晶片水平壕沟结构制造技术

一种晶片水平ＣＳＰ（２００）包括至少一个来自晶片的单元片（２０２）。该晶片水平ＣＳＰ具有多个焊接球焊垫（２０６），在每个焊接球焊垫上有一个焊接球（３０８），并且每个焊接球被一个聚合物挡圈（３１０）包围。在制造该晶片水平ＣＳＰ期间，在位于晶片上的聚合物层（４１２）的表面上形成一个壕沟（２０４）。来自聚合物挡圈的暂时液化的残余物（５０２）从聚合物挡圈流出，这是在将晶片加热到焊接球的回流温度时发生的。该壕沟起材料流动屏障的作用，限制残余物在液化状态下扩散的距离。来自聚合物挡圈的残余物被壕沟限定在一个区域（３１４）内。全深壕沟完全穿过聚合物层。选择地，部分深度的壕沟（７１２和９１２）部分地穿过聚合物层。应当理解，根据３７Ｃ．Ｅ．Ｒ及１．７２（ｂ）节，摘要并不代表或限制权利要求的范围或意义。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及晶片水平的芯片级封装，更特别地，涉及在半导体晶片内形成类似壕沟的结构，以限制液体在凝固之前的流动。
技术介绍
晶片水平芯片级封装(CSP)是用于使用晶片水平处理技术的集成电路或倒装晶片的尺寸的集成电路的封装。与倒装晶片不同，晶片水平CSP在单元片的有源侧上具有一个或多个钝化层。每个钝化层典型地包括一层可光成像的聚合物膜。晶片水平CSP比标准球栅阵列(BGA)更小，通常利用再分配层(RDL)的金属迹线将焊接球焊垫布线成标准节距(pitch)，并且在再布线后的焊垫上使用CSP尺寸的焊接球。晶片水平CSP使用标准表面安装技术组装处理，其也用于BGA，不需要底层填充。众所周知，在焊接球或焊接块周围使用聚合物挡圈，以支持晶片水平CSP中的焊接球。当半导体晶片或晶片被加热到焊接球的回流温度时，一些在室温下非常粘的聚合物挡圈材料的粘性大大降低，或者液化。有时，液化的聚合物挡圈材料会不利地从焊接球流到比可接受的更远的位置；偶尔会与相邻的焊接球焊垫的聚合物挡圈材料融合。另外，焊接球会不利地趋向于漂浮在液化的聚合物挡圈材料上。有时，焊接球会漂流到相邻的焊接球焊垫，从而导致短路。有时，较大的聚合物挡圈是有用的，但是不能在现有技术的晶片水平CSP中实现，因为聚合物挡圈越大，会不利地使更多的液化聚合物挡圈材料从聚合物挡圈流出，从而产生不良现象。2002年8月20日授予Sugizaki的美国专利No.6,437,434，题目为“半导体器件及半导体器件安装互连板”(SEMICONDUCTORDEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE MOUNTINGINTERCONNECTION BOARD)公开了一种互连板，其在围绕BGA焊垫的硅中腐蚀了一个壕沟，以减轻BGA焊垫的压力。该壕沟有目的地用弹性体预装填。然而，Sugizaki没有公开在可光成像的聚合物膜内形成的壕沟，也没有公开在集成电路上形成的壕沟，同时也没有公开任何用于停止聚合物挡圈材料扩散的方法。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种晶片水平CSP，其克服了现有技术的缺点，更特别地，提供一种晶片水平CSP，其不允许来自聚合物挡圈的残余材料从每个焊接球流出超过预定的距离。本专利技术的另一个目的是提供一个较大的聚合物挡圈，其没有使更多聚合物挡圈材料从焊接球流出超过预定距离的有害效应。本专利技术的另一个目的是减少焊接球在液化的聚合物挡圈残余材料上能够漂流的距离。本专利技术的再一个目的是提供一种晶片水平CSP，其具有更美观的外形。通过本专利技术的说明，本专利技术的这些和其它的目的对于本领域技术人员而言是显而易见的。简而言之，根据本专利技术的优选实施例，本专利技术涉及一种方法，其在液态聚合物材料固化成固体之前，利用钝化聚合物层内的全深或部分深度的壕沟限制或容纳随后施加的液态聚合物材料，从而实现结构或美观的目的。优选地，本专利技术的一个方面涉及一种集成电路的芯片级封装，其包括至少一个焊接球焊垫和围绕每个焊接球焊垫的壕沟。本专利技术的另一方面涉及一种用于芯片级封装的晶片，其具有至少一个焊接球焊垫。该晶片包括位于每个焊接球焊垫处的焊接球，围绕该焊接球的聚合物挡圈和围绕每个焊接球焊垫的壕沟。本专利技术更进一步的方面涉及一种制造晶片水平芯片级封装的方法，其包括如下步骤(a)提供一个晶片，(b)在晶片上设置一个钝化层；(c)在钝化层内为焊接球形成一个中心特征结构(central feature)；和(d)在钝化层内形成一个围绕该中心特征结构的壕沟。由下面的详细说明和附图，本专利技术的其它方面、特征和优点对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。然而，应当理解，详细说明和特殊实例虽然代表了本专利技术的优选实施例，并只是作为例证，在不背离本专利技术的前提下可以自然地进行各种修改。附图说明下面将参考附图对本专利技术进行更详细而清晰的说明，其中图1是现有技术晶片水平CSP的简化顶视图；图2是根据本专利技术的优选实施例构建的晶片水平CSP的简化顶视图，显示了围绕每个焊接球焊垫的壕沟；图3是用于形成图2所示晶片水平CSP的一个晶片的区域A的简化放大顶视图，显示了在加热晶片之前，具有聚合物挡圈、被全深壕沟包围的焊接球；图4是通过图3中切割线4-4的剖面图；图5是用于形成图2所示晶片水平CSP的一个晶片的区域A的简化放大顶视图，显示了在加热晶片之后，具有聚合物挡圈、被全深壕沟包围的焊接球；图6是通过图5中切割线6-6的剖面图；图7是用于形成图2所示晶片水平CSP的一个晶片的区域B的简化顶视图，显示了由多个线形成的部分深度壕沟的第一实施例；图8是通过图7中切割线8-8的剖面图；图9是用于形成图2所示晶片水平CSP的一个晶片的区域C的简化顶视图，显示了由多种圆形成的部分深度壕沟的第二实施例；图10是通过图9中切割线10-10的剖面图；图11是现有技术晶片的一部分的光学显微图像，显示了在加热晶片之后的焊接球和聚合物挡圈； 图12是根据本专利技术的晶片一部分的光学显微图像，显示了在加热晶片之后的焊接球和聚合物挡圈；图13是根据本专利技术的晶片一部分的光学显微图像，显示了围绕每个焊接球焊垫的由多个线形成的部分深度的壕沟；图14是根据本专利技术的晶片一部分的光学显微图像，显示了围绕每个焊接球焊垫的由多种圆形成的部分深度的壕沟；图15是根据本专利技术的晶片一部分的显微图像，其具有围绕每个焊接球焊垫的由多个线形成的部分深度的壕沟，显示了加热晶片之后的焊接球和聚合物支持挡圈；图16是图15所示部分深度壕沟的截面的显微图像；图17是根据本专利技术的晶片横截面的显微图像，其具有由多种圆形成的部分深度的壕沟；和图18是根据本专利技术的晶片一部分的光学显微图像，其显示了围绕焊接球焊垫的全深壕沟，并且其中全深壕沟被金属迹线截断。为了说明的简单与清晰，附图只图解了结构的一般形式，并省略了对众所周知的结构和技术的说明和详细描述，以避免不必要地干扰本专利技术。此外，附图中的元件不必按比例绘制。具体实施例方式应当理解，下面说明的实施例只是本创新技术众多有利应用的实例。总体上，本专利申请说明书中的叙述并不对本专利技术所要求的各种权利造成限制。一些叙述可能应用到某些专利技术结构，但不应用到其它的结构。一般地，除非特别指明，否则单个元件可以变成多个，并且反之亦然，且不失一般性，例如“一个单元片”，“两个单元片”。如果存在的话，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等只是用于区分相似的元件，而不必用于说明顺序或时间次序。如果存在的话，说明书和权利要求中的术语上面、前面、侧面等等只是出于描述的目的，而不必用于说明相对位置。全部的测量都是近似的，例如，“30微米”的意思是“30微米左右(更大或更小)”。图1是现有技术晶片水平CSP 100的简化顶视图，其包括一个现有技术的集成电路或单元片102和多个焊接球焊垫106。图2是根据本专利技术的优选实施例构建的晶片水平CSP 200的简化顶视图，其包括单个集成电路或单元片202，该单个集成电路或单元片在每个焊接球焊垫206的周围有壕沟204。单元片202是一个较大半导体晶片或“晶片”(未显示)中多个单元片的其中一个。典型地，每个晶片有200-700个单元片。晶片水平CSP设计在转让给本专利技术受让人的于2001年9月11日授予Elenius等的美国专利No.6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路的芯片级封装，包括（ａ）至少一个焊接球焊垫；和（ｂ）围绕每个焊接球焊垫的壕沟。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-26 10/672,1651.一种集成电路的芯片级封装，包括(a)至少一个焊接球焊垫；和(b)围绕每个焊接球焊垫的壕沟。2.根据权利要求1的芯片级封装，其中在集成电路上布置至少一个钝化层，并且在至少一个钝化层中形成壕沟。3.根据权利要求2的芯片级封装，其中该至少一个钝化层包括一个可光成像的聚合物膜。4.根据权利要求2的芯片级封装，其中该至少一个钝化层具有一个厚度，且该壕沟是一个全深壕沟，其厚度基本上等于该至少一个钝化层的厚度。5.根据权利要求4的芯片级封装，其中该至少一个钝化层包括一个可光成像的聚合物膜。6.根据权利要求2的芯片级封装，其中该至少一个钝化层具有一个厚度，且该壕沟是一个部分深度的壕沟，其厚度大约是该至少一个钝化层的厚度的1-99％。7.根据权利要求6的芯片级封装，其中该至少一个钝化层包括一个可光成像的聚合物膜。8.根据权利要求1的芯片级封装，其中在该集成电路上布置一个第一钝化层，并在该第一钝化层上布置一个具有一定厚度的第二钝化层，并且在该第二钝化层中形成壕沟。9.根据权利要求8的芯片级封装，其中该壕沟是一个全深壕沟，壕沟深度基本上等于第二钝化层的厚度。10.根据权利要求9的芯片级封装，其中至...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔E约翰森，彼得埃勒纽斯，金德勋，
申请(专利权)人：倒装晶片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]