混合封装件装置和制作方法与流程

混合封装件装置和制作方法
1.根据35u.s.c.
§
119要求优先权
2.本专利申请要求于2020年3月31日提交的标题为“hybrid package apparatus and method of fabricating”的美国临时申请号63/002,750的优先权以及于2021年3月24日提交的标题为“hybrid package apparatus and method of fabricating”的美国非临时申请号17/211,164的优先权，它们中的每一个都被转让给其受让人，并且通过引用明确并入本文。
技术领域
3.各种特征涉及一种包括封装件衬底和至少部分地共面的金属化结构的混合封装件。


背景技术：

4.集成电路、集成电路封装件和电子设备被不断地驱动为更小的形状因数。对应地，这种设备之间的连接被驱动为具有更小的宽度和更细的间距，以增加输入/输出，同时仍维持更小的形状因数。
5.此外，集成电路封装件支持各种类型的信令，包括功率信令、数据信令和接地信号。


技术实现要素：

6.各种特征涉及一种包括封装件衬底和至少部分地共面的金属化结构的混合封装件。
7.第一示例提供了一种封装件，该封装件包括裸片、第一衬底结构和与第一衬底结构至少部分地共面的第一金属化结构。裸片被电耦合至第一金属化结构和第一衬底结构。
8.第二示例提供了一种形成封装件的方法，包括：形成第一金属化结构；形成第一衬底结构，该第一衬底结构与水平平面上的第一衬底结构至少部分地共面；以及形成裸片，该裸片被电耦合至第一金属化结构和第一衬底结构。
附图说明
9.当结合附图时，各种特征、性质和优点可以通过下面陈述的详细描述变得明显，其中相同的附图标记贯穿始终对应地标识。
10.图1a图示了混合封装件的截面图。
11.图1b图示了混合封装件的简化顶视图。
12.图1c至1f图示了通过混合封装件的各种电路径。
13.图2图示了具有表面安装设备的图1a和1b的混合封装件。
14.图3图示了另一混合封装件的截面图。
15.图4图示了具有表面安装设备的图3的混合封装件。
16.图5a至5k图示了制造图1a和图1b的混合封装件的制造过程步骤的序列。
17.图6a至6i图示了制造图3的混合封装件的制造过程步骤的序列。
18.图7图示了用于制作混合封装件的方法的示例性流程图。
19.图8图示了可以与任何上述混合封装件集成的各种电子设备。
具体实施方式
20.在以下描述中，具体细节被给出，以提供对本公开的各个方面的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践各个方面。例如，电路可以在框图中示出，以避免在不必要的细节中混淆各个方面。在其他实例中，为了不混淆本公开的各个方面，众所周知的电路、结构和技术可能未被详细示出。
21.概述
22.一些特征涉及一种混合封装件。混合封装件包括第一部分，该第一部分包括第一金属化结构和多个互连，诸如铜柱或穿模过孔，用于电耦合至混合封装件的第四部分。第一金属化结构还包括多个互连，包括用于第一金属化结构内的电耦合(即，电连接)的金属。第一部分还包括第一衬底结构，该第一衬底结构包括多个衬底互连，诸如铜柱或穿模过孔，用于电连接至混合封装件的第四部分。
23.第一金属化结构与第一衬底结构至少部分地在水平平面上共面，并且与第一衬底相邻。在第一示例中，最上面的衬底电介质层高于第一金属化结构的最上面的电介质层。第一金属化结构的其他部分与第一衬底结构共面。
24.第一模制物至少部分地包围和覆盖第一金属化结构和第一衬底结构。第一模制物至少部分地分离第一金属化结构和第一衬底结构。
25.混合封装件的第四部分在第一部分之上。混合封装件的第四部分被配置为将混合封装件电耦合至印刷电路板(pcb)。混合封装件的第四部分包括用于将混合封装件耦合至pcb的多个互连和焊球。
26.混合封装件的第二部分在第一部分之下并且与第一部分相邻。混合封装件的第二部分包括第二金属化结构，该第二金属化结构包括用于电耦合至第二部分的多个互连。可选地，第二金属化可以具有附加的多个互连，用于电耦合至混合封装件的第三部分。
27.混合封装件的第三部分在第二部分之下并且与第二部分相邻。第三部分包括具有用于耦合至第二部分的多个互连的裸片。裸片和裸片的多个互连至少部分地被第二模制物包围。混合封装件可以可选地以层叠封装(pop)配置被耦合至第二封装件。如果pop配置被选择，则第三部分可以可选地包括被配置为电耦合至可选的第五部分的穿模过孔。
28.混合封装件的可选的第五部分包括用于将混合封装件耦合至第二封装件的第三金属化结构。
29.第二金属化结构可以被耦合至接地信号，使得第二金属化被接地或被配置为作为接地平面操作。第一金属化结构可以被配置为提供用于数据信令的电路径。第一衬底结构可以被配置为提供用于功率的电路径(例如，用于配电网络或用于功率信令)。
30.在一个示例中，混合封装件可以包括表面安装设备(smd)，诸如电阻器、电容器或电感器。smd可以代替焊球位于混合封装件的第四部分中。smd可以位于混合封装件的第三部分的第二模制物内。
31.第一金属化结构包括多个第一互连，包括具有第一厚度的焊盘，并且第一衬底结构包括多个衬底互连，包括具有第二厚度的焊盘，其中第二厚度大于第一厚度。此外，第一金属化结构包括具有第一过孔宽度的多个第一过孔，第一衬底包括具有衬底过孔宽度的多个衬底过孔，其中衬底过孔宽度大于第一过孔宽度。
32.有利地，因为第一金属化结构具有与其多个互连相关联的第一厚度和与其多个过孔相关联的第一宽度，该第一厚度小于与多个衬底互连相关联的第二厚度，该第一宽度小于与多个衬底过孔相关联的第二宽度，因此由于多个互连和多个过孔中的较低阻抗，第一金属化结构具有改进的信号完整性。第一金属化结构的这些第一厚度和第一宽度特征允许它特别适合于提供用于数据信令的电路径，因为数据信令路径具有低阻抗以获得高速数据信令是有利的。
33.有利地，因为第一衬底结构具有与其多个衬底互连相关联的第二厚度和与其多个衬底过孔相关联的第二宽度，该第二厚度和第二宽度分别比与第一金属化结构的多个互连和多个过孔相关联的第一厚度和第一宽度更厚和更宽，所以第一衬底结构能够通过多个衬底互连和衬底过孔的更大表面积来更好地分配功率。附加地，第一衬底结构的上述第二厚度和第二宽度特征允许改进的热热量分布。
34.混合封装件包括具有第一厚度和第一宽度特征的第一金属化结构以及具有第二厚度和第二宽度特征的第一衬底结构。与所有互连(例如，焊盘和迹线)都被配置为适应功率信号的传统封装件相比，混合封装件的面积被减小。这是因为面积通过将具有第一厚度和第一宽度特征(即，减小的厚度和减小的宽度)的第一金属化结构用于数据信令来减小。
35.术语和定义
36.在一些实施方式中，互连是允许或促进两个点、元件和/或组件之间的电连接的元件或组件。在一些实施方式中，互连可以包括迹线、焊盘、柱、再分布金属层、凸块下金属化(ubm)层、焊料(例如，焊球)。在一些实施方式中，互连是可以被配置为提供用于信号(例如，数据信号、接地信号、功率信号)的电路径的导电材料(例如，金属)。互连可以是设备、电子组件、衬底、内插器、印刷电路板(pcb)、裸片、裸片互连或电路的一部分。在一些实施方式中，互连可以包括多于一个元件或组件。
37.迹线是一种互连形式，它在设备中沿着水平或接近水平方向提供电路径。在一些实施方式中，迹线可以被形成在衬底中或者可以被形成在衬底上。
38.焊盘是一种在集成设备中提供电路径的互连形式。在一些实施方式中，焊盘是为由不同材料制成的互连提供耦合接口的元件或组件。例如，焊盘可以被配置为提供用于焊料(例如，焊球)的接口。
39.过孔沿着集成设备中的竖直或接近竖直方向提供电路径。在一些实施方式中，过孔可以被形成在衬底中(例如，衬底通孔)。在一些实施方式中，过孔可以被形成在模制物层中(例如，穿衬底过孔)。在一些实施方式中，过孔可以具有竖直壁，或者可以具有锥形或倾斜壁或其他定向。
40.术语“厚度”可以被定义为物体的竖直测量值。换言之，厚度可以被定义为从物体的底部到顶部的测量值。
41.术语“宽度”可以被定义为当在截面图中查看物体时物体的横向或水平测量值。例如，过孔(例如，114)的宽度是过孔从第一侧壁(或第一侧)到其第二侧壁(或第二侧)的横向
或水平测量值。
42.除非另有说明，否则术语耦合表示电(例如，导电)耦合。此外，即使在其间存在一个或多个中间组件，物体或组件或设备a也可以被耦合至设备c。
43.如本文使用的，术语“接地”是导电点或平面，其中接地或接地导电点或平面的电位被用作参考电位，电路中的其他电压从该参考电位测量。此外，接地导电点或平面为返回电流提供了低阻抗路径。这种接地导电点或接地导电平面(诸如金属层)应被理解为提供接地信号。尽管接地导电点或平面提供了低阻抗路径，但接地导电点或平面的电位(例如，接地信号)不必为零电压。
44.混合封装件装置
45.图1a图示了包括第一金属化结构和第一衬底结构的混合封装件100的截面图。图1b图示了图1a的混合封装件100的简化顶视图。
46.图1a图示了混合封装件100的第一部分101，包括第一金属化结构110、第一衬底结构130和第一模制物180。混合封装件100的第二部分102包括第二金属化结构140。混合封装件100的第二部分102在第一部分101之下并且与第一部分101相邻。混合封装件100的第三部分103包括裸片160和第二模制物182。混合封装件100的第四部分104包括金属化结构，该金属化结构包括被配置为将混合封装件100耦合至印刷电路板(pcb)(未示出)的焊球152。混合封装件100的可选的第五部分105包括可选的第三金属化结构170，该第三金属化结构170被配置为以层叠封装配置将混合封装件100耦合至可选的第二封装件199。
47.第四部分104在第一部分101、第二部分102、第三部分103和可选的第五部分105之上。混合封装件100的第一部分101在混合封装件100的第二102部分、第三部分103和可选的第五部分105之上。第一部分101在第四部分104的正之下。混合封装件100的第二部分102在混合封装件100的第三部分和可选的第五部分之上。第二部分102在第一部分101的正之下和第四部分104的正之下。混合封装件100的第三部分103在混合封装件100的可选的第五部分之上。第三部分103在第二部分102的正之下，并且在第四部分104和第一部分101的正之下。
48.混合封装件100的可选的第五部分105位于封装件的底部，在第四部分、第一部分、第二部分和第三部分(即，分别为104、101、102、103)下面。
49.应该理解的是，术语“之上”和“之下”分别包括部分在
……
之上和部分在
……
之下。换言之，术语“之上”和“之下”并不要求物体完全在
……
之上或在
……
之下。此外，术语“之上”是相对术语，并且如果混合100封装件被旋转或翻转，则被描述为“之上”的可以是“之下”。同样地，术语“之下”是相对术语，并且如果混合100封装件被旋转或翻转，则被描述为“之下”的可以是“之上”。
50.第一部分101包括第一金属化结构110。第一金属化结构110包括多个第一互连112(例如，焊盘和迹线，诸如112a、112b、112c)、多个第一过孔114(例如，114a、114b)、多个第一电介质层116(包括最上面的电介质层116f)和多个第六互连150。多个第一互连112通过多个第一过孔114被电耦合在一起。多个第一电介质层116是绝缘体层，被配置为至少部分地包围并且电绝缘多个第一互连112中的每个第一互连112和多个第一过孔114中的每个第一过孔114。
51.通过多个第一互连112中的第一互连112a被直接耦合至第二金属化结构140的多
个第二过孔144中的第二过孔144a和144b，第一金属化结构110被电耦合至第二金属化结构140。
52.多个第六互连150中的每个第六互连150分别被直接耦合至多个第一互连112中的最上面的第一互连112c中的一个第一互连112。通过多个第六互连150中的每个第六互连150分别被直接耦合至多个第四过孔158a，第一金属化结构110被直接耦合至第四部分104。多个第六互连150中的每个第六互连150可以是铜柱或柱或圆柱形凸块。
53.多个第一互连112分别具有第一厚度，其中第一厚度是在图1a的横截面的竖直方向上测量的。在一个示例中，多个第一互连112中的至少一些的第一厚度可以在2μm至10μm之间，但不被限于此。附加地，多个第一过孔114分别具有第一过孔宽度，其中第一过孔宽度是在图1a的横截面的水平方向上测量的。在一个示例中，多个第一过孔114中的至少一些的第一过孔宽度可以在10μm至50μm之间，但不被限于此。多个第一电介质层116分别具有第一电介质厚度，该第一电介质厚度是在图1a的横截面的竖直方向上测量的。第一电介质厚度在5μm至10μm之间。在另一示例中，第一电介质厚度在5μm至15μm之间。
54.第一金属化结构110被配置为提供用于数据信令的电路径。第一金属化结构被配置为从裸片160接收数据信令。备选地，第一金属化结构110被配置为从pcb(未示出)或可选的第二封装件199接收数据信令。用于数据信令的电路径将被进一步详细讨论。第一金属化结构110被配置为再分布层(rdl)。
55.如下面将进一步讨论的，第一互连112的第一厚度和多个第一过孔114的第一过孔宽度小于第一衬底结构130的相应元件。有利地，因为多个第一互连112和多个第一过孔114的更细的线路和空间，第一金属化结构能够实现更高密度的数据信令路径。
56.第一金属化结构110在水平平面中与第一衬底结构130至少部分地共面，并且邻近第一衬底结构130。在一个方面中，因为第一衬底结构130长于或高于第一金属化结构110，第一金属化结构110的最上面的部分110a与第一衬底结构130的最上面的部分130a不共面。然而，第一金属化结构110在其他水平平面中与第一衬底结构130共面(即，第一金属化结构110和第一衬底结构130是邻近的)。
57.在一个方面中，第一金属化结构110的最上面的部分110a是多个第一电介质层116中的最上面的电介质层116f，并且第一衬底结构130的最上面的部分130a是多个衬底电介质层136中的最上面的衬底电介质层136e。如本文使用的，术语最上面的不包括最上面的互连，诸如第一金属化结构110的多个第六互连150或第一衬底结构130的多个第七互连154，因为这些顶部互连可能相对于彼此是平面的。
58.第一衬底结构130可以是金属化堆积(build-up)、层压衬底或有机材料，诸如双马来酰亚胺三嗪(bt)、fr-4(或者也称为fr4，用于玻璃增强的环氧树脂层压材料的nema等级名称)或者液晶聚合物、或聚酰亚胺、或环氧树脂模塑料。第一衬底结构130包括以下：多个衬底互连132(例如，焊盘和迹线，诸如132a、132b和132c)、多个衬底过孔134(例如，134a和134b)、多个衬底电介质层136(包括最上面的电介质层136e)和多个第七互连154。多个衬底互连132通过多个衬底过孔134被电耦合在一起。多个衬底电介质层136是绝缘体层，被配置为至少部分地包围并且电绝缘多个衬底互连132中的每个衬底互连132和多个衬底过孔134中的每个衬底过孔134。通过第一衬底结构130的衬底互连132a被直接耦合至第二金属化结构140的多个焊料互连148，第一衬底结构130被耦合至第二金属化结构140。
59.多个第七互连154被电耦合至多个衬底互连132中的最上面的衬底互连132c。多个第七互连154被配置为通过最上面的衬底互连132c分别被直接耦合至多个第四过孔158b中的一些第四过孔158b，将第一衬底结构130耦合至混合封装件100的第四部分104。多个第七互连154中的每个第七互连154可以是铜柱或柱或圆柱形凸块。
60.多个衬底互连132分别具有第二厚度，其中第二厚度是在图1a的横截面的竖直方向上测量的。多个衬底互连132中的至少一些的第二厚度可以在10μm至30μm之间。多个衬底互连132的第二厚度可以大于第一金属化结构110的多个第一互连112的第一厚度。
61.附加地，多个衬底过孔134分别具有衬底过孔宽度，其中衬底过孔宽度是在图1a的横截面的水平方向上测量的。多个衬底过孔134中的至少一些的衬底过孔宽度可以在50μm至100μm之间。多个衬底过孔134的衬底过孔宽度可以大于第一金属化结构110的多个第一过孔114的第一过孔宽度。
62.第一衬底结构130被配置为提供用于功率的电路径(即，第一衬底结构130可作为配电网络操作)，如稍后将进一步讨论的。
63.有利地，因为第一金属化结构110具有与多个互连112中的每个互连112相关联的第一厚度(在竖直方向上测量)，该第一厚度小于与多个衬底互连132相关联的第二厚度(在竖直方向上测量)，以及与多个第一过孔114中的每个第一过孔114相关联的第一过孔宽度(在水平方向上测量)，该第一过孔宽度小于与多个衬底过孔134中的每个衬底过孔134相关联的衬底过孔宽度，由于多个互连112和多个过孔114中的较低阻抗，第一金属化结构110具有改进的信号完整性。第一金属化110结构的这些第一厚度和第一过孔宽度特征使它特别适合于提供用于数据信令的电路径，因为为了使数据信令路径具有低阻抗以获得高速数据信令是有利的。
64.有利地，因为第一衬底结构130具有与其多个衬底互连132相关联的第二厚度和与其多个衬底过孔134相关联的衬底过孔宽度，该第二厚度和衬底过孔宽度分别比与第一金属化结构110的多个互连112和多个过孔114相关联的第一厚度和第一过孔宽度更厚和更宽，通过多个衬底互连132和多个衬底过孔134的更大表面积，第一衬底结构130能够更好地分配功率(例如，因为它作为配电网络操作)。附加地，第一衬底结构130的上述第二厚度和衬底过孔宽度特征允许改进的热热量分布。
65.混合封装件包括具有第一厚度和第一过孔宽度特征的第一金属化结构110以及具有第二厚度和第二过孔宽度特征的第一衬底结构130两者。与其中所有互连(例如，焊盘和迹线)都被配置为适应功率信号的传统封装件相比，混合封装件100的面积被减小。这是因为通过将具有第一厚度和第一过孔宽度特征(即，减小的厚度和减小的宽度)的第一金属化结构110用于数据信令来减小面积。
66.此外，因为第一衬底结构130被配置为配电网络，所以第一衬底结构130可能比它被配置为接地平面的情况经历更高的温度。因此，较厚的多个衬底互连132和较宽的多个衬底过孔134为更大的散热提供增大的表面积。
67.第一衬底结构130与第一金属化结构110至少部分地共面，并且第一衬底结构130邻近第一金属化结构110。第一衬底结构130被第一金属化结构110包围(如将参考图1b进一步讨论的)。第一模制物180至少部分地包围第一金属化结构110和第一衬底结构130。第一模制物180至少部分地将第一金属化结构110和第一衬底结构130彼此物理分离和电绝缘。
第一模制物180为第一金属化结构110和第一衬底结构130提供结构支撑。
68.第一衬底结构130的最上面的部分130a可以高于或长于第一金属化结构110的最上面的部分110a。如本文使用的，术语“高于”可以考虑或不考虑与(或相对于)第一金属化结构110的实际高度相比第一衬底结构130的实际高度。然而，本文使用的术语“高于”是指图1a所图示的第一衬底结构130的最上面的部分130a在第一金属化结构110的最上面的部分110a之上(但不一定重叠)，与第一衬底结构130的底侧和第一金属化结构110的底侧中的每一者位于何处无关。
69.转到图1b，图1b图示了图1a的混合封装件100的简化顶视图(其中图1a是图1b在“a”处取得的截面图)。为了简单起见，图1b未图示图1a的所有组件。图1b图示了完全被第一金属化结构110包围的第一衬底结构130。换言之，图1b所图示的第一金属化结构110是包围第一衬底结构130的单个结构。第一模制物180将第一衬底结构130与第一金属化结构110物理地分离。此外，第一模制物180使第一衬底结构130与第一金属化结构电绝缘。
70.尽管图1b图示了包围第一衬底结构130的第一金属化结构，但不被限于此。在另一方面中，第一金属化结构110可以包括多个部分(例如，第一部分、第二部分等)，它部分地或完全地包围第一衬底结构130，但被模制物(诸如第一模制物180)物理地分离。在再一方面中，第一金属化结构110可以仅部分地包围第一衬底130结构。
71.转回到图1a，图1a进一步图示了包括第二金属化结构140的第二部分102。第二金属化结构140位于裸片160和第一金属化结构110之间，以及裸片160和第一衬底结构130之间。第二金属化结构140包括多个第二互连142(例如，焊盘或迹线，诸如142a和142b)、多个第二过孔144(例如，144a和144b)、多个焊料互连148和多个第二电介质层146。
72.多个第二过孔144的第一子集144a被配置为通过多个第二互连142a将裸片160(在第三部分103中)耦合至第一金属化结构110(或混合封装件100的第一部分)。
73.多个第二过孔144的第二子集144b是可选的，并且被配置为将多个第一互连(例如，112a)耦合至多个第二互连142(例如，142b)。即，第二子集144b被配置为将混合封装件100的可选的第五部分耦合至第一金属化结构110(或混合封装件100的第一部分)。如果混合封装件100的可选的第五部分被省略，则多个第二过孔144的第一子集144b也可以被省略。
74.多个焊料互连148被电耦合至多个第二互连142(例如，142a)。多个焊料互连148被配置为通过多个第二互连142a将裸片160电耦合至第一衬底结构130。
75.第二金属化结构140被配置为接地平面，即，第二金属化结构140被耦合至接地信号，并且用作来自板上的不同组件的电流的返回路径。
76.混合封装件100的第三部分103包括第三金属化结构170。第三金属化结构170包括裸片160、多个第三互连162(例如，倒装芯片凸块)、第二模制物182和可选的多个穿模过孔164。所图示的裸片160是倒装芯片，但不被限于此。裸片160也可以是在其焊盘上包括镀铜的任何裸片。裸片160包括有源侧(有源侧是裸片的包括诸如晶体管等有源电路部件的一侧)。裸片160的有源侧是裸片160的最接近第二金属化结构140的一侧。裸片160包括背侧(不包括晶体管)。裸片160的背侧是裸片160的离第二金属化结构140最远的一侧。
77.第二模制物182至少部分地包围和覆盖裸片以及多个第三互连162。第二模制物182的第一侧(即，顶侧)被直接连接至第二金属化结构140。第二模制物182的第二侧(即，底
侧)被直接连接至第三金属化结构170。第二模制物182还至少部分地包围可选的多个穿模过孔164。
78.多个穿模过孔164被配置为耦合至第二金属化结构140中的多个第二互连142b。
79.多个第三互连162的子集或一部分被配置为将裸片160耦合至第二金属化结构140的多个第二互连142(例如，142a)。即，第三金属化结构170被电耦合至第二金属化结构140，并且第二金属化结构140被电耦合至第一金属化结构110和第一衬底结构130两者。
80.混合封装件100的第四部分104包括至少一个电介质层156、多个第四过孔(例如，158a、158b)、多个第四互连(例如，159a、159b)以及多个焊球152。混合封装件100的第四部分104被配置为通过多个焊球152被电耦合至印刷电路板(未示出)。
81.多个第四过孔158b被耦合至第一衬底结构130的多个第七互连154。因此，混合封装件100的第四部分104被电耦合至第一衬底结构130。此外，多个第四过孔158a被电耦合至第一金属化结构110的多个第六互连150。因此，混合封装件100的第四部分104被电耦合至第一金属化结构110。
82.多个第四过孔158a和158b被分别耦合至多个第四互连159a和159b。多个第四互连159a和159b被分别耦合至多个焊球152。
83.混合封装件100的可选的第五部分105包括可选的第三金属化结构170。可选的第三金属化结构170包括多个第五互连172(例如，172a、172b)(例如，焊盘和迹线)、多个第五过孔174以及多个第五电介质层176。
84.多个第五互连172(例如，172b)被耦合至可选的多个穿模过孔164。即，多个第五互连172通过穿模过孔164将第三金属化结构170电耦合至第二金属化结构140。此外，多个第五互连172(例如，172a)以层叠封装(pop)配置将第三金属化结构170电耦合至可选的第二封装件199。
85.图1c至1f图示了通过混合封装件100的各种电路径。这些各种电路径是示例性的，并且不被限于此。
86.图1c图示了从裸片160通过第一金属化结构110并且通过多个焊球152的第一电路径181。第一电路径181可以被配置为传输数据信号。应当理解的是，第一电路径181以相反方向可操作。位于混合封装件100的第三部分103中的裸片160被配置为沿着以下第一电路径181发送数据信号(或多个数据信号)：裸片160通过多个第三互连162(例如，倒装芯片凸块)，通过多个第二互连142a以及通过第二金属化结构140的多个第二过孔144a传输数据信号。
87.数据信号从多个第二过孔144a继续通过多个第一互连112(例如，112a、112b和112c)，通过多个第一过孔114(例如，114a和114b)，并且通过第一金属化结构110的多个第六互连150。数据信号从多个第六互连150继续通过多个第四过孔158a到多个第四互连159a再到多个焊球152。多个焊球152被配置为被耦合至pcb(未示出)。因此，从裸片160传输的数据信号可以通过焊球152从裸片160被电传输到耦合的pcb(未示出)。
88.应当理解，第一电路径181也以相反方向操作。换言之，另一数据信号可以从pcb(未示出)的另一电子组件(未示出)通过多个焊球152、第一金属化结构110、第二金属化结构140传输到裸片160，如上面详细描述的。
89.图1d图示了从多个焊球152到裸片160的第二电路径183。第二电路径183可以被配
置用于将功率从被耦合至多个焊球152的pcb(未示出，其中pcb可以被耦合至电源)传输到裸片160。第二电路径183如下：功率通过多个焊球152、通过多个第四互连158b和159b、通过多个第七互连154、通过多个衬底互连132(例如，132a、132b和132c)、通过第一衬底结构130的多个衬底过孔134(例如，134a和134b)传输。然后功率从多个衬底互连132(例如，132a)继续通过多个焊料互连148、多个第二互连142a、第三多个互连162，然后到裸片160。第二电路径183可以以相反方向操作。
90.图1e图示了第三电路径185和第四电路径187。
91.第三电路径185可以被用于将功率(例如，功率信号)从被耦合至多个焊球152的pcb(未示出)分配到可选的第二封装件199(例如，pop封装件)。第三电路径185如下：功率通过多个第四互连158b和159、通过多个第七互连154、通过多个衬底互连132(例如，132a、132b和132c)、通过第一衬底结构130的多个衬底过孔134(例如，134a和134b)从多个焊球152传输。然后功率(例如，功率信号)从多个衬底互连132(例如，132a)继续通过多个焊料互连148、通过多个第二互连142a、通过多个第二互连142b、通过可选的多个穿模过孔164、通过多个第五互连172和多个第五过孔174到可选的第二封装件199。电路径185以相反方向操作。
92.第四电路径187可以被用于将数据信号从裸片160传输到可选的第二封装件199。第四电路径187如下：数据信号通过第三多个互连162、多个第二互连142a、多个第二互连142b、可选的多个穿模过孔164、可选的第三金属化结构170(如先前描述的)从裸片传输到第二封装件199。第四电路径187可以以相反方向操作。
93.图1f图示了从可选的第二封装件199通过第一金属化结构110以及通过多个焊球152的第五电路径189。第五电路径189可以被配置为传输数据信号。第五电路径189如下：来自可选的第二封装件199的数据信号可以通过多个第五互连172(例如，172a和172b)、通过多个第五过孔174传输到可选的多个穿模过孔164，通过多个第二互连142b传输到第二金属化结构140的多个第二过孔144，通过多个第一互连112(例如，112a、112b和112c)并且通过第一金属化结构110的多个第一过孔114(例如，114a和114b)。然后数据信号将继续到多个第四过孔158a，到多个第四互连159a，然后到多个焊球152。多个焊球152被配置为被耦合至pcb(未示出)，因此从可选的第二封装件199传输的信号可以通过焊球152被电传输到耦合的pcb(未示出)。
94.如本领域技术人员将理解的，其他电路径被包括在内。还应当理解，各种电路径可以被同时使用。例如，裸片160可以从第二电路径183接收功率，同时数据信令通过第一电路径181或通过第四电路径187或通过第五电路径189传输。
95.图2图示了具有表面安装设备的图1a和1b的混合封装件。具体地，图2图示了类似于混合封装件100的混合封装件200，除了混合封装件200包括表面安装设备202a和202b之外。表面安装设备202a和202b可以是任何无源组件，诸如电感器、电容器或电阻器。表面安装设备202a和202b可以是相同类型的表面安装设备(例如，两者都可以是电感器)，或者它们可以不同(例如，202a可以是电感器并且202b可以是电容器)。
96.表面安装设备202a可以位于混合封装件200的第四部分104中以代替选定焊球152。表面安装设备202a可以被电耦合至第四部分104的多个第四互连159a和159b，因此通过第一金属化结构110或通过第一衬底结构130被电耦合至裸片160。即，表面安装设备202a
的一个电极可以位于多个第四互连中的一个第四互连159a上，并且表面安装设备202a的另一电极可以位于多个第四互连中的另一第四互连159b上。
97.表面安装设备202b可以位于混合封装件200的第三部分103中。具体地，表面安装设备202b可以被嵌入到第三部分103的第二模制物182中。表面安装设备202b可以被电耦合至多个第二互连142(例如，142a和142b)。
98.尽管未图示，但是混合封装件200可以被耦合至第二封装件199(在图1a中图示)。
99.表面安装设备202a和202b的优点是它们不要求混合封装件200中的附加区域。
100.图3图示了包括金属化结构和衬底的另一混合封装件300的截面图。图3类似于1a，但以下情况除外：图3图示了第一金属化结构110中的多个第六互连350以及第一衬底结构130中的多个第七互连354。多个第六互连350是被形成在第一模制物180中的穿模过孔，它被直接耦合至多个第四互连159a(例如，焊盘或迹线)。多个第七互连354是被形成在第一模制物180(而不是铜柱)中的穿模过孔，它被直接耦合至多个互连159b。因此，图1a的多个第四过孔158a和158b在该实施例中被省略。而且，图1a的多个第六互连150和电介质层156在该实施例中被省略。
101.相比之下，图1a图示了被直接耦合至多个第四过孔158b的多个第七互连154。
102.图4图示了具有表面安装设备的图3的混合封装件。具体地，图4图示了包括表面安装设备402a和402b的混合封装件400(类似于混合封装件300)。表面安装设备402a和402b可以是任何无源组件，诸如电感器、电容器或电阻器。表面安装设备402a和402b可以是相同类型的表面安装设备(例如，两者都可以是电感器)，或者它们可以不同(例如，402a可以是电感器并且402b可以是电容器)。
103.表面安装设备402a可以位于混合封装件100的第四部分104中代替选定焊球152。表面安装设备402a可以被电耦合至第四部分104的多个第四互连159a和159b，并且因此通过第一金属化结构110或通过第一衬底结构130被电耦合至裸片160。
104.表面安装设备402b可以位于混合封装件200的第三部分103中。具体地，表面安装设备402b可以被嵌入到第三部分103的第二模制物182中。表面安装设备402b可以被电耦合至多个第二互连142(例如，142a和142b)。
105.用于制造混合封装件的示例性序列
106.在一些实施方式中，制造混合封装件包括若干过程。图5a至5k图示了制造图1a和1b的混合封装件100的制造过程步骤的序列。图6a至6i图示了制造图3的混合封装件300的制造过程步骤的序列。
107.图5a至5k现在将在制造包括图1a的多个互连150(例如，铜柱)的混合封装件的上下文中描述。应该注意的是，图5a至5k的序列可以组合一个或多个阶段，以简化和/或阐明序列。在一些实施方式中，过程的顺序可以被改变或修改。
108.图5a图示了可拆卸的第一载体543。第一载体543可以由供应商提供或制造。粘合层545被形成在第一载体543上并且在第一载体543之上，使得钝化层549可以通过粘合层545被附接至第一载体543。钝化层549被形成在粘合层545之上。钝化层549被选择以提供电隔离并且充当物理势垒。钝化层549可以包括以下任何材料，但不被限于此：通过uv或化学作用可拆卸的临时膜，或包括uv和粘合层的双层膜结构。
109.第二金属化结构540被形成在钝化层549、粘合层545和第一载体543之上。第二金
属化结构540包括多个电介质层546和多个金属互连542。多个电介质层546被形成在钝化层549之上。多个金属互连542被形成(例如，图案化)在多个电介质层546中。多个金属互连542可以通过任何已知方法形成。多个金属互连542可以包括焊盘或迹线或两者。多个孔547被形成在多个电介质层546中的最上面的电介质层中。第二金属化结构540是混合封装件500的第二部分502。
110.多个电介质层546的材料被选择以提供电隔离。除非另有说明，否则多个电介质层546和本文在该文档内提及的任何其他电介质层(例如，电介质层、多个第一电介质层、多个第二电介质层等)的材料可以包括，但不被限于此：可以是聚酰亚胺、pbo或环氧树脂基的光敏电介质。除非另有说明，否则多个互连542和本文在该文档内提及的任何其他互连(例如，多个第一互连、多个第二互连等)的材料可以包括铜，但不被限于此。
111.图5b图示了被形成在第二金属化结构540之上和在第二金属化结构540上的第一金属化结构510。第一金属化结构510可以被形成为使得它是圆形或矩形或者在第一金属化结构510之间或中心留下开口或空间的任何其他形状(例如，参照图1b，图1b图示了由第一衬底结构130填充的第一金属化结构110中的开口)。
112.第一金属化结构510包括多个电介质层516、多个金属互连512和多个过孔514(例如，多个第一过孔114)。多个金属互连512被形成在多个电介质层516中。多个金属互连512和多个过孔514可以通过任何已知方法(例如，形成电介质层、在电介质层中形成空腔、电镀金属化结构510)来形成。
113.第一金属化结构510通过第二金属化结构540中的多个过孔544被耦合至第二金属化结构540。
114.图5c图示了多个金属互连550被形成。多个金属互连550被形成在多个第一互连512中的最上面的第一互连上，并且被耦合至该第一互连。多个金属互连550可以是铜柱、或柱、或圆柱形凸块。
115.图5d图示了被形成在第二金属化结构540之上和在第二金属化结构540上的第一衬底结构530。第一衬底结构530被形成为使得第一金属化结构110至少部分地包围或完全包围第一衬底结构530。第一衬底结构530被形成在第一金属化结构510之间或中心的开口或空间中。第一衬底结构530通过被形成在多个孔647b中的多个焊料连接548被耦合至第二金属化结构540。
116.形成多个衬底电介质层536。多个衬底互连532(例如，金属互连)被形成在多个衬底电介质层536中。多个衬底过孔534耦合被形成在多个衬底电介质层536中的单独层中的多个衬底互连532。多个金属互连554被形成在多个衬底互连532的最上面的层上。
117.第一衬底结构530被形成为与第一金属化结构510至少部分地在水平平面上共面，并且与第一金属化结构510相邻。在一个方面中，第一金属化结构510的最上面的部分与第一衬底结构530的最上面的部分不共面，但第一金属化结构510的其他部分与第一衬底结构530共面。在一个方面中，第一金属化结构510的最上面的部分是多个第一电介质层516中的最上面的电介质层，并且第一衬底结构530的最上面的部分是多个衬底电介质层536中的最上面的衬底电介质层。如此处使用的，术语最上面的不包括顶部互连，诸如第一金属化结构510的多个金属互连550或第一衬底结构530的多个金属互连554，因为这些金属互连(例如，550和554)可以相对于彼此共面。
118.图5e图示了第一模制物580(例如，第一模制物180)。第一模制物580可以是任何模制物密封剂(例如，热固性树脂)，但不被限于此。第一模制物580被形成为使得它至少部分地包围第一金属化结构510和第一衬底结构530。第一模制物580将第一金属化结构510和第一衬底结构530彼此物理分离和电绝缘。第一模制物580为第一金属化结构510和第一衬底530提供结构支撑。
119.第一金属化结构510、第一衬底结构530和第一模制物580一起形成混合封装件500的第一部分501。
120.图5f图示了混合封装件500的第四部分504的形成。至少一个电介质层556被形成在第一部分501之上。多个金属互连558被形成，包括多个过孔558a被形成在至少一个电介质层556中，并且多个金属互连558b(例如，焊盘)被形成在至少一个电介质层556之上。多个焊球552被形成在多个金属互连558b上，使得一些焊球552被电耦合至第一金属化结构510的多个互连550，并且多个金属互连558b中的一些被电耦合至第一衬底结构530的多个互连554。
121.图5g图示了被形成在第四部分504之上的第二载体551。
122.图5h图示了在被翻转之后并且在第一载体543被移除使得第二金属化层540被暴露之后的图5f。
123.图5i图示了混合封装件500的第三部分503的形成。第三部分包括裸片560。裸片560通过多个金属互连562被耦合至第二金属化540的多个互连542a。多个金属互连562可以是倒装芯片凸块，并且裸片560可以是倒装芯片裸片。如果期望混合封装件500以层叠封装(pop)配置被耦合至第二封装件599(参见图5k)，那么可选的穿模过孔564被形成，并且被耦合至第二金属化结构540的多个金属互连542b。
124.第二模制物582被形成在裸片560、多个金属互连562(例如，倒装芯片凸块)和穿模过孔564之上，并且至少部分地包围裸片560、多个金属互连562和穿模过孔564。
125.图5j图示了被形成在混合封装件500的第三部分503之上的可选的第三金属化结构570。可选的第三金属化结构570提供了用于在pop配置中将混合封装件500连接至第二封装件599的附加金属层。
126.第三金属化结构570包括形成多个电介质层576(例如，多个第五电介质层176)。多个金属互连572被形成在多个电介质层576中。多个过孔574耦合被形成在多个电介质层576中的单独层中的多个金属互连572。多个孔575被形成在最上面的多个金属互连572(例如，527a)之上，使得如果期望，则可选的第二封装件599(参见图k)可以在pop配置中通过任何已知的方法(例如，焊球、金属互连)被耦合至第三金属化结构570。
127.图5k图示了在被翻转并且第二载体551已被移除之后的图5j。图5k图示了包括第一部分501、第二部分502、第三部分503、第四部分504和可选的第五部分505的混合封装件500。
128.图5k进一步图示了混合封装件500可以被耦合至第二封装件599。
129.图6a至6i图示了制造图3的混合封装件300的制造过程步骤的序列。图6a至6i现在将在制造混合封装件600的上下文中描述，该混合封装件600包括多个金属互连650和另一多个金属互连354，它们分别是穿模过孔。应当注意，图6a至6i的序列可以组合一个或多个阶段，以简化和/或阐明序列。在一些实施方式中，过程的顺序可以被改变或修改。
130.图6a类似于图5a，因此为了简洁起见，图6a的细节可以在图5a的描述中找到。图6a包括第一载体643、粘合层645、钝化层649、第二金属化结构640，该第二金属化结构640包括多个电介质层646、多个孔647和多个金属互连642(例如，642a和642b)。
131.图6b类似于图5b，因此为了简洁起见，图6b的细节可以在图5a的描述中找到。图6b包括多个过孔644、多个孔647、第一金属化结构610，该第一金属化结构610包括多个电介质层616、多个金属互连612和多个过孔614。
132.图6c类似于组合的图5d和5e，除了图6c不具有图5d和5e所示的多个金属互连550之外。因此，为了简洁起见，图6c的细节可以在图5d和图5e的描述中找到，除了上述差异之外。
133.图6c包括被形成在第二金属化结构640之上和上以及在第一金属化结构610之间的第一衬底结构630。图6c包括多个衬底电介质层636、多个衬底互连632(例如，金属互连)、多个衬底过孔634和用于将第一衬底结构630电耦合至第二金属化结构640的多个焊料互连648。在第一衬底结构630被形成之后，第一模制物680被形成在第一衬底结构630和第一金属化结构610之上，并且至少部分地包围第一衬底结构630和第一金属化结构610。
134.第一金属化结构610、第一衬底结构630和第一模制物680一起形成混合封装件600的第一部分601。第二金属化结构640形成混合封装件600的第二部分602。
135.图6d图示了被形成在第一模制物680中的孔603。孔603暴露了第一金属化结构610中的多个金属互连612(具体地，多个金属互连612中的最上面的互连)。图6d进一步图示了暴露多个衬底互连632中的多个衬底互连632(具体地，最上面的衬底互连)的孔603。
136.图6e图示了利用导电材料(诸如金属)填充的孔603，从而形成多个穿模过孔660。多个穿模过孔660与第一金属化结构610的多个互连金属612电接触和物理接触。此外，孔604用诸如金属等导电材料填充，从而形成多个穿模过孔654。多个穿模过孔654与第一衬底结构630的多个互连632电接触和物理接触。
137.图6e进一步图示了被形成在第一模制物680之上、穿模过孔660之上和穿模过孔654之上的多个金属互连658(例如，焊盘或迹线)。多个焊球652被形成在多个金属互连658上，用于电连接至pcb(未示出)。多个金属互连658和多个焊球652一起形成混合封装件600的第四部分。
138.图6f图示了被放置在图6e所图示的结构之上的可拆卸第二载体651。
139.图6g图示了在第一载体643被移除并且结构被翻转使得第二金属化结构640面向上之后的图6f的结构。
140.图6h图示了第三部分603的形成之后的图6g的结构。第三部分603包括裸片660。裸片660通过多个金属互连662被耦合至第二金属化640的多个互连642a。多个金属互连662可以是倒装芯片凸块，并且裸片660可以是倒装芯片裸片。第二模制物682被形成在裸片660之上和第二金属化结构640之上。
141.如果期望混合封装件600以层叠封装(pop)配置被耦合至第二封装件(未示出)，那么可选的穿模过孔664被形成，并且被耦合至第二金属化结构640的多个金属互连642b。穿模过孔664通过在第二模制物682中制作孔或空腔并且利用诸如金属等导电材料填充孔来形成。第二模制物682至少部分地包围裸片660、多个金属互连662(例如，倒装芯片凸块)和穿模过孔664。
142.图6i图示了在结构已被翻转之后，在第二载体651已被移除并且可选的第三金属化结构670已被形成之后的图6h。可选的第三金属化结构670被形成在混合封装件600的第三部分603之下(即，在图6i所图示的定向之下)。可选的第三金属化结构670提供用于在pop配置中将混合封装件600连接至第二封装件699的附加金属层。
143.第三金属化结构670通过形成多个电介质层676来形成。多个金属互连672被形成在多个电介质层676中。多个过孔674连接(例如，电连接)多个金属互连672，该多个金属互连672被形成在多个电介质层676中的单独层中。多个孔675被形成在最上面的多个金属互连672(例如，672a)之上，使得如果需要，则可选的第二封装件699在pop配置中可以通过任何已知方法(例如，焊球、金属互连)被耦合至第三金属化结构670。
144.可选地，第二封装件699可以被耦合至混合封装件600。混合封装件600可以通过第三金属化结构被耦合至第二封装件699。
145.用于制作混合封装件的方法的示例性流程图
146.在一些实施方式中，制作混合封装件包括若干过程。图7图示了用于制作混合封装件的方法700的示例性流程图。在一些实施方式中，图7的方法700可以被用于制作本公开中描述的图1a、1b、2、3、4、5a至5k和6a至6i的混合封装件。
147.应当注意，为了简化和/或阐明用于提供或制作裸片的方法，图7的序列可以组合一个或多个过程。在一些实施方式中，过程的顺序可以被改变或修改。
148.在702中，该方法包括形成第一金属化结构。
149.在704中，该方法包括形成第一衬底结构，该第一衬底结构在水平平面上与第一衬底结构至少部分地共面。
150.在706中，该方法包括形成裸片，该裸片被电耦合至第一金属化结构和第一衬底。
151.示例性电子设备
152.图8图示了可以与任何上述混合封装件集成的各种电子设备。例如，移动电话设备802、膝上型计算机设备804和固定位置终端设备806、可穿戴设备808可以包括本文描述的集成设备800。集成设备800可以是例如本文描述的衬底、集成电路、裸片、集成设备、集成设备封装件、集成电路设备、设备封装件、集成电路(ic)封装件、层叠封装设备中的任何一个。图8所图示的设备802、804、806、808仅仅是示例性的。其他电子设备也可以以集成设备800为特征，包括但不限于包括移动设备、手持式个人通信系统(pcs)单元、诸如个人数字助理等便携式数据单元、启用全球定位系统(gps)的设备、导航设备、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、诸如抄表设备等固定地点数据单元、通信设备、智能电话、平板计算机、计算机、可穿戴设备(例如，手表、眼镜)、物联网(iot)设备、服务器、路由器、在机动车辆(例如，自动驾驶车辆)中实施的电子设备或者存储或取回数据或计算机指令的任何其他设备或其任何组合的一组设备(例如，电子设备)。
153.图1至6(其中图5包括5a至5k，并且其中图6包括6a至6i)所图示的一个或多个组件、过程、特征和/或功能可以被重新布置和/或组合为单个组件、过程、特征或功能，或者被实施在若干组件、过程或功能中。在不脱离本公开的情况下，附加元件、组件、过程和/或功能也可以被添加。还应该注意的是，图1至6及其在本公开中的对应描述不被限于混合封装件。在一些实施方式中，图1至6及其对应描述可以被用于制造、创建、提供和/或生产集成设备。在一些实施方式中，设备可以包括裸片、集成设备、裸片封装件、集成电路(ic)、设备封
装件、集成电路(ic)封装件、晶片、半导体器件、层叠封装(pop)设备和/或内插器。
154.词语“示例性”在本文中被用于表示“充当示例、实例或图示”。本文作为“示例性”描述的任何实施方式或方面不必被解释为比本公开的其他方面更优选或有利。同样地，术语“各个方面”并不要求本公开的所有方面都包括所讨论的特征、优点或操作模式。术语“耦合”在本文中被用于指代两个对象之间的直接或间接耦合。例如，如果对象a与对象b物理接触，并且对象b与对象c接触，那么对象a和c仍可以被视为彼此耦合—即使它们没有直接地彼此物理接触。
155.而且，要注意的是，本文包含的各种公开可以被描述为过程，该过程被描绘为流程图、作业图、结构图或框图。尽管流程图可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以被并行或并发执行。另外，操作的顺序可以被重新布置。过程在其操作被完成时终止。
156.在不脱离本公开的情况下，本文描述的本公开的各种特征可以被实施在不同的系统中。应该注意的是，本公开的前述方面仅仅是示例，并且不应被解释为限制本公开。本公开的各个方面的描述旨在是说明性的，而不限制权利要求的范围。因此，本教导可以被容易地应用于其他类型的装置，并且许多替代方案、修改和变化对于本领域技术人员来说将是明显的。