密封管芯、包含该密封管芯的微电子封装以及制造所述微电子封装的方法技术

本公开涉及密封管芯、包含该密封管芯的微电子封装以及制造所述微电子封装的方法。密封管芯(100,401)包括具有第一表面(111)、相对的第二表面(112)以及中间的侧表面(113)的基板(110,510)，其中有源器件位于基板的第一表面处。有源器件通过由多个电绝缘层(125,525)彼此隔离的多个导电层(120,520)连接。保护帽(130,530)位于基板第一表面上方，其包含在其表面(131)处暴露的互连结构(140)。在另一实施例中，微电子封装(200)包括具有诸如上述嵌入其内的密封管芯(100)的封装基板(250)。

【技术实现步骤摘要】
本申请是PCT国际申请号PCT/US2011/057594、国际申请日2011年10月25日、中国国家申请号201180053071.2、名称为“密封管芯、包含该密封管芯的微电子封装以及制造所述微电子封装的方法”的申请的分案申请。
本专利技术公开的实施例一般涉及微电子封装，且尤其涉及嵌入式管芯封装。
技术介绍
嵌入式管芯封装是能够实现非常薄、可堆叠的封装(例如，封装体堆叠以及类似构造)的封装架构，其具有非常可缩放的管芯互连。然而，进入此类封装的、自身非常薄的微电子管芯尤其容易遭受翘曲和不稳定，以及容易遭受管芯破裂、分层及其它管芯级别故障形式。附图说明通过阅读以下的详细描述并结合附图可以更好地理解所公开的实施例，在附图中：图1是根据本专利技术的实施例的密封管芯的截面图；图2A和图2B是根据本专利技术的实施例的包含密封管芯的微电子封装的截面图；图3是示出根据本专利技术实施例的制造微电子封装的方法的流程图；以及图4和图5分别是根据本专利技术实施例的用于密封管芯制造的晶片的平面图和截面图。为了说明简洁，附图示出一般的构造方式，且省略公知特征和技术的描述和细节，以避免不必要地使对本专利技术所述实施例的讨论晦涩。此外，附图中的各要素不一定按比例绘制。举例而言，附图中一些要素的尺寸可能相对于其它要素被放大来帮助改善对本专利技术各实施例的理解。不同附图中的相同附图标记表示相同要素，而类似附图标记可能但不一定表示类似要素。在说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果有的话)用于在类似元件之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下如此使用的这些术语可互换，例如使得本文所述的本专利技术实施例能够以不同于本文所述或所示的其它顺序来操作。类似地，如果本文所述的方法包括一系列步骤，则本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所陈述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其它步骤可被添加到该方法。此外，术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变形旨在适用非排他地包括，使得包括一系列要素的过程、方法、制品或装置不一定限于那些要素，但可包括未明确列出的或这些过程、方法、制品或装置所固有的其它要素。在说明书和权利要求书中,术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“上”、“下”等如果出现，则用于描述的目的，且不一定用于描述永久的相对位置，除非明确地或者根据上下文另外说明。应该理解如此使用的术语在适当情况下是可以互换的，使得本文所述的本专利技术的实施例例如能够以本文示出或以其它方式描述的方向以外的其它方向操作。如本文所使用的术语“耦合”被定义为以电气或非电气方式的直接或间接连接。在本文中描述为彼此“相邻”的物体按照适于使用该短语的上下文可以在物理上彼此接触、彼此紧邻或彼此处于同一通用区域或区中。在本文中短语“在一个实施例中”的出现不一定全指同一实施例。附图详细描述在本专利技术的一个实施例中，密封管芯包括具有第一表面、相对的第二表面以及中间的侧表面的基板，其中有源器件位于基板的第一表面处。有源器件通过由多个电绝缘层彼此隔离的多个导电层连接。保护帽位于基板第一表面上方，其包括在其表面处暴露的互连结构。在另一实施例中，微电子封装包括具有诸如上述嵌入其内的密封管芯的封装基板。本专利技术的实施例可能使得管芯嵌入过程更加简单并且提高微电子器件的可靠性——在传输到嵌入设施期间以及在终端应用中。作为示例，一个或多个实施例可减少经切割管芯所展现的翘曲(在嵌入之前)。在非常低的管芯厚度处，管芯由于晶片表面上的金属和电介质层的热膨胀系数(CTE)与管芯自身的CTE之间的较大差异而易于翘曲。通过在管芯表面上放置低CTE模制复合物，翘曲应被减少，因而提高管芯可靠性，并且这又可使得嵌入过程更加容易。此外，可减少传输期间管芯损坏的风险，因为管芯的密封表面和边缘将针对机械损坏提供更大的保护。以下将更详细讨论这些以及其它优点。现在参考附图，图1是根据本专利技术实施例的密封管芯100的截面图。如图1所示，密封管芯100包括具有表面111、相对表面112、以及中间的侧表面113的基板。有源器件(在图1的比例下太小以致于难以看到)位于基板110的表面111处，并且有源器件邻近多个导电层120，该多个导电层120通过多个电绝缘层125而彼此隔离。作为示例，导电层120和电绝缘层125可分别为一般金属和层间电介质(ILD)材料，其形成本领域已知的倒装芯片封装或嵌入式管芯的构造层。密封管芯100还包括在基板110的表面111上方的保护帽130。是这种保护帽赋予密封管芯100其名称：保护帽采用应用于(密封)管芯的模制密封剂之类的形式。应用于管芯的保护帽有效地使管芯成为晶片级别封装。保护帽130具有表面131并且包含在该表面处暴露的互连结构140。在一个实施例中，保护帽在互连结构(例如，受控塌陷芯片连接(C4)凸起)已被形成之后直接应用于金属和ILD层。在该实施例中，保护帽覆盖金属和ILD层并且至少部分地包围互连结构的一部分或全部。在某些实施例中，钝化层(在附图中未示出)将位于金属和ILD层上方并且保护帽将直接应用于其顶部上。覆盖互连结构的保护帽材料必须被移除，使得互连结构可正确地起作用。保护帽加固并加强管芯100，并且可帮助保护互连结构。在一个实施例中，保护帽130包括聚合物模制复合物。作为示例，聚合物模制复合物可包含氧化硅或其它填料粒子。可使用氧化硅粒子以增加模制复合物的硬度以及降低其CTE以便使其更加接近硅的CTE。更接近的CTE匹配的一个潜在效果是管芯翘曲的减少，从而导致更平坦的管芯(更平坦的管芯更易于处理和一起起作用)。在其它实施例中，保护帽130可包括例如多个环氧树脂系统、聚酰亚胺系统、氰酸酯(尤其是需要较高的玻璃转变温度时)、诸如液晶聚合物之类的热塑性塑料(适于与注入模制一起使用)。聚合物可按多种方式施加于表面，并且可使用这些方法中的任意一种(例如，模制、液体分配、使用密封剂干膜的层叠)以将保护帽130施加到密封管芯100。模制通常是合适的选择，因为它并不昂贵，它可与高容量制造环境相兼容，并且可与多个模制过程(例如，压缩模制、传输模制、注入模制)一起使用的材料在其机械特性方面提供大量灵活性。在所示实施例中，保护帽130不仅覆盖基板110的表面111(导电层120和电绝缘层125位于帽和表面之间，如所示)而且沿着侧表面113延伸某一距离。作为管芯制备过程的结果，即使在模制复合物或其它密封剂被应用于晶片级别时(即，在管芯切割之前应用)这也会发生，在该管芯制备过程中采用激光预切割来切穿某些已形成于晶片上的上层，诸如如果使用较大和精度较低的锯条则可能损坏的敏感电介质和金属层。在完全锯切割之前且在激光划刻之后施加保护帽130的实施例中，模制复合物或保护帽130的其它保护材料将被施加在侧表面113上并下至激光划刻所暴露的层次。随后的切割过程(例如，完全锯切割)将首先切穿由激光划刻所产生的沟槽中的保护帽，然后切穿晶片(通常仅为块硅)的未被激光去除的剩余部分。这样，通过保护管芯尤其是金属和电介质层，发生于封装组件期间及之后的应力所导致的损坏可被减少，像沿着管芯边缘的湿气滞留所导致的性能问题可被减少一样。在一个实施例中，聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封管芯，包括：基板，其具有第一表面、相对的第二表面以及中间的侧表面；有源器件，位于所述基板的第一表面处；以及保护帽，位于所述基板的第一表面上方并且单模制地在所述中间的侧表面的至少一部分的上方从第一表面继续延伸，所述保护帽包含在其表面处暴露的互连结构，其中，所述互连结构耦合至所述有源器件中的一个或多个。

【技术特征摘要】
2010.11.05 US 12/940,4461.一种密封管芯，包括：基板，其具有第一表面、相对的第二表面以及中间的侧表面；有源器件，位于所述基板的第一表面处；以及保护帽，位于所述基板的第一表面上方并且单模制地在所述中间的侧表面的至少一部分的上方从第一表面继续延伸，所述保护帽包含在其表面处暴露的互连结构，其中，所述互连结构耦合至所述有源器件中的一个或多个。2.如权利要求1所述的密封管芯，其特征在于，所述保护帽包括聚合物模制复合物。3.如权利要求1所述的密封管芯，其特征在于，所述聚合物模制复合物包含填料粒子，所述填料粒子包括氧化硅。4.如权利要求1所述的密封管芯，其特征在于，所述互连结构是基本上共平面的多个互连结构中的一个。5.一种密封管芯，包括：基板，其具有第一表面、相对的第二表面以及中间的侧表面；有源器件，位于所述基板的第一表面处；以及保护帽，位于所述基板的第一表面上方并且单模制地在所述中间的侧表面的至少一部分的上方从第一表面继续延伸，所述保护帽包含在其表面处暴露的互连结构，其中所述互连结构耦合至所述有源器件中的一个或多个，并且所述密封管芯已经被切穿与所述中间的侧表面相邻的所述保护帽的一部分，留下所述中间的侧表面的至少一部分被所述保...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·S·古扎克，R·L·散克曼，K·市川，Y·富田，J·久保，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US