晶圆级制造具有平面网格阵列接口的设备的系统和方法技术方案

本主题涉及用于晶圆级制造具有平面网格阵列接口的设备的系统和方法。该设备可包括：半导体裸片，其包含包括一个或多个导电触点的有源表面、与电触点直接金属化连接的导电螺柱、基本上围绕所述半导体裸片的有源表面和导电螺柱的覆盖成型结构、以及在覆盖成型结构的外表面中形成的导电触点。在此构造中，每个导电触点连接到导电螺柱的其中一个，并且导电触点限定了在覆盖成型结构的外表面上的平面网格阵列接口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】晶圆级制造具有平面网格阵列接口的设备的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求享有于2018年3月29日提交的美国临时专利申请序列号62/649,807的优先权，该申请的全部公开通过引用都包含在本文中。
本文所公开的主题一般涉及集成电路的封装。更具体地说，本文公开的主题涉及用于晶圆级制造具有平面网格阵列接口的设备的系统和方法。
技术介绍
晶圆级芯片级封装允许以晶圆级集成晶圆制造、封装、测试和老化，以简化集成电路设备从硅片开始到客户出货所经历的制造工艺。由于尺寸的限制，这种工艺在小型电子设备上(诸如智能手机和其他手持设备)特别有用。然而，传统的芯片级设备在最终封装无论有多小仍然受到限制。特别地，例如，当用于表面贴装技术工艺中，这种封装通常使用焊料连接(例如，焊料球)来将设备电路连接到附接系统(例如，PCB)。这样的焊料连接通常增加设备连接的电阻和高度(例如，增加约200μm)，其增加了封装尺寸和从集成电路设备到PCB的电气路径长度。因此，对于晶圆级制造设备的系统和方法来说，令人期望的是提供集成电路和它们所连接的设备之间的改进连接。
技术实现思路
根据本公开，提供了用于晶圆级制造具有平面网格阵列接口的设备的系统和方法。在一个方面，提供了制造集成电路设备的方法。所述方法包括，对于多个半导体裸片中的每一个，与多个半导体裸片的相应半导体裸片直接金属化连接中沉积一个或多个导电螺柱。第一覆盖成型材料层沉积在所述一个或多个导电螺柱和所述多个半导体裸片上，并且一个或多个导电触点被沉积与所述一个或多个导电螺柱相连，以限定平面网格阵列接口。在一些实施例中，第二覆盖成型材料层围绕一个或多个导电触点被沉积，以使一个或多个导电触点在第二覆盖成型材料层的表面上限定平面网格阵列接口。在另一方面，提供一种集成电路设备，其中半导体裸片包括有源表面，所述有源表面包括一个或多个导电触点。一个或多个导电螺柱与一个或多个导电触点直接金属化连接。覆盖成型结构基本上围绕半导体裸片的有源表面和一个或多个导电螺柱，覆盖成型结构定义了外表面。一个或多个导电触点在覆盖成型结构的外表面中形成，其中一个或多个导电触点中的每一个连接到一个或多个导电螺柱中的一个，并且其中一个或多个导电触点在覆盖成型结构的外表面上限定了平面网格阵列接口。虽然在本文公开的主题的一些方面已经在上文提到，并且其为本公开主题全部或部分实现的，但是其他方面将在与下文所附附图一起进行描述时变得明显。附图说明本主题的特点和优点将从以下的详细说明将更容易理解，该详细说明应与附图一并阅读，附图仅以解释性和不设限的示例提供，并且在附图中：图1是根据本公开主题的实施例的集成电路装置的侧视图；图2A至2C是根据本公开主题的实施例的以重构晶圆或面板形式的半导体裸片布置的平面图；图3A至14是根据本公开主题的实施例的用于制造集成电路设备的方法中的步骤的侧视图；和图15是根据本公开主题的实施例的以重构晶圆或面板形式的半导体裸片布置的平面图。具体实施方式本主题提供用于晶圆级制造具有平面网格阵列接口的设备的系统和方法。在一方面，本主题提供了一种集成电路设备。参照图1，在一些实施例中，集成电路设备(通常指定为100)包括具有有源表面112(包括一个或多个电触点)的半导体裸片(die)110(例如CMOS或MEMS集成电路)。一个或多个导电螺柱130与裸片110直接相连(例如与导电触点相连)。覆盖成型(over-mold)结构120基本上围绕着裸片110的有源表面112和导电螺柱130，其中覆盖成型结构120定义了外表面125。在一些实施例中，覆盖成型结构120作为导电螺柱130和/或裸片110两侧的钝化层。一个或多个导电触点135形成在覆盖成型结构120的外表面125。在此配置中，每一个导电触点135连接到导电螺柱130的其中一个，并且所述导电触点135在覆盖成型结构120的外表面125上定义平面网格阵列接口。这种结构提供了从裸片到裸片以及到焊盘的电互连直接金属化，而不需要焊料，也不需要使用预制内插件。例如，在一些实施例中，裸片110和导电触点135之间的连接不需要使用焊料并且足够完整，而没有再分布层。这样的结构允许集成电路设备100通过直接表面贴装技术(SMT)工艺(例如倒装芯片的布置)与PCB集成。虽然仍然需要焊料将最终设备连接到PCB或表面贴装到PCB上，但在一些实施例中，与传统的焊球连接相比，可以使用更小体积的焊料。通过这种方式，而传统的LGA系统要求集成电路设备本身倒装芯片接合到中间路由层(例如，在传统LGA封装中被通常称为“基板”)，本晶圆级LGA的方法消除了与该倒装芯片焊料互连件的焊料连接。因此，相比许多传统的使用这样的中间路由层的SMT实现，通过平面网格阵列(LGA)完成的裸片110直接连接到电路可以提供显著的优势，诸如减少接合层间距，减少X/Y/Z封装大小，和/或减少从集成电路到PCB的路径长度。为了实现具有这些优势的封装，在另一方面，本主题提供了一种制造具有直接连接接口的集成电路设备的方法。在一些实施例中，可以使用晶圆重构方法和晶圆级处理来构造上述封装类型，通过晶圆重构方法和晶圆级处理，多个半导体裸片110以所需的布置方式布置。例如，在一些实施例中，裸片110可以从晶圆分离，并以重构晶圆或面板的形式被布置，例如以类似于传统的扇出型晶圆重构方法(其中裸片110被保持在公共载体上)的方式布置。在一些实施例中，这种布置可涉及凸起晶圆，然后切割晶圆，并且将凸起裸片布置在用于流体剩余部分的粘合载体上。在其他一些实施例中，可以将晶圆切割，将个体裸片布置在粘合载体上，然后对裸片进行成型、平面化，然后凸起。虽然这里公开了一些示例，但本领域技术人员将认识到，可以使用各种其他工艺方法中的任何方法以所需的构造来布置裸片110。在一些实施例中，每个裸片110最终可以被分离成如图2A所示的单元件集成电路设备100。可替选地，在一些实施例中，可以在多裸片封装150中提供多个裸片110，其中每个裸片110可以以传统的形状(如正方形或矩形)提供，如图2B所示，其示出了并排布置在多裸片封装150中的两个矩形裸片110。可替选地，每个裸片110可以被等离子切割成更复杂的形状。例如，如图2C所示，多裸片封装150的裸片可以是非矩形的(例如L形)，以额外有利于消耗封装内最小的空间并且实现整体的正方形或低长宽比矩形封装因素。在一些实施例中，由于裸片110与后期沉积材料的热膨胀系数不同，可以限制每个裸片110的尺寸。(例如，使用X/Y尺寸小于约6mm*约6mm的裸片，尽管本领域普通技术人员认识到，随着技术和材料的进步，封装可以容纳越来越大的裸片)。参考图3A和图3B，裸片110按照所需构造进行布置，例如通过将裸片110贴装在粘合载体200上(例如，每个裸片110的无源侧被定位与载体200相对)。在这样的构造中布置裸片110，一个或多个导电螺柱130沉积在与每个裸片110直接相连的位置。具体地说，导电螺柱130可按所需图案本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造集成电路设备的方法，该方法包括：/n对于多个半导体裸片中的每一个，沉积一个或多个导电螺柱以与所述多个半导体裸片中的相应一个裸片直接金属化连接；/n在所述一个或多个导电螺柱和所述多个半导体裸片上沉积第一覆盖成型材料层；以及/n沉积一个或多个导电触点以与所述与一个或多个导电螺柱相连，所述一个或多个导电触点限定平面网格阵列接口。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180329 US 62/649,8071.一种制造集成电路设备的方法，该方法包括：
对于多个半导体裸片中的每一个，沉积一个或多个导电螺柱以与所述多个半导体裸片中的相应一个裸片直接金属化连接；
在所述一个或多个导电螺柱和所述多个半导体裸片上沉积第一覆盖成型材料层；以及
沉积一个或多个导电触点以与所述与一个或多个导电螺柱相连，所述一个或多个导电触点限定平面网格阵列接口。


2.根据权利要求1所述的方法，其中沉积一个或多个导电螺柱包括，以对应于在所述多个半导体裸片的每个半导体裸片的有源表面上的所述一个或多个电触点的图案来沉积所述一个或多个导电螺柱。


3.根据权利要求1所述的方法，该方法包括：围绕所述一个或多个导电触点沉积第二覆盖成型材料层，以使所述一个或多个导电触点在所述第二覆盖成型材料层的表面上限定所述平面网格阵列接口。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一覆盖成型材料层或所述第二覆盖成型材料层中的一层或两层包括环氧树脂成型化合物。


5.根据权利要求1所述的方法，所述一个或多个导电螺柱或所述一个或多个导电触点中的一个或两个包括铜。


6.根据权利要求1所述的方法，其中沉积所述一个或多个导电触点包括：
移除覆盖了所述一个或多个导电螺柱的所述第一覆盖成型材料层的一部分；
在所述一个或多个导电螺柱上方沉积金属种子层；
沉积限定了所述平面网格阵列接口的所需布置的抗蚀图案；
在所述所需布置中沉积所述一个或多个导电触点；以及
移除所述抗蚀图案。


7.根据权利要求1所述的方法，其中在沉积所述第一覆盖成型材料层之前，所述多个半导体裸片以重构晶圆阵列或面板形式被布置。


8.根据权利要求1所述的方法，其包括将所述多个半导体裸片分离成个体封装。


9.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉米恩·哈迪扎德，
申请(专利权)人：维斯普瑞公司，
类型：发明
国别省市：美国;US