太阳能供电的IC芯片制造技术

公开了一种太阳能供电的IC芯片。自供电集成电路(IC)封装包括衬底和集成电路(IC)芯片。所述IC芯片被安装在所述衬底的表面。电互连器将所述IC芯片耦合于所述衬底。提供了具有相对第一主表面和第二主表面的太阳能电池。所述太阳能电池的所述第一主表面的至少一部分被配置成从外部源接收光。所述太阳能电池将接收的光的能量转换成电能。所述太阳能电池被放置在所述IC上并且通过所述衬底电连接到所述衬底以给所述IC提供生成的电能。透明的模制化合物密封所述衬底的表面、所述IC、所述电互连器以及所述太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】公开了一种太阳能供电的IC芯片。自供电集成电路(IC)封装包括衬底和集成电路(IC)芯片。所述IC芯片被安装在所述衬底的表面。电互连器将所述IC芯片耦合于所述衬底。提供了具有相对第一主表面和第二主表面的太阳能电池。所述太阳能电池的所述第一主表面的至少一部分被配置成从外部源接收光。所述太阳能电池将接收的光的能量转换成电能。所述太阳能电池被放置在所述IC上并且通过所述衬底电连接到所述衬底以给所述IC提供生成的电能。透明的模制化合物密封所述衬底的表面、所述IC、所述电互连器以及所述太阳能电池。【专利说明】太阳能供电的IC芯片
本专利技术涉及集成电路封装和制作使用集成太阳能电池自供电的集成电路封装的方法。
技术介绍
随着晶片技术的进步，集成电路(IC)芯片的尺寸和供电需求被降低。例如，球栅阵列(BGA)封装被广泛应用于移动设备，因为它们是非常小的并且具有低供电需求。然而，提供给IC芯片的供电传统上来自于外部电源，例如电池。因此，IC芯片的放置必须始终仔细考虑，以便IC芯片可以被充分访问，以用于耦合于外部电源。这使得IC芯片在例如衣服、鞋子、脚踏车、人体等等方面的嵌入很困难。同时，太阳能电池的效率不断改进。特别地，在优化条件下，所需要长生供电的太阳能电池的光接收表面面积减小了。已发现，与IC芯片的大小在相同量级的太阳能电池的尺寸可以足够具有效，以满足这种IC芯片在低供电环境下的供电需求。因此希望提供具有集成的太阳能电池的IC芯片封装来降低或消除IC芯片依赖于外部电源的需要。【专利附图】【附图说明】本专利技术通过举例的方式说明并没具有被附图所限制，在附图中类似的参考符号表示相同的元素。附图中的元素说明是为了简便以及清晰，不一定按比例绘制。注意，某些垂直尺寸相对于某些水平尺寸被夸张。在附图中:图1是根据本专利技术的第一实施例的集成电路封装的剖面侧视图；图2是根据本专利技术的第二实施例的集成电路封装的剖面侧视图；图3是根据本专利技术的第三实施例的集成电路封装的剖面侧视图；图4是太阳能电池晶片和层压在其上的密封剂的底层平面图；图5是图4的带具有焊料球的晶片的底层平面图；图6是在由此分离单个太阳能电池之前的图5晶片的底层平面图；图7是根据本专利技术的实施例的显示了将太阳能电池附着于衬底的步骤的剖面侧视图；以及图8是附着的太阳能电池、IC芯片和图7的衬底的剖面侧视图，其中带具有密封了其中部分的模制化合物。【具体实施方式】参照附图，其中相同的参考符号被用于指定附图中的相同组件，图1中所示的是根据本专利技术的自供电集成电路封装10的第一实施例。自供电封装10包括具有相对第一主表面和第二主表面12a、12b的衬底12。衬底12优选地由基于聚合物的材料，例如玻璃纤维、聚酰亚胺等等形成，虽然其它类型的材料也可以被使用。以铜迹线等等形式的多个电导体(未显不)优选地形成于衬底12的第一和/或第二主表面12a、12b上。然而，电导体也可以被嵌入或部分嵌入到衬底12中。衬底12也可以被涂覆有保护层(未显示)，例如聚合物漆状层，其可以被用于给电导体提供永久的保护涂层。衬底12优选地是BGA、载带BGA (TBGA)、模制阵列处理阵列(mold arrayprocess-BGA) (MAPBGA)、塑料BGA(PBGA)类型等等。因此，多个焊料球14可以位于衬底12的第二主表面12b上，以提供用于封装10和印刷电路板(PCB)或其它器件(未显示)之间的电信号的路径，其中封装10通过焊料球14电耦合于所述其它器件。IC芯片16被安装在衬底12与焊料球14阵列相对的第一主表面12a上。IC芯片优选地由半导体管芯形成，所述半导体管芯由半导体材料或材料的组合(例如砷化镓、硅锗、绝缘体上硅(SOI)、硅、单晶硅等等、以及上面的组合)制成。IC芯片16可能包括各种类型的电路，正如本领域已知的，例如芯片上系统(SOC)、微处理器或微控制器、或专用集成电路(ASIC)。因此，本专利技术并不现定于IC芯片16的类型。IC芯片16包括第一主表面16a和相对的第二主表面16b。在图1中所不的配置中，IC芯片16的第二主表面16b被附着于衬底12的第一主表面12a。附着优选地由环氧树脂或类似的粘合剂制成，虽然其它附着方法，例如焊接安装、熔融、机械或其它紧固件等等也可以被使用。至少一个,并且优选多个电互连器18被提供，以将IC芯片16电I禹合于衬底12的第一主表面12a上的电导体。电互连器18优选地以金线的形式，经由引线接合处理而附着于衬底12的相应第一主表面12a、16a和IC芯片16。其它类似的导电材料或技术可以用于引线。然而，其它电互连器18也可以被使用，例如焊料球、导电焊盘，晶片通孔等等，这些可以存在于IC芯片16的第二主表面16b，并且可以允许将IC芯片物理安装在衬底12上，以用作电连接。太阳能电池20也被提供作为封装10的一部分。太阳能电池20优选地包括相对的第一主表面和第二主表面20a、20b。太阳能电池20的第一主表面20a的至少一部分被配置成接收从外部光源22发射的光，其中外部光源可以例如是太阳、人造灯等等。正如通常已知的，太阳能电池20被配置成将接收的光的能量转换成电能，所述电能被传送，在这种情况下是被直接或经由衬底12，给IC芯片16。太阳能电池20被布置成使得太阳能电池20的第二主表面20b面向IC芯片16的第一主表面16a布置。所述的太阳能电池20可以是传统的，并且由单晶硅、多晶硅或无定形硅、或适当掺杂以进行具有效光吸收和后续分离以及电荷载流子导电的其它类似半导体材料或材料组合形成。阳能电池20还可能包括表面导电迹线、防反射涂层、金属接触焊盘以及传统上已知的其它功能部件。在图1中所示的第一实施例中，太阳能电池20被安装在衬底12的第一主表面12a，其中焊料球24被放置在太阳能电池20的第二主表面20b上。焊料球24被连接到太阳能电池20的第二主表面20b上的焊料焊盘26 (即，“后”侧接触)，其形成了用于从太阳能电池20供给所生成的电能的电接触。因此，在第一实施例中，太阳能电池20到衬底12的物理安装和电连接通过焊料球24发生。虽然在图1中未显示，但是间隔物可以位于IC芯片16的第一主表面16a和太阳能电池20b的第二主表面之间，以防止太阳能电池16(或衬底12)弯曲或翘曲，使得太阳能电池将接触并可能损坏接合线18。在图1中所示的第一实施例中，利用密封剂28来层压至少太阳能电池20的第一主表面20a的光接收部分，其中密封剂至少对所接收的光波长是透明的(透射的)。例如，密封剂28可以是透明(clear)的聚合物，例如乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)等等。密封剂28优选地包括层压的玻璃。密封剂28保护太阳能电池20的第一主表面20a免受损害，其中该损害可能损害了太阳能电池20的光接收部分。虽然密封剂28被描述为层压的，但是也可以使用涂覆保护性聚合物或其它合适的材料，例如旋涂玻璃(SOG)、沉积等等的其它已知技术。正如传统上已知的，封装10还包括模制化合物30，所述模制化合物30放置在衬底12的第一主表面12a上并且密封IC芯片16和电互连器18。模制化合物30可以由陶瓷材料、聚合材料等等制成。模制化合物30还密封放置在衬底12上的太阳能电池20的至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自供电集成电路IC封装，包括：衬底，所述衬底具有相对的第一主表面和第二主表面；集成电路IC芯片，所述集成电路IC芯片具有相对的第一主表面和第二主表面，所述IC芯片的所述第二主表面被安装在所述衬底的所述第一主表面上；至少一个第一电互连器，所述至少一个第一电互连器将所述IC芯片耦合于所述衬底；太阳能电池，所述太阳能电池具有相对的第一主表面和第二主表面的，所述太阳能电池的所述第一主表面的至少一部分被配置成从外部源接收光，所述太阳能电池被配置成将所接收的光的能量转换成电能，所述太阳能电池被电连接到所述IC芯片，以向其提供所生成的电能；以及模制化合物，所述模制化合物被放置在所述衬底的所述第一主表面上，并且密封所述IC芯片、所述至少一个第一电互连器以及至少一部分所述太阳能电池。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘德明，卢威耀，罗文耀，熊正德，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US