喷墨印刷引线键合,密封剂和屏蔽制造技术

本发明专利技术涉及喷墨印刷引线键合，密封剂和屏蔽。一种在半导体器件中将芯片连接到封装的方法，包括在芯片和封装的至少一部分上印刷预定厚度的密封剂和在芯片和封装之间以预定的图案在密封剂上印刷一层导电材料。该印刷的导电材料与密封剂的上表面共形，以使得密封剂定义才印刷的导电材料到芯片和封装的距离。该方法进一步包括在印刷的导电线材料上印刷第二层密封剂和至少固化该第二层密封剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及引线键合技术，更具体地涉及利用原料印刷机选择性 印刷引线鍵合和间隔物。技术背景迄今，在半导体器件制造中，使用引线键合将芯片上的接合焊垫连接 到封装上的接合焊垫。更具体地，在工艺中提供一定长度布线的同时，引 线键合工具接触芯片上的焊垫，将布线焊接到该焊垫，然后移动到封装上 的焊垫。然后将该布线的另一端焊接到封装上的焊垫。工具在多个焊垫之 间移动的路径决定了布线的形状和回线高度，这在许多应用中是重要的。 例如，当使用多行焊垫增加连接密度时，回线高度必须被控制得足够好， 以避免多个布线之间的短路。这在例如喷墨印刷头的应用中尤其重要，在 那种情况下如果回线太高，布线就会被用于保持喷嘴板正面的刮片损坏。在图U至1C中示出了引线键合技术的实例。具体地，图1A是球焊引 线键合的实例，图1B是楔焊的实例，图1C示出了球焊布线阵列。虽然大 部分引线键合技术可以应用密封剂来保护引线键合，但是为了清楚地示出 引线键合，将从图中省略了密封。密封剂可以用于保护引线键合不受环境 和本领域中熟知的自然因素的^t坏。在熟知的上述类型的半导体器件的制造中，密封剂被分配到引线键合 上，以防止短路、机械损害、例如腐蚀的环境损害以及介质击穿。通过流 入该区域分配密封剂会存在妨碍器件工作的问题。为了避免这种问题，典 型的方案是移动接合焊垫进一步远离该器件，由此增加了管芯尺寸和成本。本领域熟知的另一个问题是布线可用作天线，与来自其它器件或周围 环境的不希望的能量耦合。当布线用作天线时，在电路中就会产生噪声， 这会影响器件的正常工作。由此，需要提供用于半导体器件中的喷墨印刷布线和密封剂的方法和 设备，来克服现有技术的这些和其它问题。
技术实现思路
根据本教导，提供了一种在半导体器件中将衬底电连接至封装的方法。 该示范性的方法可以包括以预定的图案将密封剂以预定的厚度印刷在衬底和封装上，在衬底和封装之间以预定的图案在密封剂上印刷一层导电 线，并在印刷的导电线图案上印刷第二层密封剂。该印刷的导电线与密封 剂的上表面共形，并由此通过一厚度的密封剂与该衬底分隔开。可以固化 至少第二层密封剂。根据本教导，提供了一种形成引线键合的方法。该示范性方法可包括以选择性的图案在半导体器件上印刷导电金属材 料层、和用印刷的密封剂材料将印刷的金属材料层同半导体器件的表面分隔开。根据本教导，提供了一种引线键合的半导体器件。该示范性的器件可以包括封装和固定在该封装上的芯片。芯片和封装 每个都包括形成在其上的接合焊垫。在芯片和封装的上表面上印刷绝缘层， 例如介质层或密封层。将金属布线图案印刷在绝缘层的上表面上，并且与 绝缘层的表面共形，印刷的金属布线图案与芯片接合焊垫和封装接合焊垫 接触，金属布线图案通过一定厚度的第一绝缘层与芯片隔开。可以在金属 布线图案的上表面上印刷第二密封剂层。附图说明图1A、 1B和1C描述了已知的引线键合的透视图； 图2示出了根据本教导的实施例的部分半导体器件； 图3A至3D是描述利用根据本教导的实施例的原料印刷头制造半导体 器件的几个阶段的侧视图；和图4示出了根据本教导的实施例的操作部件的互连。具体实施方式实施例通常关于用原料印刷机印刷半导体部件。印刷有机电子设备是 熟知的，其中从喷墨印刷机以一滴一滴的图案选择性地沉积材料。对于这 种器件的应用典型地用于大的、相对便宜的电子设备，例如平板显示器(LCD 滤色器和埋色间隔器(inter-color spacer) 、 0LED显示器)、RFID标 签、普遍存在的标志、智能纸、大的光生伏打电池、巻曲显示器、印刷电 路板蚀刻和焊接掩模和生物化学传感器。然而，在这里的示范性实施例中，密封剂材料和导电金属材料可以在分配以印刷接合焊垫、迹线、布线和密封剂。在编程计算机的指示下，可以指示这里使用的压电印刷头来印刷各种材料，例如金属和绝缘体。因为印刷材料最初是由计算机管理的，所以可 以印刷许多图案，甚至与材料无关，由此能够实现现有技术没有实现的分 层半导体器件。图2示出了用将在这里描述的原料型印刷头通过印刷一定的部件而装 配的半导体器件200。应该认识到，半导体器件200代表一般的示意性说明， 并且可加入其它部件，或者可以移除或修改现有的部件。该装配的半导体 器件200可包括封装210、形成在封装210上的衬底220、分别用于衬底220 和封装210的每一个的接合焊垫230、 240、第一印刷层的密封剂250、第 一印刷层的布线260和第二层的印刷密封剂270。虽然没有示出，但是在该 器件中也可以包括迹线。为了描述这里的示范性实施例，术语衬底，，可以指的是本领域熟知 的管芯芯片等。另外，这里使用的术语布线指的是由印刷头印刷的导 电金属，并且本质上不是指将金属的形状限制为布线的形状。根据预定的 设计参数，可以提供多层印刷密封剂和印刷布线。虽然没有详细描述，但 是本领域的技术人员将认识到基于这里给出的描述该装置可包括多个另外 的层。另外，由下面的阅读将认识到，交错的密封剂能够实现在现有技术 中先前没有实现的布线图案。此外，结合示范性实施例，在确定的上下文中，可以用绝缘或介质层 代替使用密封剂。如这里使用的密封剂，成分可以变化，但是典型为高純 度。换句话说，为了减少腐蚀，密封剂可以包含很少的离子性污染物。仅 举例来说，密封剂可以是环氧树脂、凝胶、例如硅酮的合成橡胶和其它相 关材料。密封剂典型地可以通过从大约60。C加热到大约20(TC而固化。密 封剂也可以通过从大约125。C加热到大约15(TC而固化。另外，密封剂的固 化可以不用加热来实现，例如，利用两部分混合固化或例如紫外线的其它 射线。现在转到图3A至3D,将描述用于装配半导体器件300的工艺。应该认 识到，图3A至3D是为了说明简化的，并且可加入其它步骤，或移除或修_ 改现有的部件。首先参考图3A,装配的最初阶段可以包括提供固定到封装310上的衬 底320,并且具有所示的分别预先固定到衬底320和封装310的每一个上的 接合焊垫330、 340。如所示出的，可以预先存在迹线(未示出)，或者用 原料印刷机的印刷头390将迹线印刷在器件上。在制造位置应用接合焊垫和迹线的情况下，该应用可以利用原料印刷头390来进行，类似于密封剂和布线。例如，原料印刷头390可以将悬浮 在易挥发溶剂中的胶质导体的滴印刷到衬底320和封装310上。衬底320 和/或封装310可以预先加热，使溶剂在与其接触时快速蒸发。预加热衬底 320和封装310可以具有更快速地干燥印刷材料的优点，同时最小化材料在 其上的扩展。典型地，将衬底和封装预加热到大约IO(TC和大约30(TC之间 的温度，这将使表面温度能够快速地蒸发所使用的易挥发溶剂。通过预加 热，期望材料的印刷滴能够形成为在室温的表面上材料的类似印刷滴尺寸 的大约一半尺寸。用于胶质导体的材料的实例可以包括胶质银、胶质金或其它类似已知 的导体。限定接合焊垫334、 340和迹线的印刷材料的厚度可以通过印刷头390 完全控制。换句话说，如杲厚层材料是期望的，则将额外的液滴喷射到衬 底上相同的位置处。在每个印刷层之后或在相同的位置施加了许多材料滴 之后，可以进行材料的烧结。如杲将衬底加热到足够高的温度，则可以不 需要单独的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在半导体器件中将芯片连接到封装的方法，包括：　　　　在芯片和封装的至少一部分上印刷预定厚度的密封剂；　　　　在芯片和封装之间以预定的图案在密封剂上印刷一层导电材料，其中印刷的导电材料与密封剂的上表面共形，以使得密封剂定义从印刷的导电材料到芯片和封装的距离；　　　　在印刷的导电线材料上印刷第二层密封剂；和　　　　至少固化第二层密封剂。

【技术特征摘要】
US 2007-3-30 11/6948861.一种在半导体器件中将芯片连接到封装的方法，包括在芯片和封装的至少一部分上印刷预定厚度的密封剂；在芯片和封装之间以预定的图案在密封剂上印刷一层导电材料，其中印刷的导电材料与密封剂的上表面共形，以使得密封剂定义从印刷的导电材料到芯片和封装的距离；在印刷的导电线材料上印刷第二层密封剂；和至少固化第二层密封剂。2. 根据权利要求l的方法，进一步包括绝缘芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：PM古尔文，PJ尼斯特伦，JP迈尔斯，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]