可变形半导体装置连接制造方法及图纸

公开了一种半导体装置，所述半导体装置可以包括第一板状元件，所述第一板状元件具有带有第一连接焊盘的第一基本上平面的连接表面；以及第二板状元件，所述第二板状元件具有带有对应于所述第一连接焊盘的第二连接焊盘的第二基本上平面的连接表面。该装置还可以包括电和物理耦接所述第一和第二板状元件并且布置于所述第一和第二连接焊盘之间的连接件。该连接件可以包括布置于第一连接焊盘上并且朝向第二连接焊盘延伸的变形细长元件，以及与第二连接焊盘和细长元件接触的焊料。连接焊盘和细长元件接触的焊料。连接焊盘和细长元件接触的焊料。

【技术实现步骤摘要】
可变形半导体装置连接


[0001]本文所述的实施例总体涉及微电子装置中的电互连。选择的示例包括具有处于连接阵列中的连接元件的半导体装置，该连接阵列具有特定的组装前和组装后形状以及材料选择，以改善制造良率。进一步选择的示例包括具有细长和/或柱形凸块的半导体装置，细长和/或柱形凸块可以发挥作用以增大组装窗口，从而为半导体管芯和衬底提供更高的容差。

技术介绍

[0002]微电子装置可以包括球栅阵列或其他类型的焊料阵列，其用于将管芯连接到衬底，例如电源板或其他衬底。例如，可以使用热压接合来制作连接。用以减小焊盘的尺寸并提高焊盘的密度的压力使焊盘变成越来越小的凸块。管芯和衬底没有均匀性(例如，平面度)可能造成这样的状况，其中，凸块在热压接合工艺中扩展过多，导致凸块之间横向接触并且导致一个连接与另一个短路。也可能发生相反的问题，其中，在凸块之间不会形成竖直接触，从而在电路中留下开路。
附图说明
[0003]图1是根据一个或多个实施例的均具有连接阵列的第一和第二板状元件的透视图。
[0004]图2是根据一个或多个实施例的连接表面的焊盘上的焊料凸块的透视图。
[0005]图3是根据一个或多个实施例的两个焊料连接的并排比较，示出了连接表面的焊盘上的接触区域、膨胀量和连接之间的净空。
[0006]图4A是根据一个或多个实施例的其中焊料凸块刚好接触细长元件上的相对的焊料帽盖的连接件的截面图。
[0007]图4B是根据一个或多个实施例的其中焊料凸块已经围住相对的细长元件的连接件的截面图。/>[0008]图4C是根据一个或多个实施例的其中细长元件完全从第一连接表面上的焊盘延伸到第二连接表面上的焊盘并且焊料围住细长元件的连接件的截面图。
[0009]图5A是恰好接触的两个焊料凸块的截面图。
[0010]图5B是已经融合成沙漏形的两个焊料凸块的截面图。
[0011]图5C是已经融合成膨胀形的两个焊料凸块的截面图。
[0012]图6A是根据一个或多个实施例的可变形细长元件的透视图。
[0013]图6B是根据一个或多个实施例的包括柱部分和焊料帽盖的另一可变形细长元件的透视图。
[0014]图7是绘示根据一个或多个实施例的制造电子连接的方法的图示。
[0015]图8是绘示根据一个或多个实施例的具有带电子连接的电子装置的系统的系统图。
具体实施方式
[0016]以下描述和附图充分例示了使本领域的技术人员能够实践它们的具体实施例。其他实施例可以并入结构、逻辑、电气、工艺和其他方面的改变。一些实施例的部分和特征可以被包括在其他实施例的部分或特征中或被其替代。权利要求中阐述的实施例涵盖那些权利要求的所有可用等同物。
[0017]在一个或多个实施例中，本申请涉及一种具有处于连接阵列中的凸块的电子连接，该连接阵列具有特定的组装前和/或组装后形状以及材料选择，以改善制造良率。进一步选择的示例包括具有细长和/或柱形凸块的半导体装置，细长和/或柱形凸块可以发挥作用以增大组装窗口，从而为半导体管芯和衬底提供更高的容差。亦即，连接的一侧(例如，管芯侧或衬底侧)可以包括细长和/或柱形凸块来替代半球形凸块。细长和/或柱形凸块可以允许管芯和衬底之间有更宽的距离，从而由于提供的高度而产生连接。此外，细长和/或柱形凸块可以适应于在特定环境中变形，以适应组装窗口的低间隙端部。这样一来，细长或柱形凸块可以在大间隙条件下辅助接触相对的表面，同时仍然适应低间隙条件。通过提供更大的组装窗口并提高集成电路产品的良率，这种设计可能是有利的。
[0018]图1包括准备好进行组装的半导体装置100的透视图。半导体装置可以被配置为用于执行计算机处理。例如，半导体装置可以包括计算机管芯或管芯封装和电路板。在任何情况下并且如图1中所示，半导体装置可以包括第一和第二板状元件102/104，所述第一和第二板状元件通过对应的连接元件106/108的阵列而彼此连接。在图1中，第一和第二板状元件102/104准备好进行组装，并且示出了连接元件106/108之间的对应。
[0019]继续参考图1并且如前所述，第一板状元件102可以是管芯。管芯可以包括使用例如光刻工艺制造的硅管芯。管芯可以被配置为例如执行计算操作。在一个或多个实施例中，管芯可以包括计算机处理单元(CPU)或计算系统的另一处理部件。在一个或多个实施例中，管芯可以是用于互连管芯封装内的管芯的桥管芯。在其他情况下，管芯可以包括管芯封装，管芯封装包括适应于例如将管芯固定到电源或其他板的各个层。第一板状元件102可以包括连接表面110，该连接表面具有布置在整个表面110上的连接元件106的阵列。连接元件106均可以布置于焊盘114处，例如，如图2和图4A
‑
4C中所示。焊盘114可以彼此间隔开，并且可以具有选定的尺寸，该尺寸适应于控制和/或避免在组装期间在连接元件之间的横向接触。亦即，例如，如图2中所示，焊盘114可以限定诸如圆形表面区域的隔离表面区域。圆形表面区域可以包括由特定体积的焊料(例如，处于液态)填充的表面区域。亦即，在组装工艺期间，可以加热半导体装置以引起焊料回流(例如，使焊料处于液态，其中，焊料的形状由其表面张力控制)。在这种条件下，特定体积的焊料可以形成基本上半球形的形状，其在管芯和/或衬底上具有基本上圆形的接触区域。这可以限定例如用于特定装置的焊盘114的尺寸。替代地，可以选择焊料的体积以匹配可用的焊盘尺寸。如图3中所示，可以选择焊盘114的间隔，以在使两个半球形形状回流在一起时避免接触和/或在连接元件之间提供选定的净空，从而形成保持在焊盘114内的膨胀连接元件，并且避免例如流动超过焊盘114。基于连接元件106/108的密度和被连接的元件平坦度的可变性以及其他制造容差，可以提供各种阵列尺寸、焊盘尺寸和间隔。
[0020]第二板状元件104可以是板，管芯被电和物理连接到该板。在一个或多个实施例中，板可以是电源板、另一个管芯、主板或用于例如使管芯与电源和/或计算系统的其他部
件电连通的另一个部件。像第一板状元件102那样，第二板状元件104可以包括连接表面112，该连接表面具有布置在整个表面上的连接元件108的阵列。第二板状元件104上的阵列可以对应于第一板状元件102上的阵列，以提供第一和第二板状元件102/104上的连接元件106/108之间的对准。第二板状元件104上的连接元件108也可以布置于相应焊盘114处。第二板状元件104上的焊盘尺寸和间隔可以对应于第一板状元件102的焊盘尺寸和间隔，使得当将第一和第二板状元件102/104的连接表面110/112彼此面对布置时，每个连接元件106/108与相对的连接表面110/112上的连接元件106/108对准。
[0021]现在转向连接元件106/108，可以提供一种或多种类型的连接元件。可以选择连接元件106/108的特定组合以使半导体装置100的组装窗口最大化，由此提高制造良率和/或允许第一和/或第二板状元件102/104上的更少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，包括：第一板状元件，所述第一板状元件具有带有第一连接焊盘的第一基本上平面的连接表面；第二板状元件，所述第二板状元件具有带有对应于所述第一连接焊盘的第二连接焊盘的第二基本上平面的连接表面；连接件，所述连接件电和物理耦接所述第一板状元件和所述第二板状元件并且布置于所述第一连接焊盘和所述第二连接焊盘之间，所述连接件包括：布置于所述第一连接焊盘上并且朝向所述第二连接焊盘延伸的变形细长元件；以及与所述第二连接焊盘和所述细长元件接触的焊料。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中：所述变形细长元件包括柱；所述焊料布置于具有一半径的焊盘上；并且从所述第二连接焊盘到所述柱的距离大于所述半径。3.根据权利要求1和2中任一项所述的半导体装置，其中，所述变形细长元件包括变形标志。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述细长元件的体积与所述焊料的体积相同。5.根据权利要求1和4中任一项所述的半导体装置，其中，所述细长元件的直径小于所述第一连接焊盘的直径。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一连接焊盘和所述第二连接焊盘分别是由相等的第一半径和第二半径限定的圆形焊盘，所述变形细长元件具有高度，并且所述高度大于所述第一半径和所述第二半径中的每者。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，所述高度小于所述第一半径和所述第二半径中的每者的两倍。8.根据权利要求1和6中任一项所述的半导体装置，其中，所述焊料包括第一焊料材料，并且所述细长元件包括熔点高于所述第一焊料材料的第二焊料材料。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一板状元件或所述第二板...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：