集成球与过孔的封装和形成工艺制造技术

提供了一种加工半导体器件的方法。该方法包括提供由载体结构支持的半导体器件。载体结构限定从与半导体器件相邻的载体结构的第一表面到载体结构的第二表面的多个过孔。该方法同时包括将导体穿过一个过孔，使得导体的第一端至少部分地延伸到第二表面下。该方法同时包括将该导体的另一部分与半导体器件的一部分电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于加工半导体器件的技术，尤其涉及用于通过载体结构向半导体器件提供电学连接的技术。
技术介绍
在半导体器件(如BGA器件)的加工和封装中，集成电路器件(如半导体晶圆或芯片)通常被安装在多层印刷电路板的上表面，其中，印刷电路板包括从该印刷电路板的上表面穿通到印刷电路板下表面的电镀过孔(via)。焊料球与印刷电路板下表面的电镀过孔的接触垫电学相连(如采用焊料回流工艺)。导线接合将(1)印刷电路板上表面的电镀过孔的接触垫与(2)集成电路器件的一部分(如集成电路器件上的接触垫)导电性地连接起来。因此，通过印刷电路板上的电镀过孔，集成电路器件的接触垫可与焊料球电连接。不幸地是，这种传统的集成电路器件的加工和封装花费巨大且加工复杂。不仅如此，由于这些复杂的加工和材料组合，电性能经常会受到影响。例如，用于支持集成电路器件的多层印刷电路板趋于昂贵。同样地，焊料球材料和相关的回流工艺也趋于昂贵。因此，需要提供一种半导体/集成电路器件的加工方法，该方法能克服上述的一种或多种缺点。
技术实现思路
根据本专利技术的一个示例实施例，提供了一种半导体器件的加工方法。该方法包括提供一种由载体结构(carrier structure)支持的半导体器件。该载体结构限定从与半导体器件相邻的载体结构的第一表面到载体结构的第二表面的多个过孔。该方法还包括将导体穿过一个过孔，使得导体的第一端至少部分地延伸到第二表面下。该方法还包括将该导体的另一部分与半导体器件的一部分电连接。根据本专利技术的另一示例实施例，提供了一种半导体器件。该半导体器件包括由载体结构支持的集成电路器件。该载体结构限定从与半导体器件相邻的载体结构的第一表面到载体结构的第二表面的多个过孔。半导体器件同时包括多个导体。每个导体延伸穿过一个过孔，使得每个导体的第一端至少部分地延伸到第二表面下，且每个导体的另一部分与半导体器件的一部分电连接。根据本专利技术的又一示例实施例，提供了一种半导体器件的加工方法。该方法包括提供一种由载体结构支持的半导体器件。该载体结构限定从与半导体器件相邻的载体结构的第一表面到载体结构的第二表面的多个过孔。该方法还包括提供了一种模板，在该模板的第一表面中设置有多个沟槽。该方法还包括将导电触点至少部分地放置在沟槽中。该方法还包括在模板上对准半导体器件，使得多个过孔的至少一部分分别与一个导电触点相对准。该方法还包括将导体的第一端导线接合到一个导电触点上，以及将导体的第二端导线接合到半导体器件的一部分上。根据本专利技术的再一示例实施例，提供了一种半导体器件的加工方法。该方法包括提供一种由载体结构支持的半导体器件。该载体结构限定从与半导体器件相邻的载体结构的第一表面到载体结构的第二表面的多个过孔。至少在与载体结构的第二表面相邻的过孔的一部分下提供一导电触点。该方法还包括将导体的第一端导线接合到一个导电触点上，以及将导体的第二端导线接合到半导体器件的一部分上。根据本专利技术的又一示例实施例，提供了一种半导体器件。该半导体器件包括由载体结构支持的集成电路器件。该载体结构限定从与集成电路器件相邻的载体结构的第一表面到载体结构的第二表面的多个过孔。该半导体器件还包括多个位于与载体结构的第二表面相邻位置的多个导电触点。导电触点的每个至少部分分别和多个过孔的对准。该半导体器件同时包括多个导体。每个导体至少部分地延伸穿过一个过孔。每个导体的第一端分别与一个导电触点电连接，且每个导体的第二端与半导体器件的一部分电连接。以下结合附图对本专利技术进行详细的说明，以使本专利技术更易理解。特别指出的是，按常规，图中的各个零件均未按比例制作。相反地，为清晰起见，各零件的尺寸被任意地放大或减小。附图包括下列图附图说明图1是本根据专利技术的一个示例实施例的导线接合半导体器件的侧视图；图2是根据本专利技术的一个示例实施例的封装后的导线接合半导体器件的侧视图；图3A-3E是根据本专利技术的一个示例实施例的用于加工半导体器件的导线接合操作的示意图；图4是根据本专利技术的一个示例实施例的封装后的具有叠置导线接合的导线接合半导体器件的侧视图；图5A-5F是根据本专利技术的一个示例实施例的半导体器件的加工操作的侧视图；图6A-6D是根据本专利技术的一个示例实施例的半导体器件的另一加工操作的侧视图；图7是示意根据本专利技术的一个示例实施例的半导体/集成电路器件的加工方法的流程图；图8是示意根据本专利技术的一个示例实施例的半导体/集成电路器件的另一个加工方法的流程图；以及图9是示意根据本专利技术的一个示例实施例的半导体/集成电路器件的又一个加工方法的流程图。具体实施例方式本文中，术语“半导体器件”和“集成电路器件”意指具有半导体性质的(裸片或封装过的)任意器件，诸如晶圆、芯片、封装后的器件等。另外，这些术语可互换使用。此外，术语“半导体器件”可以指加工过的集成电路器件(如芯片或晶圆是可处理的，其安装在载体或基片上及与电学接触用导线接合等)。本文中，术语“接触垫”意指半导体器件或基片/载体上的用于传送或接收信号(如信号、电源或接地)的任何导电区域，其不限于任何特定的配置。例如，接触垫可以是半导体芯片上的一个导电区域，配置为用于连接导线环的一端。同样，接触垫可以是载体或基片上的导电区域，配置为用于连接接合导线环的另一端。如下通过各个示例实施例所释的，本专利技术提供了高成本效率封装的半导体器件(及高成本效率的半导体器件加工方法)。本专利技术特别适于应用在封装后的半导体器件，该半导体器件利用位于其表面的导电球/球面，从而提供与该封装后的器件(如BGA器件)的电接触；然而，本专利技术并不限于此。根据本专利技术的一个示例实施例，在单个加工中，(1)导电处(如导电球或球面)至少可以部分地形成在载体结构下，(2)导电通路(导线)可以通过位于载体结构中的过孔形成，以及(3)可以在半导体晶圆上配置互连(如导线接合)。此外，根据本专利技术的一个示例实施例，提供了具有用于第二级互连(如不同的尺寸要求)的不同尺寸的球的三维封装互连。图1是半导体器件100的侧视图。半导体器件100包括由载体结构102支持的集成电路器件104(如半导体晶圆)。虽然集成电路器件104被示为与载体结构102直接接触，但不限于此，因为可以在它们之间提供另外的结构。此外，虽然集成电路器件104被示为单个器件，但是多个叠置的器件(如相互叠置的多个晶圆/芯片)可以由载体结构102支持，其中一个或多个叠置的器件根据本专利技术通过载体结构电连接。载体结构102可以以任意多种配置来构建且可以包括任意多种材料。例如，载体结构102可以是印刷电路板、分层基片或陶瓷载体；然而，如下所述，载体结构102较优地以简单且不昂贵的结构制造。例如，载体结构102可以是聚合物/塑料片(如聚苯乙烯、聚亚氨酯或聚酰亚胺片等)。载体结构102限定从(1)集成电路器件104的第一表面延伸到(2)远离集成电路器件104的第二表面的多个孔径102a。孔径102a不一定是任何特定的形状。在图1中，孔径102a被示为楔形，以与导线接合工具(如下所述)相配套，但它们并不限于此配置。从集成电路器件104到载体结构102的下表面提供导电通路(如包括诸如金、铜、铝、钯及其合金等材料的导线)。更具体地，这个导电通路包括导电球106(如固化的无空气球)和由从导电球开始延伸并被接合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工半导体器件的方法，所述方法包括下列步骤：提供由载体结构支持的半导体器件，该载体结构限定从与所述半导体器件相邻的该载体结构的第一表面到该载体结构的第二表面的多个过孔；将导体延伸穿过一个所述过孔，使得该导体的第一端至少部 分地延伸到该第二表面下；以及将该导体的另一部分与该半导体器件的一部分电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-5-12 60/570,704;US 2005-3-9 60/660,4861.一种加工半导体器件的方法，所述方法包括下列步骤提供由载体结构支持的半导体器件，该载体结构限定从与所述半导体器件相邻的该载体结构的第一表面到该载体结构的第二表面的多个过孔；将导体延伸穿过一个所述过孔，使得该导体的第一端至少部分地延伸到该第二表面下；以及将该导体的另一部分与该半导体器件的一部分电连接。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括下面步骤在延伸步骤后，在所述导体的第一端形成无空气球，以及将所述无空气球至少部分地拉动至与所述第二表面相接触。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述拉动步骤包括在该拉动步骤期间对所述无空气球加热。4.如权利要求2所述的方法，其中，所述电连接步骤包括将所述导体的第二端导线接合到所述半导体器件的接触垫上。5.如权利要求2所述的方法，其中，所述拉动步骤包括将与所述无空气球接触的所述载体结构的一部分熔化，使得所述无空气球被固定到所述载体结构上。6.如权利要求2所述的方法，其中，所述拉动步骤包括将所述无空气球与所述载体结构粘合连接。7.如权利要求2所述的方法，其中，所述拉动步骤包括将所述无空气球部至少分地拉动至与所述第二表面相邻的孔径中的一个内，与所述第二表面相邻的该孔径是楔形的，并在所述楔形孔径处将所述无空气球与所述载体结构粘合连接。8.如权利要求4所述的方法，进一步包括下面步骤将另一导体延伸穿过另一所述过孔，使得所述另一导体的第一端至少部分地延伸到所述第二表面下；在所述延伸步骤后，在所述另一导体的所述第一端形成另一无空气球，并将所述另一无空气球至少部分地拉动至与所述第二表面相接触；以及将所述另一导体的第二端导线接合到所述半导体器件的一部分，使得在对所述另一导体的第二端进行导线接合的步骤中形成的导线环至少部分地位于在对所述导体的第二端进行导线接合的步骤中形成的另一导线环之上。9.如权利要求4所述的方法，进一步包括下面步骤在所述电连接步骤后封装所述半导体器件和所述导体。10.如权利要求1所述的方法，其中所述提供步骤包括在所述载体结构上提供多个所述半导体器件，并进一步包括在所述电连接步骤后将所述载体结构分隔成多个半导体器件的步骤。11.一种半导体器件包括由载体结构支持的集成电路器件，所述载体结构定义从与所述集成电路器件相邻的载体结构的第一表面到所述载体结构的第二表面的多个过孔；以及多个导体，每个所述导体延伸穿过一个所述过孔，使得每个导体的第一端至少部分地延伸到所述第二表面下，且每个导体的另一部分与所述集成电路器件的一部分电连接。12.如权利要求11所述的半导体器件，其中，至少所述导体的至少一部分包括形成在所述第一端的固化无空气球，所述固化无空气球至少部分地与所述第二表面相接触。13.如权利要求12所述的半导体器件，其中，所述导体的所述部分的第二端被导线接合到所述集成电路器件的各个接触垫。14.如权利要求13所述的半导体器件，其中，所述导体的至少一个被导线接合到所述集成电路器件的各...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维T贝特松，林智民，
申请(专利权)人：库利克和索夫工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]