包含应力消除层的半导体产品衬底制造技术

公开了一种衬底，其具有应力消除层。应力消除层可以施加到衬底的电介质芯，在其中形成电迹线和接触垫的导电层下方。包含应力消除层的衬底可以整合到半导体产品中，半导体产品可以例如使用衬底的表面上的焊料球安装在主机印刷电路板上。应力消除层帮助耗散衬底内的应力并改善板级可靠性。

Semiconductor substrate with stress relief layer

【技术实现步骤摘要】
包含应力消除层的半导体产品衬底
本专利技术总体上涉及半导体装置，更具体地，涉及包含应力消除层的半导体产品衬底。
技术介绍
对于便携式消费电子装置的需求的强劲增长正驱动对于大容量储存装置的需求。非易失性半导体存储器装置变得广泛应用，以满足对数字信息储存和交换的日益增长的需求。它们的便携性、多功能以及坚固设计连同它们的高可靠性和大容量，已经使得这样的存储器装置对于在多样的电子产品中使用是理想的，电子装置包含例如数码相机、数字音乐播放器、视频游戏控制台、计算机SSD、PDA以及蜂窝电话。虽然已知许多不同封装配置，闪速存储器半导体装置可以总体上制造为系统级封装体(SIP)或多芯片模块(MCM)，其中多个半导体裸芯安装并互连到小足印衬底的上表面。衬底可以总体上包含刚性的、电介质的基部，基部具有在一侧或两侧上蚀刻的导电层。焊料球通常安装在形成在衬底的下表面上的接触垫上，以允许衬底被焊接到诸如印刷电路板的主机装置。一经安装，信号可以在半导体裸芯与主机装置之间经由衬底传输。在常规板级半导体产品中，常常在衬底垫与PCB(印刷电路板)垫之间的焊料球结合点处产生机械应力。例如，这些应力可能由于例如在板级半导体产品的热循环测试期间的半导体封装体和PCB的不同热膨胀系数产生。这些应力还可能由于例如在半导体产品的掉落测试期间的对焊料球冲击振动而产生。这些应力可能导致焊料球裂开、焊料球从接触垫分离和/或迹线在与接触垫的连接点处的破裂，其全部都可能导致板级可靠性(BLR)失效。
技术实现思路
概括起来，在一个示例中，本技术涉及一种在半导体产品中使用的衬底，包括：具有第一主平坦表面和第二主平坦表面的电介质芯；施加到电介质芯的第一主平坦表面上的应力消除层，应力消除层的模量小于电介质芯的模量；施加到电介质芯的第二主平坦表面上的第一导电层，第一导电层形成为第一导电图案；以及施加到应力消除层上的第二导电层，第二导电层形成为第二导电图案。在另一示例中，本技术涉及一种半导体产品，包括：衬底，包括：具有第一主平坦表面的电介质芯，施加到电介质芯的第一主平坦表面上的应力消除层，应力消除层的模量小于电介质芯的模量，以及施加到应力消除层上的第一导电层，第一导电层形成为第一导电图案；以及安装在衬底上并电互连到衬底的一个或多个半导体裸芯。在其他示例中，本技术涉及一种制造半导体产品的衬底的方法，包括：(a)将电介质膜施加到电介质芯上，电介质膜具有比电介质芯更低的模量；(b)将第一导电层施加到电介质芯上；(c)将第一导电层形成为第一导电图案；(d)将第二导电层施加到应力消除层上；(e)将第二导电层形成为第二导电图案；以及(f)将焊料球固定到衬底，电介质膜耗散焊料球与衬底之间的应力。在另一示例中，本技术涉及一种在半导体产品中使用的衬底，包括：具有第一平坦主表面和第二主平坦表面的电介质芯；应力消除构件，施加到电介质芯的第一主平坦表面上，用于降低衬底内的机械应力；施加到电介质芯的第二主平坦表面上的第一导电层，第一导电层形成为第一导电图案；以及施加到应力消除构件上的第二导电层，第二导电层形成为第二导电图案。附图说明图1是根据本技术的实施例的衬底和使用该衬底的半导体产品的总体制造工艺的流程图。图2是根据本技术的实施例的在制造工艺中的第一步骤的半导体产品的衬底的侧视图。图3是图2的衬底的仰视图。图4是根据本技术的实施例的在制造工艺中的第二步骤的半导体产品的衬底的侧视图。图5是图4的衬底的俯视图。图6是根据本技术的实施例的在制造工艺中的第三步骤的半导体产品的衬底的侧视图。图7是图6的衬底的俯视图。图8是图6的衬底的仰视图。图9是根据本技术的实施例的安装在衬底上的若干半导体裸芯的侧视图。图10是根据本技术的实施例的安装在衬底上并引线键合到衬底的若干半导体裸芯的立体图。图11是根据本技术的实施例的完成的半导体产品的侧视图。图12是图11的半导体产品的仰视图。图13和图14是根据本技术的替代实施例的包含应力消除层的衬底的仰视图。具体实施方式现将参考附图描述本技术，其在实施例中涉及一种具有应力消除层的衬底。应力消除层可以施加到衬底的电介质芯，在其中形成电迹线和接触垫的导电层下面。包含应力消除层的衬底可以整合到半导体产品中，半导体产品可以例如使用衬底的表面上的焊料球安装在主机印刷电路板上。应力消除层帮助耗散衬底内的应力并改善板级可靠性。应理解的是，本技术可以以许多不同形式实施，且不应理解为限制为本文中提出的实施例。反之，提供这些实施例使得本公开将是彻底且完整的，并将向本领域技术人员完全地传达本技术。实际上，本技术意图覆盖这些实施例的替代、修改以及等同，其包含在由所附权利要求所限定的本技术的范围和精神内。另外，在本技术的以下详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供本技术的彻底理解。然而，本领域普通技术人员将明白，本技术可以在没有这些具体细节的情况下实践。如本文中可能使用的术语“顶”和“底”、“上”和“下”和“垂直”和“水平”仅是作为示例和出于说明目的，并且不旨在限制技术的描述，因为涉及的项目可以在位置和取向上交换。另外，如本文中所使用的，术语“实质上”、“近似”和/或“约”是指指定尺寸或参数可以在给定应用的可接受制造公差内变化。在一个实施例中，可接受制造公差是给定尺寸的±2.5％。现将参考图1的流程图和图2至图12的俯视图、侧视图以及立体图解释本技术的实施例。虽然附图示出了单独的半导体装置150或其一部分，应理解的是，产品150可以在衬底面板上连同多个其他半导体产品批量制造，以实现规模经济效益。衬底面板上的装置150的行和列的数目可以变化。用于制造半导体产品150的衬底面板开始于多个衬底100(再次地，图2-8中示出了一个这样的衬底)。衬底100可以是多种不同的芯片载体介质，包含印刷电路板(PCB)、引线框架或带式自动接合(TAB)带。在衬底100是PCB的情况下，衬底可以由如图2中所示的芯102形成。芯102可以由各种电介质材料形成，例如，聚酰亚胺层压体、包含FR4和FR5的环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪(bismaleimidetriazine，BT)等。芯可以具有40微米(μm)至200μm之间的厚度，虽然芯的厚度在替代实施例中可以在该范围之外变化。芯102在替代实施例中可以是陶瓷或有机的。根据本技术的方面，应力消除层103可以在步骤200中形成在电介质芯102上，分别如图2和图3的边视图和仰视图所示。应力消除层可以是模量低于相对刚性的电介质芯102的模量的多种弹性膜中的任意弹性膜。在实施例中，应力消除层103的模量可以是例如100MPa至1000MPa，并且可能为约300MPa至500MPa。应力消除层103可以由各种电介质材料形成，包含例如聚酰亚胺(PI)、聚苯并恶唑(PBO)、苯并环丁烯(BCB)、各种硅胶化合物以及各种橡胶。应力消除层103在其他实施例中可以由其他材料形成。在实施例中，应力消本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在半导体产品中使用的衬底，包括：/n电介质芯，具有第一主平坦表面和第二主平坦表面；/n应力消除层，施加到所述电介质芯的第一主平坦表面上，所述应力消除层的模量小于所述电介质芯的模量；/n第一导电层，施加到所述电介质芯的第二主平坦表面上，所述第一导电层形成为第一导电图案；以及/n第二导电层，施加到所述应力消除层上，所述第二导电层形成为第二导电图案。/n

【技术特征摘要】
1.一种在半导体产品中使用的衬底，包括：
电介质芯，具有第一主平坦表面和第二主平坦表面；
应力消除层，施加到所述电介质芯的第一主平坦表面上，所述应力消除层的模量小于所述电介质芯的模量；
第一导电层，施加到所述电介质芯的第二主平坦表面上，所述第一导电层形成为第一导电图案；以及
第二导电层，施加到所述应力消除层上，所述第二导电层形成为第二导电图案。


2.根据权利要求1所述的衬底，其中所述应力消除层由电介质膜形成。


3.根据权利要求1所述的衬底，其中所述应力消除层由聚酰亚胺、聚苯并恶唑、苯并环丁烯、硅胶和橡胶的化合物中的一种形成。


4.根据权利要求1所述的衬底，其中所述应力消除层具有100MPa至1000MPa的模量。


5.根据权利要求1所述的衬底，其中所述应力消除层具有300MPa至500MPa的模量。


6.根据权利要求1所述的衬底，其中所述应力消除层是连续施加在所述电介质芯之上的固体层。


7.根据权利要求1所述的衬底，其中所述应力消除层降低所述衬底的翘曲。


8.根据权利要求1所述的衬底，其中所述应力消除层耗散所述衬底内的机械应力。


9.根据权利要求1所述的衬底，其中所述第二导电层中的第二导电图案包括多个接触垫，所述衬底还包括所述多个接触垫上的多个焊料球，并且其中所述应力消除层配置为耗散所述多个接触垫与多个焊料球之间的机械应力。


10.根据权利要求1所述的衬底，其中所述应力消除层的厚度在5μm与50μm之间。


11.一种半导体产品，包括：
衬底，包括：
电介质芯，具有第一主平坦表面，
应力消除层，施加到所述电介质芯的第一主平坦表面上，所述应力消除层的模量小于所述电介质芯的模量，以及
第一导电层，施加到所述应力消除层上，所述第一导电层形成为第一导电图案；以及
一个或多个半导体裸芯，安装在所述衬底上并电互连到所述衬底。


12.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭睿，陆松涛，黄盛华，刘婷，邱进添，
申请(专利权)人：晟碟信息科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31