用于在衬底上堆积材料的模板和方法技术

一种用于在要容纳集成电路管芯的衬底上堆积底部填充材料胚的模板和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及集成电路器件的封装，并且尤其涉及用于在要容纳集成电路管芯的衬底上堆积(deposit)一定量的底部填充材料的模板和方法。
技术介绍
为了封装集成电路(IC)芯片或者管芯(例如处理器件或存储器件)，该IC管芯一般被安装在衬底上，所述衬底经常是指“封装衬底”。封装衬底包括与IC芯片的引线以及电路电气耦合的多个引线，来路由前往和来自管芯的信号。对于倒装芯片(例如，采用可控坍塌芯片连接(或“C4”)(Controlled Collapse Chip Connect)装配技术)，在IC管芯上的结合盘(bondpad)阵列通过连接元件(例如，焊球、焊接柱等)阵列被耦合到封装衬底上对应的引线或“焊盘(land)”阵列。可替换地，使用引线结合(wirebonding)或者另一种合适的方法，IC芯片的结合盘可以被连接到封装衬底上的引线。由封装衬底提供的电路将IC芯片的引线排布到封装衬底上能够与下一层面的部件(例如，母板、计算机系统、电路板、另外的IC器件等)建立电气连接的各个位置。例如，所述衬底电路可以将所有信号线排布到封装衬底下表面上形成的球栅阵列(或者可替换地，引脚栅阵列)。然后，所述球栅或者引脚栅阵列将封装的IC管芯电气耦合到下一层面的部件，所述部件包括配对的端子(例如，焊盘、引脚插座等)阵列。可替换地，所述电路可以将信号线排布到接近封装衬底周边的地方，其中引线结合可以被使用来将封装的IC芯片耦合到下一层面的部件上。IC管芯一般使用环氧树脂或者其他合适的粘合剂来附着到封装衬底上。该环氧树脂形成“底部填充”层，所述“底部填充”层不但将管芯附着到封装衬底上，而且为管芯以及在IC管芯结合盘与衬底的引线之间的电气连接(例如，焊料元件)提供机械支撑。为了使得所述底部填充层中的孔隙(void)减到最少，粘合剂(或者“底部填充材料”)一般以团(glob)或堆(mound)的形式堆积在封装衬底上，其中所述团被分配到封装衬底上管芯将被附着的位置。当将管芯向封装衬底挤压时，底部填充材料向外朝管芯的周边流动，使得底部填充材料在管芯的整个下表面(或者其基本部分)的下面形成基本上没有孔隙的并且厚度均匀的层。使用底部填充材料将IC芯片附着到封装衬底的实施例在图1A至1C中示出。参照图1A，封装衬底110包括多个引线或焊盘115，所述焊盘115以阵列的形式排列。注口105或其他分配器(例如，注射器、滴管等)已在封装衬底110的上表面上分配了一团底部填充材料132(例如，环氧树脂)。如图1B中所示，IC管芯120已被放置在衬底110的上方。所述IC管芯120包括多个连接元件125，其中每个连接元件125(例如，焊球、焊柱等)与1C管芯120上的结合盘(图中未示出)相连接。IC管芯120上的连接元件125以阵列方式来排列，所述阵列对应于衬底110上的焊盘115的排列。现在参照图1C，IC管芯120已与封装衬底110接合以形成IC封装100。管芯120已被挤压在衬底110上，并且底部填充材料132已被迫从管芯120的内部向外流向其周边来形成底部填充层130。通过将底部填充材料132放置在衬底的中心附近(或者焊盘115阵列的中心附近)，并且在将管芯120向衬底110挤压的力的作用下强迫所述材料向外流动，底部填充层130中的孔隙被减到最少，并且形成基本上均匀的底部填充层130。然后，可以进行焊料回流来将每个连接元件125电气连接到它在封装衬底110上的配对引线115，并且，如果需要，可以进行底部填充层130的任何后固化(post-curing)。如以上提到的那样，底部填充层130将管芯120附着到封装衬底110上，并且还为衬底到管芯的电气连接(例如，引线115、连接元件125以及管芯结合盘)提供机械支撑。时间-压力型分配系统(例如图1A中所示的注口105)就在正确的地方并且以希望的形状(即，具有比最终的底部填充层的厚度更大的高度，使得所述底部填充材料在管芯朝衬底的挤压作用下向外流动)堆积底部填充材料而论，已证明是胜任的。但是，这些时间-压力分配器相对较慢，并且它们的使用会对生产线的速度产生负面影响。 附图说明图1A至1C为示意图，示出了在衬底和IC器件之间分配底部填充材料的常规方法；图2A至2C为示意图，示出了使用本文所公开的模板在衬底上堆积底部填充材料的方法的实施方案。图3A是用于在衬底上堆积一定量材料的模板的一个实施方案的透视图。图3B是图3A中所示出的模板的俯视图。图3C是图3A中所示出的模板的侧视图。图3D是使用图3A-3C的模板可以产生的阶梯状胚的透视图。图3E-3H的中的每个示出图3A-3C的模板的可替换实施方案。图4A-4D为示意图，示出了使用所公开的模板在衬底上堆积阶梯状底部填充材料胚的方法的实施方案。图5是示出使用所公开的模板在衬底上堆积底部填充材料胚的方法的实施方案的框图。图6A是保持有多个衬底的载体的俯视图。图6B是具有多个孔口的模板的实施方案的俯视图，所述模板被放置在图6A的载体上。图6C是三维的模板以及图6A和6B的载体各自的侧视图。具体实施例方式图2A-2C中所示出的是用已堆积在封装衬底上的底部填充材料将IC管芯附着到封装衬底的实施方案，所述底部填充材料是使用本文所公开的模板来堆积的。所公开的模板实施方案提供了用于在衬底上堆积一定量的底部填充材料的有效机制，其中，所堆积的材料的形状由所述模板的设计来确定。模板以及在衬底上堆积材料的方法的实施方案在此是在将IC管芯附着到封装衬底(例如，使用C4装配技术，从管芯到封装衬底的倒装芯片附着)的情况下描述的。但是，应该理解，所公开的实施方案在应用方面不受这样的限制，并且所公开的模板和方法还可以在任何应用中得到使用，其中需要将一定量的材料以希望的形状来分配(例如，将封装的IC器件附着到下一层面的部件(例如电路板))。参照图2A，衬底110(例如，封装衬底)包括多个引线或焊盘115，所述焊盘115以阵列的方式来排列。已经使用模板将一定量的底部填充材料232堆积在衬底110上，这将在下面详细描述。所述底部填充材料232已被堆积成金字塔或“阶梯”形状，并且材料的所述阶梯状块或“胚”具有比它的周边高度更高的中心高度，并且所述中心高度比在衬底和管芯之间的底部填充材料的最终的、已挤压的层的高度要高。因此，当所述底部填充材料232的阶梯状胚在管芯和衬底之间被挤压时，底部填充材料232将在所述管芯的下面向外流动来形成基本上没有孔隙的底部填充层。如图2B中所示，IC管芯120已被放置在衬底110的上方。所述IC管芯120包括多个连接元件125，其中每个连接元件125(例如，焊球、焊柱等)与管芯120上对应的结合盘(图中未示出)连接。连接元件125以阵列方式来排列，所述阵列对应于衬底110上的焊盘115的排列。在一个实施方案中，管芯120包括要使用C4装配技术来附着到衬底110的倒装芯片管芯。参见图2C，所述IC管芯120已与衬底110接合来形成封装的IC器件200。管芯120已被挤压在衬底110上，并且底部填充材料232已被迫从管芯120的内部向外流向其周边来形成底部填充层230。底部填充层230将管芯120附着到衬底110上并且还为衬底到管芯的电气连接(例如，引线115本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：　　　　具有上表面和相反的下表面的板；　　　　延伸通过所述板的孔口；以及　　　　被设置在接近所述孔口的周边并且从所述板的上表面向上延伸的凸起特征；　　　　其中，被堆积在所述孔口中的材料在形状上基本上与所述孔口和所述凸起特征相符。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-5-14 10/438,5261.一种装置，包括具有上表面和相反的下表面的板；延伸通过所述板的孔口；以及被设置在接近所述孔口的周边并且从所述板的上表面向上延伸的凸起特征；其中，被堆积在所述孔口中的材料在形状上基本上与所述孔口和所述凸起特征相符。2.如权利要求1的装置，其中所述凸起特征包括多个阶梯。3.如权利要求1的装置，还包括被设置在接近所述孔口的周边并且从所述板的上表面向上延伸的第二凸起特征。4.如权利要求1的装置，其中所述孔口的形状基本上是矩形。5.如权利要求1的装置，其中所述孔口的形状基本上是正方形。6.如权利要求1的装置，其中所述板包括金属或者塑料材料。7.一种装置，包括具有上表面和相反的下表面的板；延伸通过所述板的孔口；被设置在接近所述孔口的周边并且从所述板的上表面向上延伸的第一凸起特征；以及被设置在接近所述孔口的周边并且从所述板的上表面向上延伸的第二凸起特征；其中，被堆积在所述孔口中的材料形成具有基本上对应于所述孔口以及所述第一和第二凸起特征的形状的胚。8.如权利要求7的装置，其中所述胚包括阶梯状胚。9.如权利要求7的装置，其中所述第一和第二凸起特征的每一个包括多个阶梯。10.如权利要求7的装置，其中所述板包括金属。11.如权利要求10的装置，其中所述板包括铜材料，铜合金材料，以及不锈钢材料中的至少一种。12.如权利要求7的装置，其中所述板，所述第一凸起特征，以及所述第二凸起特征包括单个部件。13.如权利要求7的装置，其中所述板包括模制塑料。14.如权利要求7的装置，其中所述装置是通过蚀刻方法或者电形成方法形成的。15.如权利要求7的装置，其中所述孔口在形状上是矩形。16.如权利要求7的装置，其中所述孔口在形状上是正方形。17.如权利要求7的装置，还包括延伸通过所述板的第二孔口；被设置在接近所述第二孔口的周边并且从所述板的上表面向上延伸的第三凸起特征；以及被设置在接近所述第二孔口的周边并且从所述板的上表面向上延伸的第四凸起特征；其中，被堆积在所述第二孔口中的材料形成具有基本上对应于所述第二孔口以及所述第三和第四凸起特征的形状的胚。18.如权利要求17的装置，其中由所述第二孔口形成的所述胚的所述形状基本上与由所述孔口形成的所述胚的所述形状相同。19.如权利要求17的装置，其中所述第一和第二凸起特征中的一个，以及所述第三和第四凸起特征中的一个，包括被放置在所述第二孔口和所述孔口之间的一个凸起特征。20.一种方法，包括在衬底上放置模板，所述模板包括延伸通过其中的孔口，以及被设置在接近所述孔口并且从所述模板的上表面向上延伸的凸起特征；在所述模板的上表面上施加一定量的材料；以及采用一种装置，通过在所述孔口和所述凸起...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里沃森，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]