用于陶瓷MCM C4保护的新颖的可再加工的底部填充制造技术

技术编号:3234304 阅读:207 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了包含电子器件的芯片,例如多芯片陶瓷模块(MCM)(10),所述多芯片陶瓷模块(10)包括在基底15上的多个芯片(1 Ia-I Ii),使用可再加工的组合物(16)来底部填充芯片,所述可再加工的组合物(16)允许从装置去除或替换一个或多个芯片。所述可再加工的组合物包含基础树脂与直链可固化成分或优选的直链可固化成分的组合,所述基础树脂是非交联性的并形成基体,所述可固化成分是交联性的并在固化时在所述基础树脂基体中形成交联的域。使用适宜的交联催化剂例如Pt,和可选的填充物优选硅烷表面处理的硅。优选的基础树脂是直链聚二甲基硅氧烷并且优选的可固化成分是乙烯基封端的直链聚二甲基硅氧烷和氢封端的直链聚二甲基硅氧烷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含电子器件的芯片,并且特别地涉及多芯片陶瓷模块 (MCM),所述MCM包含通过焊料凸起电连接到基底的多个芯片,使 用可再加工的组合物来底部填充芯片,该可再加工的组合物允许从模块去 除或替换一个或多个芯片。
技术介绍
例如多芯片陶瓷模块(MCM)的电子部件是用于许多高端计算机服 务器和主框架的关键部件。MCM特别重要,因为它们包含在基底上的许 多芯片。然而,如果芯片之一由于电问题而有缺陷,则必须替换它。在没 有能力替换芯片的情况下,通常称为芯片的在加工,MCM的成本变得可 以抑制。可控坍塌芯片连接是国际商业机器公司(IBM)所开发的作为布线接 合的替代物的互连技术。该技术通常称为C4技术或倒装芯片封装。广泛 而言,将一个或多个集成电路芯片安装在单或多层基底之上,并且每个芯 片上的衬垫通过例如焊料凸起的多个电连接而电连接到基底上对应的衬 垫。可以通过焊料凸起阵列例如10x10阵列将集成电路芯片装配在基底上。 然后,典型地通过插头(phi)连接器将芯片凸起的基底电连接到另一电子 装置例如电路板,在电子装置例如计算机中使用整个封装。在美国专利No.5,191,404中描述了倒装芯片封装,通过引用将其结合 于此。 一般地,倒装芯片接合是许多应用所需要的,因为将芯片接合到基 底所需要的足印(footprint)或面积等于芯片自身的面积。倒装芯片接合 还开发了相对小的焊料凸起,其典型地测量约lmil至1.5mil的高度和约2至4mil宽度以将芯片上的衬垫接合到基底上对应的衬垫。通过在升高的温 度下回流以同时形成电和机械互连。C4接合方法是自对准的,因为焊料的 湿润作用将芯片的凸起图形对准对应的基底衬垫。该作用补偿了在芯片设 置期间可以发生的达到几个mil的芯片到衬底的未对准。在接合的倒装芯片封装中,由每个表面上的衬垫的厚度和村垫之间的 焊料凸起连接而产生的在集成电路芯片的包含衬垫的表面与接合的基底的 包含衬垫的表面之间的开口或空间是必须的。该开口空间不能被容忍,因 为对焊料凸起连接的任何干扰都将不利地影响封装的性能。例如,来自于 腐蚀性环境或来自用于增加从芯片的热传导的热糊的注入的湿气、移动离 子、酸或碱种(species)、以及归因于焊料凸起电连接的可能的损坏的芯 片的机械完整性都是严重的问题。为了解决这些问题,典型地使用各种类 型的材料例如液体完全封装接合的集成电路芯片和基底的焊料凸起,并且 围绕芯片边缘使用这样的密封剂以密封接合的开口 。倒装芯片接合在电子制造中提供了许多优点,最重要的一个是能够去 除或替换芯片而不毁坏基底和相邻的芯片。通过加热和从基底提升芯片来 去除芯片并且典型地使用新芯片来替换被称为再加工,并且可以进行多次 上述过程而不会劣化再加工的电子组件的质量或可靠性。然而,倒装芯片封装的密封存在再加工和其他问题。倒装芯片封装必 须是可靠的,并且必须最小化密封剂、芯片、基底和/或焊料凸起之间的热 机械失配以避免封装特别是焊接互连的应力和损坏。密封还必须能够#> 热并被软化,或者优选地在用于剥离(再加工)工序的例如二甲苯的溶剂 中是可溶解的。密封接合到基底表面的单芯片之间的空间的常规底部填充方法典型地 将底部填充材料施加到将被底部填充的芯片的周边。毛细作用将底部填充填充空间。历史上,存在两种MCM密封来保护芯片不受损害,即,气密 (hermetic )密封和非气密密封以防止湿气渗入和移动离子进入到芯片连接。根据金属等温内扩散机制形成大多数气密密封例如c环密封。非气密密封还被称为无气密性可靠性(RWOH),使用基于聚合物的复合材料以 形成非气密密封带。与气密密封相比,非气密密封对湿气进入和移动离子 渗入提供了较少的保护。因此,非气密密封的MCM在实际应用期间当暴 露到温度和潮湿环境中时示出了各种水平的C4侵蚀。然而,在不考虑典型密封的情况下,必须底部填充芯片,并且理想的 可再加工的底部填充(RUF)应该具有几个关键特性例如可再加工、低才莫 数、热稳定性,不干扰周围材料例如热糊、与用于密封MCM的密封带或 C-环是兼容的,并是环境安全的。而且,RUF应该在中性溶液中是可再加 工的,以防止对C4互连的任何化学攻击;具有引入热机械应力的低深热 循环;在125X:下1000小时是热和化学稳定的;以及提供足够的保护来防止湿气、C02侵入和羧酸渗入。
技术实现思路
牢记现有技术的问题和缺陷,因而,本专利技术的目的是提供一种可再加 工的底部填充和/或坝(dam )(周边密封)组合物用于保护MCM C4/焊 料互连不被侵蚀并用于制造包含例如MCM的部件的芯片。本专利技术的另 一 目的是提供一种用于使用可再加工的底部填充和/或坝 组合物来底部填充芯片和/或在例如MCM的电子部件上形成坝(周围密 封)的方法。通过说明,本专利技术的又一目的和优点将部分地明显或显而易见。在本专利技术中可以实现将对本领域的技术人员显而易见的上述和其他目的,本专利技术涉及用于例如陶瓷MCM的C4连接保护的可再加工的底部填充和/或坝组合物,其包括包含非反应基团的非交联性或低交联性基础树脂,例如聚二甲基硅氧坑;直链交联性成分优选具有反应端基团的直链或支链的反应硅氧烷,例如乙烯基封端的聚二曱基硅氧烷和/或氢封端的聚二甲基硅氧烷;用于例如乙烯基封端的聚二甲M氧烷和/或氢封端的聚二甲基硅氧烷的反应硅氧烷的催化剂,所述催化剂优选环乙烯基硅氧烷中的Pt;以及可选的填充物,例如硅烷处理的填充物优选硅石。上述硅树脂系统是优选的可施加的材料系统。下面进一 步描述其他系 统,但是为了便利和其论证的有效性,下面的描述将涉及硅树脂系统。本专利技术的另 一方面提供了 一种底部填充和/或形成用于陶瓷MCM和其 具有C4焊料连接的电子部件的坝的方法,包括以下步骤提供例如具有C4焊料连接的陶瓷MCM的基底;使用可再加工的底部填充组合物来底部填充所述接合的芯片和/或在 所述芯片周围形成坝,所述可再加工的底部填充組合物包括包含非反应基团的非交联性或低交联性基础树脂,例如聚二甲基硅氧烷;直链交联性成分优选具有反应端基团的直链或支链的反应硅氧 烷,例如乙烯基封端的聚二甲^氧烷和/或氢封端的聚二曱M氧烷;用于例如乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷和/或氢封端的聚二曱基 硅氧烷的反应硅氧烷的催化剂,所述催化剂优选环乙烯基珪氧烷中的Pt;以 及可选的填充物,例如硅烷处理的填充物优选珪石; 固化所述底部填充和/或筑坝的MCM;以及如果需要,这样再加工所迷底部填充的电子部件去除所述底部填充 组合物和/或坝组合物,将所迷芯片从MCM分离,并通过将芯片结合到所芯片。附图说明所附权利要求具体阐述了净皮i人为新颖的本专利技术的特征和本专利技术的部件 特性。附图仅仅用于示例的目的而未按比例绘制。然而,可以参考详细的 描述并结合附图来最好地理解关于组织和操作方法的本专利技术本身,其中图1是MCM电子部件的平面图;8图2是图1的MCM的局部视图,其包括集成电路芯片,该集成芯片 包含衬垫和焊料凸起,该芯片将被电连接到互连基底上的对应衬垫;以及图3是在将芯片接合到基底上之后沿着图2的线3-3取得的截面视图, 示出了使用底部填充和坝组合物密封芯片和基底电互连。具体实施方式在描述本专利技术的优选实施例时,在此参考附图的图1-3,其中相似的本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于C4连接保护的可再加工的底部填充和坝组合物(16)包括: 包含非反应基团的非交联性和低交联性基础树脂中的至少一种; 至少一种直链交联性成分; 用于所述交联性成分的催化剂;以及 可选的填充物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:JT科芬SP奥斯特兰德FL蓬佩奥吴佳俐
申请(专利权)人:国际商业机器公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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