置于所述分立的天線底部部分上的接地天線觸點(diǎn)。
30.如權(quán)利要求29所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接地天線觸點(diǎn)耦合到垂直地設(shè)置于所述第一器件中的接地的穿過襯底的通孔。
31.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一器件包括其中包括毫米波無線電的芯片上的硅。
32.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一器件的有源面通過直接金屬與金屬接合和通過焊料凸點(diǎn)中的一種來與所述封裝襯底耦合。
33.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封裝襯底包括多層封裝襯底。
34.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封裝襯底包括BBUL封裝襯底，其中，所述第一器件部分地嵌入在所述BBUL封裝襯底內(nèi)。
35.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述分立的天線包括小于器件能夠在其內(nèi)操作的頻率范圍的物理尺寸。
36.如權(quán)利要求30所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述接地的穿過襯底的通孔與所述穿過襯底的通孔相鄰。
37.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，還包括設(shè)置于所述第一器件上的多個(gè)分立的天線。
38.如權(quán)利要求21所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，第二器件層疊在所述第一器件上。
39.如權(quán)利這些求38所述的封裝結(jié)構(gòu)，還包括包圍所述第一器件和所述第二器件的輻射屏蔽層。
40.如權(quán)利要求38所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述第二器件包括存儲(chǔ)器件。
41.一種封裝結(jié)構(gòu)，包括: 設(shè)置于管芯的背面的分立的天線，其中，所述分立的天線包括天線襯底，所述管芯包括無線電； 水平地設(shè)置于所述分立的天線的頂部部分的輻射元件； 穿過天線襯底的通孔，其中，所述穿過天線襯底的通孔垂直地設(shè)置成穿過所述天線襯底，并與所述輻射元件耦合； 垂直地設(shè)置于所述管芯內(nèi)并與所述穿過天線襯底的通孔耦合的穿過襯底的通孔；以及 與所述管芯的有源面耦合的封裝襯底。
42.如權(quán)利要求41所述的封裝結(jié)構(gòu)，還包括: 通信地耦合到所述封裝結(jié)構(gòu)的總線；以及 通信地耦合到所述總線的eDRAM。
43.如權(quán)利要求41所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管芯包括芯片上的系統(tǒng)。
44.如權(quán)利要求41所述 的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述無線電包括毫米波無線電。
45.如權(quán)利要求41所述的封裝結(jié)構(gòu),其特征在于,所述天線襯底包括至少大約30GHz的頻率。
46.如權(quán)利要求41所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中，耦合到所述穿過襯底的通孔的所述穿過天線襯底的通孔能夠發(fā)射毫米波信 號(hào)。
【文檔編號(hào)】H01L21/50GK103887186SQ201310704018
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】T·喀姆蓋恩, V·拉奧, O·迪加尼 申請(qǐng)人:英特爾公司