具有柔顺性端子安装装置的微电子元件及其制造方法制造方法及图纸

通过模制工艺形成电介质结构，以便通过与模具接触使电介质结构的第一表面（３２，４３２）成形。将电介质结构的相对的第二表面（３４，４３４）施加到晶片元件（３８，４３８）的正表面上。电介质结构可以包括突出的突起（３０，１３０，２３０）并且可以在突起上形成端子（４４，１４４，２４４）。突起具有精确的高度。端子位于晶片元件的正表面之上的精确控制的高度处。所述端子可以包括在环绕的焊料掩模层（２４８，４４８）之上延伸的突出柱（２１３，４１３）以有助于与测试夹具的接合。当将该结构结合到电路板时将柱浸入在焊接结点（２７４）内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 相关申请的交叉引用本申请是于2005年12月27日提交的序列号为11/318846的U.S.专利 申请的继续申请，将其公开内容并入本文中作为参考。
技术介绍
通常通过以下方式形成半导体芯片对被称为晶片的由半导体材料构 成的大的平坦主体进行加工以形成大量区域，每一个区域包含将被结合在 单个芯片中的电子电路，然后沿着切割线切割晶片以切割晶片并由此形成 单独的芯片。每一芯片通常为具有大体平坦的正表面和背表面并在这些表 面的边界处具有在正表面与背表面之间延伸的小边缘的平坦矩形主体。每 一个芯片通常具有暴露在正表面的触点，其电连接到芯片内的电路。通常将单独的芯片设置在封装中，其有助于处理芯片以及将安装芯片 到诸如电路板或其它印刷电路板的外部基板。这种封装通常包括电介质结 构和承载在电介质结构上的导电端子，所述端子电连接到芯片的触点。在 被称为芯片级封装的封装类型中，封装在电路面板上占据的面积仅稍大于 芯片正表面本身的面积或与其尺寸相同。例如，如在U.S.专利5679977中所公开的那样，将其公开内容并入本 文中作为参考，端子可以相对于芯片移动。在某些实施例中，封装可以包 括覆盖芯片表面且承载端子的柔顺性层。端子相对于芯片的可动性可以补 偿在制造、使用期间或这两种情况下的芯片和电路板之间的不同热膨胀。 而且，端子相对于芯片的可动性可以有助于所封装的芯片与测试装置的接 合。在这种接合期间，单独的端子可以在朝向或远离芯片的正表面或背表 面的方向上移动，其通常被称为垂直或Z方向。在该方向上的移动有助 于所有端子与测试装置上的所有触点的接合，即使端子彼此不精确共面也 是如此。芯片封装的端子可以采用大体平坦的焊盘的形式。可以在这些焊盘上沉积小的焊球，以便可以通过将焊球与电路板的相应接触焊盘对准并利用 通常用于将元件表面安装到电路板的常规类型的操作熔化焊球，从而将封 装结合到电路板。如在U.S.专利公开No.2005/0181544、 2005/0181655和2005/0173805 中公开的那样，将其公开内容并入本文中作为参考，以及在U.S.专利 6774317中，也将其公开内容并入本文中作为参考，芯片或其它微电子元件 可以设置有柱形的端子，并且可以利用相似的焊接操作将这种柱结合到电 路板。在某些实施例中，柱可以在安装到电路板之前的测试期间提供特别 好的与测试夹具的接合。半导体芯片封装大部分通常通过将单独的芯片与构成封装的其它元件 组装来制造。这需要对裸露或未封装的半导体芯片的处理和布置。对 于利用晶片级操作进行芯片封装已经提出了各种建议，如通过在切割晶片 以形成独立的芯片之前将晶片与封装芯片的其它元件结合。例如，前述 的'977专利公开了以这种方式形成芯片封装的工艺的具体实施例。用于在晶片级上制造封装芯片的一些工艺存在一些缺点。其中例如通 过以下方式在晶片的正表面上形成柔顺性层沉积可固化材料且然后固化 该材料以形成该层，所述柔顺性层易于引起晶片的翘曲。例如，由于在柔 顺性材料的固化期间或者在其它处理操作期间柔顺性材料与构成晶片的半 导体材料的不同膨胀和收縮，而使这种翘曲可能会发生。这种翘曲使得难 以执行诸如形成端子以及端子与触点之间的连接的其它处理操作。虽然可 以通过减小柔顺性层的厚度来减小这种翘曲，但是薄的柔顺性层不可以向 端子提供充分的可动性。例如，如在U.S.专利6847101中所公开的那样，将其公开内容并入本文中作为参考，柔顺性层可以包括采用从芯片或晶片的表面突出的突出物 的形式的独立元件，端子设置在这种突出物的顶部并且端子与触点之间的 电连接包括从这种突出物的顶部向下朝向芯片或晶片的正表面延伸的金属 带。这种独立突起或突出物可以提供显著的柔顺性，而没有与连续层相关 的缺点。已经提议出通过将单独的未固化的电介质材料滴或块施加到晶片的正 表面上，例如通过将未固化的柔顺性材料丝网印刷到正表面上，来制造包括这种独立的突起或突出物的柔顺性层。在这种工艺中必须相当小心以避 免污染晶片与电介质材料的接触。此外，以这种形式形成的突起趋向于具 有不均匀的高度。突起的不均匀高度导致具有不均匀高度的端子。这使得 更加难以将所有端子同时与测试夹具接合。通常期望将焊料掩模层施加在金属带上。期望焊料掩模沿突出物的侧 面向上延伸到端子的附近。焊料掩模用以在测试之后用于将封装芯片安装 到电路板的表面安装操作期间限制焊料沿金属带的蔓延。在突起上形成这 种焊料掩模的一些尝试已经导致焊料掩模突出于端子的高度之上。因此， 尽管悍料掩模中的孔允许焊接到端子，但是端子相对于焊料掩模凹陷且因 此不能容易地在焊接之前与测试夹具上的平坦接触焊盘接合。可以通过在 恰好低于端子高度的高度处终止焊料掩模来避免这种影响。然而，这允许 焊料沿着每一金属带的实质部分蔓延，而这又会导致所述带在使用期间破 裂。
技术实现思路
本专利技术的一个方案提供制造芯片组件的方法。期望根据本专利技术的该方 案的方法包括形成电介质结构以便通过模具的工作表面来使该电介质结构 的第一表面成形的步骤。期望该方法还包括包含将电介质结构转移到包括 一个或多个芯片区的晶片元件的表面以便电介质结构的第一表面背离晶片 元件而电介质结构的第二表面面向晶片元件的步骤。该方法还可以包括在 电介质结构的第一表面上设置端子并且将端子电连接到晶片元件的触点的 步骤。本专利技术的另 一个方案提供一种微电子元件。根据本专利技术的该方案的元 件包括主体和承载在主体上的端子。每一个端子包括导电焊盘和在该焊盘 上远离主体向上突出的导电柱。微电子元件还可以包括主体上的焊料掩模， 该焊料掩模具有与焊盘对准的孔以便通过所述孔暴露焊盘。优选地，所述 柱突出于焊料掩模之上。本专利技术的又一个方案提供一种测试包括主体和承载在所述主体上的端 子的微电子元件的方法，每一个端子包括导电焊盘和在该焊盘上远离主体 向上突出的导电柱。期望根据本专利技术的该方案的方法包括将微电子元件与测试夹具接合以便端子的柱邻接测试夹具的接触焊盘。接合步骤可以包括 将微电子元件与测试夹具朝向彼此推迸，并且使至少一些柱在接合步骤期 间变形。附图说明图1是在根据本专利技术的一个实施例的工艺中使用的模具的示意性平面图2是沿着图1中的线2-2截取的局部截面图3和4是与图2相似的视图，但示出在随后的工艺阶段中的模具；图5是示出图1-4的模具与晶片元件结合的局部截面图6和7是示出图5的晶片元件在随后的工艺阶段的局部截面图8是示出图7所示的晶片元件的一部分的局部示意性平面图9和IO是示出根据依照本专利技术另一实施例的工艺阶段的模具和模制元件的局部截面图11是示出在图9和10的工艺中形成的封装芯片的一部分的局部截面图12是示出在根据本专利技术另一实施例使用的工艺中使用的模具的局部 截面图13是与图12相似的视图，但是示出在随后的工艺阶段与模制元件 结合的模具；图14是示出利用图13的模制元件形成的封装芯片的一部分的局部截 面图15是示出图14的封装芯片与电路板结合的局部截面图； 图16是与图14相似的视图，但是示出根据本专利技术另一实施例的封装 芯片的一部分；图17是示出根据本专利技术另一实施例的模具和模制品的示意性正视图； 图18是图17所示的模具和模制层的示意性平面图； 图19是在图17中以19表示的区域的局部截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造芯片组件的方法，包括：　（ａ）形成电介质结构以便通过模具的工作表面使所述电介质结构的第一表面成形；　（ｂ）将所述电介质结构转移到包括一个或多个芯片区的晶片元件的表面上，以便所述电介质结构的第一表面背对所述晶片元件，而所述电介质结构的第二表面面向所述晶片元件；　（ｃ）在所述电介质结构的所述第一表面上设置端子；以及　（ｄ）将所述端子电连接到所述晶片元件的触点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-12-27 11/318,8461、一种制造芯片组件的方法，包括(a)形成电介质结构以便通过模具的工作表面使所述电介质结构的第一表面成形；(b)将所述电介质结构转移到包括一个或多个芯片区的晶片元件的表面上，以便所述电介质结构的第一表面背对所述晶片元件，而所述电介质结构的第二表面面向所述晶片元件；(c)在所述电介质结构的所述第一表面上设置端子；以及(d)将所述端子电连接到所述晶片元件的触点。2、 如权利要求1所述的方法，其中形成步骤包括使所述电介质结构具 有多个间隔的背离所述第二表面突出的突起，并且设置端子的步骤包括在 所述突起上设置至少一些所述端子。3、 如权利要求2所述的方法，其中所述电介质结构包括所述突起之间 的间隙。4、 如权利要求3所述的方法，其中至少一些所述突起是远离所述电介 质结构的其它部分的绝缘突起，该方法还包括在形成步骤与转移步骤之间 使所述绝缘突起保持在相对于所述电介质结构的所述其它部分的适当位置 处。5、 如权利要求4所述的方法，其中所述电介质结构仅由所述绝缘突起 构成。6、 如权利要求l所述的方法，其中执行所述形成步骤以便在远离所述 第一表面的所述电介质结构中形成空腔，并且执行所述设置端子的步骤以 便设置至少一些与所述空腔对准的所述端子。7、 如权利要求6所述的方法，还包括设置打开到所述芯片组件外部的 通气孔的步骤，所述通气孔与至少一些所述空腔相通。8、 如权利要求1所述的方法，其中设置端子的步骤包括在所述模具的工作表面上设置金属层，以便在形成步骤期间将金属层设置在所述电介 质结构的所述第一表面与所述模具之间并在转移步骤期间将所述金属层与 所述电介质结构一起转移。9、 如权利要求1所述的方法，其中设置端子的步骤包括在转移步骤之 后在所述电介质结构的所述第一表面上沉积金属层。10、 如权利要求9所述的方法，其中沉积金属层的步骤包括将部分所 述金属层沉积在所述晶片的正表面上和暴露于所述正表面的所述晶片元件 的触点上并对所述金属层进行构图以便所述金属层包括多个分离的金属元 件，每一个所述金属元件包括所述电介质结构上的端子和将该端子连接到 所述晶片元件的触点的迹线。11、 如权利要求10所述的方法，其中沉积所述金属层的步骤包括形成 基本上连续的层，并且构图步骤包括细分连续层以形成所述分离的金属元 件。12、 如权利要求10所述的方法，其中沉积所述金属层的步骤包括选择 性沉积金属以形成彼此分离的金属元件。13、 如权利要求1所述的方法，其中转移步骤包括在形成步骤之后 将在其上具有所述电介质结构的模具放置在所述晶片元件的正表面上，将所述电介质结构的所述第二表面结合到所述晶片元件的所述正表面，并且 然后除去所述模具。14、 如权利要求13所述的方法，其中所述模具和所述晶片元件具有基本上相等的热膨...

【专利技术属性】
技术研发人员：B哈巴，I穆罕默德，CS米切尔，M沃纳，JB汤普森，
申请(专利权)人：泰塞拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]