專利名稱：集成電路封裝用的芯片級(jí)球形格柵陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及集成電路的封裝，更具體地涉及球形格柵陣列。具體地，本發(fā)明涉及采用具有非聚合物支承結(jié)構(gòu)的柔性帶的芯片級(jí)球形格柵設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
描述電子元件尺寸減小和復(fù)雜性增大的要求已經(jīng)推動(dòng)電子工業(yè)生產(chǎn)更小和更復(fù)雜的集成電路(IC)。這些相同的趨勢已經(jīng)迫使IC封裝具有更小的復(fù)蓋范圍更多的引線數(shù)目和更好的電學(xué)和熱性能。與此同時(shí)，還要求這些IC封裝滿足可以接受的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
隨著器件尺寸的減小和電路復(fù)雜性的相應(yīng)提高，要求集成電路封裝具有更小的復(fù)蓋范圍更多的引線數(shù)目和更高的電學(xué)和熱性能。
球形格柵陣列(BGA)封裝是為滿足具有更高引線數(shù)目和更小復(fù)蓋范圍的集成電路封裝的需要而研制的。BGA封裝通常是正方形封裝，其終端通常具有從封裝的底部突起的焊接球形陣列的形式。這些終端被設(shè)計(jì)為安裝到位于印刷電路板(PCB)或其它合適基板上的多個(gè)焊接墊片上。
最近，利用帶自動(dòng)焊接(TAB)工藝方法和通常由薄聚酰亞胺基板上的銅軌跡組成的柔性電路(有時(shí)稱為TAB帶)已經(jīng)制備出BGA封裝。可以將導(dǎo)電引線疊合在TAB帶的一側(cè)和兩側(cè)。這種BGA設(shè)計(jì)常常稱為帶BGA(TBGA)。在TBGA設(shè)計(jì)中，帶上的電路具有通過諸如引線焊接和熱壓焊接或倒裝芯片的任何傳統(tǒng)方法連接到半導(dǎo)體模片(die)上的引線。如果在帶的兩側(cè)都存在這一電路，那么，導(dǎo)電通孔可以通過該帶從一層電路延伸到另一層。
對于諸如便攜電子元件(蜂窩式電話、磁盤驅(qū)動(dòng)器、尋呼機(jī)等)的有些應(yīng)用，即使BGA有時(shí)也太大。因此，有時(shí)將焊柱直接淀積在IC自身的表面上，用于附著到PCB上(通常稱為倒裝芯片的直接芯片連接)。然而，這種方法存在許多問題。首先，焊球的淀積需要許多成本高的工藝步驟。此外，通常必須在模片下方淀積一層聚合物底層填料，以使倒裝芯片附著到PCB上的可靠性到達(dá)可以接受的程度。要求聚合物底層填料是為了降低由于模片的熱膨脹較低而PCB的膨脹通常相對很高而引起的熱應(yīng)力(“熱失配應(yīng)力”)。淀積底層填料聚合物是一個(gè)代價(jià)高的工藝過程，它會(huì)消除使元件重新工作的能力。因此，如果發(fā)現(xiàn)任何缺陷，有價(jià)值的PCB就必須被拋棄。
為了解決與倒裝小片工藝有關(guān)的問題，于是研制出另一類BGA封裝?？梢詫⑦@類BGA封裝稱為芯片級(jí)球形格柵陣列或者芯片級(jí)封裝(CSP)。之所以稱為芯片級(jí)封裝是因?yàn)檎麄€(gè)封裝尺寸與IC自身尺寸相當(dāng)或者大不了多少。在芯片級(jí)封裝中，焊球終端通常淀積在半導(dǎo)體模片的下方，以減小封裝尺寸。CSP的一個(gè)例子是由TESSERA研制的所謂“MICRO BGA”的產(chǎn)品。這一產(chǎn)品由在模片與電路之間有一層軟的適應(yīng)彈性體層(或者彈性體襯墊)的柔性電路組成。這個(gè)彈性元件由諸如硅酮的聚合物材料構(gòu)成，厚度通常約為5-7密耳。彈性體的一個(gè)用途是通過使模片與PCB之間的熱失配應(yīng)力減至最小而獲得合適的可靠性，不需要昂貴的底層填料的材料。
盡管當(dāng)前的芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)改善了電路板的空間利用和易于表面安裝組件，但是，這些產(chǎn)品也存在許多缺點(diǎn)。首先，通常難以找到滿足低吸濕、低排氣和能夠承受工業(yè)中常用的清洗溶劑等工業(yè)要求的合適的彈性體材料。例如，已知硅酮被一些常用的清洗溶劑斷損，聚合物材料總是會(huì)吸濕和放潮氣。如果吸濕太高，那么，在回流溫度下這一濕氣的快速排放將會(huì)引起在元件界面上形成空隙，甚至使封裝破裂。例如，濕氣可以從帶中的聚合物材料中釋放出來并陷入到模片附著粘合劑中。當(dāng)這一陷入的濕氣在電路板組件加熱操作期間膨脹時(shí)則會(huì)形成空隙，通常會(huì)引起裂紋和封裝失敗。形成的這種空隙在PCB的回流固定期間可能會(huì)特別劇烈。
芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要挑戰(zhàn)是把彈性體固定到柔性帶上的工藝方法。常用的一種方法是檢取彈性體襯墊和將其放置在各個(gè)位置上，而另一種方法是絲網(wǎng)印刷流體聚合物，接著進(jìn)行固化。在這兩種情況中，都難以滿足CSP應(yīng)用所需的苛刻容限要求。再一種問題是封裝的平整度。在典型的CSP設(shè)計(jì)中，封裝平整度(共面性)應(yīng)小于約1密耳，以保證在回流時(shí)所有的焊球與PCB接觸，這是很關(guān)鍵的。平整度或共面性的這一水平用常用的軟聚合物和彈性體材料是難以實(shí)現(xiàn)的。最后，如果模片未與封裝的其它部件適當(dāng)隔離，那么，由于被組裝的模片與諸如電路板的基板之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致焊球接點(diǎn)的過早失效。
由于目前出現(xiàn)了大量的處理這種結(jié)構(gòu)的設(shè)備，通常需要處理?xiàng)l帶形式的IC封裝。例如，方形平面包裝的引線框通常已經(jīng)在四至八個(gè)單元的條帶中處理。塑料BGA封裝和某些TBGA封裝也已做成條形以使于在組裝中處理。這種條帶被裝入料箱中，料箱用于為模片附著、引線焊接、過塑模/密封、焊球附著和其它處理步驟饋送組裝設(shè)備。盡管有些組裝器可能需要以一卷卷形式進(jìn)行這些處理，但是，多數(shù)可能還是以傳統(tǒng)的條帶形式。然而，采用彈性襯墊的傳統(tǒng)CSP設(shè)計(jì)對于不用一些附加的剛性源的傳統(tǒng)條帶形式處理缺乏足夠的硬度。例如，TESSERA“MICRO BGA”設(shè)計(jì)采用金屬框粘合到部件的條帶的外緣上，以允許條帶形式處理。采用這種框是不方便的，并增加產(chǎn)品的最終成本，因?yàn)樗鼤?huì)增加帶處理設(shè)計(jì)中元件的復(fù)雜性和數(shù)目以及需要增加步驟，在處理期間附著和去除框。因此，盡管條帶形式處理一直被集成電路封裝所采用，但是，目前條帶形式的芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)卻并不存在。
在其它CSP設(shè)計(jì)中，彈性體襯墊被直接疊合到電路和半導(dǎo)體模片上，沒有采用粘合劑層，因此消除了在粘合劑層中形成空隙。然而，這種設(shè)計(jì)仍然存在熱應(yīng)力的問題和對于條帶形成的處理不具有足夠高的堅(jiān)固性。
在另一些CSP設(shè)計(jì)中，如TEXAS INSTRUMENTS公司的“MICRO STARBGA”,IC直接粘合到柔性電路的表面上，不用聚合物或者彈性體襯墊。這種結(jié)構(gòu)不能解除模片與PCB的耦合，因此，需要采用昂貴的底層填料材料使焊接點(diǎn)達(dá)到所需的可靠性。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，來自這種設(shè)計(jì)所采用的聚合物材料的濕氣在對模片附著粘合劑固化期間會(huì)排出，導(dǎo)致粘合劑的空隙。
因此，需要一種低成本和抗溶劑的芯片級(jí)封裝，它具有足夠高的共面性和不存在與濕氣和熱應(yīng)力有關(guān)的問題。還需要一種易于以條帶形式生產(chǎn)的芯片級(jí)封裝。
發(fā)明概要本發(fā)明所揭示的方法和裝置涉及集成電路封裝的芯片級(jí)球形格柵陣列。這些產(chǎn)品可以用于提供低成本的芯片級(jí)封裝，它們具有高的可靠性和能夠簡化工藝。
在所公開的實(shí)施例中，在半導(dǎo)體模片及其附屬電路之間使用一種非聚合物層或支承結(jié)構(gòu)。當(dāng)用作支承結(jié)構(gòu)時(shí)，非聚合物層可以用于提供基本堅(jiān)固和平面的表面，以及使模片與諸如印刷電路板(PCB)的基板相分開或去耦合。在典型的實(shí)施例中，在芯片級(jí)封裝組件的非聚合物支承結(jié)構(gòu)與相鄰元件之間還可以使用粘合劑材料，以使模片與基板附著在一起，并進(jìn)一步解除耦合。通過解除模片與基板的耦合，非聚合物支承結(jié)構(gòu)可降低熱應(yīng)力。由于支承結(jié)構(gòu)是非聚合物材料，基本上消除了支承結(jié)構(gòu)與模片之間空隙的形成。非聚合物支承結(jié)構(gòu)還具有足夠的硬度，允許以條形形式進(jìn)行集成電路處理。當(dāng)被用作厚度比支承結(jié)構(gòu)層更薄和硬度比支承結(jié)構(gòu)層更小的層時(shí)，除了其它事情之外，非聚合物材料的作用是基本上消除空隙的形成。
在一個(gè)方面中，本發(fā)明是一種集成電路的封裝，包括具有電學(xué)互連陣列的中間電路和具有第一和第二側(cè)的至少一層非聚合物層。非聚合物層的第一側(cè)與集成電路結(jié)構(gòu)耦合，非聚合物層的第二側(cè)與中間電路結(jié)構(gòu)耦合。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明是一種形成集成電路封裝的方法，包括步驟提供一個(gè)包括電學(xué)互連陣列的中間電路、和提供至少一層非聚合物層，它具有適合于與集成電路結(jié)構(gòu)耦合的第一側(cè)。該方法還包括步驟使非聚合物層的第二側(cè)與中間電路結(jié)構(gòu)耦合。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明是一種電子封裝，包括具有一層圖案化導(dǎo)電層和至少一層圖案化介電的柔性帶。該封裝還包括至少一個(gè)具有第一和第二側(cè)的非聚合物支承結(jié)構(gòu)。支承結(jié)構(gòu)的第一側(cè)與柔性帶的導(dǎo)電層的第二側(cè)結(jié)構(gòu)耦合。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明是一種電子封裝，包括具有第一和第二側(cè)面和一個(gè)外側(cè)邊界的有圖案的導(dǎo)電層。對導(dǎo)電層進(jìn)行圖案化以形成環(huán)繞外側(cè)邊界的圓周而設(shè)置的周邊導(dǎo)電特征的導(dǎo)電區(qū)域，作為半導(dǎo)體器件的電連接。該封裝還包括具有第一和第二側(cè)面和圓周小于有圖案導(dǎo)電層的圓周的外側(cè)邊界的有圖案介電層。對介電層進(jìn)行圖案化以形成穿過介電層延伸的多個(gè)開孔，開孔中的每一個(gè)開孔被設(shè)置為接收一個(gè)焊球。導(dǎo)電層的第一側(cè)面被連接到介電層的第二側(cè)面，以致于使介電層中的多個(gè)開孔與導(dǎo)電層的至少部分導(dǎo)電區(qū)域?qū)?zhǔn)，以及使導(dǎo)電層的周邊導(dǎo)電特征延伸到介質(zhì)構(gòu)件的外側(cè)邊界以外。還提供一個(gè)具有第一和第二側(cè)面的基本堅(jiān)固的非聚合物支承結(jié)構(gòu)，其彈性模量大于約1Mpsi。支承結(jié)構(gòu)的第一側(cè)面被結(jié)構(gòu)耦合到導(dǎo)電層的第二側(cè)面上。半導(dǎo)體器件的第一側(cè)面結(jié)構(gòu)耦合到非聚合物支承結(jié)構(gòu)的第二側(cè)面上。半導(dǎo)體器件包括多個(gè)電接觸部位，接觸部位中至少有一個(gè)被電耦合到導(dǎo)電層的周邊導(dǎo)電特征上。在介電層的第一側(cè)面上設(shè)置多個(gè)焊球，每一個(gè)焊球被定位在介電層中多個(gè)開孔的一個(gè)開孔中并被電連接到導(dǎo)電層的導(dǎo)電區(qū)上。
附圖簡述

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種傳統(tǒng)芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)的截面表示。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的另一種傳統(tǒng)芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)的截面表示。
圖3是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)的截面表示。
圖3A是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的另一芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)的截面表示。
圖3B是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的另一芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)的截面表示。
圖3C是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的另一芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)的截面表示。
圖3D是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的另一芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)的截面表示。
圖4是說明根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例將粘合層疊合到薄的非聚合物材料上的截面表示。
圖5是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的已經(jīng)與粘合劑層疊和經(jīng)過穿孔的非聚合物材料片的俯視圖。
圖6是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的圖5所示非聚合物材料片與柔性電路疊合的俯視圖。
圖6A是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的圖5所示非聚合物材料片具有附著引線焊接模片的俯視圖。
圖7是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的定位在焊接用的定位器中的芯片級(jí)封裝條帶的截面表示。
圖8是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的在過塑模期間定位于定位器中的芯片級(jí)封裝條帶帶的截面表示。
圖9是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的模片在密封用定位器之上的芯片級(jí)封裝條帶的截面表示。
圖10是根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的已完成的芯片級(jí)封裝的截面表示。
具體實(shí)施例的描述圖1示出在半導(dǎo)體模片12與雙層柔性電路帶18之間放置一彈性體襯墊10的傳統(tǒng)芯片級(jí)封裝的集成電路封裝設(shè)計(jì)。彈性體襯墊10通常用作帶的一部分，在每一側(cè)上設(shè)置有粘合層16和粘合層24。通常采用雙層電路帶，當(dāng)然，也可以使用三層或多層的電路帶。在一種方法中，用粘合層16將雙層柔性電路帶18附著到彈性體襯墊10上，包括有圖案的介質(zhì)(通常為聚酰亞胺)層20和有圖案的導(dǎo)電層21。另一方法，粘合層16和/或24可以沒有，例如通過絲網(wǎng)印刷將彈性襯墊施加到帶18上。雙層柔性帶18可以例如通過將導(dǎo)電金屬層21直接蒸鍍或?yàn)R射在電介質(zhì)層20上而形成。導(dǎo)電層21可以用選擇性蒸鍍和刻蝕法形成圖案。例如通過將導(dǎo)電金屬直接濺射在電介質(zhì)層20上形成導(dǎo)電層21。電介質(zhì)層20形成有接受焊球(或焊柱)14的開孔(或通孔)22的圖案，從而使焊球14與有圖案導(dǎo)電層21實(shí)現(xiàn)電接觸。
如圖1所示，粘合層16可以在層21的有圖案導(dǎo)電材料與彈性體襯墊10之間變形(或被壓縮)，與此同時(shí)，在形成導(dǎo)電材料圖案的區(qū)域中，彈性體襯墊10與電介質(zhì)層20之間的充填空間不存在。例如，粘合層16的厚度在變形前約為2密耳，有圖案的導(dǎo)電層21與彈性體襯墊10之間的的厚度被壓縮到約0.5密耳與1.5密耳之間。用粘合層24將半導(dǎo)體模片12附著到彈性體襯墊10上。在圖1所示的芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)中，在電路引線42與模片襯墊44之間提供內(nèi)引線焊接。用存放在密封劑封殼48內(nèi)的密封劑46將半導(dǎo)體模片12的邊緣，包括內(nèi)引線焊接區(qū)在內(nèi)密封起來。
在圖1所示的傳統(tǒng)芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)中，彈性體襯墊10通常是彈性模量相對較低的彈性體，用于使集成電路與做在PCB或其它基板上的焊接點(diǎn)相隔離或“去耦合”，以降低焊接點(diǎn)上的應(yīng)力和增大在熱循環(huán)周期中電路的可靠性。然而，在諸如圖1所示的傳統(tǒng)芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)中，合適彈性體的選擇常常是困難的。這是因?yàn)殡y以找到滿足集成電路封裝苛刻要求的彈性體材料。此外，將彈性體襯墊附著到其它電路元件上的過程通常充滿挑戰(zhàn)，例如要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位或涉及絲網(wǎng)印刷或固化常有的麻煩。采用的典型彈性體材料包括基于硅酮的材料和低模量的環(huán)氧樹脂。
圖2示出利用三層柔性電路帶和“沖壓”通孔的另一傳統(tǒng)芯片級(jí)封裝集成電路設(shè)計(jì)。在圖2中，利用粘合層217將較厚的電介質(zhì)層220焊接到有圖案的導(dǎo)電電路層216上，形成一個(gè)三層帶。較厚的聚合物覆蓋層211直接淀積在三層帶218上并用粘合層224附著到半導(dǎo)體模片212上。覆蓋層211通常是具有較薄截面厚度(約1密耳)的，但模量高于圖1彈性體襯墊10的聚合物材料。通常，覆蓋層211是基于環(huán)氧樹脂的材料。在這一傳統(tǒng)應(yīng)用中，三層帶/柔性電路組合通常被配置為一個(gè)“條帶”，是相當(dāng)堅(jiān)固的，以致于在傳送步驟中無需彎曲焊接引線240便可將條帶卸下或放置到使模片過度塑模的固定器中。
仍參考圖2，在模片附著粘合劑224固化時(shí)(通常在約150℃溫度下進(jìn)行)，由于從聚合物，如電介質(zhì)層220(通常為聚酰亞胺)和覆蓋層211中釋放的濕氣，在粘合層224中會(huì)形成空隙。在將焊球214回流固定到諸如PCB板236的基板上期間通常會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生空隙。此外，在焊球215中可能形成熱裂紋。熱裂紋通常是由模片212與附著基板236之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力引起的。這種熱裂紋可能是焊球接點(diǎn)238過早失效的起因。
沒有非聚合物支承結(jié)構(gòu)的芯片級(jí)封裝組件在所揭示方法和裝置的實(shí)施例中，在半導(dǎo)體器件或集成電路(例如半導(dǎo)體模片)與附屬電路之間采用一種非聚合物支承結(jié)構(gòu)(或襯墊)提供基本堅(jiān)固和平面的表面，和使模片與諸如PCB的基板隔離或去耦合。在典型的實(shí)施例中，為了提供模片與基板的附著和進(jìn)一步解除耦合，在芯片級(jí)封裝組件的非聚合物支承結(jié)構(gòu)與相鄰元件之間還采用粘合劑材料。通常，采用熱膨脹系數(shù)(CTE)接近于基板熱膨脹系數(shù)的非聚合物支承結(jié)構(gòu)，使焊接點(diǎn)上的熱應(yīng)力效應(yīng)減至最小。
圖3示出根據(jù)所揭示方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例的芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)的截面圖，在半導(dǎo)體模片52與包括兩層柔性電路帶(或柔性電路或TAB帶)58的中間電路之間設(shè)置一非聚合物支承結(jié)構(gòu)50。在本實(shí)施例中，非聚合物支承結(jié)構(gòu)50通過粘合層64與模片52實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)耦合。正如這里所采用的，“結(jié)構(gòu)耦合”意指利用任何合適的方式(如通過淀積、采用粘合劑或其它焊接形式)使兩個(gè)元件直接耦合或者間接耦合(例如，用位于二者之間的插入層或其它元件)。正如圖3所示，半導(dǎo)體模片52通常有模片焊接片或觸點(diǎn)84。第二粘合層56將非聚合物襯墊50附著到柔性帶58上。盡管圖3示出采用兩層柔性電路帶的芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例，但是，應(yīng)當(dāng)明白，本公開內(nèi)容的好處在于，采用其它類型的中間電路，例如具有三層或多層的非柔性電路條帶或柔性電路帶也是可以的。例如，圖3C示出采用三層帶19和引線焊接的一個(gè)實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，三層帶19包括電介質(zhì)層60、導(dǎo)電層59和第二電介質(zhì)層(通常為聚酰亞胺)60a。在層59與60a之間采用粘合層60b。
中間電路通常包括與諸如PCB的基板的電學(xué)連接的互連陣列。在圖3所示的實(shí)施例中，兩層柔性電路帶58通常包括有圖案的電介質(zhì)層60和具有各個(gè)導(dǎo)電焊接墊片59a的有圖案平面導(dǎo)電層59。焊球?qū)щ姾附訅|片59a通常直徑約在200微米至600微米之間，二者之間的間距約在300微米至1250微米之間。有圖案導(dǎo)電層59可以由適合于形成基本平面的電路的任何可形成圖案的導(dǎo)電材料組成，包括諸如硅和多晶硅、鎢、鈦、鋁、基于鋁的金屬(如鋁合金)、銅及其合金和組合等的金屬或?qū)w，但不限于此。(對于本公開內(nèi)容，術(shù)語“金屬”限定為包括金屬、耐熔金屬、金屬互化物等及其組合)。最典型的有圖案導(dǎo)電層59是銅。有圖案的電介質(zhì)層60可以是由適合于使導(dǎo)電層59絕緣的任何可形成圖案的介質(zhì)材料組成，包括聚酰亞胺或聚酯，但不限于此。最典型的電介質(zhì)層60是聚酰亞胺，如“DUPONT KAPTON”或“UBE UPILEX”。有圖案的導(dǎo)電層59的厚度通常約在0.5密耳至1.5密耳之間。有圖案的電介質(zhì)層60的厚度通常約在1密耳至3密耳之間。
為了形成球形格柵陣列57，導(dǎo)電焊球(或焊柱)54被附著到柔性帶58上并通過在電介質(zhì)層60中圖案形成的開孔(或通孔)62與各個(gè)焊接墊片59a電學(xué)接觸。以與各個(gè)導(dǎo)電焊接墊片59a互補(bǔ)的方式形成開孔62圖案，使得每個(gè)開孔覆蓋各個(gè)導(dǎo)電焊接墊片59a。焊球54可以是適合于通過開孔62與焊接墊片59a連接的任何形狀和尺寸。通常，焊球54基本是球形的，直徑約在250微米至750微米之間，最常用的約在300微米至600微米之間。焊球通常是利用諸如紅外、對流或汽相的傳統(tǒng)爐回流固定的。以這樣的方式使開孔62的形狀和尺寸適合于接受焊球54，即可以與焊接墊片59a相電學(xué)接觸。通常，開孔62是圓形的，直徑約在250微米至600微米之間，最常用的約在300微米至500微米之間。導(dǎo)電焊球可以由任何合適的導(dǎo)電材料構(gòu)成，包括金、焊劑或銅，但不限于此。
在圖3所示的實(shí)施例中，有圖案的導(dǎo)電層59通常具有多個(gè)焊接引線82、每個(gè)焊接引線與導(dǎo)電焊接墊片59a電耦合。通常，焊接引線82的寬度約在25微米至100微米之間。引線82是通過例如內(nèi)引線焊接在模片襯墊84上實(shí)現(xiàn)與半導(dǎo)體模片52的電連接，因此配置與模片襯墊84相似的間距，長度足以允許引線82與襯墊84之間的配對。然而，也可以引線82，利用圖3A中所示的引線焊接82a使襯墊83引線焊接到半導(dǎo)體模片52上。在兩種情況中，當(dāng)每個(gè)焊接引線82被電學(xué)連接到各個(gè)模片84上時(shí)，在每個(gè)焊球54與相應(yīng)模片襯墊84之間實(shí)現(xiàn)一個(gè)電路。當(dāng)為形成球形格柵陣列而如此構(gòu)成時(shí)，設(shè)計(jì)的每個(gè)焊球54被用作使基板76上各個(gè)模片襯墊84與相應(yīng)焊接墊片75電學(xué)連接的各個(gè)“管腳”。球形格柵陣列的間距如圖6所示，具有相應(yīng)的基板焊接模片襯墊75，通常約在300微米至1250微米之間。通常，基板是印刷電路板(“PCB”)，但是也可以是任何其它電路，包括柔性電路、硅、基片等，但不限于此。
正如圖3所示，模片52和內(nèi)引線連接區(qū)通常被密封劑86所密封，密封劑86放在密封封殼88內(nèi)。密封劑86可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任何合適的密封劑，包括環(huán)氧樹脂和硅酮，但不限于此。密封劑封殼88可以是任何合適的密封劑存放結(jié)構(gòu)，包括例如環(huán)氧樹脂、粘合劑帶等。盡管圖3所示的實(shí)施例示出采用單層有圖案的導(dǎo)電層59的芯片級(jí)封裝設(shè)計(jì)，但是，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明的好處在于，實(shí)施例也可以采用兩層或多層有圖案(或沒有圖案)的導(dǎo)電層。
在圖3的實(shí)施例中，非聚合物襯墊50可以是適當(dāng)堅(jiān)固以便于處理和/或熱膨脹系數(shù)接近于基板熱膨脹系數(shù)以使焊接點(diǎn)上的應(yīng)力減至最小的任何材料。利用這樣的非聚合物襯墊結(jié)構(gòu)，可以減少或基本消除在模片附著粘合劑64中形成空隙。這是因?yàn)橛谜澈蟿?4直接將模片52焊接到非聚合物襯墊60上，因此，不存在來自聚合物材料的濕氣，和不能進(jìn)入這兩個(gè)元件之間的接口處。
除了減小熱應(yīng)力和空隙形成外，所揭示的方法和裝置的非聚合物襯墊結(jié)構(gòu)還提供其它的重要優(yōu)點(diǎn)。例如，包括非聚合物支承結(jié)構(gòu)10的芯片級(jí)封裝條帶提供的表面，其平整度和表面均勻性比傳統(tǒng)彈性體襯墊有所提高。格柵陣列支承結(jié)構(gòu)表面的平整度是保證所有焊球54與基板76上襯墊75接觸的一個(gè)重要因素。比較理想地，芯片級(jí)封裝支承結(jié)構(gòu)的共面性約為2密耳或更低，更理想地，約為1密耳或更低。這種共面性是采用傳統(tǒng)軟彈性體襯墊難以實(shí)現(xiàn)的。非聚合物支承結(jié)構(gòu)為焊球附著提供了更平的表面，因此允許半導(dǎo)體模片與基板之間的連接更可靠。
除了上述的好處外，可以采用熱導(dǎo)電非聚合物(如金屬片即金屬箔)作為非聚合物支承結(jié)構(gòu)50，為從圖3中半導(dǎo)體模片52的正面(或圖3A中半導(dǎo)體模片52的背面)的熱耗散提供良好的熱通路。這種熱導(dǎo)電非聚合物支承結(jié)構(gòu)50還可以有效地把熱傳導(dǎo)到焊球54上。
通常采用的一種類型的熱導(dǎo)電非聚合物是金屬片即金屬箔，銅是特別適合于此的金屬。除了熱導(dǎo)以外，金屬片還可以改善導(dǎo)電層59的電屏蔽和有有助于使交擾減至最小。此外，金屬片提供適合于用作接地平面的表面。因此，金屬片還可以用于提供一種方便的接地平面(如果需要的話，或者是供電平面)，例如通過使焊球54a與金屬片53直接電連接，如圖3B所示。這可以例如通過導(dǎo)電襯墊59b中的通孔55和下方的粘合劑層56進(jìn)行，使得所選接地連接焊球54a可以與金屬片53相電連接。然后，通過內(nèi)引線或者通過引線焊接82b使模片中的接地襯墊與接地焊球54a連接，如圖3B所示。有利地，當(dāng)采用諸如銅箔的金屬片時(shí)，可以用相對較低的成本獲得這些優(yōu)點(diǎn)。合適的金屬片包括提供足夠硬度和/或熱膨脹質(zhì)量的任何有圖案的金屬箔，包括由銅、不銹鋼、合金42、鎢、鈦、鋁、基于鋁的金屬(如鋁合金)、和合金及其組合等制成的金屬箔，但不限于此。也可以給銅箔涂覆薄的焊接鍍層，提供良好的焊接能力、低的成本和/或降低氧化。合適的鍍層的例子包括電鍍鎳、鎳/硼、黑銅氧化物、錫/鉛(如高于37％鉛的高鉛含量的錫/鉛合金)、或貴金屬，如銀或金的表面鍍層，但是不限于此。最通常地，非聚合物支持結(jié)構(gòu)是厚度約在4密耳至10密耳之間的有圖案的銅箔，較通常地，厚度約在5密耳至7密耳之間。銅合金通常用作引線框，如194，最適合于本應(yīng)用。
當(dāng)采用合適硬度的非聚合物襯墊時(shí)，用引線框常用的典型箱盒饋送設(shè)備處理芯片級(jí)封裝條帶可能是有利的。“合適的硬度”，這是指模量大于1Mpsi(1×106每平方英寸磅)。具有合適硬度的非聚合物材料的例子包括陶瓷、和諸如上述這些的金屬箔。然而，應(yīng)當(dāng)明白，利用模量小于約1Mpsi的非聚合物也可以實(shí)現(xiàn)所所揭示方法和裝置的好處。這些好處包括文中別處所述的這些的好處。
參考圖3，粘合劑層56和64可以是適合將非聚合物襯墊50固定到柔性帶58和半導(dǎo)體模片52上的任何粘合劑。通常，粘合劑層56和64選自介質(zhì)材料，介質(zhì)材料與非聚合物襯墊50一起的的作用是具有使模片52與基板(或PCB)76相隔離或“去耦合”，因此進(jìn)一步緩解焊接點(diǎn)上的應(yīng)力和改善可靠性。這種粘合劑的作用還有為插入插座提供少量的Z軸柔量。合適的粘合劑的例子包括丙烯酸PSA、熱塑性聚酰亞胺(如DuPont的“KJ”材料)、聚烯烴、DuPont公司的“PYRALUX”、環(huán)氧樹脂及其混合物，但不限于此。通常采用熱塑性聚酰亞胺作為粘合劑層56和64。
可以用適合于在彈性體襯墊與相鄰表面，如模片或電路蹤跡之間形成焊接的任何厚度將粘合劑施加于非聚合物襯墊上。通常，粘合劑層56和64的厚度約在1密耳至3密耳之間，更常用的厚度約在1密耳至2密耳之間。
盡管示出的實(shí)施例采用單個(gè)非聚合物支承結(jié)構(gòu)，但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的好處在于，在層疊的芯片級(jí)封裝帶組件中可以采用一個(gè)以上的非聚合物支承結(jié)構(gòu)。例如，可以采用兩個(gè)或多個(gè)電學(xué)隔離的金屬支承結(jié)構(gòu)，將其用于形成分別的電路通路(如接地平面和供電平面二者)，或者金屬與非金屬非聚合物支承結(jié)構(gòu)的組合也是可以是，如環(huán)氧樹脂印刷電路板材料。
在圖3D所示的另一實(shí)施例中，安裝層351可以仿造淀積非聚合物材料350的層并用在半導(dǎo)體模片352與附屬電路之間。例如，安裝層351可以用粘合劑層356粘合到兩層柔性電路帶318或者其它中間電路上，和用粘合劑層364粘合到半導(dǎo)體電路芯片352上。當(dāng)不是采用以上所述的非聚合物支承結(jié)構(gòu)實(shí)施例時(shí)，非聚合物層350的作用是通過基本阻止?jié)駳馓右莸侥Ｆ街澈蟿?64中而降低或基本消除空隙的形成。用許多方法可以有利地制造出仿造非聚合物材料圖案的安裝層，包括作為單獨(dú)帶元件或者附著到TAB帶上，但不限于此。在有些情況下，利用仿造非聚合物材料圖案的安裝層可能比前面所述的非聚合物支承結(jié)構(gòu)的實(shí)施例更低廉。
仍參考圖3D，非聚合物層350可以由適合于阻止?jié)駳膺w移到粘合劑層364中的任何非聚合物材料組成，包括為用作非聚合物支承結(jié)構(gòu)而列出的這些材料。安裝層351可以是適合于形成非聚合物層350圖案或淀積的任何材料，包括為用作可形成圖案的介電材料而列出的這些介質(zhì)材料。同樣，粘合劑層356和364可以是任何合適的粘合劑或附著手段，包括為供非聚合物支承結(jié)構(gòu)使用而列出的這些。通常的非聚合物層350是厚度約在1微米至2微米之間的銅層，安裝層351是厚度約在1密耳至3密耳之間的聚酰亞胺層。更一般地，非聚合物層350是厚度約在5微米至10微米之間的銅層，安裝層351是厚度約為2密耳的聚酰亞胺層。
圖3D示出在類似于圖3A所示的應(yīng)用中使用了仿造非聚合物層350的安裝層351。與非聚合物支承結(jié)構(gòu)的實(shí)施例一樣，對于圖3D所示的構(gòu)造可以作出許多變化。例如，導(dǎo)電非聚合物層350可以用作接地平面、供電平面或者完成其它類型的電路通路，如以類似于圖3B為非聚合物支承結(jié)構(gòu)所示出的方式。安裝層351和非聚合物層351也可以與具有三層或更多層的中間電路一起使用，如與圖3C為非聚合物支承結(jié)構(gòu)所示出的實(shí)施例相似。此外，可以采用一個(gè)以上的非聚合物層350。
芯片級(jí)封裝元件的制造和組裝用許多方法可以形成具有非聚合物支承結(jié)構(gòu)(或“襯墊”)的本發(fā)明所揭示方法和裝置的芯片級(jí)封裝器件，并將其用于許多不同應(yīng)用中。例如，構(gòu)造具有非聚合物襯墊的芯片級(jí)封裝帶的一種方法包括步驟將粘合劑疊合到非聚合物材料(如金屬箔)的滾筒上，以所需形狀沖壓或模壓非聚合物材料，使彎曲電路(或電路蹤跡)與非聚合物對準(zhǔn)和粘合，形成芯片級(jí)封裝帶(例如以條帶的形式)。在另一不同的方法中，通過將非聚合物材料(圖金屬箔)沖壓成所需形狀，將粘合劑薄膜沖壓成相同的形狀，使薄膜和箔片二者與電路蹤跡對準(zhǔn)，以及使結(jié)構(gòu)疊合起來，可以形成芯片級(jí)封裝帶。在這兩種情況中，電路蹤跡與非聚合物支承結(jié)構(gòu)的對準(zhǔn)是準(zhǔn)確的，也是比較低廉的?？梢赃M(jìn)行多種不同的步驟，利用剛才所述的芯片級(jí)封裝條帶或帶形成芯片級(jí)封裝器件。這些步驟包括模片附著、引線和/或內(nèi)引線焊接、過塑模和/或焊球附著步驟。有利地，根據(jù)這些過程的芯片級(jí)封裝器件的組裝是比較有效、直接和經(jīng)濟(jì)有效的。
圖4示出粘合劑層56和64疊合到銅片(或箔)50的薄卷筒的兩側(cè)。通常，采用具有覆蓋層(或防粘襯里)的粘合劑疊層，防粘襯里被留在粘合劑層56和64背離銅箔50的這一側(cè)上。加入防粘襯里的粘合劑疊層包括丙烯酸PSA型粘合劑。如圖4所示，用于形成粘合劑層56和64的疊合粘合劑通常是利用滾筒疊層100施加的。然而，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明的好處在于，可以利用任何的合適的方法，包括(但不限于)絲網(wǎng)印刷和噴灑淀積法，施加諸如前面所述的這些粘合劑。
圖5示出已經(jīng)與粘合劑層56和64疊合在一起的非聚合物片50的俯視圖。在圖5中，已經(jīng)將非聚合物片50沖壓或模壓形成具有被連接槽區(qū)域110環(huán)繞的模片方塊51的圖案。模片方塊51構(gòu)造成具有與半導(dǎo)體模片52相互補(bǔ)的形狀和更小的面積，給引線82(或者引線焊接)連接到連接槽區(qū)域110中的模片襯墊84留有間隙。連接槽110為利用內(nèi)引線焊接、引線焊接或其它的合適連接方法連接到模片襯墊84上提供空間。合起來，模片方塊51和連接槽110的尺寸為半導(dǎo)體模片52提供各個(gè)平臺(tái)。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的好處在于，在所揭示的方法中模壓或沖壓操作可以利用任何適合于集成電路封裝的任何沖壓或模壓方法進(jìn)行。通過化學(xué)刻蝕，利用鋼尺模片或利用化學(xué)刻蝕模片也可以使非聚合物形成圖案。在片50中也可以沖壓工具孔112，幫助電路的準(zhǔn)確對準(zhǔn)。
接著，如圖6所示，利用工具孔112使具有接受焊球的通孔62的柔性帶58對準(zhǔn)并疊合到銅片50的一側(cè)上。電路的疊合可以用許多方法進(jìn)行，包括用滾筒-滾筒方法(如利用鏈齒孔的滾筒-滾筒方法)或者以壓印方法。在本實(shí)施例中，通常在疊合前從粘合劑層56上撕去防粘襯里，利用對準(zhǔn)用的工具孔，將電路的面板或條帶疊合到片50上。然而，可以采用其它的粘合和疊合方法，如前面所述的方法。
此時(shí)，集成電路的附著和焊接可以不中斷地繼續(xù)，被附著的柔性帶58可以送往別處，以供進(jìn)一步組裝。在后一種情況中，通常在輸送前將非聚合物片50和附著的柔性帶58切割成條帶形式。用條帶形式，單個(gè)芯片級(jí)封裝條帶通常具有若干個(gè)分別的模片方塊51。在這兩種情況中，進(jìn)一步的組裝通常涉及從粘合劑層64上去除第二防粘襯里，為將模片安裝到非聚合物片50上作準(zhǔn)備。在條帶形式工藝的情況中，將非聚合物片的條帶和附著的電路裝載到處理用的料箱中。然后將模片放置在非聚合物條帶的粘性側(cè)面(與有電路的側(cè)面相對)，如果需要的話使之固化。然而，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明的好處在于，模片也可以被檢起并放置在一卷非聚合物片上(與條帶相對)，半導(dǎo)體模片可以與其電路一起放置，與非聚合物片相鄰或者相對。也可以使非聚合物條帶的模片側(cè)面留下裸露的粘合劑和模片附著粘合劑(通常為基于環(huán)氧樹脂的材料)，以供模片的附著使用。
接著，使條帶(包括電路和一個(gè)或多個(gè)模片)倒裝和放置到標(biāo)準(zhǔn)料箱中，將其裝載到例如引線焊接機(jī)或者熱壓焊接機(jī)中。如圖7所示，利用例如焊接工具124將來自帶的每個(gè)引線120焊接到模片襯墊122上。利用固定器126支承柔性帶(包括模片)，從而使引線120在焊接過程期間在易碎部分(或刻痕)126斷裂。如圖8所示，然后，通過用密封劑132填充槽110可以使條帶過塑模。通常，密封劑被阻擋部件130所包容，利用合適的固化方法，如紫外或熱方法進(jìn)行固化?；蛘撸鐖D9所示，可以將條帶倒裝在固定器表面140上，用密封劑132從條帶的模片一側(cè)填充槽110，無需密封劑阻擋部件。正如圖3A和3B所示，模片52也可以利用引線焊接82a連接到電路軌跡層59上，例如，當(dāng)半導(dǎo)體模片是“倒裝片”時(shí)，使得電路層和半導(dǎo)體模片的模片襯墊取向?yàn)楸畴x支承結(jié)構(gòu)的方向。圖6A示出這個(gè)實(shí)施例的俯視圖。
如圖10所示，接著可以將焊球(或焊柱)54裝在形成的開孔(或通孔)62，例如通過在聚酰亞胺層60中刻蝕的開孔中。利用適合于在球54與導(dǎo)電焊接襯墊59a之間形成牢固電學(xué)連接的任何方法，包括例如利用諸如紅外、對流或汽相的任何傳統(tǒng)手段進(jìn)行加熱和回流，可以使焊球54附著到條帶上。盡管圖中未示出，但是，通孔62也可以處理為電鍍通孔(PTH)和/或在焊球附著前填充不同的導(dǎo)電填充劑材料。
此時(shí)，可以對條帶或卷筒進(jìn)行切割，形成單個(gè)或多個(gè)模片的芯片級(jí)封裝(圖10示出一個(gè)單個(gè)模片的封裝150)。這可以利用諸如沖壓、切割或其它類似過程的任何合適的切除方法來完成。
應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明的好處在于，利用這一方法，可以制備其它的芯片級(jí)封裝的結(jié)構(gòu)，包括具有一個(gè)以上半導(dǎo)體模片的封裝。此外，利用所公開的方法和裝置概念可以制造諸如傳統(tǒng)BGA封裝的非芯片級(jí)封裝的結(jié)構(gòu)。還應(yīng)當(dāng)明白，雖然剛才所描述和示出的方法是為了利用條帶形成制造集成電路，但是，當(dāng)被用于利用其它過程和形式制造集成電路，包括利用滾筒-滾筒(或者卷筒-卷筒)形式形成集成電路，但不限于此，也可以獲得這些方法的好處。在這方面，以與現(xiàn)行工業(yè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相兼容的形式和使用當(dāng)前所發(fā)展的更新的形式可以實(shí)現(xiàn)所所揭示方法和裝置的好處。還應(yīng)當(dāng)明白，上述的封裝過程可以與仍在基片形式中的模片一起進(jìn)行。例如，可以使非聚合物片對準(zhǔn)和直接粘合到進(jìn)行焊接的基片和芯片上。如前所述，然后用密封劑填充槽，附著焊球以及沖壓或鋸開各個(gè)封裝件。
本發(fā)明可以適合于各種不同的改進(jìn)和變化形式，這里，通過舉例的方式已經(jīng)示出并描述了具體的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)明白，不希望本發(fā)明被限于所公開的具體形式。而是，本發(fā)明覆蓋落在所附權(quán)利要求書中所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的改進(jìn)。等效和替代。
權(quán)利要求
1．一種集成電路的封裝，其特征在于它包括包括電子互連陣列的中間電路；具有第一和第二側(cè)面的至少一層非聚合物層，所述層的第一側(cè)面與所述集成電路相結(jié)構(gòu)耦合，所述層的第二側(cè)面與所述中間電路相結(jié)構(gòu)耦合。
2．如權(quán)利要求1所述的封裝，其特征在于所述的集成電路具有多個(gè)電接觸部位，所述的接觸部位與所述中間電路的所述電互連相電氣耦合。
3．如權(quán)利要求2所述的封裝，其特征在于所述集成電路的所述電接觸部位被引線焊接到所述中間電路的所述電互連上。
4．如權(quán)利要求2所述的封裝，其特征在于所述集成電路的所述電接觸部位被熱壓焊接到所述中間電路的所述電互連上。
5．如權(quán)利要求1所述的封裝，其特征在于所述的非聚合物層是導(dǎo)電的，所述的非聚合物層被電耦合到所述集成電路上，形成供電或接地平面。
6．如權(quán)利要求1所述的封裝，其特征在于所述的非聚合物層是模量大于約1Mpsi的非聚合物支承結(jié)構(gòu)。
7．如權(quán)利要求1所述的封裝，其特征在于所述的非聚合物層是由厚度約在4密耳至10密耳之間的金屬箔組成的非聚合物支承結(jié)構(gòu)。
8．如權(quán)利要求1所述的封裝，其特征在于所述的非聚合物層是由銅箔組成的非聚合物支承結(jié)構(gòu)。
9．如權(quán)利要求1所述的封裝，其特征在于進(jìn)一步包括具有第一和第二側(cè)的安裝層，所述安裝層的第一側(cè)面與所述非聚合物層的第二側(cè)面相結(jié)構(gòu)耦合，所述安裝層的第二側(cè)面與所述中間電路相結(jié)構(gòu)耦合。
10．如權(quán)利要求9所述的封裝，其特征在于所述的安裝層是厚度約在1密耳至3密耳之間的聚酰亞胺層，所述的非聚合物層是厚度約在1微米至20微米之間的銅層。
11．如權(quán)利要求1所述的封裝，其特征在于所述的中間電路是柔性電路。
12．如權(quán)利要求1所述的封裝，其特征在于所述的中間電路具有第一和第二側(cè)面，所述中間電路的第一側(cè)面與所述非聚合物層的第二側(cè)面相結(jié)構(gòu)耦合；和進(jìn)一步包括多個(gè)與所述中間電路相電氣耦合的焊球或焊柱；所述的多個(gè)焊球或焊柱與所述中間電路的第二側(cè)面相結(jié)構(gòu)耦合。
13．一種形成集成電路封裝的方法，其特征在于，所述方法包括步驟提供一包括電學(xué)互連陣列的中間電路；提供具有第一和第二側(cè)面的至少一層非聚合物層；所述非聚合物層的第一側(cè)面適合于與所述集成電路相結(jié)構(gòu)耦合；和將所述非聚合物層的第二側(cè)面結(jié)構(gòu)耦合到所述中間電路上。
14．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括將所述集成電路在結(jié)構(gòu)上耦合到所述非聚合物層的所述第一側(cè)面上的步驟。
15．如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述的集成電路具有多個(gè)電接觸部位，進(jìn)一步包括將所述接觸部位在電學(xué)上耦合到所述中間電路的所述電學(xué)互連上的步驟。
16．如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于把所述接觸部位電學(xué)耦合到所述電學(xué)互連上的步驟包括把所述集成電路的所述接觸部位引線焊接或者熱壓焊接到所述中間電路的所述電學(xué)互連上的步驟。
17．如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述的非聚合物層是導(dǎo)電的，進(jìn)一步包括把所述非聚合物支承結(jié)構(gòu)電耦合到所述集成電路上，形成供電和接地平面的步驟。
18．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述的非聚合物層是模量大于約1Mpsi的非聚合物支承結(jié)構(gòu)。
19．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述的非聚合物層是非聚合物支承結(jié)構(gòu)，是厚度約在4密耳至10密耳之間的金屬箔。
20．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述的非聚合物層是包括銅箔的非聚合物支承結(jié)構(gòu)。
21．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述的非聚合物層是厚度約在1微米至20微米之間的銅層。
22．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述的中間電路是柔性電路。
23．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述的中間電路具有第一和第二側(cè)面；將所述中間電路結(jié)構(gòu)耦合到所述非聚合物層的所述步驟包括把所述中間電路的第一側(cè)面在結(jié)構(gòu)上連接到所述非聚合物層的第二側(cè)面的步驟；和進(jìn)一步包括將多個(gè)焊球或焊柱電耦合到所述中間電路的步驟；所述的多個(gè)焊球或焊柱被結(jié)構(gòu)耦合到所述中間電路的所述第二側(cè)面。
24．一種電子封裝，其特征在于它包括包括一層有圖案的導(dǎo)電層和至少一層有圖案的電介質(zhì)層的柔性帶；具有第一和第二側(cè)面的非聚合物支承結(jié)構(gòu)，所述支承結(jié)構(gòu)的第一側(cè)面被結(jié)構(gòu)耦合到所述柔性帶的所述導(dǎo)電層的第二側(cè)面上。
25．如權(quán)利要求24所述的封裝，其特征在于所述導(dǎo)電層具有第一和第二側(cè)面并印制圖案以形成導(dǎo)電區(qū)域，所述電介質(zhì)層具有第一和第二側(cè)面并進(jìn)行圖案處理以形成穿過所述電介質(zhì)層延伸的多個(gè)開孔，所述開孔中的每一個(gè)被配置為接收一個(gè)焊球，這里所述導(dǎo)電層的第一側(cè)面被連接到所述電介質(zhì)層的第二側(cè)面，從而使所述電介質(zhì)層中的所述多個(gè)開孔與所述導(dǎo)電層的至少部分所述導(dǎo)電區(qū)域相對準(zhǔn)。
26．如權(quán)利要求25所述的封裝，其特征在于進(jìn)一步包括其第一側(cè)面被結(jié)構(gòu)耦合到所述非聚合物支承結(jié)構(gòu)的第二側(cè)面的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括多個(gè)電接觸部位，所述的接觸部位被電耦合到所述柔性帶的所述導(dǎo)電層上。
27．如權(quán)利要求26所述的封裝，其特征在于進(jìn)一步包括設(shè)置在所述柔性帶的所述電介質(zhì)層的第一側(cè)面上的多個(gè)焊球或焊柱，所述焊球或焊柱中的每一個(gè)被定位在所述電介質(zhì)層中所述多個(gè)開孔的一個(gè)開孔中并被電連接到所述柔性帶的所述導(dǎo)電層的所述導(dǎo)電區(qū)上。
28．如權(quán)利要求27所述的封裝，其特征在于所述的非聚合物支承結(jié)構(gòu)的模量大于約1Mpsi。
29．如權(quán)利要求27所述的封裝，其特征在于所述的非聚合物支承結(jié)構(gòu)是厚度約在4密耳至10密耳之間的銅箔。
30．一種電子封裝，其特征在于它包括具有第一和第二側(cè)面和一個(gè)外側(cè)邊界的有圖案導(dǎo)電層，對所述導(dǎo)電層進(jìn)行圖案化以形成環(huán)繞所述外側(cè)邊界的圓周設(shè)置周邊導(dǎo)電特征的導(dǎo)電區(qū)域，作為半導(dǎo)體器件的電連接；具有第一和第二側(cè)面和圓周小于所述有圖案導(dǎo)電層的所述圓周的外側(cè)邊界的有圖案電介質(zhì)層，對所述電介質(zhì)層進(jìn)行圖案化以形成穿過所述電介質(zhì)層延伸的多個(gè)開孔，所述開孔中的每一個(gè)開孔被設(shè)置為接收一個(gè)焊球，這里，所述導(dǎo)電層的第一側(cè)面被連接到所述電介質(zhì)層的第二側(cè)面，以致于所述電介質(zhì)層中的所述多個(gè)開孔與所述導(dǎo)電層的至少部分所述導(dǎo)電區(qū)域相對準(zhǔn)，所述導(dǎo)電層的所述周邊導(dǎo)電特征延伸到所述介質(zhì)構(gòu)件的外側(cè)邊界以外；具有第一和第二側(cè)面的非聚合物支承結(jié)構(gòu)，所述支承結(jié)構(gòu)是基本堅(jiān)固的和具有大于約1Mpsi的彈性模量，所述支承結(jié)構(gòu)的第一側(cè)面被結(jié)構(gòu)耦合到所述導(dǎo)電層的第二側(cè)面上；具有第一側(cè)面的半導(dǎo)體器件，所述第一側(cè)面被結(jié)構(gòu)耦合到所述非聚合物支承結(jié)構(gòu)的第二側(cè)面上，所述半導(dǎo)體器件包括多個(gè)電接觸部位，所述接觸部位中至少有一個(gè)被電耦合到所述導(dǎo)電層的所述周邊導(dǎo)電特征上；以及設(shè)置在所述電介質(zhì)層的第一側(cè)面上的多個(gè)焊球，所述焊球中的每一個(gè)被定位在所述電介質(zhì)層中所述多個(gè)開孔的一個(gè)開孔中并被電連接到所述導(dǎo)電層的所述導(dǎo)電區(qū)上。
31．如權(quán)利要求30所述的封裝，其特征在于所述半導(dǎo)體器件的所述電接觸部位是采用引線焊接、內(nèi)引線或其組合的手段電耦合到所述導(dǎo)電層的所述周邊導(dǎo)電特征上。
32．如權(quán)利要求30所述的封裝，其特征在于所述非聚合物支承結(jié)構(gòu)是導(dǎo)電的，所述非聚合物支承結(jié)構(gòu)被電耦合在所述半導(dǎo)體器件的所述電接觸部位中至少一個(gè)部位與所述導(dǎo)電層之間，使得所述非聚合物支承結(jié)構(gòu)在所述半導(dǎo)體器件與所述導(dǎo)電層之間形成電氣電路。
全文摘要
一種集成電路封裝用的芯片級(jí)球形格柵陣列，具有設(shè)置在半導(dǎo)體模片(52)與基板(76)之間的非聚合物層(50)或支承結(jié)構(gòu)。非聚合物支承結(jié)構(gòu)的作用是通過降低熱應(yīng)力效應(yīng)和/或通過降低或消除在集成電路封裝中形成空隙而提高電路的可靠性。非聚合物支承結(jié)構(gòu)可以是諸如銅箔的具有足夠硬度以允許以條帶形式處理芯片級(jí)封裝的材料。
文檔編號(hào)H01L23/31GK1239589SQ97180210
公開日1999年12月22日 申請日期1997年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月2日
發(fā)明者R·D·許勒爾, J·D·蓋辛格 申請人:美國3M公司