集成电路封装

背景技术

用于监测生理状况和/或进行治疗的IMD可以包含一个或多个生理传感器。此类传感器可以提供与患者状态的一种或多种生理状况有关的一个或多个信号。此类IMD的实例包含心脏监测器、起搏器、植入式心脏复律除颤器(ICD)、肌刺激器(myostimulator)、神经刺激器、药物输送装置、胰岛素泵、葡萄糖监测器等。

例如那些用于IMD的各种各样的电子组件采用电子电路系统，例如，用于对身体组织提供电刺激和/或监测生理状况。此类IMD可以将呈冲击能量和刺激脉冲形式的电疗能量输送到选定的身体组织。这些IMD通常包含用于在规定条件下产生电能的输出电路系统，以及至少一根带有刺激电极的引线，所述刺激电极用于将电能输送到选定的组织。例如，已经开发了心脏起搏器和植入式心脏复律除颤器(ICD)，以用于在心动过缓发作期间维持所需的心率，或者在检测到严重心律失常时对心脏进行心脏复律或除颤治疗。还已知其它刺激神经、大脑、肌肉和器官组织的医疗装置可用于治疗各种病况。

当前可用的IMD(包含ICD和植入式脉冲发生器(IPG))通常形成为具有：金属壳体，其被气密密封且因此不会渗透体液；以及插头或连接器组件，其安装在所述壳体上以用于与一根或多根引线进行电气和机械连接。此类装置还具有与外部装置通信的遥测能力。在过去的几年中，IMD已经从相对庞大的装置发展为功能日益增强的复杂的小型化装置。例如，对心脏复律/除颤引线和电极进行了许多改进，心脏复律/除颤引线和电极使心脏复律/除颤的能量能够精确地输送到上下心室的选定的一个或多个部分，从而显著减少心脏复律或除颤所需要输送的冲击能量。高压输出电路系统也得到了改进，以提供单相、双相或多相心脏复律/除颤冲击或脉冲波形，有时使用心脏复律/除颤电极的特定组合，这样在减少心脏复律或除颤所需电击能量方面是有效的。

光学传感器也可以在IMD中用作生理传感器，所述生理传感器被配置成检测例如由于体液或组织中的生理状况的变化而引起的体液或组织测量体积的光调制的变化。此类光学传感器例如可用于检测血液中代谢物水平的变化，例如氧饱和度水平或葡萄糖水平，或组织灌注的变化。典型的光学传感器可以包含一个或多个光源以及一个或多个检测器，所述一个或多个检测器适于检测由光源发射并由例如体液或组织测量体积调制的光。

监测此类生理状况提供了有用的诊断措施，并且可以用于管理治疗医学病况的疗法。例如，血氧饱和度或组织灌注降低可能与心输出量或呼吸功能不足有关。因此，监测此类状况可以允许植入式医疗装置对氧饱和度或组织灌注降低做出响应。例如，通过对心脏进行电刺激疗法来恢复正常的血流动力学功能。

发明内容

一般来说，本公开提供一种集成电路封装和一种形成此类封装的方法的各种实施例。所述封装可以包含第一有源管芯和第二有源管芯，其中所述第一有源管芯适于从顶部表面发射包含第一波长的电磁辐射，并且所述第二有源管芯适于从顶部表面发射包含与所述第一波长不同的第二波长的电磁辐射。所述封装还可以包含通孔管芯，所述通孔管芯包含第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔各自在安置在所述通孔管芯的顶部表面上的顶部接触件与安置在所述通孔管芯的底部表面上的底部接触件之间延伸。所述第一有源管芯的底部接触件可以电连接到所述通孔管芯的所述第一通孔的底部接触件，并且所述第二有源管芯的所述底部接触件可以电连接到所述通孔管芯的所述第二通孔的底部接触件。

在一方面，本公开提供一种集成电路封装，所述集成电路封装包含第一有源管芯和第二有源管芯，其中所述第一有源管芯适于从顶部表面发射包含第一波长的电磁辐射，并且所述第二有源管芯适于从顶部表面发射包含与所述第一波长不同的第二波长的电磁辐射。所述第一有源管芯和所述第二有源管芯中的每一个包含安置在所述管芯的顶部表面上的顶部接触件和安置在所述管芯的底部表面上的底部接触件。所述封装进一步包含通孔管芯，所述通孔管芯具有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔各自在安置在所述通孔管芯的顶部表面上的顶部接触件与安置在所述通孔管芯的底部表面上的底部接触件之间延伸，其中所述第一有源管芯的所述底部接触件电连接到所述通孔管芯的所述第一通孔的所述底部接触件，并且所述第二有源管芯的所述底部接触件电连接到所述通孔管芯的所述第二通孔的所述底部接触件。

在另一方面，本公开提供一种形成集成电路封装的方法。所述方法包含：将图案化的导电层安置在有源管芯晶片的主表面上；分割有源管芯晶片以形成第一有源管芯和第二有源管芯，其中所述第一有源管芯适于发射具有第一波长的电磁辐射，并且所述第二有源管芯适于发射具有第二波长的电磁辐射，其中所述第一波长与所述第二波长不同；以及将所述第一有源管芯和所述第二有源管芯安置在载体层上。所述方法进一步包含：将通孔管芯安置在所述载体层上；将包封物安置在所述第一有源管芯和所述第二有源管芯、所述通孔管芯和所述载体层上方以形成压缩模制晶片，所述压缩模制晶片包括安置在所述载体层上的顶部表面和底部表面；以及从所述压缩模制晶片移除所述载体层。所述方法进一步包含：将一个或多个顶部接触件安置在所述第一有源管芯和所述第二有源管芯以及所述通孔管芯中的每一个的顶部表面上；将图案化的导电层安置在所述压缩模制晶片的所述底部表面上；以及分割所述压缩模制晶片以形成包含所述第一有源管芯和所述第二有源管芯以及所述通孔管芯的集成电路封装。

除非另有说明，否则本文提供的所有标题都是为了方便读者，并且不应用于限制标题后面的任何文本的含义。

术语“包括”及其变型在说明书和权利要求书中出现这些术语时不具有限制性含义。此类术语应被理解为暗示包括陈述的步骤或元件或者步骤或元件的组，但不排除任何其它步骤或元件或者步骤或元件的组。

在本申请中，例如“一(a)”、“一(an)”和“所述”之类的术语并非旨在仅指单数实体，而是包含其具体实例可用于说明的通用类别。术语“一(a)”、“一(an)”和“所述”与术语“至少一个”可互换使用。列表后面的短语“至少一个”和“包括至少一个”是指列表中的任何一个项目以及列表中两个或更多个项目的任意组合。

列表后面的短语“至少一个”和“包括至少一个”是指列表中的任何一个项目以及列表中两个或更多个项目的任意组合。

如本文中所使用的，除非内容另有明确指示，否则术语“或”通常以包含“和/或”的含义使用。

术语“和/或”是指所列要素中的一个或全部，或所列要素中的任何两个或更多个的组合。

如本文结合测量的量所使用的，术语“约”是指如进行测量并行使与测量目的和所使用的测量设备的精度相称的仔细水平的本领域技术人员所期望的测量的量的变化。在本文中，“最多”的数字(例如，最多50)包含所述数量(例如，50)。

同样在本文中，通过端点列举的数字范围包含归入所述范围内的所有数字以及端点(例如，1至5包含1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。

根据下面的详细描述，本公开的这些和其它方面将是显而易见的。但是，在任何情况下，以上发明内容都不应解释为是对所要求保护的主题的限制，所述主题仅由所附权利要求书定义，可以在诉讼期间进行修改。

附图说明

在整个说明书中，对附图进行参考，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1是集成电路封装的一个实施例的示意性横截面图。

图2是图1的集成电路封装的示意性顶部平面图。

图3是集成电路封装的另一实施例的示意性顶部平面图。

图4是图3的集成电路封装的示意性底部平面图。

图5是包含图1的集成电路封装的气密密封系统的一个实施例的示意性透视图。

图6是图5的气密密封系统的示意性分解图。

图7是图5的气密密封系统的基板的示意性底部平面图。

图8是图5的气密密封系统的基板的示意性顶部平面图。

图9是图5的气密密封系统的基板的示意性横截面图。

图10A-J是形成集成电路封装的方法的一个实施例的各种示意性横截面图，其中图10A是将导电层安置在有源管芯晶片的主表面上的示意性横截面图；图10B是将导电层图案化以提供图案化的导电层的示意性横截面图；图10C是分割有源管芯晶片以提供有源管芯的示意性横截面图；图10D是将有源管芯和通孔管芯安置在载体层上的示意性横截面图；图10E是包封有源管芯和通孔管芯以提供压缩模制晶片的示意性横截面图；图10F是从压缩模制晶片移除载体层的示意性横截面图；图10G是将一个或多个顶部接触件安置在有源管芯和通孔管芯中的每一个的顶部表面上的示意性横截面图；图10H是使压缩模制晶片的顶部表面平坦化的示意性横截面图；图10I是将图案化的导电层安置在压缩模制晶片的底部表面上的示意性横截面图；并且图10J是分割压缩模制晶片的示意性横截面图。

具体实施方式

一般来说，本公开提供一种集成电路封装和一种形成此类封装的方法的各种实施例。所述封装可以包含第一有源管芯和第二有源管芯，其中所述第一有源管芯适于从顶部表面发射包含第一波长的电磁辐射，并且所述第二有源管芯适于从顶部表面发射包含与所述第一波长不同的第二波长的电磁辐射。所述封装还可以包含通孔管芯，所述通孔管芯包含第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔各自在安置在所述通孔管芯的顶部表面上的顶部接触件与安置在所述通孔管芯的底部表面上的底部接触件之间延伸。所述第一有源管芯的底部接触件可以电连接到所述通孔管芯的所述第一通孔的底部接触件，并且所述第二有源管芯的所述底部接触件可以电连接到所述通孔管芯的所述第二通孔的底部接触件。

典型的集成电路封装(例如，用于存储器到逻辑应用)包含安置在类似封装上的嵌入式晶片级球栅阵列封装，以提供三维层叠封装(package-on-package)装置。可以使用扇出型晶片级封装工艺来封装层叠封装装置的底部管芯以形成通过所述装置的通孔，所述通孔将装置的顶部连接到装置的底部。这允许装置的顶部封装放置在底部封装的顶部表面上，以与底部封装的一个或多个管芯和上面安置有装置的印刷电路板互连。此类三维层叠封装装置上的一个问题是：可能难以控制装置的压缩模制期间的放置公差和相对运动。

本文所描述的集成电路封装的各种实施例可以提供优于当前三维层叠封装装置的一个或多个优点。例如，在一个或多个实施例中，玻璃、硅或其它包封材料可以用作单个结构中的管芯腔和通孔。此类结构可能导致三维层叠封装装置所需的不必要的更严格的公差。对于本文所描述的集成电路封装的一个或多个实施例，腔对封装的通孔的公差将由晶片制造能力来确定，而不是由层叠封装装置的管芯级放置公差来确定。此外，本文所描述的集成电路封装的各种实施例可以包含两个或更多个有源管芯，所述两个或更多个有源管芯各自适于发射给定的一个或多个波长的电磁辐射，其中第一有源管芯可以发射与第二有源管芯发射的一个或多个波长不同的一个或多个波长。

本文所描述的集成电路封装的各种实施例可以在任何合适的电子系统中使用。例如，本文所描述的集成电路封装的一个或多个实施例可用于IMD、ICD、IPG、插入式心脏监测器、植入式诊断监测器、深部脑刺激器、植入式神经刺激器、可注射的神经刺激器、植入式心室辅助装置等。在一个或多个实施例中，本文所描述的集成电路封装可以用在用户身体外部的可穿戴装置或仪器中。

图1-2是集成电路封装10的一个实施例的各种图。封装10包含第一有源管芯12和第二有源管芯14。第一有源管芯12适于从顶部表面16发射包含第一波长的电磁辐射。第二有源管芯14也适于从顶部表面18发射包含与第一波长不同的第二波长的电磁辐射。此外，第一有源管芯12包含安置在管芯的顶部表面16上的一个或多个顶部接触件20和安置在管芯的底部表面24上的一个或多个底部接触件22，并且第二有源管芯14包含安置在管芯的顶部表面18上的一个或多个顶部接触件26和安置在管芯的底部表面30上的一个或多个底部接触件28。

第一集成电路封装10还包含具有第一通孔34和第二通孔36的通孔管芯32。第一通孔34在安置在通孔管芯32的顶部表面40上的顶部接触件38与安置在通孔管芯的底部表面44上的底部接触件42之间延伸。此外，通孔管芯32的第二通孔36在安置在通孔管芯的顶部表面40上的顶部接触件46与安置在通孔管芯的底部表面44上的底部接触件48之间延伸。第一有源管芯12的底部接触件22电连接到通孔管芯32的第一通孔34的底部接触件42，并且第二有源管芯14的底部接触件28电连接到通孔管芯的第二通孔36的底部接触件48。

第一有源管芯12和第二有源管芯14中的每一个可以包含任何合适的管芯或装置，例如，电容器、电阻器、无源集成电容器系统、逻辑电路、模拟电路、二极管、MOSFET、绝缘栅双极型晶体管、晶闸管、发光二极管、垂直腔表面发射激光器、有机发光二极管等中的至少一个。在一个或多个实施例中，第一有源管芯12和第二有源管芯14中的至少一个可以是发光管芯。例如，第一有源管芯12和第二有源管芯14中的至少一个可以包含能够响应于施加的电压或电流而发光的任何电路部件，包含例如发光二极管(LED)、激光二极管、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)，直接印刷在表面上的有机LED、纳米发射器等。此外，第一管芯12和第二管芯14中的每一个可以是发射一个或多个离散波长的一个或多个部件或跨越大范围波长的宽带发射器的集群。尽管被描绘为包含两个管芯12、14，但是装置10可以包含如本文进一步描述的任何合适数量的管芯。一般来说，可以根据特定应用的要求并将取决于所监测的一个或多个生理状况来选择在本文所描述的封装中使用的有源管芯的数量和相应的发射波长。

第一有源管芯12适于从顶部表面16发射电磁辐射，并且第二有源管芯14适于从顶部表面18发射电磁辐射。换句话说，第一有源管芯12和第二有源管芯14的顶部表面16、18是发射表面。尽管被描绘为具有一个发射表面16、18，但是第一有源管芯12和第二有源管芯14中的每一个可以包含两个或更多个发射表面。

第一有源管芯12和第二有源管芯14中的至少一个可以是封装的光源。在一个或多个实施例中，第一有源管芯12和第二有源管芯14中的至少一个可以包含倒装芯片型封装。在一个或多个实施例中，第一有源管芯12和第二有源管芯14中的至少一个可以是裸半导体管芯。

第一有源管芯12和第二有源管芯14可适于发射任何合适的一个或多个波长的电磁辐射。在一个或多个实施例中，第一有源管芯12和第二有源管芯14可发射红外光、近红外光、可见光和UV光中的至少一种。在一个或多个实施例中，第一有源管芯12和第二有源管芯14可发射波长至少为350nm且不大于950nm的可见光。第一有源管芯12和第二有源管芯14可发射任何合适带宽的电磁辐射。在一个或多个实施例中，第一有源管芯12和第二有源管芯14可以在窄带中发射电磁辐射，例如，管芯适于发射发射带宽不大于20nm、15nm、10nm或5nm半值全宽(FWHM)的光。在一个或多个实施例中，窄带发射有源管芯可以与对管芯发射的所有波长敏感的宽带检测器配对。在一个或多个实施例中，窄带发射有源管芯可以与窄带检测器配对。此外，在一个或多个实施例中，窄带发射有源管芯可以与两个或更多个宽带检测器配对。例如，硅检测器可以在可见光到近红外波长范围(例如，最多约1000nm)内敏感，但是砷化镓可以对更长(例如，大于1000nm)的红外波长敏感。在一个或多个实施例中，宽带发射有源管芯可以与两个或更多个窄带检测器一起使用。

在一个或多个实施例中，第一有源管芯12和第二有源管芯14中的每一个可以包含使用磷材料的再发射或宽带FWHM LED的组合的宽带发射器，例如，具有大于50nm FWHM的680nm LED，其跨越720nm波长。在此类实施例中，单个LED可以同时提供680nm和720nm的发射，所述单个LED与可以区分这两个波长的检测器配对。类似地，可以在800nm下使用第二宽带FWHM管芯，其还跨越760nm。在此类实施例中，两个宽带FWHM管芯可以跨越四个波长，例如680nm、720nm、760nm和800nm。

在一个或多个实施例中，第一有源管芯12可适于从顶部表面16发射包含第一波长或波长带的电磁辐射，并且第二有源管芯14可适于从顶部表面18发射包含第二波长或波长带的电磁辐射。在一个或多个实施例中，第一波长与第二波长相同。此外，在一个或多个实施例中，第一波长与第二波长不同。

在一个或多个实施例中，第一有源管芯12和第二有源管芯14中的至少一个可适于在具有任何合适脉冲宽度和周期性的一个或多个脉冲中发射电磁辐射。此外，在一个或多个实施例中，可以顺序方式脉冲第一有源管芯12和第二有源管芯14中的至少一个。

第一有源管芯12和第二有源管芯14中的至少一个可以具有任何合适的发射锥角。如本文中所使用的，术语“锥角”是指相对于管芯的发射表面(例如，顶部表面)的法线的立体角。在一个或多个实施例中，第一有源管芯12和第二有源管芯14中的至少一个可以具有不大于90度、80度、70度、60度、50度、40度、30度、20度、10度或5度的锥角。在一个或多个实施例中，第一有源管芯12和第二有源管芯14中的至少一个可以从其相应的顶部表面16、18半球形地发射电磁辐射。

第一有源管芯12包含安置在管芯的顶部表面16上的一个或多个顶部接触件20。如图2所示，第一有源管芯12包含四个顶部接触件20。第一有源管芯12可以包含任何合适数量的顶部接触件，例如一个、2个、3个、4个、5个或更多个顶部接触件。顶部接触件20可以包含可电连接到有源管芯12的任何合适的接触件或焊盘。在一个或多个实施例中，一个或多个顶部接触件20可以包含导电柱(或具有安置在管芯焊盘上方的阻挡金属的焊料凸块)，可以使用例如，电镀、蚀刻、光蚀刻、烧蚀、激光烧蚀等任何合适的一种或多种技术将所述导电柱安置在有源管芯12的顶部表面16上。此外，顶部接触件20可以各自包含安置在其上的焊料凸块21。任何合适的焊料凸块21可以安置在顶部接触件20上。顶部接触件20可以具有任何合适的尺寸，并且可以任何合适的布置或阵列安置在第一有源管芯12的顶部表面16上。此外，第一顶部接触件20可以包含任何合适的一种或多种导电材料。

第二有源管芯14也包含安置在管芯的顶部表面18上的一个或多个顶部接触件26。第二有源管芯14的顶部接触件26可以包含本文所描述的任何合适的接触件或导电焊盘，例如，与第一有源管芯12的顶部接触件20相同的导电接触件。关于第一有源管芯12的顶部接触件20的所有设计考虑和可能性同样适用于第二有源管芯14的顶部接触件26。在一个或多个实施例中，第二有源管芯14的顶部接触件26可以各自包含安置在顶部接触件中的一个或多个上的焊料凸块27。

第一有源管芯12还包含安置在第一有源管芯的底部表面24上的一个或多个底部接触件22，并且第二有源管芯14还包含安置在第二有源管芯的底部表面30上的一个或多个底部接触件28。底部接触件22、28适于分别电连接到第一有源管芯12和第二有源管芯14。第一有源管芯12和第二有源管芯14的底部接触件22、28可以包含本文关于顶部接触件20、26所描述的任何合适的接触件或导电焊盘。此外，底部接触件22、28可以具有任何合适的尺寸，并且以任何合适的布置或阵列分别安置在第一有源管芯12和第二有源管芯14的底部表面24、30上。此外，底部接触件22、28可以采用任何合适的一种或多种形状。

尽管图1-2中未示出，可以使用任何合适的一种或多种技术将第一有源管芯12的一个或多个顶部接触件20电连接到第二有源管芯14的一个或多个顶部接触件26。此外，例如，可以使用任何合适的一种或多种技术将第一有源管芯12和第二有源管芯14的底部接触件22、28电连接到通孔管芯32的底部接触件42、48。

集成电路封装10还包含通孔管芯32。通孔管芯32包含第一通孔34和第二通孔36。尽管被描绘为包含第一通孔34和第二通孔36，但是通孔管芯32可以包含任何合适数量的通孔，例如1个、2个、3个、4个、5个或更多个通孔。通孔管芯32可以包含任何合适的一种或多种材料，例如玻璃、石英、蓝宝石、陶瓷、高温塑料、印刷线路板材料、聚酰亚胺松紧带等。

第一通孔34在安置在通孔管芯32的顶部表面40上的顶部接触件38与安置在管芯的底部表面44上的底部接触件42之间延伸。此外，第二通孔36在安置在通孔管芯32的顶部表面40上的顶部接触件46与安置在管芯的底部表面44上的底部接触件48之间延伸。通孔34、36可以包含任何合适的一种或多种导电材料，并且可以使用任何合适的一种或多种技术形成。例如，在一个或多个实施例中，可以通过通孔管芯32的管芯主体33形成一个或多个开口，并且可以将导电材料安置在开口中以形成通孔34、36。此类开口可以采用任何合适的一种或多种形状。此外，通孔34、36的顶部接触件38、46可以安置在顶部表面40上，使得使用任何合适的一种或多种技术能将顶部接触件电连接到通孔。并且第一通孔34和第二通孔36的底部接触件42、48可以安置在通孔管芯32的底部表面44上，使得使用任何合适的一种或多种技术能将底部接触件电连接到通孔。

如本文中所提到的，第一有源管芯12和第二有源管芯14适于至少从相应管芯的顶部表面16、18发射电磁辐射。每个有源管芯12、14可以从相应的顶部表面16、18的任何一个或多个部分发射电磁辐射。在一个或多个实施例中，如图2所示，第一管芯12可以包含孔口50，并且第二管芯14可以包含孔口52。第一有源管芯12和第二有源管芯14中的每一个适于通过其相应的孔口50、52发射电磁辐射。这些孔口50、52可以使用任何合适的一种或多种技术来形成。在一个或多个实施例中，可以在第一有源管芯12和第二有源管芯14的顶部表面16、18上安置一个或多个掩模层，并且可以使用任何合适的一种或多种技术在掩模层中形成孔口50、52。掩模层可以包含任何合适数量的层。此外，掩模层可以包含任何合适的一种或多种材料，例如，聚合材料、金属材料、无机材料及其组合。在一个或多个实施例中，掩模层可以包含介电材料。在一个或多个实施例中，掩模层可以包含导电材料。在一个或多个实施例中，掩模层可以包含吸收材料，使得掩模层适于吸收具有任何合适的波长或波长范围的电磁辐射，例如，紫外线、可见光、近红外光和红外光中的一种或多种。用于掩模层的合适材料包含TiN、分形TiN、钛等。

如果掩模层包含导电材料，则可以在掩模层与安置在第一有源管芯12和第二有源管芯14的顶部表面16、18上的一个或多个导体之间安置可选的绝缘层。绝缘层可以包含使掩模层与导体绝缘的任何合适的一种或多种材料，例如硅氧烷、氮化硅等。在一个或多个实施例中，绝缘层包含介电材料。

可以使用任何合适的一种或多种技术将掩模层安置在第一有源管芯12和第二有源管芯14的顶部表面16、18的任何合适的一个或多个部分上。在一个或多个实施例中，可以使用例如等离子体气相沉积、化学气相沉积、物理气相沉积等将掩模层安置在顶部表面16、18上，然后进行光刻、化学蚀刻等。

可以使用任何合适的一种或多种技术将第一有源管芯12和第二有源管芯14的一个或多个底部接触件22、28电连接到通孔管芯32的一个或多个底部接触件42、48。例如，图3-4是集成电路封装100的另一实施例的各种示意图。关于图1-2的集成电路封装10的所有设计考虑和可能性同样适用于图3-4的集成电路封装100。集成电路封装100包含第一有源管芯102、第二有源管芯104、第三有源管芯106、第四有源管芯108和第五有源管芯110(统称为有源管芯101)和通孔管芯112。

图3-4的集成电路封装100与图1-2的集成电路封装10之间的一个区别在于：封装100包含可以与通孔管芯112一起以任何合适的布置或阵列布置的五个有源管芯101。有源管芯101中的每一个适于从管芯的一个或多个表面发射电磁辐射。例如，在一个或多个实施例中，有源管芯102可适于从顶部表面114发射包含第一波长或波长带的电磁辐射，有源管芯104可适于从顶部表面116发射包含第二波长或波长带的电磁辐射，第三有源管芯106可适于从顶部表面118发射包含第三波长或波长带的电磁辐射，第四有源管芯108可适于从顶部表面120发射包含第四波长或波长带的电磁辐射，并且第五有源管芯110可适于从顶部表面122发射包含第五波长或波长带的电磁辐射。

此外，如图4所示，可以使用任何合适的一种或多种技术将有源管芯101中的一个或多个的底部接触件电连接到通孔管芯112的一个或多个底部接触件124。在一个或多个实施例中，使用任何合适的一种或多种技术将第一有源管芯102的底部接触件126电连接到第一通孔130的底部接触件128。例如，一个或多个导体156可以安置在有源管芯101的底部表面上或上方，所述一个或多个导体将第一有源管芯102的底部接触件126电连接到通孔管芯112的第一通孔130的底部接触件128。此外，第二有源管芯104的底部接触件132电连接到通孔管芯112的第二通孔136的底部接触件134，第三有源管芯106的底部接触件138电连接到通孔管芯的第三通孔142的底部接触件140，第四有源管芯108的底部接触件144电连接到通孔管芯的第四通孔148的底部接触件146，并且第五有源管芯110的底部接触件150电连接到通孔管芯的第五通孔154的底部接触件152。

在一个或多个实施例中，通过使用光刻技术对将有源管芯101的底部表面连接到通孔管芯112的底部接触件124的导电段进行图案化，可以将一个或多个有源管芯101的底部接触件电连接到通孔管芯112的一个或多个底部接触件124。在一个或多个实施例中，使用任何合适的一种或多种技术，可以将图案化的导电环氧树脂层安置在封装100的底部表面上。此外，在一个或多个实施例中，使用例如印刷、光刻等任何合适的一种或多种技术，可以在封装100的底部表面上将迹线图案图案化，以将一个或多个有源管芯101的底部接触件电连接到通孔管芯112的一个或多个底部接触件124。

返回参考图1-2，可以任何合适的布置或阵列安置第一有源管芯12和第二有源管芯14以及通孔管芯32。此外，管芯12、14、32中的一个或多个可以彼此接触或间隔任何合适的距离。在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的一种或多种技术将第一有源管芯12和第二有源管芯14以及通孔管芯32安置在基板或载体上。可以使用任何合适的基板或载体。在一个或多个实施例中，可以安置在管芯12、14、32的底部表面24、30、44上的图案化的导电层56将第一有源管芯的底部接触件22电连接到通孔管芯的第一通孔34的底部接触件42。此外，图案化的导电层56还可以将第二有源管芯14的底部接触件28电连接到通孔管芯32的第二通孔36的底部接触件48。可以使用任何合适的一种或多种技术将图案化的导电层56安置在管芯12、14、32的底部表面24、30、44上。在一个或多个实施例中，图案化的导电层可以包含一个或多个导线或导体，所述一个或多个导线或导体将第一有源管芯12的底部接触件22电连接到通孔管芯32的第一通孔34的底部接触件42，并且将第二有源管芯14的底部接触件28电连接到通孔管芯32的第二通孔36的底部接触件48。

在一个或多个实施例中，第一有源管芯12和第二有源管芯14以及通孔管芯32可以安置在模制的包封物54中。模制的包封物54可以包含任何合适的一种或多种材料，例如，包含有机或无机(例如，二氧化硅)填料颗粒的热固性环氧树脂、层压到第一有源管芯12和第二有源管芯14的环氧薄膜等。此外，可以使用本文中进一步所描述的任何合适的一种或多种技术将管芯12、14、32安置在包封物54中。在一个或多个实施例中，包封物54安置在第一有源管芯12和第二有源管芯14以及通孔管芯32之间。

本文中所描述的集成电路封装的各种实施例可用于任何合适的装置或系统，例如，2017年4月3日提交的第15/477,904号且名称为气密密封封装及其形成方法(HERMETICALLY-SEALED PACKAGE AND METHOD OF FORMING SAME)的美国专利申请中描述的装置。例如，图5-9是气密密封系统200的一个实施例的各种示意图。系统200包含壳体202和基板204。壳体202包含内表面206和外表面208。基板204可以是非导电基板，并且包含第一主表面210和第二主表面212。封装200还可以包含安置在壳体202内的一个或多个电子装置214。例如，电子装置214可以包含图1-2的集成电路封装10。尽管被描绘为包含集成电路封装10，但是系统200可以包含任何合适的集成电路封装。在一个或多个实施例中，集成电路封装10可以安置在基板204的第一主表面210上。集成电路封装10可适于使由第一有源管芯12和第二有源管芯14中的每一个发射的电磁辐射的至少一部分透射通过基板204的第一主表面210和第二主表面212。

电子装置214还可以进一步包含检测器216(图7)。在一个或多个实施例中，检测器216可以安置在基板204的第一主表面210上。在一个或多个实施例中，一个或多个检测器可以安置在基板204的第二主表面212上。在一个或多个实施例中，一个或多个检测器可以安置在基板204的第一主表面210和第二主表面212中的每一个上。检测器216可适于检测由集成电路封装10的第一有源管芯12和第二有源管芯14透射通过基板204的第一主表面210和第二主表面212的电磁辐射的至少一部分。例如，在一个或多个实施例中，检测器216可适于检测由集成电路封装10发射并透射通过基板204的电磁辐射的至少一部分，使得所述电磁辐射的至少一部分被邻近基板204的第二主表面212的患者体内的组织(未示出)散射并被引导通过第二主表面然后到第一主表面210再到检测器。在一个或多个实施例中，集成电路封装10和检测器216一起可以提供光学传感器。

封装200还包含至少部分地安置在壳体202内的电源218。在一个或多个实施例中，电源218可安置在壳体202的腔220内。电源218可以包含如本文进一步所描述的任何合适的一个或多个电源。此外，可以使用任何合适的一种或多种技术将电源电连接到电子装置214。例如，在一个或多个实施例中，电源218可以包含一个或多个电源接触件234、236，当使用任何合适的一种或多种技术将基板204密封到壳体202时，所述一个或多个电源接触件可以电连接到一个或多个装置接触件238。

可以将基板204密封到壳体202。在一个或多个实施例中，基板204可以气密密封到壳体202。可以使用任何合适的一种或多种技术将基板204密封到壳体202。在一个或多个实施例中，通过激光键合可以将基板204气密密封到壳体202。

壳体202可以包含任何合适的一种或多种材料，例如金属、聚合物、陶瓷或无机材料。在一个或多个实施例中，壳体202可以包含玻璃、石英、二氧化硅、蓝宝石、碳化硅、钛和金刚石中的至少一种。在一个或多个实施例中，壳体202可以包含铜、银、钛、铌、锆、钽、不锈钢、铂和铱中的至少一种。壳体202可以包含与基板204相同的材料或材料的组合。在一个或多个实施例中，壳体202可以包含与基板204的一种或多种材料不同的一种或多种材料。此外，在一个或多个实施例中，壳体202可以包含生物相容性材料，使得系统200可以被植入患者体内。例如，可以在壳体202的外表面208上安置一个或多个提供生物相容性的涂层或层。在一个或多个实施例中，如本领域所知，壳体202可导电以便为系统200提供接地电极。在一个或多个实施例中，壳体202可以是非导电的。

此外，壳体202可以采用任何合适的一种或多种形状，并且可以具有任何合适的尺寸。在一个或多个实施例中，如本文进一步所描述的，壳体202具有形成腔220的形状，所述腔可以容纳电源218(包含活性材料和电源电子装置)和一个或多个电子装置214。

基板204被密封到壳体202。在一个或多个实施例中，基板204可以是非导电或介电基板，使得可以在需要时对电子装置214(包含集成电路封装10和检测器216)、可选外部电极222、224以及安置在基板上的任何导体或其它装置进行电隔离。基板204可以包含任何合适的一种或多种材料。在一个或多个实施例中，基板204可以包含玻璃、石英、二氧化硅、蓝宝石、碳化硅、金刚石和氮化镓中的至少一种。与壳体202一样，基板204可以包含生物相容性材料。例如，基板204可以包含可以提供生物相容性的一个或多个涂层或层。

在一个或多个实施例中，基板204可以是透明基板。如本文中所使用的，短语“透明基板”是指在使用本文所描述的激光键合技术期间可以透射入射到其上的给定百分比的光的基板，以优选地仅加热基板的外表面(例如，基板204的第一主表面210或第二主表面212)而不加热基板的内部主体，从而产生强度比基板的主体强度相对更大的键合。此外，透明基板204可以透射由集成电路封装10发射的具有任何合适波长或波长组合的光。在期望波长下或波长范围内，基板204可以是基本透明的。如本文中所使用的，短语“基本透明”意指假设在空气-基板边界处没有反射，则对于选定波长或波长范围，基板204透射大于50％入射到基板上的光。在一个或多个实施例中，基板204可以基本上透射波长至少为200nm的光。在一个或多个实施例中，基板204可以基本上透射波长大于10,000nm的光。在一个或多个实施例中，基板204可以基本上透射波长在200nm至10,000nm范围内的光。在一个或多个实施例中，基板204可以基本上透射UV光、可见光和IR光中的至少一种。

在一个或多个实施例中，基板204的至少一部分可以是透明的，使得当系统200安置在患者内部时，安置在第一主表面210上的检测器216可以检测例如来自患者的一个或多个外部信号。在一个或多个实施例中，基板204的至少一部分可以是足够透明的，以使得入射到基板上的光的全部或足够量值能够透射以被检测器216接收，从而使得可以处理接收到的光以检测外部信号。在一个或多个实施例中，基板204可以是不透明的，并且可以穿过基板形成穿孔并且所述穿孔可以填充有例如玻璃之类的透明气密材料以提供基板的透明部分。

基板204可以包含任何合适的尺寸，例如厚度。此外，基板204可以采用任何合适的形状或形状的组合。在一个或多个实施例中，基板204可以采用与壳体202的形状互补的形状或形状组合，使得基板可以密封到壳体并为系统200提供低轮廓形状。此外，基板204可以是单个单一基板或接合在一起的多个基板。

电子装置214安置在基板204的第一主表面210上。尽管被描绘为安置在第一主表面210上，但是一个或多个电子装置214可以安置在第二主表面212上，或者一个或多个电子装置可以安置在第一主表面和第二主表面两者上。在一个或多个实施例中，一个或多个电子装置214可以安置在壳体204内并且不连接到基板202。电子装置214可以包含任何合适的电路或部件，例如电容器、晶体管、包含控制器和多路复用器的集成电路、传感器、光源、检测器、加速计、信号处理器等。

此外，任何合适的技术或技术组合可用于将一个或多个电子装置214安置在基板204上和/或壳体202的腔220内。在一个或多个实施例中，可以在基板204的第一主表面210上形成一个或多个电子装置214。在一个或多个实施例中，一个或多个装置214可以单独形成，然后连接到第一主表面210。任何合适的一种或多种技术可用于将电子装置214附接到基板204，例如，可以在电子装置与基板的第一主表面210之间形成键合。电子装置214可以包含一个或多个集成电路封装10，所述集成电路封装各自具有任何合适数量的有源管芯。

集成电路封装10可以安置在系统200的壳体202内的任何合适位置。在一个或多个实施例中，集成电路封装10邻近于基板204的第一主表面210安置。如本文中所使用的，术语“邻近”意指元件或部件更靠近基板204的第一主表面210安置，而不是更靠近壳体202内的电源218安置。在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的一种或多种技术将集成电路封装10安置在如图9所示的基板204的第一主表面210上。在此类实施例中，使用例如凸块键合、焊料回流、传统的引线键合、激光带键合、导电环氧键合等任何合适的一种或多种技术，可以将第一有源管芯12的一个或多个顶部接触件20、第二有源管芯14的顶部接触件26以及集成电路封装10的通孔管芯32的顶部接触件38、46连接到安置在基板204的第一主表面210上的一个或多个导体226(图7)。

可以使用任何合适的一种或多种技术将集成电路封装10电连接到安置在基板204的第一主表面210和第二主表面212中的一个或两个上或壳体202内的一个或多个电子装置214。例如，集成电路封装10可以电连接到安置在基板204上或内的导体226(图7)。导体226可以将集成电路封装10电连接到电子装置214的控制器228。在一个或多个实施例中，图案化的导电层(未示出)可以安置在基板204的第一主表面210上。在此类实施例中，可以使用任何合适的一种或多种技术将集成电路封装10的第一有源管芯12和第二有源管芯14以及通孔管芯32电连接到安置在基板204的第一主表面210上的图案化的导电层。

系统200还包含检测器216。检测器216包含检测表面230(图9)。检测器216可以包含适于检测由集成电路封装10发射的光的任何合适的检测器，例如，一个或多个光电二极管、光阻器或光敏电阻器、光电晶体管、光伏电池、电荷耦合装置、雪崩型检测器等。在一个或多个实施例中，集成电路封装10也可以用作检测器。尽管被描绘为包含单个检测器216，但是系统200可以包含任何合适数量的检测器。例如，系统200可以包含安置在基板204的第一主表面210上的第二检测器(未示出)。在一个或多个实施例中，检测器216可适于检测由集成电路封装10的第一有源管芯12发射的电磁辐射，并且第二检测器适于检测由集成电路封装的第二有源管芯14发射的电磁辐射。

检测器216可适于检测任何期望的一个或多个波长的电磁辐射。在一个或多个实施例中，检测器216可以检测红外光、近红外光、可见光和UV光中的一个或多个。在一个或多个实施例中，检测器216可以检测波长至少为350nm且不大于850nm的可见光。

检测器216可以安置在系统200的壳体202内或壳体外部的任何合适位置(例如，安置在基板204的第二主表面212上)。在一个或多个实施例中，检测器216邻近于基板204的第一主表面210安置。在一个或多个实施例中，如图9所示，可以使用任何合适的一种或多种技术将检测器216安置在基板204的第一主表面210上。在此类实施例中，可以使用任何合适的技术将检测表面230连接到基板204的第一主表面210。例如，在一个或多个实施例中，使用光学耦合层可以将检测表面230安置在基板204的第一主表面210上。可以使用任何合适的耦合层。在一个或多个实施例中，光学耦合层可以包含光学粘合剂。在一个或多个实施例中，检测器216可以电连接到安置在载体上的电极。检测器216也可以从集成电路封装10引线键合到载体上的第二电极。载体可以设计成使得两个电极在单个平面中。然后，载体可以凸块键合到安置在基板204上的一个或多个导体(例如，导体232)。

可以使用任何合适的一种或多种技术将检测器216电连接到安置在基板204的第一主表面210和第二主表面212中的一个或两个上或壳体202内的其它电子装置214中的一个或多个。例如，检测器216可以电连接到安置在基板204上或内的导体232。在一个或多个实施例中，导体232可以将检测器218电连接到电子装置214的控制器228。任何合适的一种或多种技术可用于将检测器218电连接到导体232。

本文中所描述的系统的各种实施例可用于确定一个或多个生理状况。可以确定任何合适的生理状况，例如心率、动脉血氧水平(SpO

此外，可以使用任何合适的一种或多种技术制造本文中所描述的集成电路封装的各种实施例。例如，图10A-J是形成集成电路封装10的一种方法300的各种横截面图。尽管参考图1-2的集成电路封装10进行了描述，但是方法300可用于形成任何合适的集成电路封装。

如图10A所示，可以使用任何合适的一种或多种技术将导电层302安置在有源管芯晶片304的主表面305上。在图10B中，可以将导电层302图案化以在有源管芯晶片304上提供图案化的导电层303。使用任何合适的一种或多种技术也可以在图案化的导电层303中形成分割道306。在一个或多个实施例中，可以移除导电层302的一个或多个部分以形成图案化的导电层303。如图10C所示，可以使用任何合适的一种或多种技术分割有源管芯晶片304以提供单个有源管芯308。有源管芯308可以包含图1-2的集成电路封装10的第一有源管芯12和第二有源管芯14中的一个或多个。第一有源管芯12各自可适于发射包含第一波长的电磁辐射，并且第二有源管芯各自可适于发射包含第二波长的电磁辐射。在一个或多个实施例中，第一波长与第二波长不同。此外，图10B的图案化的导电层303可用于形成第一有源管芯12的底部接触件22和第二有源管芯14的底部接触件28。

如图10D所示，可以使用任何合适的一种或多种技术将有源管芯308安置在载体层314上。有源管芯308可以任何合适的布置或阵列安置在载体层314上。此外，有源管芯308可以安置成使得第一有源管芯12和第二有源管芯14的顶部表面16、18安置在载体层上。在一个或多个实施例中，可选的临时粘合层316可以安置在有源管芯308与载体层314之间。此外，还可以使用任何合适的一种或多种技术将一个或多个通孔管芯32安置在载体层314上。通孔管芯32可以任何合适的布置或阵列安置在载体层314上。此外，可以相对于有源管芯308以任何合适的关系安置通孔管芯32。

如图10E所示，可以使用任何合适的一种或多种技术将包封物320安置在有源管芯308和通孔管芯32中的一个或多个上方。在一个或多个实施例中，包封物320可以模制在有源管芯308和通孔管芯32以及载体层314的一个或多个部分上。在一个或多个实施例中，对包封物320进行压缩模制以提供包含顶部表面324和底部表面326的压缩模制晶片322，其中顶部表面安置在载体层314上。在图10F中，可以使用任何合适的一种或多种技术从压缩模制晶片322移除载体层314。

如图10G所示，使用任何合适的一种或多种技术，可以将一个或多个顶部接触件20安置在第一有源管芯12的顶部表面16上，并且可以将一个或多个顶部接触件26安置在第二有源管芯14的顶部表面18上。在一个或多个实施例中，顶部接触件20、26可以包含焊料凸块。还可以使用任何合适的一种或多种技术将一个或多个顶部接触件38、46安置在每个通孔管芯32上。此外，如图10H所示，可以使用任何合适的一种或多种技术使压缩模制晶片322的底部表面326平坦化，以露出第一有源管芯12和第二有源管芯14以及通孔管芯32中的每一个的底部表面24、30、44。在一个或多个实施例中，可以使用任何合适的研磨技术使压缩模制晶片322平坦化，以露出第一有源管芯12和第二有源管芯14以及通孔管芯32的图案化的导电层底部表面24、30、44。

如图10I所示，可以使用任何合适的一种或多种技术将图案化的导电层332安置在压缩模制晶片322的底部表面326上，以便为每个集成电路封装10提供图案化的导电层56。在图10J中，可以使用任何合适的一种或多种技术切割压缩模制晶片322以提供单独的集成电路封装10。

在第一实例中，根据本公开的各个方面，一种气密密封系统包括权利要求1所述的集成电路封装，其中所述系统进一步包括：包括内表面和外表面的壳体；以及密封到所述壳体的介电基板，其中所述基板包括第一主表面和第二主表面；其中所述集成电路封装安置在所述壳体内部和所述基板的所述第一主表面上，使得由所述第一有源管芯和所述第二有源管芯中的每一个发射的所述电磁辐射的至少一部分透射通过所述基板的所述第一主表面和所述第二主表面。

以上第一实例的系统，进一步包括检测器，所述检测器安置在所述基板的所述第一主表面上并且适于检测由所述集成电路封装的所述第一有源管芯12和所述第二有源管芯14透射通过所述基板的所述第一主表面和所述第二主表面的所述电磁辐射的至少一部分。

以上第一实例的系统，其中所述基板基本上透射波长至少为200nm且不大于10m000 nm的光。

以上第一实例的系统，进一步包括安置在所述基板的所述第一主表面上的图案化的导电层，其中所述集成电路封装的所述第一有源管芯和所述第二有源管芯以及所述通孔管芯电连接到所述图案化的导电层。

以上第一实例的系统，进一步包括安置在所述基板的所述第一主表面上的第二检测器，其中所述检测器适于检测由所述第一有源管芯发射的电磁辐射，并且所述第二检测器适于检测由所述第二有源管芯发射的电磁辐射。

在第二实例中，根据本公开的个方面，一种形成集成电路封装的方法包括：将图案化的导电层安置在有源管芯晶片的主表面上；分割有源管芯晶片以形成第一有源管芯和第二有源管芯，其中所述第一有源管芯适于发射包括第一波长的电磁辐射，并且所述第二有源管芯适于发射包括第二波长的电磁辐射，其中所述第一波长与所述第二波长不同；将所述第一有源管芯和所述第二有源管芯安置在载体层上；将通孔管芯安置在载体层上；将包封物安置在所述第一有源管芯和所述第二有源管芯、所述通孔管芯和所述载体层上方，以形成压缩模制晶片，所述压缩模制晶片包括安置在所述载体层和底部表面上的顶部表面；从所述压缩模制晶片移除所述载体层；将一个或多个顶部接触件安置在所述第一有源管芯和所述第二有源管芯以及所述通孔管芯中的每一个的顶部表面上；将所述图案化的导电层安置在所述压缩模制晶片的所述底部表面上；并且分割所述压缩模制晶片以形成包括所述第一有源管芯和所述第二有源管芯以及所述通孔管芯的集成电路封装。

以上第二实例的方法，其中将所述图案化的导电层安置在所述有源管芯晶片的所述主表面上包括：将导电层安置在所述有源管芯晶片的所述主表面上；以及移除所述导电层的一部分以形成所述图案化的导电层。

以上第二实例的方法，进一步包括使包封物平坦化以露出所述第一有源管芯和所述第二有源管芯以及所述通孔管芯。

以上第二实例的方法，进一步包括：将焊料凸块安置在所述第一有源管芯和所述第二有源管芯以及所述通孔管芯中的每一个的所述顶部接触件上。

以上第二实例的方法，其中安置在所述压缩模制晶片的所述底部表面上的所述图案化的导电层将所述第一有源管芯的底部接触件电连接到所述通孔管芯的第一通孔，并且将所述第二有源管芯的底部接触件电连接到所述通孔管芯的第二通孔。

以上第二实例的方法，其中分割所述有源管芯晶片进一步包括分割所述有源管芯晶片以形成第三有源管芯、第四有源管芯和第五有源管芯，其中所述第三有源管芯适于发射包括第三波长的电磁辐射，所述第四有源管芯适于发射包括第四波长的电磁辐射，并且所述第五有源管芯适于发射包括第五波长的电磁辐射；其中所述集成电路封装包括所述第一有源管芯、所述第二有源管芯、所述第三有源管芯、所述第四有源管芯和所述第五有源管芯以及所述通孔管芯。

本文中引用的所有参考文献和出版物均明确地以全文引用的方式并入本公开中，除非它们可能直接与本公开矛盾。论述了本公开的示例性实施例，并且已经参考了在本公开的范围内的可能的变型。在不脱离本公开的范围的情况下，本公开中的这些和其它变型和修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且应当理解，本公开不限于本文阐述的示例性实施例。因此，本公开仅由下面提供的权利要求限制。