芯片引线框架制造技术

通过设置具有端的小片布置于基片表面上以便在小片和基片形成腔并在端和基片之间形成接触部来制造芯片引线框架。将化合物设置到所述表面，从而该化合物进入腔并在上基片表面上形成一层。该层可以向组件提供足够的刚性，其中可以蚀刻基片来制造引线框架。还揭示的是一种装置，它可以包括小片、引线框架和可以在引线框架上形成一层并填充和引线框架之间的腔的连续网络。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
背景本专利技术涉及芯片引线框架。半导体芯片可以包括每个都小于一微米的数百万个晶体管电路以及芯片与外部元件之间的多个连接。现在参考附图说明图1A，称作倒装片的结构便于装配紧凑，减少板上轨迹的尺寸并使具有改进的电和热性能的大量输入输出(I/O)连接更短、更多。该倒装片通常包括具有焊料突出部110的小片101，这些突出部将导电元件和基片114互连。电连接倒装片的一种方法使用受控塌陷(controlled-collapse)芯片连接技术(C4)。首先，将焊料突出部110施用到小片101、基片114或这两者的有效侧上的垫片上。接着，使焊料突出部110熔化并使其流动，确保突出部完全弄湿到小片110或基片114上相应的垫片上。通常将粘着的焊剂施用到待结合的一个或两个表面上。随后将小片101和基片114的承载焊剂的表面设置成彼此接触并对齐。通过将小片101和基片组加热到或高于焊料的熔点来进行回流。芯片和基片组合上的焊料和被熔化的焊料的表面张力使得相应的垫片彼此自对准。随后将结合的组冷却以使焊料固化。焊料互连的最终高度取决于熔化的焊料柱的表面张力和芯片重量之间的平衡。在去焊操作中，从小片101和基片114的组合上除去任何焊剂和焊剂残余。最后，将环氧底层填料(underfill)116施用到小片101的下表面和基片114的上表面之间，围绕并支撑焊料柱。显著地增加了小片基片焊料连接的可靠性和耐疲劳性。底层填料116用来承载芯片和基片之间热膨胀系数(CTE)的差异引起的热负荷的有效部分，而非所有转移通过焊料柱的热负荷。底层填料116还可以使焊料柱彼此电绝缘。对于某些集成电路应用，需要使用尽可能薄的基片或薄膜以使最终芯片的电性能最佳。通常，薄基片或薄膜包括聚合材料，厚度为0.05到0.5mm。薄基片的更短的通路有助于减少基片内的回路电感。这些薄基片是柔性的并很难贴附焊料球或焊针(pin)。在不加固的形式中，它们易受安装和去除操作期间的损坏的影响。一种当前的作法是采用粘合层112将合适材料的刚性块(block)111结合到基片的外围。贴附的刚性块111增强整个组。再参考图1B，刚性块111的支撑杆109可以用来加固个别的元件，诸如通过路由选择引线204贴附到倒装片垫片206的表面网格阵列(land grid array)(LGA)垫片230。还已知使环氧粘合剂上行到小片101的侧部以形成加固小片的环氧嵌条(例如，参见美国专利No.6049124)。附图概述图1A和1B是常规倒装片结构的示意图。图2A，2B，2C，2D，2E，2F和2G是封装小片101和基片105的第一过程。图3A，3B，3C，3D和3E共同是封装小片101和基片105的第二过程的一组剖面图和示意图。图4A，4B，4C和4D是利用半蚀刻的引线框架105封装小片的过程的示意图。图5A，5B和5C是封装小片101的过程的示意图。该过程包括将基片105切成小方格。图6是封装小片101的过程的流程图。图7是路由选择引线和垫片的示意图。图8是球形网格阵列的示意图。 具体实施例方式参考图2A到2G中的实例，将小片101贴附到基片105，随后封装形成组件160(图2G)。参考图2A，首先将小片101相对于基片105定向。小片101可以是承载集成电路的芯片或硅片。基片105可以是诸如铜的导电材料。例如，基片105可以是连续的铜，或其它导电材料的箔。铜箔可以按重量计至少包括约40％、50％、70％、90％或99％的铜。铜的低电阻改善了所制造的倒装片组件的性能。基片可以是至少小于约22、20、18或16nm厚。基片105可以具有用于设置无源部件103的绝缘垫片108，无源部件103诸如降低电源回路电感的去耦电容器。小片101包括用于形成和基片105的互连的焊料突出部110。焊料组合物的实例包括高温突出部(例如，97％的Pb和3％的Sn)、易熔性突出部(63％Pb和37％Sn)、螺栓突出部(100％Au)和导电环氧树脂。突出部可以由上述实例的组合形成，例如，镀有易熔性突出部的高温突出部。突出部110可以在小片的下表面上排列成矩形阵列。例如，突出部可以具有约11密耳(279.4微米)的间距。参考图2B和图6，将小片101置于基片105上(610)，以使突出部110和基片接触。使用热量将焊料突出部110贴附到基片105(620)。在某些实施例中，使用热压结合来以热脉冲局部加热小片101。例如，结合过程可以施用2gf/突出部和230℃的热脉冲，时间为3秒。这种过程就不需要倒装片垫片设置焊料阻挡屏障(solder resist dam)来接收焊料突出部110。在其它实施例中，使用回流炉(furnace)来熔化焊料突出部并将它们结合到基片105。基片可以包括焊料阻挡屏障来容纳每个突出部的回流焊料。见下文，使用插入层300来形成焊料阻挡屏障的描述。在小片贴附之后，小片101的下表面和基片的上表面形成间隙115，它由从焊料突出部110形成的接触部横跨。例如，该间隙可以小于约120、100、80或50微米。参考图2C和2D，基片105置于下铸模120和上铸模130之间(630)。铸模的上部130和/或下部120可以包括任何合适的材料，包括各种金属、塑料、陶瓷和组合物。铸模可以具有足够的刚性，从而在压力下将组合物注入模腔145时能保持其形状。上铸模130可以承载释放薄膜125。该释放薄膜125可以是热阻薄膜，它将小片101的上表面102和上铸模130分开。为了保持上表面102不受环氧树脂污染，释放薄膜125可以用来防止小片101的上表面102出现溢料(flash)。一个实例性的释放薄膜由Apic Yamada Corp.，Japan的Film Assisted MoldingEquipment(Fame)提供。该释放薄膜可以包括基于碳氟化合物的聚合物并具有0.5到5密耳的厚度。铸模可以包括较小的气孔，例如在滑槽(runner)140对面，以允许在由注入的组合物取代时使空气从腔145逸出。参考图2E，将可以形成聚合物的组合物注入到连接模腔145的滑槽140。该组合物可以在压力下递送，例如，在热塑性状态中从辅助室通过滑槽和铸口(gate)进入腔145。在注入后，可以允许组合物设定和形成聚合物网络150，它在小片101和基片105之间的腔之间延伸。设定过程可以包括在固化(curing)条件下保温。通过形成聚合物网络，它使小片101设有底层填料并延伸到没有由小片或其它部件(诸如无源部件103)覆盖的基片的所有区域，组件160被刚性化并被加固，尽管没有刚性支撑部件(诸如刚性框架111)。例如，可以通过合适的铸模(120和130)设计来改变聚合物网络的延伸。因此，在某些实施例中，聚合物网络可以形成不同高度(即，在垂直于基片105的方向上)的层，例如，直到下小片表面、到上小片表面或两者之间的205、40％、50％、60％或80％处。同样地，通过合适的小片设计，还可以改变沿基片105平面的聚合物网络的延伸。因此，在某些实施例中，聚合物网络至少延伸到无源部件103或贴附到基片105的其它部件、到置于同一基片105上的另一个小片101或到基片105的周边。聚合物网络可以(额外地或可供选择地)延伸一距离(平行于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其特征在于，包括：ａ）将具有端子的小片设置于导电基片的上表面上，从而在所述小片和所述基片之间形成腔并在所述端子和所述导电基片之间形成接触部；以及ｂ）将所述导电基片蚀刻来产生导电引线。

【技术特征摘要】
US 2001-6-8 09/878,1231.一种方法，其特征在于，包括；a)将具有端子的小片设置于导电基片的上表面上，从而在所述小片和所述基片之间形成腔并在所述端子和所述导电基片之间形成接触部；以及b)将所述导电基片蚀刻来产生导电引线。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置包括(1)将一化合物施用到所述表面上，从而使所述化合物在所述基片上表面上形成一层，以及(2)设定所述化合物来形成连续的网络。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片包括由所述基片底层支持的半蚀刻，且所述蚀刻包括除去所述基片底层。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置包括设置多个小片，且所述方法还包括切割所述被蚀刻的导电基片。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述化合物填充所述腔。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述化合物施用到所述表面上之前，使用底层填料组合物填充所述腔。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片上表面由绝缘层覆盖，该绝缘层切除出了适于接收所述端子的区域。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述绝缘层和所述小片之间形成间隙，且所述方法还包括在b)之前，将化合物施用到与所述小片相对的所述绝缘层的表面上；用所述化合物填充所述间隙；以及设定所述化合物来形成连续的聚合物网络。9.一种方法，其特征在于，包括a)使化合物进入基片和连接到所述基片的小片之间的间隙并在所述基片的上表面上形成一层；以及b)设定所述化合物来产生在所述间隙内延伸的连续的、刚性的网络并形成环绕所述小片周边的一层。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述层至少延伸到和所述基片相对的所述小片的表面。11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述层沿所述基片的平面延伸一距离，该距离至少是从所述小片的下表面到所述小片的上表面的距离。12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述层延伸到所述基片的周边。13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述施用包括(1)使用铸模包围所述小片和所述上基片表面来形成模腔；以及(2)将所述化合物注入所述模腔。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述铸模的表面包括薄膜。15.如权利要求13所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：市川金也，熊本高志，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]