具有低輪廓觸點(diǎn)的集成電路堆疊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有低輪廓觸點(diǎn)的集成電路堆疊。一種集成電路系統(tǒng)包含第一及第二裝置晶片，每一裝置晶片具有橫向側(cè)，多個(gè)T形觸點(diǎn)沿著所述橫向側(cè)安置。所述第一及第二裝置晶片堆疊在一起且所述第一及第二裝置晶片的所述橫向側(cè)對(duì)準(zhǔn)，使得所述第一裝置晶片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)中的每一者耦合到所述第二裝置晶片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)中的對(duì)應(yīng)一者。多個(gè)焊料球附接到所述橫向側(cè)且耦合到所述多個(gè)T形觸點(diǎn)。電路板包含凹部，其中在所述凹部?jī)?nèi)沿著橫向側(cè)安置有多個(gè)觸點(diǎn)。所述第一及第二裝置晶片附接到所述電路板，使得所述多個(gè)焊料球中的每一者提供所述第一及第二裝置晶片與所述電路板之間的橫向耦合。
【專利說(shuō)明】具有低輪廓觸點(diǎn)的集成電路堆疊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般來(lái)說(shuō)涉及半導(dǎo)體處理。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)例涉及堆疊式集成電 路系統(tǒng)的半導(dǎo)體處理。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著集成電路技術(shù)不斷進(jìn)步，一直不斷努力來(lái)增加性能及密度、改進(jìn)形狀因子并 減少成本。堆疊式三維集成電路的實(shí)施方案一直是設(shè)計(jì)者有時(shí)用來(lái)實(shí)現(xiàn)這些益處的一種方 法。以極精確的對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行晶片接合的進(jìn)步使得可能在晶片級(jí)上制作堆疊式芯片。可能的應(yīng) 用可包含邏輯芯片接合到存儲(chǔ)器、圖像傳感器以及其它。這提供了較小形狀因子、較高性能 及較低成本的優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 在實(shí)施不斷變得更小且更快的堆疊式三維互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（"CMOS"）圖像 傳感器時(shí)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)涉及將總體封裝高度保持盡可能短，因?yàn)榇嬖趦A向更小輪廓裝置的持 續(xù)趨勢(shì)。舉例來(lái)說(shuō)，隨著新型號(hào)的發(fā)布，智能電話及平板計(jì)算機(jī)不斷變得更薄且更輕，因此， 這需要圖像傳感器模塊更短以便裝配在較薄的智能電話及平板計(jì)算機(jī)中。另外，已導(dǎo)致不 斷努力來(lái)增加性能及密度并改進(jìn)形狀因子的集成電路的堆疊已引入了處理因堆疊式集成 電路裸片而產(chǎn)生的熱的耗散方面的挑戰(zhàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種集成電路系統(tǒng)，其包括：第一裝置晶片，其具有橫向 偵h所述第一裝置晶片進(jìn)一步包含沿著所述第一裝置晶片的所述橫向側(cè)安置的多個(gè)T形觸 點(diǎn)；第二裝置晶片，其具有橫向側(cè)，所述第二裝置晶片進(jìn)一步包含沿著所述第二裝置晶片的 所述橫向側(cè)安置的多個(gè)T形觸點(diǎn)，其中所述第一及第二裝置晶片堆疊在一起，其中所述第 一裝置晶片的所述橫向側(cè)與所述第二裝置晶片的所述橫向側(cè)對(duì)準(zhǔn)，使得所述第一裝置晶片 的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)中的每一者耦合到所述第二裝置晶片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)中的對(duì)應(yīng)一 者；多個(gè)焊料球，其附接到所述第一及第二晶片的所述橫向側(cè)且耦合到所述第一及第二裝 置晶片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)；及電路板，其具有界定于其表面上的凹部，所述電路板包含沿 著橫向側(cè)安置于所述凹部?jī)?nèi)的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述第一及第二裝置晶片在所述凹部?jī)?nèi)附接 到所述電路板，使得所述多個(gè)焊料球中的每一者提供所述第一及第二裝置晶片的所述多個(gè) T形觸點(diǎn)中的每一者與沿著橫向側(cè)安置于所述電路板的所述凹部?jī)?nèi)的所述多個(gè)觸點(diǎn)之間的 橫向f禹合。
[0005] 本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種成像系統(tǒng)，其包括：圖像傳感器晶片，其具有橫向 偵牝所述圖像傳感器晶片進(jìn)一步包含沿著所述圖像傳感器晶片的所述橫向側(cè)安置的多個(gè)T 形觸點(diǎn)，其中所述圖像傳感器晶片包含具有多個(gè)圖像傳感器像素的像素陣列；圖像傳感器 處理器晶片，其具有橫向側(cè)，所述圖像傳感器處理器晶片進(jìn)一步包含沿著所述圖像傳感器 處理器晶片的所述橫向側(cè)安置的多個(gè)T形觸點(diǎn)，其中所述圖像傳感器及所述圖像傳感器處 理器晶片堆疊在一起，其中所述圖像傳感器晶片的所述橫向側(cè)與所述圖像傳感器處理器晶 片的所述橫向側(cè)對(duì)準(zhǔn)，使得所述圖像傳感器晶片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)中的每一者耦合到所 述圖像傳感器處理器晶片的所述多個(gè)Τ形觸點(diǎn)中的對(duì)應(yīng)一者，其中所述圖像傳感器處理器 晶片包含耦合到所述像素陣列以控制所述像素陣列的操作的控制電路及耦合到所述像素 陣列以從所述多個(gè)圖像傳感器像素讀出圖像數(shù)據(jù)的讀出電路；多個(gè)焊料球，其附接到所述 圖像處理器及圖像傳感器處理器晶片的所述橫向側(cè)且耦合到所述圖像傳感器及圖像傳感 器處理器晶片的所述多個(gè)Τ形觸點(diǎn)；及電路板，其具有界定于其表面上的凹部，所述電路板 包含沿著橫向側(cè)安置于所述凹部?jī)?nèi)的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器 晶片在所述凹部?jī)?nèi)附接到所述電路板，使得所述多個(gè)焊料球中的每一者提供所述圖像傳感 器及圖像傳感器處理器晶片的所述多個(gè)Τ形觸點(diǎn)中的每一者與沿著所述橫向側(cè)安置于所 述電路板的所述凹部?jī)?nèi)的所述多個(gè)觸點(diǎn)之間的橫向耦合。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006] 參考以下各圖描述本發(fā)明的非限制性及非窮盡實(shí)施例，其中除非另有規(guī)定，否則 在所有各個(gè)視圖中相似參考編號(hào)指代相似部件。
[0007] 圖1Α是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示在分離之前堆疊并一起接合于實(shí)例性成像系 統(tǒng)中的第一及第二裝置晶片的實(shí)例的橫截面圖。
[0008] 圖1Β是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示在分離之前堆疊并一起接合于實(shí)例性成像系 統(tǒng)中的第一及第二裝置晶片的實(shí)例的仰視圖。
[0009] 圖2Α是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示在分離之前堆疊并一起接合于實(shí)例性成像系 統(tǒng)中的第一及第二裝置晶片的另一實(shí)例的橫截面圖。
[0010] 圖2Β是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示在分離之前堆疊并一起接合于實(shí)例性成像系 統(tǒng)中的第一及第二裝置晶片的另一實(shí)例的仰視圖。
[0011] 圖3Α是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示包含將附接在電路板中的實(shí)例性凹部?jī)?nèi)的集 成電路系統(tǒng)的實(shí)例性成像系統(tǒng)的實(shí)例的側(cè)視圖。
[0012] 圖3Β是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示包含已附接在電路板中的實(shí)例性凹部?jī)?nèi)的集 成電路系統(tǒng)的實(shí)例性成像系統(tǒng)的實(shí)例的側(cè)視圖。
[0013] 圖4是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示包含像素陣列的成像系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的圖，所 述像素陣列具有包含于附接在電路板中的實(shí)例性凹部?jī)?nèi)的集成電路系統(tǒng)中的圖像傳感器 像素。
[0014] 在圖式的所有數(shù)個(gè)視圖中，對(duì)應(yīng)參考字符指示對(duì)應(yīng)組件。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將 了解，圖中的元件是為簡(jiǎn)單及清晰起見而圖解說(shuō)明的，且未必按比例繪制。舉例來(lái)說(shuō)，為了 有助于改進(jìn)對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的理解，圖中的元件中的一些元件的尺寸可能相對(duì)于其 它元件放大。此外，通常未描繪在商業(yè)上可行的實(shí)施例中有用或必需的常見而眾所周知的 元件以便促進(jìn)對(duì)本發(fā)明的這各種實(shí)施例的較不受阻擋的觀察。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 如將展示，如將展示，揭示針對(duì)具有低輪廓觸點(diǎn)的圖像感測(cè)集成電路堆疊的方法 及設(shè)備。在以下描述中，陳述眾多特定細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。在以下描述中， 陳述眾多特定細(xì)節(jié)以提供對(duì)實(shí)施例的透徹理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文 中所描述的技術(shù)可在不具有所述特定細(xì)節(jié)中的一者或一者以上的情況下實(shí)踐或者可借助 其它方法、組件、材料等來(lái)實(shí)踐。在其它實(shí)例中，未詳細(xì)展示或描述眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料或 操作以避免使某些方面模糊。
[0016] 在本說(shuō)明書通篇中對(duì)"一個(gè)實(shí)施例"、"一實(shí)施例"、"一個(gè)實(shí)例"或"一實(shí)例"的提及 意指結(jié)合所述實(shí)施例或?qū)嵗枋龅奶囟ㄌ卣?、結(jié)構(gòu)或特性包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施 例或?qū)嵗?。因此，在本說(shuō)明書通篇的各個(gè)位置中例如"在一個(gè)實(shí)施例中"或"在一個(gè)實(shí)例 中"等短語(yǔ)的出現(xiàn)未必全部指代同一實(shí)施例或?qū)嵗?。此外，所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以 任何適合方式組合于一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例或?qū)嵗?。以下為通過參考附圖對(duì)在本發(fā)明的 實(shí)例的描述中所使用的術(shù)語(yǔ)及元件的詳細(xì)描述。
[0017] 如將展示，根據(jù)本發(fā)明的教示包含具有低輪廓觸點(diǎn)的集成電路堆疊的成像系統(tǒng)通 過將裸片電連接從集成電路堆疊的底部移動(dòng)到集成電路堆疊的橫向側(cè)而減小相機(jī)模塊的 總體厚度。通過將裸片電連接移動(dòng)到橫向側(cè)，減小相機(jī)模塊的厚度，因?yàn)楹噶锨蛟诩呻娐?堆疊的底部上所需的任何額外厚度被移動(dòng)到集成電路堆疊的橫向側(cè)。另外，根據(jù)本發(fā)明的 教示，此允許集成電路堆疊的裝置晶片的底部上的芯片表面涂覆有熱傳導(dǎo)界面材料（例如 金屬涂層及/或熱傳導(dǎo)環(huán)氧樹脂）且鄰近于金屬散熱器放置，此可提供額外熱耗散。
[0018] 為了圖解說(shuō)明，圖1A是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示在制作期間于分離之前的集 成電路堆疊100A及集成電路堆疊100B的實(shí)例的橫截面圖。具體來(lái)說(shuō)，在圖1A中所描繪的 實(shí)例中，兩個(gè)裝置晶片借助其連接在一起的頂部金屬互連件而面對(duì)面地堆疊。圖1A還展示 集成電路堆疊100A包含與第二裝置晶片104A堆疊在一起的透鏡堆疊106A，且集成電路堆 疊100B包含與第二裝置晶片104B堆疊在一起的透鏡堆疊106B。在所述實(shí)例中，集成電路 堆疊100A及100B包含于成像系統(tǒng)中使得第二裝置晶片104A及104B因此包含圖像傳感器 芯片。在所述實(shí)例中，第一裝置晶片102A及102B可包含存儲(chǔ)器芯片、處理器芯片、專用集 成電路（ASIC)芯片等。接著如所展示通過在裸片鋸割線120處進(jìn)行鋸割而將經(jīng)組合堆疊 式晶片分離成不同集成電路堆疊100A及100B。
[0019] 在其它實(shí)例中，應(yīng)了解，堆疊式第一及第二裝置晶片可包含多種組合，例如但不 限于：堆疊于圖像傳感器的頂部上的存儲(chǔ)器芯片；堆疊于處理器芯片的頂部上的存儲(chǔ)器芯 片；堆疊于圖像傳感器的頂部上的處理器芯片；用不同制作工藝制作的芯片；其單獨(dú)的成 品率高于一個(gè)較大芯片的堆疊式較小芯片；或節(jié)省集成電路系統(tǒng)占用面積、增加速度及/ 或減少功率的堆疊式芯片。
[0020] 在圖1A中所描繪的特定實(shí)例中，集成堆疊100A包含與第二裝置晶片104A面對(duì)面 堆疊的第一裝置晶片102A，且集成堆疊100B包含與第二裝置晶片104B面對(duì)面堆疊的第一 裝置晶片102B。在所圖解說(shuō)明的實(shí)例中，第一裝置晶片102A的前側(cè)126A與第二裝置晶片 104A的前側(cè)128A在第一裝置晶片102A與第二裝置晶片104A之間的接合界面處面對(duì)面堆 疊，使得經(jīng)由透鏡堆疊106A通過第二裝置晶片104A的背側(cè)130A來(lái)照射第二裝置晶片104A 中所包含的圖像傳感器。第一裝置晶片102B的前側(cè)126B與第二裝置晶片104B的前側(cè)128B 在第一裝置晶片102B與第二裝置晶片104B之間的接合界面處面對(duì)面堆疊，使得經(jīng)由透鏡 堆疊106B通過第二裝置晶片104B的背側(cè)130B來(lái)照射第二裝置晶片104B中所包含的圖像 傳感器。在其它實(shí)例（未展示）中，應(yīng)了解，根據(jù)本發(fā)明的教示，在集成電路堆疊中裝置晶 片的背側(cè)可接合在一起，或在集成電路堆疊中裝置晶片中的一者的前側(cè)可接合到其它裝置 晶片的背側(cè)。
[0021] 如在所圖解說(shuō)明的實(shí)例中所展示，第一裝置晶片102A及102B具有與第二裝置晶 片104A及104B實(shí)質(zhì)上相同的劃線尺寸，使得第一裝置晶片102A的橫向側(cè)122A與第二裝 置晶片104A的橫向側(cè)123A對(duì)準(zhǔn)且第一裝置晶片102B的橫向側(cè)122B與第二裝置晶片104B 的橫向側(cè)123B對(duì)準(zhǔn)。因此，沿著第一裝置晶片102A的橫向側(cè)122A的T形觸點(diǎn)112A耦合 到沿著第二裝置晶片104B的橫向側(cè)123A的T形觸點(diǎn)114A，如所展示。類似地，沿著第一裝 置晶片102B的橫向側(cè)122B的T形觸點(diǎn)112B耦合到沿著第二裝置晶片104B的橫向側(cè)123B 的T形觸點(diǎn)114B，如所展示。另外，接近于第一裝置晶片102A的前側(cè)126A的金屬互連件 116A通過第一裝置晶片102A與第二裝置晶片104A之間的接合界面耦合到接近于第二裝 置晶片104A的前側(cè)128A的金屬互連件118A。類似地，接近于第一裝置晶片102B的前側(cè) 126B的金屬互連件116B通過第一裝置晶片102B與第二裝置晶片104B之間的接合界面耦 合到接近于第二裝置晶片104B的前側(cè)128B的金屬互連件118B。
[0022] 在圖1A中所描繪的實(shí)例中，展示在第一裝置晶片102A及102B的背側(cè)124A及124B 的部分上方沉積焊料掩模108A及108B，從而留下暴露集成堆疊100A與100B之間的"V" 形區(qū)132的開口，其暴露沿著第一裝置晶片102A、102B以及第二裝置晶片104A及104B的 橫向側(cè)122A、122B、123A及123B安置的多個(gè)T形觸點(diǎn)112A、112B、114A及114B。接著可在 "V"形區(qū)132中沉積展示為110A及110B的焊料球以提供到沿著第一裝置晶片102AU02B 以及第二裝置晶片104A及104B的橫向側(cè)122A、122B、123A及123B的多個(gè)T形觸點(diǎn)112A、 112BU14A及114B的電耦合，如所展示。在所述實(shí)例中，當(dāng)如所展示通過沿著裸片鋸割線 120鋸割裸片而分離集成電路堆疊100A及100B時(shí)，接著將焊料球分離成兩個(gè)半部，如以焊 料球110A及焊料球110B所圖解說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明的教示，在分離之后，應(yīng)了解，可視需要 對(duì)焊料球110A及110B進(jìn)行加熱及重新成形，且在一個(gè)實(shí)例，僅需要少量的焊料球110A及 110B使得焊料球110A及110B可為極大的。
[0023] 圖1B是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示在鋸割開之前堆疊并一起接合于集成電路堆 疊100A、100B、100C及100D中的多個(gè)裝置晶片的實(shí)例的仰視圖。在一個(gè)實(shí)例中，根據(jù)本發(fā) 明的教示，圖1B中的集成電路堆疊100A、100B、100C及100D實(shí)質(zhì)上類似于圖1A中的集成 電路堆疊100A及100B。在所描繪的圖解中，焊料球110耦合到沿著多個(gè)裝置晶片的橫向側(cè) 布置的在集成電路堆疊100A、100B、100C及100D之間的"V"形區(qū)中暴露的多個(gè)T形觸點(diǎn)。 圖1B還展示根據(jù)本發(fā)明的教示通過沿著穿過焊料球110的裸片鋸割線120A及120B進(jìn)行 鋸割而將集成電路堆疊100A、100B、100C及100D分離成個(gè)別堆疊。在分離之后，應(yīng)了解，可 視需要對(duì)焊料球110進(jìn)行加熱及重新成形。
[0024] 圖2A是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示在制作期間于分離之前堆疊并一起接合于集 成電路堆疊200A及200B中的第一及第二裝置晶片的另一實(shí)例的橫截面圖。應(yīng)注意，圖2A 的集成電路堆疊200A及200B與圖1A的集成電路堆疊100A及100B共享許多相似性且下 文所提及的類似命名及編號(hào)的元件類似于如上文所描述而耦合及發(fā)揮作用。
[0025] 舉例來(lái)說(shuō)，類似于圖1A，圖2A的集成堆疊200A包含與第二裝置晶片204A面對(duì)面 堆疊的第一裝置晶片202A，且集成堆疊200B包含與第二裝置晶片204B面對(duì)面堆疊的第一 裝置晶片202B。在所圖解說(shuō)明的實(shí)例中，第一裝置晶片202A的前側(cè)226A與第二裝置晶片 204A的前側(cè)228A在第一裝置晶片202A與第二裝置晶片204A之間的接合界面處面對(duì)面堆 疊，使得經(jīng)由透鏡堆疊206A通過第二裝置晶片204A的背側(cè)230A來(lái)照射第二裝置晶片204A 中所包含的圖像傳感器。第一裝置晶片202B的前側(cè)226B與第二裝置晶片204B的前側(cè)228B 在第一裝置晶片202B與第二裝置晶片204B之間的接合界面處面對(duì)面堆疊，使得經(jīng)由透鏡 堆疊206B通過第二裝置晶片204B的背側(cè)230B來(lái)照射第二裝置晶片204B中所包含的圖像 傳感器。圖2A的集成電路堆疊200A及200B與圖1A的集成電路堆疊100A及100B之間的 一個(gè)差異為，在圖2A的集成電路堆疊200A及200B中，第一裝置晶片202A及202B為分別 安置于第二裝置晶片204A及204B與第二裸片234A及234B之間的中間載體或插置裸片， 如所展示。在所圖解說(shuō)明的實(shí)例中，應(yīng)了解，第二裸片234A及234B為單獨(dú)晶片且在不同平 面上，如所展示。
[0026] 如圖2A的實(shí)例中所展示，第一裝置晶片202A及202B具有與第二裝置晶片204A 及204B實(shí)質(zhì)上相同的劃線尺寸，使得第一裝置晶片202A的橫向側(cè)222A與第二裝置晶片 204A的橫向側(cè)223A對(duì)準(zhǔn)，且第一裝置晶片202B的橫向側(cè)222B與第二裝置晶片204B的橫 向側(cè)223B對(duì)準(zhǔn)。因此，沿著第一裝置晶片202A的橫向側(cè)222A的T形觸點(diǎn)212A耦合到沿 著第二裝置晶片204B的橫向側(cè)223A的T形觸點(diǎn)214A，如所展示。類似地，沿著第一裝置晶 片202B的橫向側(cè)222B的T形觸點(diǎn)212B耦合到沿著第二裝置晶片204B的橫向側(cè)223B的T 形觸點(diǎn)214B，如所展示。另外，接近于第一裝置晶片202A的前側(cè)226A的金屬互連件216A 通過第一裝置晶片202A與第二裝置晶片204A之間的接合界面耦合到接近于第二裝置晶片 204A的前側(cè)228A的金屬互連件218A。
[0027] 在圖2A中所描繪的實(shí)例中，T形觸點(diǎn)212A沿著第一裝置晶片202A的橫向側(cè)222A 延伸到背側(cè)224A以提供到第二裸片234A的電耦合。在圖2A中所描繪的實(shí)例中，接近于第 一裝置晶片202B的背側(cè)224B的金屬互連件216B通過穿過第一裝置晶片202B與第二裝置 晶片204B之間的接合界面的穿硅通孔（TSV)250耦合到接近于第二裝置晶片204B的前側(cè) 228B的金屬互連件218B。另外，圖2A中所展示的實(shí)例展示金屬互連件216B通過焊料球 252進(jìn)一步耦合到第二裸片234B以提供到第二裸片234B的電耦合。
[0028] 在另一實(shí)例中，應(yīng)注意，從第一裸片234A及第二裸片234B兩者到其相應(yīng)堆疊式晶 片的電耦合可全部由T形觸點(diǎn)（舉例來(lái)說(shuō)，類似于T形觸點(diǎn)212A)而非如圖2A的實(shí)例中所 圖解說(shuō)明的T形觸點(diǎn)及TSV與焊料球的組合提供。類似地，在又一實(shí)例中，應(yīng)了解，從第一裸 片234A及第二裸片234B兩者到其相應(yīng)堆疊式晶片的電耦合可全部借助TSV及焊料球（舉 例來(lái)說(shuō)，類似于TSV250及焊料球252)而非如圖2A的實(shí)例中所圖解說(shuō)明的T形觸點(diǎn)及TSV 與焊料球的組合提供。接著如所展示通過在裸片鋸割線220處進(jìn)行鋸割而將經(jīng)組合堆疊式 晶片及裸片分離成不同集成電路堆疊200A及200B。
[0029] 在圖2A中所描繪的實(shí)例中，展示在第一裝置晶片202A及202B的背側(cè)224A及224B 的部分上方沉積焊料掩模208A及208B，從而留下暴露集成堆疊200A與200B之間的"V" 形區(qū)232的開口，其暴露沿著第一裝置晶片202A、202B以及第二裝置晶片204A及204B的 橫向側(cè)222A、222B、223A及223B安置的多個(gè)T形觸點(diǎn)212A、212B、214A及214B。接著可在 "V"形區(qū)232中沉積展示為210A及210B的焊料球以提供到沿著第一裝置晶片202A、202B 以及第二裝置晶片204A及204B的橫向側(cè)222A、222B、223A及223B的多個(gè)T形觸點(diǎn)212A、 212B、214A及214B的電耦合，如所展示。在所述實(shí)例中，當(dāng)如所展示通過沿著裸片鋸割線 220鋸割裸片而分離集成電路堆疊200A及200B時(shí)，接著將焊料球分離成兩個(gè)半部，如以焊 料球210A及焊料球210B所圖解說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明的教示，在分離之后，應(yīng)了解，可視需要 對(duì)焊料球210A及210B進(jìn)行加熱及重新成形。
[0030] 圖2B是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示在鋸割開之前堆疊并一起接合于集成電路堆 疊200A、200B、200C及200D中的多個(gè)裝置晶片的另一實(shí)例的仰視圖。應(yīng)了解，根據(jù)本發(fā)明 的教示，圖2B中的集成電路堆疊200A、200B、200C及200D實(shí)質(zhì)上類似于圖2A中的集成電 路堆疊200A及200B。圖2B還展示在一個(gè)實(shí)例中附接到集成電路堆疊200A、200B、200C及 200D的插置裸片的第二集成電路裸片234A、234B、234C及234D的底部。在所描繪的圖解 中，焊料球210耦合到沿著多個(gè)裝置晶片的橫向側(cè)布置的在集成電路堆疊200A、200B、200C 及200D之間的"V"形區(qū)中暴露的多個(gè)T形觸點(diǎn)。在圖2B的實(shí)例中，焊料球210還通過T 形觸點(diǎn)212耦合到集成電路堆疊200A的第二裸片234A，如所展示。在集成電路堆疊200B、 200C及200D中，應(yīng)了解，第二裸片234B、234C及234D可分別通過焊料球及/或通過TSV 耦合到集成電路堆疊200B、200C及200D的其相應(yīng)插置裸片，類似于如圖2A中所展示的集 成電路堆疊200B。圖2B還展示根據(jù)本發(fā)明的教示通過沿著穿過焊料球210的裸片鋸割線 220A及220B進(jìn)行鋸割而將集成電路堆疊200A、200B、200C及200D分離成個(gè)別堆疊。在分 離之后，應(yīng)了解，可視需要對(duì)焊料球210進(jìn)行加熱及重新成形。
[0031] 圖3A是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示包含具有將附接到電路板336的低輪廓觸點(diǎn) 的集成電路堆疊300的實(shí)例性成像系統(tǒng)350的實(shí)例的側(cè)視圖。在一個(gè)實(shí)例中，應(yīng)了解，實(shí)例 性集成電路堆疊300與圖1A的實(shí)例性集成電路堆疊100A及100B共享許多相似性且下文 所提及的類似命名及編號(hào)的元件類似于如上文所描述而耦合及發(fā)揮作用。如所描繪的實(shí)例 中所展示，集成電路堆疊300包含堆疊在一起的第一裝置晶片302、第二裝置晶片304及透 鏡堆疊306,如所展示。根據(jù)本發(fā)明的教示，焊料球310附接到橫向側(cè)322且耦合到集成電 路堆疊300中所包含的沿著橫向側(cè)322布置的多個(gè)T形觸點(diǎn)。
[0032] 如圖3A中所展示，實(shí)例性電路板336包含界定于其表面上的凹部338。在所述實(shí) 例中，電路板336為銅包層電路板且包含沿著橫向側(cè)安置于在電路板336中界定的凹部338 內(nèi)的多個(gè)觸點(diǎn)352。在所描繪的實(shí)例中，熱傳導(dǎo)界面材料340 (例如，金屬及/或熱傳導(dǎo)環(huán) 氧樹脂）涂覆于凹部338中集成電路堆疊300附接到其上的表面上，以提供集成電路堆疊 300與電路板336之間的高熱轉(zhuǎn)移。在另一實(shí)例中，應(yīng)了解，熱傳導(dǎo)界面材料340可涂覆到 集成電路堆疊300的在凹部338內(nèi)的與電路板336形成接觸的表面上。
[0033] 圖3B是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示包含具有已附接到電路板336的低輪廓觸點(diǎn) 的集成電路堆疊300的實(shí)例性成像系統(tǒng)350的實(shí)例的側(cè)視圖。在所述實(shí)例中，應(yīng)了解，圖 3B的集成電路堆疊300及電路板336實(shí)質(zhì)上類似于上文關(guān)于圖3A所論述的集成電路堆疊 300及電路板336且下文所提及的類似命名及編號(hào)的元件類似于如上文所描述而耦合及發(fā) 揮作用。
[0034] 如在圖3B中所描繪的實(shí)例中所展示，根據(jù)本發(fā)明的教示，包含第一裝置晶片302、 第二裝置晶片304及透鏡堆疊306的集成電路堆疊300在凹部338內(nèi)附接到電路板336,使 得多個(gè)焊料球310中的每一者提供第一裝置晶片302及第二裝置晶片304的多個(gè)T形觸點(diǎn) 中的每一者與沿著橫向側(cè)安置于電路板336的凹部338內(nèi)的多個(gè)觸點(diǎn)之間的橫向耦合。另 夕卜，圖3B展示熱傳導(dǎo)界面材料340熱耦合于第一裝置晶片302及第二裝置晶片304與電路 板336的凹部338的集成電路所附接到的內(nèi)側(cè)表面之間。在一個(gè)實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明的教 示，電路板336進(jìn)一步包含熱耦合到電路板336的凹部338的內(nèi)側(cè)表面以提供從集成電路 堆疊300通過電路板336的額外熱耗散的散熱器。
[0035] 應(yīng)了解，在多個(gè)焊料球310中的每一者提供第一裝置晶片302及第二裝置晶片304 的多個(gè)T形觸點(diǎn)中的每一者與沿著橫向側(cè)安置于電路板336的凹部338內(nèi)的多個(gè)觸點(diǎn)之間 的橫向耦合的情況下，包含成像系統(tǒng)350的相機(jī)模塊的總體厚度減小，因?yàn)槁闫娺B接被 從集成電路堆疊300的底部移動(dòng)到橫向側(cè)322。因此，根據(jù)本發(fā)明的教示，包含成像系統(tǒng)350 的相機(jī)模塊的總體高度較短，此使得利用包含成像系統(tǒng)350的相機(jī)模塊的電子裝置能夠較 薄。此外，應(yīng)了解，根據(jù)本發(fā)明的教示，在多個(gè)焊料球310被從集成電路堆疊300的底部移 動(dòng)到橫向側(cè)322的情況下，熱傳導(dǎo)界面材料340現(xiàn)在可提供第一裝置晶片302及第二裝置 晶片304與電路板336之間的經(jīng)改進(jìn)熱耦合以提供經(jīng)改進(jìn)熱耗散。
[0036] 圖4是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示包含實(shí)例性像素陣列442的成像系統(tǒng)400的一 個(gè)實(shí)例的圖，實(shí)例性像素陣列442具有包含在包含具有低輪廓觸點(diǎn)的集成電路堆疊的實(shí)例 性集成電路系統(tǒng)中的多個(gè)圖像傳感器像素。如在所描繪的實(shí)例中所展示，成像系統(tǒng)400包 含耦合到控制電路448及讀出電路444 (其耦合到功能邏輯446)的像素陣列442。
[0037] 在一個(gè)實(shí)例中，像素陣列442為圖像傳感器像素（例如，像素 P1、P2. . .、Pn)的二 維（2D)陣列。在一個(gè)實(shí)例中，像素陣列442包含在具有低輪廓觸點(diǎn)的集成電路堆疊（例如， 上文在圖1A、1B、2A、2B、3A及3B中所論述的集成電路堆疊實(shí)例）中所包含的集成電路系統(tǒng) 中。如所圖解說(shuō)明，每一像素被布置到一行（例如，行R1到Ry)及一列（例如，列C1到Cx) 中以獲取人、地點(diǎn)、物體等的圖像數(shù)據(jù)，接著可使用所述圖像數(shù)據(jù)再現(xiàn)所述人、地點(diǎn)、物體等 的2D圖像。
[0038] 在一個(gè)實(shí)例中，在每一像素已獲取其圖像數(shù)據(jù)或圖像電荷之后，所述圖像數(shù)據(jù)由 讀出電路444讀出且接著傳送到功能邏輯446。在各種實(shí)例中，讀出電路444可包含放大電 路、模/數(shù)（ADC)轉(zhuǎn)換電路或其它。功能邏輯446可簡(jiǎn)單地存儲(chǔ)所述圖像數(shù)據(jù)或甚至通過 應(yīng)用后圖像效果（例如，剪裁、旋轉(zhuǎn)、移除紅眼、調(diào)整亮度、調(diào)整對(duì)比度或其它）來(lái)操縱所述 圖像數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，讀出電路444可沿著讀出列線一次讀出一行圖像數(shù)據(jù)（所圖 解說(shuō)明）或可使用多種其它技術(shù)（未圖解說(shuō)明）讀出所述圖像數(shù)據(jù)，例如串行讀出或同時(shí) 全并行讀出所有像素。
[0039] 在一個(gè)實(shí)例中，控制電路448耦合到像素陣列442以控制像素陣列442的操作特 性。舉例來(lái)說(shuō)，控制電路448可產(chǎn)生用于控制圖像獲取的快門信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，所述快 門信號(hào)為用于同時(shí)啟用像素陣列442內(nèi)的所有像素以在單一獲取窗期間同時(shí)捕獲其相應(yīng) 圖像數(shù)據(jù)的全局快門信號(hào)。在另一實(shí)例中，快門信號(hào)為滾動(dòng)快門信號(hào)，使得在連續(xù)獲取窗期 間依序啟用每一像素行、每一像素列或每一像素群組。
[0040] 包含發(fā)明摘要中所描述內(nèi)容的本發(fā)明的所圖解說(shuō)明實(shí)例的以上描述并非打算為 窮盡性或限制于所揭示的精確形式。盡管出于說(shuō)明性目的而在本文中描述本發(fā)明的特定實(shí) 施例及實(shí)例，但可在不背離本發(fā)明的較寬廣精神及范圍的情況下做出各種等效修改。確實(shí)， 應(yīng)了解，特定實(shí)例性電壓、電流、頻率、功率范圍值、時(shí)間等是出于解釋目的而提供且根據(jù)本 發(fā)明的教示還可在其它實(shí)施例及實(shí)例中采用其它值。
[0041] 可根據(jù)以上詳細(xì)描述對(duì)本發(fā)明的實(shí)例做出這些修改。所附權(quán)利要求書中所使用的 術(shù)語(yǔ)不應(yīng)理解為將本發(fā)明限制于說(shuō)明書及權(quán)利要求書中所揭示的特定實(shí)施例。相反，范圍 將完全由所附權(quán)利要求書來(lái)確定，所述權(quán)利要求書將根據(jù)所創(chuàng)建的權(quán)利要求解釋原則來(lái)加 以理解。因此，應(yīng)將本說(shuō)明書及圖視為說(shuō)明性而非限制性。
【權(quán)利要求】
1. 一種集成電路系統(tǒng)，其包括： 第一裝置晶片，其具有橫向側(cè)，所述第一裝置晶片進(jìn)一步包含沿著所述第一裝置晶片 的所述橫向側(cè)安置的多個(gè)T形觸點(diǎn)； 第二裝置晶片，其具有橫向側(cè)，所述第二裝置晶片進(jìn)一步包含沿著所述第二裝置晶片 的所述橫向側(cè)安置的多個(gè)T形觸點(diǎn)，其中所述第一及第二裝置晶片堆疊在一起，其中所述 第一裝置晶片的所述橫向側(cè)與所述第二裝置晶片的所述橫向側(cè)對(duì)準(zhǔn)，使得所述第一裝置晶 片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)中的每一者耦合到所述第二裝置晶片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)中的對(duì)應(yīng) 一者； 多個(gè)焊料球，其附接到所述第一及第二晶片的所述橫向側(cè)且耦合到所述第一及第二裝 置晶片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)；及 電路板，其具有界定于其表面上的凹部，所述電路板包含沿著橫向側(cè)安置于所述凹部 內(nèi)的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述第一及第二裝置晶片在所述凹部?jī)?nèi)附接到所述電路板，使得所述 多個(gè)焊料球中的每一者提供所述第一及第二裝置晶片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)中的每一者與 沿著橫向側(cè)安置于所述電路板的所述凹部?jī)?nèi)的所述多個(gè)觸點(diǎn)之間的橫向耦合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述第一及第二裝置晶片各自包含前側(cè) 及背側(cè)使得所述第一裝置晶片的所述前側(cè)及背側(cè)中的一者在所述第一與第二裝置晶片之 間的接合界面處附接到所述第二裝置晶片的所述前側(cè)及背側(cè)中的一者。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述第一裝置晶片的所述前側(cè)附接到所 述第二裝置晶片的所述前側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述第一及第二裝置晶片中的所述每一 者進(jìn)一步包含金屬互連件，其中所述第一裝置晶片的所述金屬互連件通過所述第一與第二 裝置晶片之間的接合界面耦合到所述第二裝置晶片的所述金屬互連件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成電路系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括一個(gè)或一個(gè)以上穿硅通孔TSV， 所述第一裝置晶片的所述金屬互連件經(jīng)由所述一個(gè)或一個(gè)以上穿硅通孔通過所述第一與 第二裝置晶片之間的所述接合界面耦合到所述第二裝置晶片的所述金屬互連件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述第一及第二裝置晶片中的一者包括 圖像傳感器芯片且所述第一及第二裝置晶片中的另一者包括存儲(chǔ)器芯片。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述第一及第二裝置晶片中的一者包括 圖像傳感器芯片且所述第一及第二裝置晶片中的另一者包括處理器芯片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述第一及第二裝置晶片中的一者包括 圖像傳感器芯片且所述第一及第二裝置晶片中的另一者包括專用集成電路ASIC芯片。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括與所述電路板相對(duì)地附接到所 述第一及第二裝置晶片的透鏡堆疊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述第一及第二裝置晶片中的一者包 括存儲(chǔ)器芯片且所述第一及第二裝置晶片中的另一者包括處理器芯片。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括熱耦合于所述第一及第二裝 置晶片與所述電路板的所述凹部的所述第一及第二裝置晶片所附接到的內(nèi)側(cè)表面之間的 熱傳導(dǎo)界面材料。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述電路板進(jìn)一步包含熱耦合到所述 電路板的所述凹部的所述第一及第二裝置晶片通過所述熱傳導(dǎo)界面材料所附接到的所述 內(nèi)側(cè)表面的散熱器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述電路板包括銅包層電路板。
14. 一種成像系統(tǒng)，其包括： 圖像傳感器晶片，其具有橫向側(cè)，所述圖像傳感器晶片進(jìn)一步包含沿著所述圖像傳感 器晶片的所述橫向側(cè)安置的多個(gè)T形觸點(diǎn)，其中所述圖像傳感器晶片包含具有多個(gè)圖像傳 感器像素的像素陣列； 圖像傳感器處理器晶片，其具有橫向側(cè)，所述圖像傳感器處理器晶片進(jìn)一步包含沿著 所述圖像傳感器處理器晶片的所述橫向側(cè)安置的多個(gè)T形觸點(diǎn)，其中所述圖像傳感器及圖 像傳感器處理器晶片堆疊在一起，其中所述圖像傳感器晶片的所述橫向側(cè)與所述圖像傳感 器處理器晶片的所述橫向側(cè)對(duì)準(zhǔn)，使得所述圖像傳感器晶片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)中的每一 者耦合到所述圖像傳感器處理器晶片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)中的對(duì)應(yīng)一者，其中所述圖像傳 感器處理器晶片包含耦合到所述像素陣列以控制所述像素陣列的操作的控制電路及耦合 到所述像素陣列以從所述多個(gè)圖像傳感器像素讀出圖像數(shù)據(jù)的讀出電路； 多個(gè)焊料球，其附接到所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片的所述橫向側(cè)且耦合 到所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片的所述多個(gè)T形觸點(diǎn)；及 電路板，其具有界定于其表面上的凹部，所述電路板包含沿著橫向側(cè)安置于所述凹部 內(nèi)的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片在所述凹部?jī)?nèi)附接到所述電 路板，使得所述多個(gè)焊料球中的每一者提供所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片的所 述多個(gè)T形觸點(diǎn)中的每一者與沿著所述橫向側(cè)安置于所述電路板的所述凹部?jī)?nèi)的所述多 個(gè)觸點(diǎn)之間的橫向耦合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括包含在所述圖像傳感器處理器晶 片中且耦合到所述讀出電路以存儲(chǔ)從所述多個(gè)圖像傳感器像素讀出的所述圖像數(shù)據(jù)的功 能邏輯。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其中所述圖像傳感器晶片的前側(cè)在所述圖像傳 感器晶片與所述圖像傳感器處理器晶片之間的接合界面處附接到所述圖像傳感器處理器 晶片的前側(cè)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其中所述圖像傳感器晶片及所述圖像傳感器處 理器晶片中的每一者進(jìn)一步包含金屬互連件，其中所述圖像傳感器晶片的所述金屬互連件 通過所述圖像傳感器晶片與所述圖像傳感器處理器晶片之間的接合界面耦合到所述圖像 傳感器處理器晶片的所述金屬互連件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的成像系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括一個(gè)或一個(gè)以上穿硅通孔TSV，所 述圖像傳感器晶片的所述金屬互連件經(jīng)由所述一個(gè)或一個(gè)以上穿硅通孔通過所述圖像傳 感器晶片與所述圖像傳感器處理器晶片之間的所述接合界面耦合到所述圖像傳感器處理 器晶片的所述金屬互連件。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括附接到所述圖像傳感器晶片的背 側(cè)的透鏡堆疊，使得所述像素陣列適于通過所述透鏡堆疊且通過所述圖像傳感器晶片的所 述背側(cè)來(lái)照射，且其中所述圖像傳感器晶片的前側(cè)在所述圖像傳感器晶片與圖像傳感器處 理器晶片之間的接合界面處附接到所述圖像傳感器處理器晶片。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括熱耦合于所述圖像傳感器處理器 晶片與所述電路板的所述凹部的所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片所附接到的內(nèi) 側(cè)表面之間的熱傳導(dǎo)界面材料。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的成像系統(tǒng)，其中所述電路板進(jìn)一步包含熱耦合到所述電路 板的所述凹部的所述圖像傳感器及圖像傳感器處理器晶片通過所述熱傳導(dǎo)界面材料熱所 附接到的所述內(nèi)側(cè)表面的散熱器。
22. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的成像系統(tǒng)，其中所述電路板包括銅包層電路板。
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK104143557SQ201310724177
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月6日
【發(fā)明者】多米尼克·馬塞提 申請(qǐng)人:全視科技有限公司