專利名稱：用于制造球柵陣列器件的方法和球柵陣列器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電子部件，并且更特別地涉及用于制造球柵陣列器件的方法和球柵陣列器件。
背景技術(shù)：
一種類型的半導(dǎo)體封裝稱作球柵陣列封裝。球柵陣列封裝包括允許該封裝被表面安裝到印刷電路板(PCB)或其它電子部件的焊球的面陣列。傳統(tǒng)的球柵陣列封裝是基于基底的并且提供有用于接收芯片的基底。已知兩類將芯片安裝到基底上的方法線結(jié)合球柵陣列封裝和倒裝芯片球柵陣列封裝。
通常，在線結(jié)合球柵陣列封裝中，通過提供在芯片的不起作用的側(cè)和基底的上部側(cè)之間的粘合劑層將芯片接附到基底?；椎南虏總?cè)提供有用于電連接到外部電路的焊球。芯片和基底之間的電連接通過芯片上的結(jié)合盤和基底上的結(jié)合盤之間的結(jié)合線實(shí)現(xiàn)。
在倒裝芯片球柵陣列封裝中，芯片安裝為其起作用的表面面向基底的上部表面。在芯片上的結(jié)合盤和基底上的結(jié)合盤之間設(shè)置用于電連接和機(jī)械固定的焊球。
全部?jī)煞N環(huán)境通常通過模制化合物封閉。
傳統(tǒng)地，在研磨晶片之后，通過切成塊在晶片結(jié)構(gòu)上獨(dú)立背部側(cè)芯片。在切成塊之后，拾起芯片并且將其與上述事物中的多個(gè)其它芯片一起安裝到共同的基底上。在模制過程之后，通過沿器件邊沿鋸切獨(dú)立單一的器件。
傳統(tǒng)的跳躍過程包括以下步驟晶片背部研磨；晶片鋸切；印刷；管芯接附；線結(jié)合或回流；模制；將焊球接附到基底的下部側(cè)上；鋸切模擬；和測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于制造半導(dǎo)體器件的方法。包括具有帶有第一接觸盤的起作用的側(cè)的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體晶片在其起作用的側(cè)的表面上覆蓋有保護(hù)層。其后，從第一接觸盤移除保護(hù)層。第一接觸盤提供有連接元件。一方面，保護(hù)層保護(hù)芯片的起作用的側(cè)。另一方面，保護(hù)層保留在第一接觸盤的區(qū)域內(nèi)的窗口打開并且支持連接元件的調(diào)節(jié)。連接元件設(shè)計(jì)為用于無基底安裝到外部組件上。通過依靠切成塊獨(dú)立晶片上的芯片來無基底地完成半導(dǎo)體器件。
本發(fā)明的實(shí)施例還涉及包括具有帶有第一接觸盤的起作用的側(cè)的管芯的半導(dǎo)體器件。保護(hù)層設(shè)置在起作用的側(cè)的表面上并且提供有在第一接觸盤的區(qū)域內(nèi)的窗口。由此，第一接觸盤的表面打開。連接元件設(shè)置在第一接觸盤上。這些連接元件能夠形成為用于將器件無基底地安裝到外部組件上。
本發(fā)明的實(shí)施例允許在沒有基底的情況下制造半導(dǎo)體器件。從而，需要更少的生產(chǎn)步驟并且大多數(shù)生產(chǎn)步驟能夠在晶片級(jí)別繼續(xù)。
下面通過示例性的實(shí)施例更加詳細(xì)地解釋本發(fā)明。


為了更加完全地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考接下來的描述，其中圖1示出了具有芯片的半導(dǎo)體晶片的正視圖；圖2示出了具有再分布層的圖1中的半導(dǎo)體晶片的詳細(xì)的芯片的正視圖；圖3示出了沿圖2中的線III-III的圖2所示的芯片的截面圖；圖4示出了在起作用的側(cè)上覆蓋有阻焊劑的半導(dǎo)體晶片的正視圖；圖5示出了具有阻焊劑層的圖4所示的半導(dǎo)體晶片的詳細(xì)的芯片的正視圖；圖6示出了沿圖5中的線VI-VI的圖5所示的芯片的截面圖；圖7示出了具有被刻蝕的阻焊劑層的半導(dǎo)體晶片的本發(fā)明的第一實(shí)施例；圖8示出了具有被刻蝕的阻焊劑層的圖7所示的半導(dǎo)體晶片的詳細(xì)的芯片；圖9示出了沿圖8中的線IX-IX的圖8所示的芯片的截面圖；圖10示出了施加焊膏并且回流之后的半導(dǎo)體晶片的正視圖；圖11示出了圖10所示的半導(dǎo)體晶片的詳細(xì)的芯片的正視圖；圖12示出了沿圖11中的線XII-XII的圖11所示的芯片的截面圖；
圖13示出了支撐帶上的獨(dú)立的管芯；圖14示出了圖13所示的管芯的截面圖；圖15a-15c示出了將管芯安裝到外部組件上的程序；圖16示出了具有在半導(dǎo)體晶片的背部側(cè)上的聚酰胺層的半導(dǎo)體晶片的本發(fā)明的第二實(shí)施例；圖17示出了圖16所示的半導(dǎo)體晶片的詳細(xì)的芯片的正視圖；圖18示出了沿圖17中的線XVIII-XVIII的圖17所示的芯片的截面圖；圖19示出了用聚酰胺層7涂覆芯片背部側(cè)的示意圖；圖20示出了圖16所示的半導(dǎo)體晶片的正視圖，示出了在施加焊膏并且回流之后的起作用的側(cè)；圖21示出了圖20中的半導(dǎo)體晶片的芯片的正視圖；圖22示出了沿圖21中的線XXII-XXII的圖21所示的芯片的截面圖；圖23示出了支撐帶上的獨(dú)立的管芯；及圖24示出了圖23所示的管芯的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)討論當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明提供許多可實(shí)施的發(fā)明的構(gòu)思，這些構(gòu)思能夠以多種特定的上下文體現(xiàn)。討論的特定的實(shí)施例僅是說明了制造和使用本發(fā)明的特定的方式，而不限制本發(fā)明的范圍。
如圖1所示，半導(dǎo)體晶片1包括多個(gè)芯片2。圖2中更詳細(xì)地示出了單一芯片2。芯片2的起作用的側(cè)3為設(shè)置例如晶體管、二極管、電容器或類似物(沒有示出)的芯片2的起作用的功能元件的側(cè)。背部側(cè)20通常不包括起作用的電路。圖3中示出了芯片的截面圖。
在其起作用的側(cè)3上，芯片2提供有保護(hù)層4。再分布層5施加到保護(hù)層4的與芯片2相反的表面上。保護(hù)層4優(yōu)選地由聚酰胺或相似物(例如，等價(jià)的材料)制造。由通過保護(hù)層4的連接通道(沒有示出)實(shí)現(xiàn)再分布層5和功能元件之間的電連接。如圖2所示，再分布層5包括第一接觸盤6和互連接觸盤6與芯片2上的接觸區(qū)域8的連接線7。
如圖4所示，半導(dǎo)體晶片1在起作用的側(cè)3上覆蓋有阻焊劑層9。如圖5和6所示，第一接觸盤6被阻焊劑層9覆蓋。還可能選擇除了阻焊劑之外的材料并且覆蓋半導(dǎo)體晶片1。例如，預(yù)浸漬(pre-preg)或等價(jià)的材料能夠代替阻焊劑層9使用。
如圖7到9所示，以這樣的方式蝕刻阻焊劑層，使得窗口10露出第一接觸盤6的表面。芯片2的起作用的側(cè)3的其余表面維持被阻焊劑層9覆蓋。在形成窗口10之后，將焊膏施加到起作用的側(cè)3上，并且其后，執(zhí)行回流過程以在窗口10的區(qū)域內(nèi)形成焊球11。這些焊球在第一接觸盤6內(nèi)(參看圖10到12)。
其后，通過沿芯片2的邊沿鋸切將半導(dǎo)體晶片1切成塊。這些獨(dú)立的芯片2可以稱作管芯。從晶片1拾起管芯12并且將其附著到支撐帶22。除了在接觸盤6上方焊球11定位在窗口10內(nèi)的位置，每個(gè)管芯12的起作用的側(cè)3被阻焊劑層9覆蓋。因此，阻焊劑層能夠起第一保護(hù)層的作用。另外，保護(hù)層4充當(dāng)?shù)诙Ｗo(hù)層。管芯12的其它表面不需要覆蓋有任何層，因?yàn)楸巢總?cè)13和側(cè)壁14對(duì)于任何環(huán)境影響自保護(hù)。在此情形下，如圖15(包括圖15a-15c)所示已經(jīng)完成了用于安裝在外部組件15上的球柵陣列器件。例如，外部組件15可以為印刷電路板16(PCB)。印刷電路板16提供有與印刷電路板16的接觸線電連接的第二接觸盤17。第二接觸盤17的圖案設(shè)置為對(duì)應(yīng)第一接觸盤6的圖案，即設(shè)置為對(duì)應(yīng)球柵陣列(BGA)的圖案。
如圖15a所示，也可以將焊膏18施加到第二接觸盤17。如圖15b所示，對(duì)應(yīng)印刷電路板16調(diào)整本發(fā)明的球柵陣列器件19。如圖15c所示，通過回流過程連接(電地和物理地)印刷電路板16和球柵陣列器件19。
圖16到23示出了本發(fā)明的更進(jìn)一步的實(shí)施例。在圖1到6所示的步驟之后，將聚酰胺或等價(jià)的材料的穩(wěn)定層21施加到半導(dǎo)體晶片1的背部側(cè)20上。圖19示出了代替圖16的用于施加穩(wěn)定層21的可能性。在圖16中，將穩(wěn)定層21施加到半導(dǎo)體晶片1的背部側(cè)20上，然而，在圖19中，將穩(wěn)定層21施加到管芯12的背部側(cè)13上。優(yōu)選地，通過噴射將穩(wěn)定層21施加到管芯12的背部側(cè)13上。
因?yàn)楣苄?2為沒有任何基底的球柵陣列器件19自身，當(dāng)管芯12非常薄或面積大時(shí)，穩(wěn)定層21穩(wěn)定管芯12。
如圖22到24所示，在覆蓋晶片1的背部側(cè)20之后，以與圖10到14所示的那些步驟相似的方式將芯片2獨(dú)立為管芯12。在獨(dú)立之后，完成球柵陣列器件19。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供再分布層、制造焊球盤、和制造焊球的步驟基于晶片以非常可生產(chǎn)的方式發(fā)生。僅在其后獨(dú)立管芯。防止了諸如晶片背部研磨、晶片鋸切、印刷、管芯接附、線結(jié)合、模制和焊球接附過程的傳統(tǒng)的過程步驟。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括提供具有芯片的半導(dǎo)體晶片，每個(gè)芯片具有帶有第一接觸盤的起作用的側(cè)；用保護(hù)層覆蓋起作用的側(cè)；從第一接觸盤移除保護(hù)層；為第一接觸盤提供連接元件；及將晶片切成塊為半導(dǎo)體器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將半導(dǎo)體器件安裝到外部組件上，該安裝包括提供包括具有成對(duì)應(yīng)第一接觸盤的圖案的圖案的第二接觸盤的上部表面的外部組件；對(duì)準(zhǔn)管芯，使得提供有連接元件的第一接觸盤與第二接觸盤對(duì)準(zhǔn)；及將管芯安裝到外部組件上，使得第一接觸盤與第二接觸盤電接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，為第一接觸盤提供連接元件包括為第一接觸盤提供焊球，該方法還包括在對(duì)準(zhǔn)管芯之前為第二接觸盤提供焊膏，使得通過由回流焊球焊接第一和第二接觸盤將管芯安裝到外部組件上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，用保護(hù)層覆蓋起作用的側(cè)包括用阻焊劑覆蓋起作用的側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括為外部組件的上部表面提供沒有覆蓋第二接觸盤的阻焊劑層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，用保護(hù)層覆蓋起作用的側(cè)包括用預(yù)浸漬材料覆蓋起作用的側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括用背部側(cè)涂層覆蓋晶片的背部側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在將晶片切成塊之前，晶片的背部側(cè)覆蓋有背部側(cè)涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在將晶片切成塊之后，晶片的背部側(cè)覆蓋有背部側(cè)涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，晶片的背部側(cè)覆蓋有聚酰胺。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，覆蓋晶片的背部側(cè)包括通過印刷用可印刷的材料覆蓋背部側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，覆蓋晶片的背部側(cè)包括通過噴射用可噴射的材料覆蓋背部側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將第一接觸盤形成為管芯的起作用的側(cè)和保護(hù)層之間的再分布層的部分和將第二保護(hù)層提供在再分布層和管芯之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，第二保護(hù)層包括聚酰胺材料。
15.一種半導(dǎo)體器件，其包括具有提供有第一接觸盤的起作用的側(cè)的管芯；在管芯的起作用的側(cè)之上的保護(hù)層，該保護(hù)層具有在第一接觸盤的區(qū)域內(nèi)的窗口；及設(shè)置在窗口內(nèi)并且與第一接觸盤電接觸的連接元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，其中，連接元件包括焊球。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，其中，保護(hù)層包括阻焊劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，其中，保護(hù)層包括聚酰胺。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體器件，還包括設(shè)置在管芯的起作用的側(cè)和保護(hù)層之間的再分布層，其中，第一接觸盤為再分布層的一部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件，還包括設(shè)置在再分布層和管芯之間的第二保護(hù)層。
全文摘要
在方法中，芯片在沒有任何基底的情況下直接地提供有作為球柵陣列的焊球，由此形成球柵陣列器件。本發(fā)明的球柵陣列器件在其起作用的側(cè)上通過由阻焊劑或其它等價(jià)的材料制造的保護(hù)層保護(hù)，并且管芯的接觸盤上的焊球適合直接地連接到其它組件。
文檔編號(hào)H01L23/485GK101051618SQ20071008875
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日
發(fā)明者S·G·樸 申請(qǐng)人:奇夢(mèng)達(dá)股份公司