薄封装中的翘曲平衡制造技术

本发明专利技术公开了器件和技术的代表性具体实施，所述具体实施为载体或封装提供了加强。将加强层添加到所述载体的表面，常常是所述载体的底表面，除了放置端子连接之外，所述表面通常未被充分利用。所述加强层向所述载体或封装添加了结构支撑，否则其可以非常薄。在各种实施方案中，将所述加强层添加到所述载体或封装中减少了所述载体或封装的翘曲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄封装中的翘曲平衡优先权声明和交叉引用相关申请本申请要求2016年8月8日提交的美国临时申请No.62/372,147的35U.S.C.§119(e)(1)的权益，该临时申请全文以引用方式并入本文。
技术介绍
微电子元件常常包括半导体材料诸如硅或砷化镓的薄板，该薄板通常被称为半导体芯片或裸片。裸片通常作为单独的预封装的单元提供。在一些单元设计中，将裸片安装到衬底或芯片载体上，例如形成微电子结构或封装，该衬底或芯片继而安装到电路面板上，诸如印刷电路板(PCB)。随着集成电路(IC)芯片技术的成熟，由于IC更小、更密集，因此可以实现更小的封装。诸多封装包括呈焊料球形式的、其通常直径在约0.1mm与约0.8mm(5密耳和30密耳)之间、并且附接到封装端子的焊料块。具有从其底表面凸出的焊料球阵列(例如，与裸片的正面相对的表面)的封装通常被称为球栅阵列或“BGA”封装。其他封装(称为接点栅格阵列或“LGA”封装)通过由焊料形成的薄层或接点固定到衬底。这种类型的封装可以相当紧凑。某些封装(通常称为“芯片尺寸封装”)占据电路板的面积等于或略大于整合在封装中的器件的面积。该尺寸的有利之处在于其减小组件的整体大小且允许在衬底上的各种器件之间使用短互连，这继而限制器件之间的信号传播时间且因此促进以高速度操作组件。然而，随着载体和封装(即扇出型晶圆级封装(FOWLP)、无芯封装等)变得越来越小，它们也变得越来越薄，以及相关联的衬底、板、重新分布层(RDL)等等。因此，衬底和封装翘曲是一个日益严重的问题，这可能在封装组装、表面安装加工和其他制造过程期间产生困难。例如，当衬底层翘曲时，表面会变得不均匀和不平坦。这会对封装和相关组件的可靠性和寿命产生负面影响。附图说明参考附图阐述了详细描述。在这些图中，参考标号的最左边的数字标识首次出现参考标号的图。在不同图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目。对于该讨论，图中所示的器件和系统被示出为具有多个部件。如本文所述，器件和/或系统的各种具体实施可以包括更少的部件并且仍然在本公开的范围内。另选地，器件和/或系统的其他具体实施可以包括附加部件或所描述部件的各种组合，并且仍然在本公开的范围内。图中示出的形状和/或尺寸例如是，并且可以使用其他形状和/或维度，并且仍然在本公开的范围内，除非另外指明。图1A至图1C示出了根据一个实施方案的加强载体或封装的示例技术。图2A至图2D示出了根据另一个实施方案的加强载体或封装的示例技术。图3A至图3C示出了根据其他实施方案的加强载体或封装的示例技术。图4A至图4C示出了根据各种实施方案的示例载体或封装加强技术的图像。图5A和图5B示出了根据各种实施方案的加强载体或封装的两个示例。图6A和图6B分别示出了根据一个实施方案的加强载体或封装组件的轮廓图和底视图。图7A至图7C示出了根据各种实施方案的加强载体或封装的三个示例。图8A至图9B示出了根据各种实施方案的具有载体加强技术的示例结果的图像和图表。图10和图11是示出根据各种具体实施的加强载体或封装的示例过程的流程图。具体实施方式概述本专利技术公开了器件和技术的代表性具体实施，该具体实施为载体或封装提供了加强。将加强层添加到载体的表面，常常是载体的底表面，除了放置端子连接之外，该表面通常未被充分利用。加强层向载体或封装添加了结构支撑，否则其可以非常薄。各种具体实施提供了加强层，其围绕载体或封装的底表面上的焊料球(或其他端子连接)。在一个具体实施中，加强层不完全围绕焊料球，而是被布置成围绕每个焊料球的至少一部分形成空间，以允许在进一步加工期间移动或改变焊料球的形状，诸如加热回流。在各种具体实施中，使用各种技术形成焊料球周围的空间，包括在形成加强层之前使焊料球变形。在另一个具体实施中，首先形成加强层，并且在加强层中的预成形空间中形成焊料球。在一个实施方案中，加强层具有抵抗或抵消载体或封装的CTE的热膨胀系数(CTE)，以有助于防止或减少载体或封装的翘曲。在一个示例中，加强层的CTE(形成在载体或包装的底面上)抵消或抵抗载体或封装的组合CTE并且耦接到载体或封装的顶表面的许多或所有部件。在本公开中讨论了微电子组件的各种技术和具体实施，具有各种载体、衬底、封装等。参考图中所示的示例IC芯片和系统讨论了技术和器件。然而，所讨论的技术和器件可以应用于各种微电子设计、电路、封装和器件中的任一种，并且仍然在本公开的范围内。所公开的技术和器件的优点是多种多样的，包括：1)减少载体和封装的翘曲；2)过程诸如表面安装技术的准确性更高；3)过程失败的可能性较小；以及4)最终产品组件和部件的可靠性更高。可以存在其他优点，其中一些优点是本领域技术人员所认识到的。下面使用多个示例更详细地解释具体实施。尽管在此处和下文讨论了各种具体实施和示例，但是通过组合各个具体实施和示例的特征和元素，其他具体实施和示例也是可能的。示例的微电子结构在各种具体实施中，如图1A至图7C所示，通过将加强层104添加到载体或封装，或者添加到载体或封装的层(以下称为“衬底102”，包括载体、封装、衬底、晶片、板、重新分布层、内插器等)来形成微电子结构100，以向衬底102添加结构支撑。通过添加加强层104，衬底102表现得像较厚的衬底102，并且减少或消除了衬底102的翘曲。图1A至图7C的图示并非旨在限制。在各种具体实施中，微电子结构100可以包括具有另选或附加部件的不同布置，并且仍然在本公开的范围内。应当理解，微电子结构100(包括相同的布置)可以实现为独立电路、装置或器件，或者实现为另一系统的一部分(例如，与其他部件、封装等集成)。在各种实施方案中，例如，如图1A至图7C所示，加强层104是添加的材料层，其形成在衬底102的表面上或粘结到衬底102。图1A示出了在添加加强层104之前的组件，并且图1B和图1C示出了添加有加强层104的组件的两个示例。在一个实施方案中，加强层104被添加到衬底102的第二表面106(即，“下侧”)，其中通常定位焊料球108(例如球栅阵列(BGA))或其他端子连接，其可以是衬底102的其他未使用的部分。在该实施方案中，加强层104向衬底102添加结构支撑，否则其可能非常薄。在一些实施方案中，加强层104可以被布置成基本上围绕焊料球108(即，端子连接)，同时留下刚好与焊料球108相邻的空间124，使得加强层104不接触焊料球108的整个周边。在一个示例中，加强层104仅接触一个或多个焊料球108的一小部分(例如，周边表面的约20％或更少)，或者根本不接触。焊料球108旁边的空间124为焊料球108提供了空间，以便在后续过程步骤(诸如加热回流焊)中改变形状或移动位置，这提高了可靠性。在各种实施方案中，加强层104被有意地形成为以预先布置的形状、构造和/或尺寸形成空间124。在一个具体实施中，加强层104形成在衬底102的第二表面106上，而不使用阻焊掩模或粘合剂层。例如，加强层104直接附接到衬底102的第二表面106上，并且在加工期间，当在施加加强层104之后将焊料添加到衬底102的第二表面106时，该加强层可以用作阻焊掩模。任选地，可以在加强层104和焊料球108周围添加底层填充材料110，以在将组件100安装到第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造微电子组件的方法，所述方法包括：在载体或封装的第二表面上形成多个电触点，所述载体或封装具有第一表面和第二表面，所述第一表面被布置成接收微电子部件，所述第二表面与所述第一表面相对；在所述多个电触点上形成多个焊料球；使所述多个焊料球中的每个焊料球变形；在所述载体或所述封装的所述第二表面上形成加强层，以向所述载体或所述封装添加结构支撑，所述加强层围绕每个焊料球；回流所述多个焊料球，以使每个焊料球部分地或完全地从所述加强层分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.08 US 62/372,1471.一种制造微电子组件的方法，所述方法包括：在载体或封装的第二表面上形成多个电触点，所述载体或封装具有第一表面和第二表面，所述第一表面被布置成接收微电子部件，所述第二表面与所述第一表面相对；在所述多个电触点上形成多个焊料球；使所述多个焊料球中的每个焊料球变形；在所述载体或所述封装的所述第二表面上形成加强层，以向所述载体或所述封装添加结构支撑，所述加强层围绕每个焊料球；回流所述多个焊料球，以使每个焊料球部分地或完全地从所述加强层分离。2.根据权利要求1所述的方法，还包括将焊料印刷到所述多个电触点上，并回流所述印刷的焊料以形成所述多个焊料球。3.根据权利要求1所述的方法，还包括用工具按压所述焊料球，以在形成所述加强层之前改变所述焊料球的形状。4.根据权利要求1所述的方法，还包括通过研磨或剃刮来移除每个焊料球的一部分，以使所述焊料球变形。5.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述加强层中围绕每个焊料球形成开口，所述开口具有截顶卵形形状。6.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述载体或所述封装的所述第二表面上形成所述加强层，而不使用阻焊掩模或粘合剂层。7.根据权利要求1所述的方法，还包括通过至少部分地将所述焊料球从所述加强层脱离，从而减小所述焊料球与所述加强层之间的机械应力，所述脱离允许所述焊料球在后续加工期间膨胀或改变位置。8.根据权利要求1所述的方法，还包括选择具有热膨胀系数(CTE)的加强层材料，所述加强层材料平衡所述载体或所述封装的翘曲趋势。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述加强层材料的所述CTE小于所述载体或所述封装的材料的CTE。10.一种制造微电子组件的方法，所述方法包括：在载体或封装的第二表面上形成多个电触点，所述载体或封装具有第一表面和第二表面，所述第一表面被布置成接收微电子部件，所述第二表面与所述第一表面相对；在所述载体或所述封装的所述第二表面上形成加强层，以向所述载体或所述封装添加结构支撑，所述加强层包括一个或多个开口，以显露所述电触点；以及在所述多个电触点上和所述一个或多个开口内形成多个焊料球，所述焊料球与所述加强层部分接触或不接触，并且相对于所述加强层具有空间，以在用于将所述载体或所述封装电耦接到第二载体或第二封装时改变位置和改变形状。11.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述载体或所述封装的所述第二表面上形成所述加强层，而不使用阻焊掩模或粘合剂层。12.根据权利要求10所述的方法，还包括使用具有小于12的热膨胀系数(CTE)的材料形成所述加强层。13.根据权利要求10所述的方法，还包括在将所述加强层附接到所述载体或所述封装的所述第二表面之前，在所述加强层中形成所述一个或多个开口。14.根据权利要求10所述的方法，还包括在将所述加强层附接到所述载体或所述封装的所述第二表面之后，在所述加强层中形成所述一个或多个开口。15.根据权利要求10所述的方法，还包括用焊料填充所述一个或多个开口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·哈巴，S·李，C·米彻尔，G·Z·格瓦拉，J·A·德拉克鲁斯，
申请(专利权)人：伊文萨思公司，
类型：发明
国别省市：美国,US