專(zhuān)利名稱(chēng)：形成引線上凸塊互連的半導(dǎo)體器件和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體器件，并且更特別地涉及形成引線上凸塊互連的半導(dǎo)體器件和方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中常常發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件在電氣組件的數(shù)目和密度方面不同。分立半導(dǎo)體器件通常包含一種類(lèi)型的電氣組件，例如發(fā)光二極管(LED)、小信號(hào)晶體管、電阻器、電容器、電感器和功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(M0SFET)。集成半導(dǎo)體器件通常包括幾百個(gè)至幾百萬(wàn)個(gè)電氣組件。集成半導(dǎo)體器件的示例包括微控制器、微處理器、電荷耦合器件(CXD )、太陽(yáng)電池和數(shù)字微鏡器件(DMD )。半導(dǎo)體器件執(zhí)行大范圍的功能，諸如信號(hào)處理、高速計(jì)算、傳送和接收電磁信號(hào)、 控制電子器件、將日光變換成電和產(chǎn)生用于電視顯示的可視投影。半導(dǎo)體器件被用于娛樂(lè)、 通信、功率轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)和消費(fèi)者產(chǎn)品領(lǐng)域。半導(dǎo)體器件還被用于軍事應(yīng)用、航空、汽車(chē)、工業(yè)控制器和辦公室設(shè)備。半導(dǎo)體器件利用半導(dǎo)體材料的電氣性質(zhì)。半導(dǎo)體材料的原子結(jié)構(gòu)允許通過(guò)施加電場(chǎng)或基電流或通過(guò)摻雜的過(guò)程來(lái)操縱其導(dǎo)電性。摻雜向半導(dǎo)體材料中引入雜質(zhì)以操縱并控制半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性。半導(dǎo)體器件包含有源和無(wú)源電氣結(jié)構(gòu)。包括雙極和場(chǎng)效應(yīng)晶體管的有源結(jié)構(gòu)控制電流的流動(dòng)。通過(guò)改變摻雜的水平和電場(chǎng)或基電流的施加，晶體管促進(jìn)或限制電流的流動(dòng)。 包括電阻器、電容器和電感器的無(wú)源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生執(zhí)行多種電功能所需的電壓與電流之間的關(guān)系。無(wú)源和有源結(jié)構(gòu)被電連接以形成電路，該電路使得半導(dǎo)體器件能夠執(zhí)行高速計(jì)算及其它有用功能。通常使用每個(gè)包括可能幾百個(gè)步驟的兩個(gè)復(fù)雜的制造過(guò)程、即前端制造和后端制造來(lái)制造半導(dǎo)體器件。前端制造包括在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個(gè)管芯。每個(gè)管芯通常是相同的并包含通過(guò)將有源和無(wú)源組件電連接而形成的電路。后端制造包括從成品晶片單顆化單獨(dú)的管芯并將該管芯封裝以提供結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。半導(dǎo)體制造的一個(gè)目的是生產(chǎn)較小的半導(dǎo)體器件。較小的器件通常消耗較少的功率，具有較高的性能，并且能夠更高效地生產(chǎn)。另外，較小的半導(dǎo)體器件具有較小的覆蓋區(qū)， 這對(duì)于較小的最終產(chǎn)品是期望的?？梢酝ㄟ^(guò)前端過(guò)程的改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)更小的管芯尺寸，導(dǎo)致管芯具有更小、更高密度的有源和無(wú)源組件。后端過(guò)程可以通過(guò)電互連和封裝材料的改進(jìn)來(lái)產(chǎn)生具有更小覆蓋區(qū)的半導(dǎo)體器件封裝。在常規(guī)倒裝式封裝中，半導(dǎo)體管芯被安裝到封裝基底，管芯的有源側(cè)與基底相對(duì)。按照慣例，以凸塊的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)管芯中的電路與基底中的電路的互連，所述凸塊被附著于管芯上的互連焊盤(pán)陣列，并被結(jié)合到基底上的常常稱(chēng)為捕獲焊盤(pán)的互連焊盤(pán)的相應(yīng)互補(bǔ)陣列。集成電路上的電子特征的面密度已大大地增加，并且具有更大密度的電路特征的半導(dǎo)體管芯還可以具有用于與封裝基底互連的更大密度的點(diǎn)。封裝以封裝與底層電路之間的二級(jí)互連的方式連接到諸如印刷電路板或母板的底層電路。二級(jí)互連具有比倒裝互連更大的節(jié)距，因此基底上的布線按照慣例呈扇形展開(kāi)。 顯著的技術(shù)進(jìn)步已使得能夠構(gòu)造細(xì)微的線和空間。相鄰焊盤(pán)之間的空間限制可能從陣列中的更加向內(nèi)的捕獲焊盤(pán)逸出的跡線的數(shù)目。按照慣例，在封裝基底內(nèi)的多個(gè)金屬層上形成管芯下面的捕獲焊盤(pán)與封裝的外部管腳之間的扇形展開(kāi)布線。對(duì)于復(fù)雜的互連陣列而言， 可能要求具有多個(gè)層的基底以實(shí)現(xiàn)管芯焊盤(pán)與封裝上的二級(jí)互連之間的布線。多個(gè)層基底是昂貴的，并且在常規(guī)倒裝結(jié)構(gòu)中，基底通常單獨(dú)地占了一大半的封裝成本。多層基底的高成本已經(jīng)是限制主流產(chǎn)品中的倒裝技術(shù)發(fā)展的因素。逸出布線圖案通常引入附加的電寄生，因?yàn)椴季€包括信號(hào)傳輸路徑中的配線層之間的短行程的非屏蔽配線和過(guò)孔(via)。電寄生能夠顯著地限制封裝性能?？梢酝ㄟ^(guò)使用熔融過(guò)程將例如焊料凸塊的凸塊接合到相應(yīng)捕獲焊盤(pán)的配合表面上來(lái)進(jìn)行倒裝互連，稱(chēng)為捕獲焊盤(pán)上凸塊(BOC)互連。兩個(gè)特征在BOC設(shè)計(jì)中是顯而易見(jiàn)的首先，要求相當(dāng)大的捕獲焊盤(pán)來(lái)與管芯上的凸塊相配合，并且第二，要求絕緣材料(通常為焊料掩膜)來(lái)在互連過(guò)程期間限制焊料的流動(dòng)。焊料掩膜開(kāi)口在捕獲焊盤(pán)處限定熔融焊料的輪廓，即焊料掩膜限定，或者可以不由掩膜開(kāi)口來(lái)限定焊料輪廓，即非焊料掩膜限定。 在后一種情況下，焊料掩膜開(kāi)口明顯大于捕獲焊盤(pán)。由于用于限定焊料掩膜開(kāi)口的技術(shù)具有用于焊料掩膜限定凸塊配置的寬公差范圍，所以捕獲焊盤(pán)必須是大的，通常在相當(dāng)程度上大于用于掩膜開(kāi)口的設(shè)計(jì)尺寸，以保證掩膜開(kāi)口將位于焊盤(pán)的配合表面上。對(duì)于非焊料掩膜限定凸塊配置而言，焊料掩膜開(kāi)口必須大于捕獲焊盤(pán)。捕獲焊盤(pán)或直徑的寬度可以是跡線寬度的兩至四倍。捕獲焊盤(pán)的較大寬度導(dǎo)致頂部基底層上的布線空間的相當(dāng)大的損失。特別地，逸出布線節(jié)距比基底技術(shù)能夠提供的最細(xì)跡線節(jié)距大得多。必須借助于短支柱(stud)和過(guò)孔在下基底層上布置許多焊盤(pán)的路線，常常在管芯的覆蓋區(qū)下面，源自于正在討論中的焊盤(pán)。在常規(guī)焊料掩膜限定BOC互連的典型示例中，捕獲焊盤(pán)具有約140Mffl的直徑，并且焊料掩膜開(kāi)口具有約90Mm的直徑，并且布線跡線約25 30Mm寬。用于將凸塊附著到管芯焊盤(pán)的配合表面的直徑、亦即凸塊與管芯焊盤(pán)之間的界面的位置被焊料掩膜開(kāi)口限定為具有約90Mm的直徑。常規(guī)BOC互連布局在圖1和2中被示為倒裝封裝的部分10和20。沿著圖2中的線1-1’在與封裝基底表面平行的平面中截取了圖1中的部分剖視圖。沿著圖1中的線 2-2’在與封裝基底表面垂直的平面中截取了圖2中的部分剖視圖。某些特征被示為如同透明的，但是圖1中的許多特征被示為部分地被覆蓋特征隱藏。在圖1和2中，封裝基底的管芯附著表面包括在基底12上的電介質(zhì)層上形成的金屬或?qū)?。金屬層被圖案化以形成跡線或引線13和捕獲焊盤(pán)14。絕緣層或焊料掩膜16覆蓋基底12的管芯附著表面。焊料掩膜16通常是被光致抗蝕劑圖案化的光可限定材料以使捕獲焊盤(pán)14的配合表面暴露。被附著于半導(dǎo)體管芯18的有源側(cè)上的焊盤(pán)的互連凸塊15被接合到基底12上的相應(yīng)捕獲焊盤(pán)14的配合表面以在管芯上的電路與基底上的引線之間形成適當(dāng)?shù)碾娀ミB。在回流焊料被冷卻以建立電連接后，底部填充材料17被引入半導(dǎo)體管芯 18與基底12之間的空間中以機(jī)械地使互連穩(wěn)定并保護(hù)管芯與基底之間的特征。圖1示出基底12的上金屬層中的從其各自的捕獲焊盤(pán)14跨越由虛線11指示的管芯邊緣位置并遠(yuǎn)離管芯覆蓋區(qū)布線的信號(hào)逸出跡線13。信號(hào)跡線13可以具有約112微米(Mffl)的逸出節(jié)距IV 30 Mffl/30 Mffl設(shè)計(jì)規(guī)則對(duì)于諸如圖1所示的構(gòu)造中的跡線13而言是典型的。跡線13標(biāo)稱(chēng)30 Mm寬，并且可以密集地以30 Mm間隔開(kāi)。捕獲焊盤(pán)14通常是跡線寬度的三倍，并且捕獲焊盤(pán)具有標(biāo)稱(chēng)90Mm的寬度或直徑。焊料掩膜中的開(kāi)口大于焊盤(pán)， 具有135ΜΠ1的標(biāo)稱(chēng)寬度或直徑。圖1和2示出非焊料掩膜限定焊料輪廓。隨著管芯上的凸塊的可熔材料熔化，熔融焊料趨向于將引線和捕獲焊盤(pán)的金屬潤(rùn)濕且焊料趨向于在未被掩蔽的任何鄰近金屬表面上流出。焊料趨向于沿著相鄰引線13流動(dòng)，并且這里，焊料流動(dòng)在圖1中被焊料掩膜限制在位置19處。焊盤(pán)處的非焊料掩膜限定焊料輪廓在圖2中是顯而易見(jiàn)的，其中，凸塊15 的部分四被示為已在捕獲焊盤(pán)14的側(cè)上流動(dòng)并向下流到基底12的電介質(zhì)層的表面。非焊料掩膜限定輪廓不限制焊料在表面上并在捕獲焊盤(pán)的側(cè)上向下的流動(dòng)，并且，除非在焊盤(pán)處存在大量多余的焊料，焊料的流動(dòng)受限于基底的電介質(zhì)表面通常不可被熔融焊料潤(rùn)濕的事實(shí)。除其它因素之外，由掩膜形成技術(shù)的能力來(lái)確定圖1所示的布置中的捕獲焊盤(pán)的密度的下限，以實(shí)現(xiàn)可靠的狹窄掩膜結(jié)構(gòu)和在相鄰掩膜開(kāi)口之間提供掩膜結(jié)構(gòu)的需要。另外， 除其它因素之外，由將來(lái)自更加位于中心的捕獲焊盤(pán)的逸出線布置在更加位于外圍的捕獲焊盤(pán)之間的需要來(lái)確定逸出密度的下限。圖3在類(lèi)似于圖2的剖視圖中示出焊料掩膜限定焊料輪廓。半導(dǎo)體管芯38被示為通過(guò)凸塊35被附著到通過(guò)對(duì)基底32的電介質(zhì)層的管芯附著側(cè)上的金屬層進(jìn)行圖案化連同跡線或引線33 —起形成的捕獲焊盤(pán)34的配合表面上。在回流焊料被冷卻以建立電連接后，底部填充材料37被引入管芯38與基底32之間的空間中以機(jī)械地使互連穩(wěn)定并保護(hù)管芯與基底之間的特征。這里，捕獲焊盤(pán)34比在圖1和2的示例中的捕獲焊盤(pán)寬，并且焊料掩膜開(kāi)口小于捕獲焊盤(pán)，使得焊料掩膜材料覆蓋如在位置39處所示的每個(gè)捕獲焊盤(pán)的配合表面的側(cè)面和一部分以及引線33。當(dāng)使凸塊35與各捕獲焊盤(pán)34的配合表面接觸并隨后被熔化時(shí)，焊料掩膜材料36限制熔融焊料的流動(dòng)，使得由捕獲焊盤(pán)34上的掩膜開(kāi)口的形狀和尺寸來(lái)限定焊料輪廓的形狀。

發(fā)明內(nèi)容
在不影響電功能或制造可靠性的情況下，需要使基底上的互連點(diǎn)最小化以增加布線密度。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是制造半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供具有在半導(dǎo)體管芯表面上形成的多個(gè)復(fù)合凸塊的半導(dǎo)體管芯，提供基底，以及在基底上形成多個(gè)導(dǎo)電跡線，互連點(diǎn)具有從平面圖中看與導(dǎo)電跡線平行的邊緣以便增加逸出布線密度。復(fù)合凸塊具有可熔部分和非可熔部分。復(fù)合凸塊比互連點(diǎn)寬。所述方法還包括步驟將復(fù)合凸塊的可熔部分結(jié)合到互連點(diǎn)，使得可熔部分覆蓋互連點(diǎn)的頂面和側(cè)面，并且在半導(dǎo)體管芯與基底之間的復(fù)合凸塊周?chē)练e密封劑。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是制造半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供半導(dǎo)體管芯， 提供基底，在基底上形成多個(gè)導(dǎo)電跡線，互連點(diǎn)具有從平面圖看與導(dǎo)電跡線平行的邊緣以便增加逸出布線密度，在半導(dǎo)體管芯與基底上的互連點(diǎn)之間形成多個(gè)互連結(jié)構(gòu)，將互連結(jié)構(gòu)結(jié)合到互連點(diǎn)，使得互連結(jié)構(gòu)覆蓋互連點(diǎn)的頂面和側(cè)面，以及在半導(dǎo)體管芯與基底之間沉積密封劑。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是制造半導(dǎo)體器件的方法，包括步驟提供半導(dǎo)體管芯， 提供基底，在基底上形成多個(gè)導(dǎo)電跡線，互連點(diǎn)具有從平面圖看與導(dǎo)電跡線平行的邊緣以便增加逸出布線密度，在半導(dǎo)體管芯與基底上的互連點(diǎn)之間形成多個(gè)互連結(jié)構(gòu)，并將互連結(jié)構(gòu)結(jié)合到互連點(diǎn)，使得互連結(jié)構(gòu)覆蓋互連點(diǎn)的頂面和側(cè)面。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是包括半導(dǎo)體管芯的半導(dǎo)體器件。在基底上形成多個(gè)導(dǎo)電跡線，互連點(diǎn)具有從平面圖看與導(dǎo)電跡線平行的邊緣以便增加逸出布線密度。在半導(dǎo)體管芯與基底上的互連點(diǎn)之間形成多個(gè)互連結(jié)構(gòu)。該互連結(jié)構(gòu)被結(jié)合到互連點(diǎn)。在半導(dǎo)體管芯與基底之間沉積密封劑。


圖1舉例說(shuō)明與封裝基底表面的平面平行的常規(guī)捕獲焊盤(pán)上凸塊倒裝互連(現(xiàn)有技術(shù))；
圖2舉例說(shuō)明與封裝基底表面的平面垂直的常規(guī)捕獲焊盤(pán)上凸塊倒裝互連(現(xiàn)有技
術(shù))；
圖3舉例說(shuō)明與封裝基底表面的平面垂直的另一常規(guī)捕獲焊盤(pán)上凸塊倒裝互連的一部分(現(xiàn)有技術(shù))；
圖4舉例說(shuō)明具有被安裝到其表面的不同類(lèi)型的封裝的PCB ； 圖fe 5c舉例說(shuō)明被安裝到PCB的代表性半導(dǎo)體封裝的更多細(xì)節(jié)； 圖6舉例說(shuō)明與封裝基底表面的平面平行的BOL倒裝互連； 圖7舉例說(shuō)明與封裝基底表面的平面垂直的圖6的BOL倒裝互連； 圖8舉例說(shuō)明與封裝基底表面的平面平行的第二 BOL倒裝互連； 圖9舉例說(shuō)明與封裝基底表面的平面垂直的圖8的BOL倒裝互連； 圖10舉例說(shuō)明與封裝基底表面的平面平行的第三BOL倒裝互連； 圖11舉例說(shuō)明與封裝基底表面的平面平行的第四BOL倒裝互連； 圖1 12c舉例說(shuō)明用于制造BOL倒裝互連的過(guò)程； 圖13a 13d舉例說(shuō)明用于制造BOL倒裝互連的過(guò)程的更多細(xì)節(jié)； 圖14舉例說(shuō)明用于制造BOL倒裝互連的過(guò)程的力和溫度計(jì)劃表； 圖15舉例說(shuō)明具有復(fù)合凸塊的BOL倒裝互連；
圖16a 1 舉例說(shuō)明在半導(dǎo)體管芯上形成以便結(jié)合到基底上的導(dǎo)電跡線的各種互連結(jié)構(gòu)；
圖17a 17g舉例說(shuō)明被結(jié)合到導(dǎo)電跡線的半導(dǎo)體管芯和互連結(jié)構(gòu)； 圖18a 18d舉例說(shuō)明具有被結(jié)合到導(dǎo)電跡線的楔形互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體管芯； 圖19a 19d舉例說(shuō)明被結(jié)合到導(dǎo)電跡線的半導(dǎo)體管芯和互連結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例； 圖20a 20c舉例說(shuō)明被結(jié)合到導(dǎo)電跡線的臺(tái)階式凸塊和支柱凸塊互連結(jié)構(gòu)；圖21a 21b舉例說(shuō)明具有導(dǎo)電過(guò)孔的導(dǎo)電跡線； 圖2 22c舉例說(shuō)明半導(dǎo)體管芯與基底之間的模底部填充； 圖23舉例說(shuō)明半導(dǎo)體管芯與基底之間的另一模底部填充； 圖M舉例說(shuō)明模底部填充之后的半導(dǎo)體管芯和基底；
圖2 25g舉例說(shuō)明具有開(kāi)放焊料套準(zhǔn)(registration)的導(dǎo)電跡線的各種布置； 圖26a 26b舉例說(shuō)明與導(dǎo)電跡線之間的貼片的開(kāi)放焊料套準(zhǔn)；以及圖27舉例說(shuō)明在模底部填充期間限制密封劑的具有掩蔽層屏障(dam)的POP。
具體實(shí)施例方式在以下說(shuō)明中參考附圖在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中描述本發(fā)明，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類(lèi)似的元件。雖然依照用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的最佳方式描述了本發(fā)明， 但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到意圖在與覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求和由以下公開(kāi)和附圖支持的其等價(jià)物限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替換、修改和等價(jià)物。通常使用兩個(gè)復(fù)雜的制造過(guò)程前端制造和后端制造來(lái)制造半導(dǎo)體器件。前端制造包括在半導(dǎo)體晶片的表面上形成多個(gè)管芯。晶片上的每個(gè)管芯包含有源和無(wú)源電氣組件，其被電連接而形成功能電路。諸如晶體管和二極管的有源電氣組件具有控制電流流動(dòng)的能力。諸如電容器、電感器、電阻器和變壓器的無(wú)源電氣組件產(chǎn)生執(zhí)行電路功能所需的電壓與電流之間的關(guān)系。通過(guò)包括摻雜、沉積、光刻、蝕刻和平面化的一系列過(guò)程步驟在半導(dǎo)體晶片的表面上形成無(wú)源和有源組件。摻雜通過(guò)諸如離子注入或熱擴(kuò)散的技術(shù)向半導(dǎo)體材料中引入雜質(zhì)。摻雜過(guò)程修改有源器件中的半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性，將半導(dǎo)體材料變換成絕緣體、導(dǎo)體， 或響應(yīng)于電場(chǎng)或基電流來(lái)動(dòng)態(tài)地改變半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性。晶體管包含根據(jù)需要來(lái)改變所布置的摻雜的類(lèi)型和程度的區(qū)域以使晶體管能夠在施加電場(chǎng)或基電流時(shí)促進(jìn)或限制電流的流動(dòng)。有源和無(wú)源組件由具有不同電氣性質(zhì)的材料層形成?？梢酝ㄟ^(guò)部分地由正在沉積的材料的類(lèi)型確定的多種沉積技術(shù)來(lái)形成該層。例如，薄膜沉積可以包括化學(xué)汽相沉積 (CVD)、物理汽相沉積(PVD)、電解鍍覆和化學(xué)鍍覆過(guò)程。每個(gè)層通常被圖案化以形成有源組件、無(wú)源組件或組件之間的電連接的一部分?？梢允褂霉饪谭▽?duì)層進(jìn)行圖案化，光刻法包括例如光致抗蝕劑的感光材料在要圖案化的層上的沉積。使用光將圖案從光掩膜轉(zhuǎn)印到光致抗蝕劑。使用溶劑來(lái)去除經(jīng)歷光的光致抗蝕劑圖案的一部分，使要圖案化的底層的一部分暴露。去除其余的光致抗蝕劑，留下被圖案化的層。可替換地，通過(guò)將材料直接沉積到由使用諸如化學(xué)或電解鍍覆的技術(shù)的前述沉積/蝕刻過(guò)程形成的區(qū)域或空隙中來(lái)對(duì)某些類(lèi)型的材料進(jìn)行圖案化。在現(xiàn)有圖案上沉積材料薄膜能夠?qū)⒌讓訄D案放大并產(chǎn)生非均勻平面。要求均勻平面以產(chǎn)生更小且更密集地封裝的有源和無(wú)源組件。可以使用平面化來(lái)從晶片的表面去除材料并產(chǎn)生均勻平面。平面化包括用拋光墊對(duì)晶片的表面進(jìn)行拋光?？梢栽趻伖馄陂g向晶片的表面添加研磨材料和腐蝕性化學(xué)制品?；瘜W(xué)制品的研磨和腐蝕動(dòng)作的組合機(jī)械動(dòng)作去除了任何不規(guī)則外貌(topography)，產(chǎn)生均勻平面。后端制造指的是將成品晶片切割或單顆化成單獨(dú)管芯并隨后將管芯封裝以進(jìn)行結(jié)構(gòu)支撐和環(huán)境隔離。為了單顆化管芯，沿著稱(chēng)為鋸道(saw streets)或劃線的晶片的非功能區(qū)域刻劃并折斷晶片。使用激光切割工具或鋸條來(lái)單顆化晶片。在單顆化之后，將單獨(dú)管芯安裝到封裝基底，該封裝基底包括用于與其它系統(tǒng)組件互連的引腳或接觸焊盤(pán)。然后將半導(dǎo)體管芯上形成的接觸焊盤(pán)連接到封裝內(nèi)的接觸焊盤(pán)?？梢杂煤噶贤箟K、支柱凸塊、導(dǎo)電膏、或引線結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)電連接。在封裝上沉積密封劑或其它成型材料以提供物理支撐和電隔離。然后將成品封裝插入電氣系統(tǒng)中并使得半導(dǎo)體器件的功能可用于其它系統(tǒng)組件。圖4舉例說(shuō)明具有芯片載體基底的電子器件50或具有安裝在其表面上的多個(gè)半導(dǎo)體封裝的印刷電路板(PCB) 52。根據(jù)應(yīng)用，電子器件50具有一種類(lèi)型的半導(dǎo)體封裝，或多種類(lèi)型的半導(dǎo)體封裝。出于舉例說(shuō)明的目的，在圖4中示出不同類(lèi)型的半導(dǎo)體封裝。電子器件50可以是使用半導(dǎo)體封裝來(lái)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)電功能的獨(dú)立系統(tǒng)?？商鎿Q地，電子器件50可以是較大系統(tǒng)的子組件。例如，電子器件50可以是蜂窩式電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)字視頻照相機(jī)(DVC)或其它電子通信設(shè)備的一部分?？商鎿Q地，電子器件50可以是圖形卡、網(wǎng)絡(luò)接口卡或可以被插入計(jì)算機(jī)中的其它信號(hào)處理卡。半導(dǎo)體封裝可以包括微處理器、存儲(chǔ)器、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、邏輯電路、模擬電路、RF電路、分立器件、 或其它半導(dǎo)體管芯或電氣組件。小型化和重量減小對(duì)于這些產(chǎn)品被市場(chǎng)接受而言是必不可少的。必須減小半導(dǎo)體器件之間的距離以實(shí)現(xiàn)較高的密度。在圖4中，PCB 52提供用于安裝在PCB上的半導(dǎo)體封裝的電互連和支撐結(jié)構(gòu)的一般基底。使用蒸發(fā)、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆、絲網(wǎng)印刷或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e過(guò)程在PCB 52的表面上或?qū)觾?nèi)形成導(dǎo)電信號(hào)跡線54。信號(hào)跡線M提供半導(dǎo)體封裝、安裝組件與其它外部系統(tǒng)組件中的每一個(gè)之間的電通信。跡線M還向每個(gè)半導(dǎo)體封裝提供功率和接地連接。在某些實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件具有兩個(gè)封裝級(jí)。一級(jí)封裝是用于將半導(dǎo)體管芯機(jī)械地和電氣地附著于中間載體的技術(shù)。二級(jí)封裝包括將中間載體機(jī)械地和電氣地附著于 PCB。在其它實(shí)施例中，半導(dǎo)體器件可以?xún)H具有一級(jí)封裝，其中管芯被機(jī)械地和電氣地直接安裝到PCB。出于舉例說(shuō)明的目的，在PCB 52上示出了多種類(lèi)型的一級(jí)封裝，包括引線結(jié)合封裝56和倒裝58。另外，示出了安裝在PCB 52上的多種類(lèi)型的二級(jí)封裝，包括球柵陣列 (BGA) 60、凸塊芯片載體(BCC) 62、雙列直插式封裝(DIP) 64、基板格柵陣列(LGA) 66、多芯片模塊(MCM)68、四方扁平無(wú)引線封裝(QFN)70和四方扁平封裝72。根據(jù)系統(tǒng)要求，可以將配置有一級(jí)和二級(jí)封裝樣式的任何組合的半導(dǎo)體封裝的任何組合以及其它電子組件連接到PCB 52。在某些實(shí)施例中，電子器件50包括單個(gè)附著半導(dǎo)體封裝，而其它實(shí)施例要求多個(gè)互連封裝。通過(guò)在單個(gè)基底上將一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體封裝組合，制造商可以將預(yù)制組件結(jié)合到電子器件和系統(tǒng)中。由于半導(dǎo)體封裝包括精密功能，所以可以使用更廉價(jià)的組件和流水線制造過(guò)程來(lái)制造電子器件。結(jié)果得到的器件很少會(huì)出現(xiàn)故障，并且制造起來(lái)價(jià)格比較低廉，為消費(fèi)者產(chǎn)生較低的成本。圖^1 5c示出了示例性半導(dǎo)體封裝。圖^1舉例說(shuō)明安裝在PCB 52上的DIP 64的其它細(xì)節(jié)。半導(dǎo)體管芯74包括有源區(qū)，該有源區(qū)包含被實(shí)現(xiàn)為有源器件、無(wú)源器件、 導(dǎo)電層、和電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路，其在管芯內(nèi)形成并根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)被電互連。 例如，電路可以包括在半導(dǎo)體管芯74的有源區(qū)內(nèi)形成的一個(gè)或多個(gè)晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器及其它電路元件。接觸焊盤(pán)76是一層或多層導(dǎo)電材料，諸如鋁(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、金(Au)或銀(Ag)，并被電連接到在半導(dǎo)體管芯74內(nèi)形成的電路元件。在DIP 64的組裝期間，使用金硅共熔層或諸如熱環(huán)氧物或環(huán)氧樹(shù)脂的粘合材料將半導(dǎo)體管芯74安裝到中間載體78。封裝主體包括諸如聚合物或陶瓷的絕緣封裝材料。導(dǎo)體引線80和結(jié)合引線82提供半導(dǎo)體管芯74與PCB 52之間的電互連。通過(guò)防止水分和顆粒進(jìn)入封裝并污染管芯74或結(jié)合引線82來(lái)在封裝上沉積密封劑84以進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。圖恥舉例說(shuō)明安裝在PCB 52上的BCC 62的其它細(xì)節(jié)。使用底部填充或環(huán)氧樹(shù)脂粘合材料92來(lái)將半導(dǎo)體管芯88安裝在載體90上。結(jié)合引線94提供接觸焊盤(pán)96與98 之間的一級(jí)封裝互連。在半導(dǎo)體管芯88和結(jié)合引線94上沉積成型化合物或密封劑100以便為器件提供物理支撐和電絕緣。使用諸如電解鍍覆或化學(xué)鍍覆的適當(dāng)金屬沉積過(guò)程來(lái)在 PCB 52的表面上形成接觸焊盤(pán)102以防止氧化。接觸焊盤(pán)102被電連接到PCB 52中的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電信號(hào)跡線討。在BCC 62的接觸焊盤(pán)98與PCB 52的接觸焊盤(pán)102之間形成凸塊104。在圖5c中，用倒裝樣式的一級(jí)封裝將半導(dǎo)體管芯58安裝為面向下朝向中間載體 106。半導(dǎo)體管芯58的有源區(qū)108包含被實(shí)現(xiàn)為根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)形成的有源器件、無(wú)源器件、導(dǎo)電層和電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路。例如，該電路可以在有源區(qū)108內(nèi)包括一個(gè)或多個(gè)晶體管、二極管、電感器、電容器、電阻器及其它電路元件。半導(dǎo)體管芯58通過(guò)凸塊 110被電氣地和機(jī)械地連接到載體106。BGA 60使用凸塊112以BGA樣式的二級(jí)封裝被電氣地和機(jī)械地連接到PCB 52。半導(dǎo)體管芯58通過(guò)凸塊110、信號(hào)線114和凸塊112被電連接到PCB 52中的導(dǎo)電信號(hào)跡線 54。在半導(dǎo)體管芯58和載體106上沉積成型化合物或密封劑116以便為器件提供物理支撐和電隔離。倒裝半導(dǎo)體器件提供從半導(dǎo)體管芯58上的有源器件到PCB 52上的導(dǎo)電軌跡的短導(dǎo)電路徑以便減小信號(hào)傳播距離，降低電容，并改善總電路性能。在另一實(shí)施例中，可以在沒(méi)有中間載體106的情況下使用倒裝樣式的一級(jí)封裝將半導(dǎo)體管芯58機(jī)械地和電氣地直接連接到PCB 52。在倒裝式半導(dǎo)體管芯中，通過(guò)將互連凸塊直接連接到窄互連焊盤(pán)上而不是常規(guī)捕獲焊盤(pán)上來(lái)實(shí)現(xiàn)互連。根據(jù)將被連接到窄焊盤(pán)上的互連凸塊的基本直徑來(lái)選擇窄焊盤(pán)的寬度。特別地，窄焊盤(pán)的寬度小于互連凸塊的基本直徑，例如在約20%至約80%的范圍內(nèi)。本倒裝互連提供基底上的跡線的更高效布線。可以完全在基底的單個(gè)金屬層中形成信號(hào)布線以便減少基底中的層的數(shù)目。在單個(gè)層中形成信號(hào)跡線允許基底必須滿足的某些過(guò)孔、線路和空間設(shè)計(jì)規(guī)則的放松?；椎暮?jiǎn)化大大地降低了倒裝封裝的總成本。窄焊盤(pán)上凸塊 (BONP)架構(gòu)還幫助從基底設(shè)計(jì)去除諸如過(guò)孔和支柱的特征，并使得能夠?qū)崿F(xiàn)用于信號(hào)傳輸?shù)奈Э刂谱杩闺姎猸h(huán)境，從而改善性能。倒裝互連具有被附著于管芯上的互連焊盤(pán)并配合到基底上的相應(yīng)窄互連焊盤(pán)上的凸塊。倒裝封裝包括具有被附著于有源表面中的互連焊盤(pán)的凸塊的管芯和在管芯附著表面中具有窄互連焊盤(pán)的基底，其中，凸塊被配合到窄焊盤(pán)上。在不使用焊料掩膜的情況下形成BONP互連以約束該過(guò)程中的再熔階段期間的熔融焊料并避免對(duì)允許更細(xì)的互連幾何結(jié)構(gòu)的焊料掩膜的需要。圖6和7每個(gè)在沿著圖6和7中的線7_7’和6_6’在與基底表面平行的平面中截取的概略部分剖視圖中相對(duì)于圖4和fe 5c示出引線上凸塊(BOL)倒裝互連的一部分。某些特征被示為如同是透明的。通過(guò)將凸塊直接配合到基底上的各窄引線或跡線上來(lái)實(shí)現(xiàn)互連，稱(chēng)為BOL互連。不能在此類(lèi)細(xì)幾何結(jié)構(gòu)處溶解焊料掩膜材料，并且不使用焊料掩膜。 作為替代，在組裝程序的過(guò)程中在沒(méi)有焊料掩膜的情況下實(shí)現(xiàn)約束熔融焊料流動(dòng)的功能。 圖7示出沿著圖6中的線7-7’的在與封裝基底表面的平面垂直的平面中截取的如圖6中的封裝的部分剖視圖。圖8示出沿著圖9中的線8-8’的在與封裝基底表面的平面垂直的平面中截取的如圖9中的封裝的部分剖視圖。圖9示出沿著圖8中的線9-9’的在與封裝基底表面的平面垂直的平面中截取的如圖8中的封裝的部分剖視圖。在圖6和8中示出用于BOL基底的逸出布線圖案。在圖6中，為半導(dǎo)體管芯120 布置逸出布線圖案，在半導(dǎo)體管芯120上面，在管芯周邊附近成行地形成用于互連球的管芯附著焊盤(pán)。凸塊125被配合到由虛線121所指示的在管芯覆蓋區(qū)的邊緣附近成行的逸出跡線123上的相應(yīng)互連點(diǎn)上。在圖8中，為半導(dǎo)體管芯布置逸出布線圖案，在半導(dǎo)體管芯上面，管芯附著焊盤(pán)位于管芯周邊附近的平行行陣列中。凸塊135被配合到由虛線131所指示的管芯覆蓋區(qū)的邊緣附近的互補(bǔ)陣列中的逸出跡線133上的相應(yīng)互連點(diǎn)上。如圖6和8舉例說(shuō)明的，可使用BOL互連來(lái)實(shí)現(xiàn)的布線密度能夠等于由基底技術(shù)提供的最細(xì)跡線節(jié)距。在一個(gè)實(shí)施例中，跡線上的互連點(diǎn)的寬度是跡線的寬度的5/6。如圖1 一 3所描繪的，布線密度明顯比在常規(guī)BOC布置中實(shí)現(xiàn)的高。常規(guī)捕獲焊盤(pán)通常是跡線或引線寬度的兩倍至四倍寬。BOL布置引起對(duì)組裝過(guò)程的挑戰(zhàn)，因?yàn)橥蛊鸷徒Y(jié)合節(jié)距必須非常細(xì)。在圖8的BOL 的周邊陣列型式中，凸塊被布置在提供用于較大凸起和結(jié)合節(jié)距的更大空間并緩解對(duì)組裝過(guò)程的技術(shù)挑戰(zhàn)的面積陣列上。即使在陣列實(shí)施例中，基底上的布線跡線處于與在周邊行布置中相同的有效節(jié)距。陣列布置在不犧牲細(xì)逸出布線節(jié)距優(yōu)點(diǎn)的情況下減輕細(xì)節(jié)距凸起和結(jié)合的負(fù)擔(dān)。圖6和7示出通過(guò)對(duì)基底電介質(zhì)層122的管芯附著表面上的金屬層進(jìn)行圖案化來(lái)形成跡線或引線123?？梢酝ㄟ^(guò)將管芯上的凸塊125直接接合到引線123上來(lái)實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體管芯128的電互連。同樣地，圖8和9示出通過(guò)對(duì)基底電介質(zhì)層132的管芯附著表面上的金屬層進(jìn)行圖案化來(lái)形成跡線或引線133?？缭接商摼€131所指示的管芯邊緣位置來(lái)布線信號(hào)逸出跡線，并且其遠(yuǎn)離管芯覆蓋區(qū)。通過(guò)將管芯上的凸塊135直接結(jié)合到引線133上來(lái)進(jìn)行半導(dǎo)體管芯138的電互連。從互連點(diǎn)成行地朝著管芯覆蓋區(qū)的內(nèi)部跨越管芯邊緣位置來(lái)布線逸出跡線136，其在更加外圍的成行互連點(diǎn)上的凸塊135之間通過(guò)?？梢酝ㄟ^(guò)多種方法中的任何一個(gè)來(lái)產(chǎn)生圖6、7、8和9的BOL互連結(jié)構(gòu)，不要求焊料掩膜。在無(wú)焊料掩膜實(shí)施方式中，互連凸塊被附著到管芯的有源側(cè)的互連焊盤(pán)上?；椎纳瞎苄靖街砻婢哂斜粓D案化以適當(dāng)?shù)靥峁┷E線的上金屬層以便與特定管芯上的凸塊的布置互連。由于不要求捕獲焊盤(pán)，只須使圖案化跡線或引線布線通過(guò)對(duì)應(yīng)于與管芯上的凸塊布置互補(bǔ)的圖案的點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，采用密封樹(shù)脂粘合劑來(lái)約束互連過(guò)程的熔融階段期間的焊料流動(dòng)。圖10和11示出了在與基底表面平行的平面中截取的概略剖視圖中的BOL倒裝互連的一部分的兩個(gè)示例。某些特征被示為如同是透明的。在這種情況下，提供焊料掩膜 144，其可以具有在約SOMffl至90Mm范圍內(nèi)的標(biāo)稱(chēng)掩膜開(kāi)口直徑?？梢砸源斯?jié)距來(lái)溶解焊料掩膜材料，并且特別地，可以相當(dāng)經(jīng)濟(jì)地用具有90Mm開(kāi)口且具有對(duì)準(zhǔn)公差加或減25ΜΠ1的焊料掩膜來(lái)制成基底。在某些實(shí)施例中，使用層壓基底，諸如四個(gè)金屬層層壓件。跡線可以處于約90Mm的節(jié)距，并且互連點(diǎn)可以在170Mm面積陣列中，跨越由虛線140所指示的管芯覆蓋區(qū)的邊緣提供約90Mm的有效逸出節(jié)距。在圖10中，通過(guò)使凸塊直接配合到在基底143的管芯附著表面上的電介質(zhì)層上圖案化的窄引線或跡線142上的互連點(diǎn)141上來(lái)實(shí)現(xiàn)電互連。在一個(gè)實(shí)施例中，互連點(diǎn)141 的寬度是跡線142的寬度的5/6。不存在焊盤(pán)且焊料掩膜144以用于將凸塊材料的流動(dòng)限制在掩膜開(kāi)口 145的界限內(nèi)，防止凸塊材料沿著可潤(rùn)濕引線142遠(yuǎn)離互連點(diǎn)141流動(dòng)。焊料掩膜另外約束引線之間的熔融凸塊材料的流動(dòng)。在圖11中，在基底147的管芯附著表面上的電介質(zhì)層上圖案化窄引線或跡線146。 在一個(gè)實(shí)施例中，在引線146的互連點(diǎn)148上沉積焊料膏以提供用于互連的可熔介質(zhì)。焊料掩膜150中的開(kāi)口 149用于限定膏。必要時(shí)對(duì)膏進(jìn)行分配、回流和沖制以提供將與凸塊相遇的均勻表面。可以使用上文參考圖10所述的基底在組裝的過(guò)程中施加焊料膏?？商鎿Q地，可以為基底提供在組裝之前被適當(dāng)?shù)貓D案化的膏。在引線上焊料實(shí)施例中可以采用選擇性地向互連點(diǎn)施加焊料的其它方法，包括化學(xué)鍍覆和電鍍技術(shù)。引線上焊料配置為互連提供附加焊接體積，并且因此能夠提供較高的產(chǎn)品產(chǎn)率，并且還能夠提供較高的管芯基準(zhǔn)距(standoff)。因此，在某些實(shí)施例中，將引線上焊料配置用于諸如高鉛焊料的具有高熔融溫度凸塊的管芯到有機(jī)基底上的互連，所述高熔融溫度凸塊用于與陶瓷基底互連。可以將焊料膏選擇為具有低到足以在回流期間不損壞有機(jī)基底的熔融溫度。在此類(lèi)實(shí)施例中要形成互連，高熔點(diǎn)互連凸塊與引線上焊料點(diǎn)接觸，并且再熔融將引線上焊料熔合到凸塊。在使用不可拆卸(collapsible)凸塊以及引線上焊料工藝的情況下，不要求預(yù)先施加的粘合劑，因?yàn)楹噶系奈灰苹蛄鲃?dòng)受限于在每個(gè)互連處僅存在少量焊料的事實(shí)，并且不可拆卸凸塊防止組件的拆卸。在其它實(shí)施例中，采用引線上焊料配置進(jìn)行具有共熔焊料凸塊的管芯的互連。在圖12a 12c中概略地示出用于制造BOL互連的一個(gè)實(shí)施例。在圖12a中，基底151在管芯附著表面152上具有電介質(zhì)層和金屬層。金屬層被圖案化以在管芯附著表面上提供電路，特別是具有用于互連的點(diǎn)的跡線或引線153?；?51被支撐在載體或臺(tái)154 上，與管芯附著表面152相對(duì)的基底表面155面對(duì)支撐體。大量的封裝樹(shù)脂156被分配在基底151的管芯附著表面152上，覆蓋引線153上的互連點(diǎn)。半導(dǎo)體管芯157具有被附著于有源側(cè)159的管芯焊盤(pán)的凸塊158。凸塊158包括與引線153的配合表面接觸的可熔材料。包括卡盤(pán)161的拾取與放置工具160通過(guò)卡盤(pán)與管芯的背面162的接觸來(lái)拾取半導(dǎo)體管芯157。使用拾取與放置工具160，半導(dǎo)體管芯157被定位為與基底152相對(duì)，其中管芯的有源側(cè)朝向基底151的管芯附著表面。半導(dǎo)體管芯157和基底151彼此對(duì)準(zhǔn)并朝著彼此移動(dòng)，如箭頭M所示，使得凸塊158接觸基底上的跡線或引線153上的相應(yīng)互連點(diǎn)。如圖12b 所示，施加力F以將凸塊158壓緊到引線153上的互連點(diǎn)處配合表面163上。該力必須足以使粘合劑156從引線153上的互連點(diǎn)處的配合表面163與凸塊158之間移位。力F能夠使凸塊158變形，損壞凸塊的接觸表面上和/或引線的配合表面上的氧化膜。凸塊158的變形促使凸塊的可熔材料被壓緊到引線153的頂部上和邊緣之上。通過(guò)加熱至所選溫度來(lái)部分地對(duì)粘合劑156進(jìn)行固化。在此階段，只需將粘合劑156部分地固化，亦即僅達(dá)到隨后足以防止熔融焊料沿著粘合劑與導(dǎo)電跡線153之間的界面流動(dòng)的程度。凸塊158的可熔焊料被熔化并隨后被重新凝固，在凸塊與引線153之間形成冶金互連。如圖12c所示，粘合劑 156被固化以完成管芯底座并固定配合表面163處的電互連。因此，在與圖8類(lèi)似的構(gòu)造中，在凸塊158與引線153上的相應(yīng)互連點(diǎn)之間形成電互連。其它引線164被互連在將在其它剖視圖中可見(jiàn)的其它位置處?？梢栽谌刍噶现啊⑴c之同時(shí)地或在其之后完成粘合劑156的固化。通常，粘合劑156是熱可固化粘合劑，并且通過(guò)調(diào)節(jié)溫度來(lái)控制該過(guò)程中的任何階段處的固化的程度?？梢酝ㄟ^(guò)提高拾取與放置工具上的卡盤(pán)的溫度或通過(guò)提高基底支撐體的溫度來(lái)對(duì)組件進(jìn)行加熱和固化。在圖13a — 13d中更詳細(xì)地示出了該過(guò)程。在圖13a中，基底170具有帶有導(dǎo)電跡線172的管芯附著表面，并且跡線上的互連點(diǎn)被粘合劑174覆蓋。半導(dǎo)體管芯176被相對(duì)于基底170定位，使得管芯的有源側(cè)與基底170的管芯附著側(cè)相對(duì)，并且由箭頭A對(duì)準(zhǔn)， 使得管芯上的凸塊178與跡線172上的相應(yīng)配合表面對(duì)準(zhǔn)。半導(dǎo)體管芯176和基底170朝著彼此移動(dòng)，使得凸塊接觸跡線上的各配合表面。在圖13b中，施加力以使凸塊178和跡線 172相互抵靠著移動(dòng)，使粘合劑174移位，并使凸塊變形到配合表面180上和跡線的邊緣之上。跡線172上的凸塊178的變形損壞凸塊和跡線的配合表面的接觸表面上的氧化膜并建立良好的電連接。跡線172的邊緣上的凸塊178的變形幫助建立良好的臨時(shí)機(jī)械連接。跡線182的互連點(diǎn)在圖1 的平面之外。施加熱量以使圖13c中的粘合劑174部分地固化。 如圖13d所示，施加附加熱量以充分地提高凸塊178的溫度以促使凸塊的可熔材料熔化并完成粘合劑174的固化。因此將凸塊178的冶金互連形成到引線172上的互連點(diǎn)處的配合表面180上。固化粘合劑使管芯底座穩(wěn)定。在替換實(shí)施例中，可以預(yù)先向管芯表面或管芯表面上的凸塊而不是向基底施加粘合劑。可以使該粘合劑積聚在儲(chǔ)蓄池中?？梢栽诔刂薪n管芯的有源側(cè)并將其去除，使得大量的粘合劑被承載在凸塊上。使用拾取與放置工具，管芯被定位為與被支撐的基底相對(duì)， 其中管芯的有源側(cè)朝向基底的管芯附著表面。使管芯和基底對(duì)準(zhǔn)并朝著彼此移動(dòng)，使得凸塊接觸基底上的相應(yīng)跡線或引線。在通過(guò)引用結(jié)合到本文中的美國(guó)專(zhuān)利No. 6，780，682中描述了此類(lèi)方法。如上所述地執(zhí)行施加力、固化和熔化的過(guò)程。在圖14中概略地示出了用于該過(guò)程的力或溫度計(jì)劃表。該過(guò)程能夠使用力或溫度或兩者。時(shí)間在橫軸從左向右前進(jìn)。力分布圖184被示為粗實(shí)線，并且溫度分布圖186 被示為虛線。溫度分布圖在80 90°C范圍內(nèi)的溫度處開(kāi)始。力分布圖在基本上為零力處開(kāi)始。在初始時(shí)間、開(kāi)始，力在部分188期間快速地從Fi增加至位移/變形力Fd并在部分190期間被保持在該力處達(dá)到一段時(shí)間。力Fd足以使粘合劑遠(yuǎn)離凸塊與引線的配合表面之間移位。力Fd足以使凸塊的可熔部分變形到配合表面上，損壞氧化膜，并形成良好的金屬與金屬接觸。在某些實(shí)施例中，凸塊在引線的邊緣上流動(dòng)以建立凸塊與窄焊盤(pán)之間的機(jī)械互鎖，稱(chēng)為蠕變變形。所需的力的總量取決于凸塊材料和尺寸及凸塊的數(shù)目。溫度還在部分192期間快速地從初始溫度Ti增加至凝膠溫度Tg。凝膠溫度Tg是足以部分地使粘合劑固化成凝膠的溫度。溫度斜坡被設(shè)置為使得存在短遲滯時(shí)間tdrf，在達(dá)到Fd的時(shí)刻之后且在達(dá)到Tg之前，長(zhǎng)到足以允許提高的力在粘合劑的部分固化開(kāi)始之前使粘合劑移位并使凸塊變形。組件在部分190和194期間被保持在位移/變形壓力Fd處和凝膠溫度Tg下達(dá)足以實(shí)現(xiàn)粘合劑的部分固化的時(shí)間tgel。粘合劑應(yīng)變得足夠牢固，使得其隨后能夠在焊料再熔階段期間保持良好的凸塊輪廓，也就是說(shuō)，牢固到足以防止凸塊的熔融可熔材料的不期望位移或熔融可熔材料沿著引線的流動(dòng)。一旦粘合劑已被部分地固化至足夠的程度，壓力可以在部分195期間快速地斜坡向下至基本上沒(méi)有力或僅有組件的重量。然后溫度在部分196期間快速地提高至足以使凸塊的可熔部分再熔的溫度Tm，并且組件在部分198期間被保持在再熔溫度Tm達(dá)足以在跡線上完全形成焊料再熔的時(shí)間tmelt/。ure，并且優(yōu)選地足以基本上(雖然不一定完全地)使粘合劑固化。溫度在部分200期間斜坡向下至初始溫度Ti并最后至環(huán)境溫度。在圖14中概略地描繪的過(guò)程可以按常規(guī)進(jìn)行超過(guò)5 - 10秒的時(shí)間段。圖14中的粘合劑可以是無(wú)流動(dòng)底部填充材料。在倒裝互連的某些方法中，首先形成冶金互連，并然后使底部填充材料流入管芯與基底之間的空間中。在半導(dǎo)體管芯和基底被聚合在一起之前施加無(wú)流動(dòng)底部填充材料，并且通過(guò)將凸塊接近到引線上并通過(guò)管芯和基底的相對(duì)表面來(lái)使無(wú)流動(dòng)底部填充材料移位。用于無(wú)流動(dòng)底部填充材料的粘合劑是快速膠凝粘合劑，亦即在約1 一 2秒的時(shí)間段內(nèi)在凝膠溫度下充分地膠凝的材料。用于無(wú)流動(dòng)底部填充粘合劑的材料包括不導(dǎo)電膏。可以在BOL互連中采用可替換的凸塊結(jié)構(gòu)，諸如復(fù)合凸塊。復(fù)合凸塊具有由不同凸塊材料制成的兩個(gè)部分，包括在回流條件下可拆卸的部分和在回流條件下基本上不可拆卸的部分。不可拆卸部分被附著于管芯上的互連點(diǎn)。用于不可拆卸部分的典型材料包括具有高鉛含量的各種焊料?？刹鹦恫糠直唤雍系讲豢刹鹦恫糠郑⑶移錇閷?shí)現(xiàn)與引線的連接的可拆卸部分。用于復(fù)合凸塊的可拆卸部分的典型材料包括共熔焊料。圖15示出采用復(fù)合凸塊的BOL互連。半導(dǎo)體管芯202在管芯的有源側(cè)上具有管芯焊盤(pán)，管芯的有源側(cè)具有包括不可拆卸部分206和可拆卸部分208的復(fù)合凸塊204?？刹鹦恫糠?08可以是共熔焊料或相對(duì)低溫熔化焊料。可拆卸部分208接觸引線210的配合表面，并且，在期望引線上的凸塊的可熔部分變形的情況下，凸塊的可拆卸部分在采用的力的條件下是可變形的。不可拆卸部分206在半導(dǎo)體管芯202在處理期間在針對(duì)基底212的壓力下移動(dòng)時(shí)不變形，并且在過(guò)程的回流階段期間不熔化。不可拆卸部分206的尺寸可以被確定為提供半導(dǎo)體管芯202的有源表面與基底212的管芯附著表面之間的基準(zhǔn)距距離。如圖6、7、8和9所示的凸塊不一定是完全可拆卸凸塊。如上所述，可以替換地使用復(fù)合凸塊或使用引線上焊料方法來(lái)制成那些圖所示的結(jié)構(gòu)。16 - 21描述了具有可以與如圖6 — 15描述的BOL互連結(jié)構(gòu)一起使用的各種互連結(jié)構(gòu)的其它實(shí)施例。圖16a是示出具有底部基底材料222的半導(dǎo)體晶片220，底部基底材料222諸如硅、鍺、砷化鎵、磷化銦、或碳化硅，用于結(jié)構(gòu)支撐。在如上所述被鋸道2 分離的晶片220上形成多個(gè)半導(dǎo)體管芯或組件224。圖16b示出半導(dǎo)體晶片220的一部分的橫截面圖。每個(gè)半導(dǎo)體管芯2M具有背面 2 和有源表面230，有源表面230包含被實(shí)現(xiàn)為有源器件、無(wú)源器件、導(dǎo)電層和電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路，其在管芯內(nèi)形成并被根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)和功能電互連。例如，該電路可以包括在有源表面230內(nèi)形成的一個(gè)或多個(gè)晶體管、二極管及其它電路元件以實(shí)現(xiàn)模擬電路或數(shù)字電路，諸如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、ASIC、存儲(chǔ)器或其它信號(hào)處理電路。半導(dǎo)體管芯2 還可以包含集成無(wú)源器件(IPD)，諸如電感器、電容器和電阻器，以進(jìn)行RF信號(hào)處理。 在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體管芯2M是倒裝式半導(dǎo)體管芯。使用PVD、CVD、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆工藝或其它適當(dāng)?shù)慕饘俪练e工藝在有源表面230上形成導(dǎo)電層232。導(dǎo)電層232可以是一層或多層Al、Cu、Sn、Ni、Au、Ag或其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料。導(dǎo)電層232充當(dāng)被電連接到有源表面230上的電路的接觸焊盤(pán)或凸塊焊盤(pán)。圖16c示出具有在接觸焊盤(pán)232上形成的互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶片220的一部分。 使用蒸發(fā)、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆、球滴或絲網(wǎng)印刷工藝在接觸焊盤(pán)232上沉積導(dǎo)電凸塊材料 234。凸塊材料2；34可以是Al、Sn、Ni、Au、Ag、Pb、Bi、Cu、焊料及其組合，具有可選助焊劑溶液。例如，凸塊材料234可以是共熔Sn/Pb、高鉛焊料或無(wú)鉛焊料。凸塊材料234通常是具有柔順性的，并且在等效于約200克的垂直載荷的力下經(jīng)歷大于約25ΜΠ1的塑性變形。使用適當(dāng)?shù)母街蚪Y(jié)合工藝將凸塊材料234結(jié)合到接觸焊盤(pán)232。例如，可以將凸塊材料234壓縮結(jié)合到接觸焊盤(pán)232。如圖16d所示，還可以通過(guò)將材料加熱至其熔點(diǎn)之上以形成球狀球或凸塊236來(lái)對(duì)凸塊材料234進(jìn)行回流。在某些應(yīng)用中，第二次對(duì)凸塊236進(jìn)行回流以改善到接觸焊盤(pán)232的電連接。凸塊236表示可以在接觸焊盤(pán)232上形成的一種類(lèi)型的互連結(jié)構(gòu)。互連結(jié)構(gòu)還可以使用支柱凸塊、微型凸塊或其它電互連。圖16e示出在接觸焊盤(pán)232上形成作為包括不可熔或不可拆卸部分240和可熔或可拆卸部分242的復(fù)合凸塊238的互連結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例。相對(duì)于回流條件，針對(duì)凸塊238 來(lái)限定可熔或可拆卸和不可熔或不可拆卸屬性。不可熔部分240可以是Au、Cu、Ni、高鉛焊料或鉛錫合金?？扇鄄糠?42可以是Sn、無(wú)鉛合金、Sn-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag-銦 (In)合金、共熔焊料、具有Ag、Cu或1 的錫合金或其它相對(duì)低溫熔化焊料。在一個(gè)實(shí)施例中，給定IOOMffl的寬度或直徑的接觸焊盤(pán)232，不可熔部分240在高度上約45Mm且可熔部分 242在高度上約:35Mm。圖16f示出了作為導(dǎo)電柱246上的凸塊244的接觸焊盤(pán)232上形成的互連結(jié)構(gòu)的另一示例。凸塊244是可熔或可拆卸的且導(dǎo)電柱246是不可熔或不可拆卸的。相對(duì)于回流條件來(lái)定義可熔或可拆卸及不可熔或不可拆卸屬性。凸塊244可以是Sn、無(wú)鉛合金、Sn-Ag 合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-AgHn合金、共熔焊料、具有Ag、Cu或1 的錫合金或其它相對(duì)低溫熔化焊料。導(dǎo)電柱246可以是Au、Cu、Ni、高鉛焊料或鉛錫合金。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電柱 246是Cu柱且凸塊244是焊料蓋。給定IOOMm的寬度或直徑的接觸焊盤(pán)232，導(dǎo)電柱M6 在高度上約45Mm且凸塊244在高度上約35Mm。圖16g示出了作為具有凸起物(asperities) 250的凸塊材料M8的在接觸焊盤(pán) 232上形成的互連結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例。凸塊材料248是軟的且在回流條件下是可變形的， 具有低屈服強(qiáng)度和高斷裂伸長(zhǎng)率，與凸塊材料234類(lèi)似。凸起物250形成有鍍覆的表面面層(finish)，并且在圖中出于舉例說(shuō)明的目的被放大地示出。凸起物250的尺度通常約為 1 - 25Mm量級(jí)。該凸起物還可以在凸塊236、復(fù)合凸塊238和凸塊244上形成。在圖16h中，使用鋸條或激光切割工具252通過(guò)鋸道2 將半導(dǎo)體晶片220單顆化成單獨(dú)的半導(dǎo)體管芯224。圖17a示出具有導(dǎo)電跡線256的基底或PCB 254?；仔?可以是單面FR5層壓件或雙面BT樹(shù)脂層壓件。半導(dǎo)體管芯2M被定位為使得凸塊材料234與導(dǎo)電跡線256上的互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，參見(jiàn)圖25a - 25g?？商鎿Q地，可以使凸塊材料234與在基底2M上形成的導(dǎo)電焊盤(pán)或其它互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。凸塊材料234比導(dǎo)電跡線256寬。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于150Mm 的凸塊節(jié)距而言，凸塊材料234具有小于IOOMffl的寬度且導(dǎo)電跡線或焊盤(pán)256具有35Mm的寬度。導(dǎo)電跡線256類(lèi)似于如圖6 - 15所述的逸出跡線和互連點(diǎn)，以便增加布線密度。
向半導(dǎo)體管芯224的背面2 施加壓力或力F以將凸塊材料234壓緊到導(dǎo)電跡線 256上?？梢栽谔岣邷囟鹊那闆r下施加力F。由于凸塊材料234的柔順性，凸塊材料在導(dǎo)電跡線256的頂面和側(cè)面周?chē)冃位驂撼觯Q(chēng)為B0L。特別地，壓力的施加促使凸塊材料234 在等效于約200克的垂直載荷的力F下經(jīng)歷大于約25ΜΠ1的塑性變形并覆蓋導(dǎo)電跡線的頂面和側(cè)面，如圖17b所示。還可以通過(guò)使凸塊材料與導(dǎo)電跡線進(jìn)行物理接觸并隨后在回流溫度下對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流來(lái)以冶金方式將凸塊材料234連接到導(dǎo)電跡線256。通過(guò)使得導(dǎo)電跡線256比凸塊材料234窄，可以縮小導(dǎo)電跡線節(jié)距以增加布線密度和I/O計(jì)數(shù)。較窄的導(dǎo)電跡線256減小使導(dǎo)電跡線周?chē)耐箟K材料234變形所需的力F。 例如，必需的力F可以是針對(duì)比凸塊材料寬的導(dǎo)電跡線或焊盤(pán)使凸塊材料變形所需的力的 30 - 50%。較低的壓縮力F對(duì)細(xì)節(jié)距互連和小管芯以指定公差保持共面性并實(shí)現(xiàn)均勻的ζ 方向變形和高可靠性互連聯(lián)合有用。另外，使導(dǎo)電跡線256周?chē)耐箟K材料234變形機(jī)械地將凸塊鎖定到跡線以防止回流期間的管芯移位或管芯浮置。圖17c示出在半導(dǎo)體管芯2M的接觸焊盤(pán)232上形成的凸塊236。半導(dǎo)體管芯224 被定位為使得凸塊236與導(dǎo)電跡線256上的互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)?？商鎿Q地，凸塊236可以與在基底2M上形成的導(dǎo)電焊盤(pán)或其它互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。凸塊236比導(dǎo)電跡線256寬。導(dǎo)電跡線256 類(lèi)似于如圖6 - 15所述的逸出跡線和互連點(diǎn)，以便增加布線密度。向半導(dǎo)體管芯224的背面2 施加壓力或力F以將凸塊236壓緊到導(dǎo)電跡線256 上?？梢栽谔岣邷囟鹊那闆r下施加力F。由于凸塊236的柔順性，凸塊在導(dǎo)電跡線256的頂面和側(cè)面周?chē)冃位驂撼?。特別地，壓力的施加促使凸塊材料236經(jīng)歷塑性變形并覆蓋導(dǎo)電跡線256的頂面和側(cè)面。還可以通過(guò)在回流溫度下使凸塊與導(dǎo)電跡線進(jìn)行物理接觸來(lái)以冶金方式將凸塊236連接到導(dǎo)電跡線256。通過(guò)使得導(dǎo)電跡線256比凸塊236窄，可以縮小導(dǎo)電跡線節(jié)距以增加布線密度和 I/O數(shù)目。較窄的導(dǎo)電跡線256減小使導(dǎo)電跡線周?chē)耐箟K236變形所需的力F。例如，必需的力F可以是針對(duì)比凸塊寬的導(dǎo)電跡線或焊盤(pán)使凸塊變形所需的力的30 — 50%。較低的壓縮力F對(duì)細(xì)節(jié)距互連和小管芯而將共面性保持在指定公差內(nèi)并實(shí)現(xiàn)均勻的ζ方向變形和高可靠性互連聯(lián)合有用。另外，使導(dǎo)電跡線256周?chē)耐箟K236變形機(jī)械地將凸塊鎖定到跡線以防止回流期間的管芯移位或管芯浮置。圖17d示出在半導(dǎo)體管芯224的接觸焊盤(pán)232上形成的復(fù)合凸塊238。半導(dǎo)體管芯2M被定位為使得復(fù)合凸塊238與導(dǎo)電跡線256上的互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)?？商鎿Q地，復(fù)合凸塊 238可以與在基底2M上形成的導(dǎo)電焊盤(pán)或其它互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。復(fù)合凸塊238比導(dǎo)電跡線256 寬。導(dǎo)電跡線256類(lèi)似于如圖6 - 15所述的逸出跡線和互連點(diǎn)，以便增加布線密度。向半導(dǎo)體管芯224的背面2 施加壓力或力F以將可熔部分242壓緊到導(dǎo)電跡線 256上?？梢栽谔岣邷囟鹊那闆r下施加力F。由于可熔部分242的柔順性，可熔部分在導(dǎo)電跡線256的頂面和側(cè)面周?chē)冃位驂撼觥Ｌ貏e地，壓力的施加促使可熔部分242經(jīng)歷塑性變形并覆蓋導(dǎo)電跡線256的頂面和側(cè)面。還可以通過(guò)在回流溫度下使可熔部分242與導(dǎo)電跡線進(jìn)行物理接觸來(lái)以冶金方式將復(fù)合凸塊238連接到導(dǎo)電跡線256。不可熔部分MO 在施加壓力或溫度期間不熔化或變形，并且保持其高度和形狀作為半導(dǎo)體管芯224與基底 254之間的垂直基準(zhǔn)距。半導(dǎo)體管芯2M與基底2M之間的附加位移提供配合表面之間的較大共面性公差。
在回流過(guò)程期間，半導(dǎo)體管芯2M上的大量(例如幾千個(gè))復(fù)合凸塊238被附著于基底254的導(dǎo)電跡線256上的互連點(diǎn)。某些凸塊238可能未能適當(dāng)?shù)剡B接到導(dǎo)電跡線256， 特別是如果管芯2M發(fā)生翹曲?；叵霃?fù)合凸塊238可以比導(dǎo)電跡線256寬。在施加適當(dāng)力的情況下，可熔部分242在導(dǎo)電跡線256的頂面和側(cè)面周?chē)冃位驂撼霾?fù)合凸塊238 機(jī)械地鎖定到導(dǎo)電跡線。通過(guò)可熔部分M2比導(dǎo)電跡線256更軟且更具有柔順性的性質(zhì)并因此在導(dǎo)電跡線的頂面之上和側(cè)面周?chē)冃我杂懈蟮慕佑|表面面積來(lái)形成機(jī)械互鎖。復(fù)合凸塊238與導(dǎo)電跡線256之間的機(jī)械互鎖在回流期間將凸塊保持到導(dǎo)電跡線，即凸塊和導(dǎo)電跡線不失去接觸。因此，配合到導(dǎo)電跡線256的復(fù)合凸塊238減少凸塊互連故障。圖17e示出在半導(dǎo)體管芯224的接觸焊盤(pán)232上形成的導(dǎo)電柱246和凸塊M4。 半導(dǎo)體管芯2M被定位為使得凸塊244與導(dǎo)電跡線256上的互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。可替換地，可以使凸塊244與在基底2M上形成的導(dǎo)電焊盤(pán)或其它互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。凸塊M4比導(dǎo)電跡線256 寬。導(dǎo)電跡線256類(lèi)似于如圖6 - 15所述的逸出跡線和互連點(diǎn)，以便增加布線密度。向半導(dǎo)體管芯224的背面2 施加壓力或力F以將凸塊244壓緊到導(dǎo)電跡線256 上?？梢栽谔岣邷囟鹊那闆r下施加力F。由于凸塊對(duì)4的柔順性，凸塊在導(dǎo)電跡線256的頂面和側(cè)面周?chē)冃位驂撼觥Ｌ貏e地，壓力的施加促使凸塊244經(jīng)歷塑性變形并覆蓋導(dǎo)電跡線256的頂面和側(cè)面。還可以通過(guò)在回流溫度下使凸塊與導(dǎo)電跡線進(jìn)行物理接觸來(lái)以冶金方式將導(dǎo)電柱246和凸塊244連接到導(dǎo)電跡線256。導(dǎo)電柱246在施加壓力或溫度期間不熔化或變形，并且保持其高度和形狀作為半導(dǎo)體管芯2M與基底2M之間的垂直基準(zhǔn)距。 半導(dǎo)體管芯2M與基底2M之間的附加位移提供配合表面之間的較大共面性公差。較寬的凸塊244和較窄的導(dǎo)電跡線256具有上文針對(duì)凸塊材料234和凸塊236所述的類(lèi)似低必需壓縮力和機(jī)械鎖定特征和優(yōu)點(diǎn)。圖17f示出了具有在半導(dǎo)體管芯224的接觸焊盤(pán)232上形成的凸起物250的凸塊材料M8。半導(dǎo)體管芯2M被定位為使得凸塊材料248與導(dǎo)電跡線256上的互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。 可替換地，可以使凸塊材料248與在基底2M上形成的導(dǎo)電焊盤(pán)或其它互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。凸塊材料M8比導(dǎo)電跡線256寬。向半導(dǎo)體管芯224的背面2 施加壓力或力F以將凸塊材料 248壓緊到導(dǎo)電跡線256上?？梢栽谔岣邷囟鹊那闆r下施加力F。由于凸塊材料M8的柔順性，凸塊在導(dǎo)電跡線256的頂面和側(cè)面周?chē)冃位驂撼?。特別地，壓力的施加促使凸塊材料248經(jīng)歷塑性變形并覆蓋導(dǎo)電跡線256的頂面和側(cè)面。另外，凸起物250被以冶金方式連接到導(dǎo)電跡線256。凸起物250的尺寸被確定為約為1 一 25ΜΠ1量級(jí)。圖17g示出具有帶有成角度或傾斜邊的梯形導(dǎo)電跡線沈0的基底或PCB 258。凸塊材料261在半導(dǎo)體管芯224的接觸焊盤(pán)232上形成。半導(dǎo)體管芯2M被定位為使得凸塊材料與導(dǎo)電跡線260上的互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)?？商鎿Q地，可以使凸塊材料261與在基底258 上形成的導(dǎo)電焊盤(pán)或其它互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。凸塊材料沈1比導(dǎo)電跡線沈0寬。導(dǎo)電跡線260類(lèi)似于如圖6 - 15所述的逸出跡線和互連點(diǎn)，以便增加布線密度。向半導(dǎo)體管芯224的背面2 施加壓力或力F以將凸塊材料261壓緊到導(dǎo)電跡線 260上?？梢栽谔岣邷囟鹊那闆r下施加力F。由于凸塊材料的柔順性，凸塊材料在導(dǎo)電跡線沈0的頂面和側(cè)面周?chē)冃位驂撼?。特別地，壓力的施加促使凸塊材料261在力F下經(jīng)歷塑性變形而覆蓋導(dǎo)電跡線沈0的頂面和成角度的側(cè)面。還可以通過(guò)使凸塊材料與導(dǎo)電跡線進(jìn)行物理接觸并隨后在回流溫度下對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流來(lái)以冶金方式將凸塊材料261連接到導(dǎo)電跡線260。圖18a — 18d示出半導(dǎo)體管芯2M和具有不可熔或不可拆卸部分264和可熔或可拆卸部分266的細(xì)長(zhǎng)復(fù)合凸塊沈2的BOL實(shí)施例。不可熔部分264可以是Au、Cu、Ni、高鉛焊料或鉛錫合金?？扇鄄糠?66可以是Sn、無(wú)鉛合金、Sn-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag-銦 (In)合金、共熔焊料、具有Ag、Cu或1 的錫合金或其它相對(duì)低溫熔化焊料。不可熔部分沈4 構(gòu)成比可熔部分266大的復(fù)合凸塊沈2的更大部分。不可熔部分264被固定于半導(dǎo)體管芯 224的接觸焊盤(pán)232。如圖l&i所示，半導(dǎo)體管芯2 被定位為使得復(fù)合凸塊262與在基底270上形成的導(dǎo)電跡線268上的互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。復(fù)合凸塊262沿著導(dǎo)電跡線268逐漸縮減，即復(fù)合凸塊具有楔形形狀，沿著導(dǎo)電跡線268的長(zhǎng)度較長(zhǎng)且跨越導(dǎo)電跡線較窄。復(fù)合凸塊沈2的錐形方位沿著導(dǎo)電跡線268的長(zhǎng)度發(fā)生。圖18a中的視圖示出與導(dǎo)電跡線268共線的較短方位或縮窄的錐形。與圖18a垂直的圖18b中的視圖示出楔形形狀的復(fù)合凸塊沈2的較長(zhǎng)方位。 復(fù)合凸塊沈2的較短方位比導(dǎo)電跡線沈8寬。如圖18c和18d所示，可熔部分266在施加壓力和/或具有熱量的回流時(shí)在導(dǎo)電跡線268周?chē)鹦?。不可熔部?64在回流期間不熔化或變形并保持其外形和形狀?？梢詫⒉豢扇鄄糠?64的尺寸確定為提供半導(dǎo)體管芯224 與基底270之間的基準(zhǔn)距距離?？梢韵蚧?70施加諸如Cu OSP的面層。導(dǎo)電跡線沈8 類(lèi)似于如圖6 —15所述的逸出跡線和互連點(diǎn)，以便增加布線密度。在回流過(guò)程期間，半導(dǎo)體管芯2M上的大量(例如幾千個(gè))復(fù)合凸塊262被附著于基底270的導(dǎo)電跡線268上的互連點(diǎn)。某些凸塊262可能未能適當(dāng)?shù)剡B接到導(dǎo)電跡線沈8， 特別是如果半導(dǎo)體管芯2M發(fā)生翹曲?；叵霃?fù)合凸塊262可以比導(dǎo)電跡線沈8寬。在施加適當(dāng)力的情況下，可熔部分266在導(dǎo)電跡線沈8的頂面和側(cè)面周?chē)冃位驂撼霾?fù)合凸塊262機(jī)械地鎖定到導(dǎo)電跡線。通過(guò)可熔部分沈6比導(dǎo)電跡線268更軟且更具有柔順性的性質(zhì)并因此在導(dǎo)電跡線的頂面和側(cè)面周?chē)冃我杂懈蟮慕佑|面積來(lái)形成機(jī)械互鎖。復(fù)合凸塊沈2的楔形形狀增加凸塊與導(dǎo)電跡線之間的接觸面積，例如沿著圖18b和18d的較長(zhǎng)方位，而不犧牲沿著圖18a和18c的較短方位的節(jié)距。復(fù)合凸塊沈2與導(dǎo)電跡線268之間的機(jī)械互鎖在回流期間將凸塊保持到導(dǎo)電跡線，即凸塊和導(dǎo)電跡線之間不失去接觸。因此， 配合到導(dǎo)電跡線沈8的復(fù)合凸塊262減少凸塊互連故障。類(lèi)似于圖16c，圖19a— 19d示出在凸塊材料274形成于接觸焊盤(pán)232上的情況下的半導(dǎo)體管芯224的BOL實(shí)施例。在圖19a中，凸塊材料274通常是具有柔順性的，并且在等效于約200克的垂直載荷的力下經(jīng)歷大于約25ΜΠ1的塑性變形。凸塊材料274比基底278 上的導(dǎo)電跡線276寬。在導(dǎo)電跡線276上形成具有約1 一25ΜΠ1量級(jí)的高度的多個(gè)凸起物 280。半導(dǎo)體管芯2M被定位為使得凸塊材料274與導(dǎo)電跡線276上的互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)?？商鎿Q地，可以使凸塊材料274與在基底278上形成的導(dǎo)電焊盤(pán)或其它互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。如圖19b 所示，向半導(dǎo)體管芯2M的背面2 施加壓力或力F以將凸塊材料274壓緊到導(dǎo)電跡線276 和凸起物280上?？梢栽谔岣邷囟鹊那闆r下施加力F。由于凸塊材料274的柔順性，凸塊材料在凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面和側(cè)面周?chē)冃位驂撼?。特別地，壓力的施加促使凸塊材料274經(jīng)歷塑性變形并覆蓋凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面和側(cè)面。凸塊材料274 的塑性流動(dòng)在凸塊材料與凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面和側(cè)面之間產(chǎn)生宏觀機(jī)械互鎖點(diǎn)。凸塊材料274的塑性流動(dòng)在凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面和側(cè)面周?chē)l(fā)生，但是不過(guò)度地延伸到基底278上，這可能引起電短路及其它缺陷。凸塊材料與凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面和側(cè)面之間的機(jī)械互鎖提供與各表面之間的較大接觸面積的穩(wěn)健連接， 而不顯著地增加結(jié)合力。凸塊材料與凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面和側(cè)面之間的機(jī)械互鎖還減少諸如密封的后續(xù)制造過(guò)程期間的橫向管芯移位。圖19c示出凸塊材料274比導(dǎo)電跡線276窄的情況下的另一 BOL實(shí)施例。向半導(dǎo)體管芯224的背面2 施加壓力或力F以將凸塊材料274壓緊到導(dǎo)電跡線276和凸起物 280上?？梢栽谔岣邷囟鹊那闆r下施加力F。由于凸塊材料274的柔順性，凸塊材料在凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面之上變形或壓出。特別地，壓力的施加促使凸塊材料274經(jīng)歷塑性變形并覆蓋凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面。凸塊材料274的塑性流動(dòng)在凸塊材料與凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面之間產(chǎn)生宏觀機(jī)械互鎖點(diǎn)。凸塊材料與凸起物觀0 和導(dǎo)電跡線276的頂面之間的機(jī)械互鎖提供與各表面之間的較大接觸面積的穩(wěn)健連接，而不顯著地增加結(jié)合力。凸塊材料與凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面之間的機(jī)械互鎖還減少諸如密封的后續(xù)制造過(guò)程期間的橫向管芯移位。圖19d示出在凸塊材料274形成于導(dǎo)電跡線276的邊緣上的情況下的另一 BOL實(shí)施例，即，凸塊材料的一部分在導(dǎo)電跡線上且凸塊材料的另一部分不在導(dǎo)電跡線上。向半導(dǎo)體管芯224的背面2 施加壓力或力F以將凸塊材料274壓緊到導(dǎo)電跡線276和凸起物 280上。可以在提高溫度的情況下施加力F。由于凸塊材料274的柔順性性質(zhì)，凸塊材料在凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面和側(cè)面上變形或壓出。特別地，壓力的施加促使凸塊材料274經(jīng)歷塑性變形并覆蓋凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面和側(cè)面。凸塊材料274的塑性流動(dòng)在凸塊材料與凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面和側(cè)面之間產(chǎn)生宏觀機(jī)械互鎖。凸塊材料與凸起物280和導(dǎo)電跡線276的頂面和側(cè)面之間的機(jī)械互鎖提供與各表面之間的較大接觸面積的穩(wěn)健連接，而不顯著地增加結(jié)合力。凸塊材料與凸起物280和導(dǎo)電跡線276 的頂面和側(cè)面之間的機(jī)械互鎖還減少諸如密封的后續(xù)制造過(guò)程期間的橫向管芯移位。類(lèi)似于圖16c，圖20a—20c示出具有形成于接觸焊盤(pán)232上的凸塊材料觀4的半導(dǎo)體管芯224的BOL實(shí)施例。如圖20a所示，尖端286從凸塊材料觀4的主體伸出作為臺(tái)階式凸塊，尖端觀6比凸塊材料觀4的主體窄。半導(dǎo)體管芯2M被定位為使得凸塊材料觀4 與基底290上的導(dǎo)電跡線288上的互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。更具體而言，尖端286在導(dǎo)電跡線288上的互連點(diǎn)上位于中心?？商鎿Q地，可以使凸塊材料284和尖端觀6與在基底290上形成的導(dǎo)電焊盤(pán)或其它互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。凸塊材料觀4比基底290上的導(dǎo)電跡線288寬。導(dǎo)電跡線288通常是柔順性的，并且在等效于約200克的垂直載荷的力下經(jīng)歷大于約25 Mm的塑性變形。向半導(dǎo)體管芯224的背面2 施加壓力或力F以將尖端284壓緊到導(dǎo)電跡線288上。可以在提高溫度的情況下施加力F。由于導(dǎo)電跡線觀8的柔順性性質(zhì)， 如圖20b所示，導(dǎo)電跡線在尖端286周?chē)冃巍Ｌ貏e地，壓力的施加促使導(dǎo)電跡線288經(jīng)歷塑性變形并覆蓋尖端觀6的頂面和側(cè)面。圖20c示出圓形凸塊材料294在接觸焊盤(pán)232上形成的另一 BOL實(shí)施例。尖端 296從凸塊材料四4的主體伸出而形成具有比凸塊材料四4的主體窄的尖端的支柱凸塊。 半導(dǎo)體管芯2M被定位為使得凸塊材料294與基底300上的導(dǎo)電跡線298上的互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。 更具體而言，尖端296在導(dǎo)電跡線298上的互連點(diǎn)上位于中心。可替換地，可以使凸塊材料294和尖端296與在基底300上形成的導(dǎo)電焊盤(pán)或其它互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。凸塊材料四4比基底 300上的導(dǎo)電跡線四8寬。導(dǎo)電跡線298通常是柔順性的，并且在等效于約200克的垂直載荷的力下經(jīng)歷大于約25ΜΠ1的塑性變形。向半導(dǎo)體管芯224的背面2 施加壓力或力F以將尖端296壓緊到導(dǎo)電跡線298上。可以在提高溫度的情況下施加力F。由于導(dǎo)電跡線四8的柔順性性質(zhì)， 導(dǎo)電跡線在尖端296周?chē)冃巍Ｌ貏e地，壓力的施加促使導(dǎo)電跡線298經(jīng)歷塑性變形并覆蓋尖端四6的頂面和側(cè)面。如圖20a — 20c所述，在圖17a — 17g、18a — 18d和19a — 19d中描述的導(dǎo)電跡線也可以是柔順性材料。類(lèi)似于圖16c，圖21a—21b示出具有形成于接觸焊盤(pán)232上的凸塊材料304的半導(dǎo)體管芯224的BOL實(shí)施例。凸塊材料304通常是柔順性的，并且在等效于約200克的垂直載荷的力下經(jīng)歷大于約25ΜΠ1的塑性變形。凸塊材料304比基底308上的導(dǎo)電跡線306 寬。如圖21a所示，通過(guò)導(dǎo)電跡線306形成具有開(kāi)口 312和導(dǎo)電側(cè)壁314的導(dǎo)電過(guò)孔310。 導(dǎo)電跡線306類(lèi)似于如圖6 —15所述的逸出跡線和互連點(diǎn)，以便增加布線密度。半導(dǎo)體管芯2M被定位為使得凸塊材料304與導(dǎo)電跡線306上的互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，參見(jiàn)圖25a_25g?？商鎿Q地，可以使凸塊材料304與在基底308上形成的導(dǎo)電焊盤(pán)或其它互連點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。向半導(dǎo)體管芯224的背面2 施加壓力或力F以將凸塊材料304壓緊到導(dǎo)電跡線306上并到達(dá)導(dǎo)電過(guò)孔310的開(kāi)口 312中?？梢栽谔岣邷囟鹊那闆r下施加力F。由于凸塊材料304的柔順性性質(zhì)，如圖21b所示，凸塊材料在導(dǎo)電跡線306的頂面和側(cè)面周?chē)冃位驂撼霾⒌竭_(dá)導(dǎo)電過(guò)孔310的開(kāi)口 312中。特別地，壓力的施加促使凸塊材料304經(jīng)歷塑性變形并覆蓋導(dǎo)電跡線306的頂面和側(cè)面并到達(dá)導(dǎo)電過(guò)孔310的開(kāi)口 312中。凸塊材料304 因此被電連接到導(dǎo)電跡線306和導(dǎo)電側(cè)壁314以便通過(guò)基底308進(jìn)行ζ方向垂直互連。凸塊材料304的塑性流動(dòng)產(chǎn)生凸塊材料與導(dǎo)電跡線306的頂面和側(cè)面及導(dǎo)電過(guò)孔310的開(kāi)口 312之間的機(jī)械互鎖。凸塊材料與導(dǎo)電跡線306的頂面和側(cè)面及導(dǎo)電過(guò)孔310的開(kāi)口 312 之間的機(jī)械互鎖提供與各表面之間的較大接觸面積的穩(wěn)健連接，而不顯著地增加結(jié)合力。 凸塊材料與導(dǎo)電跡線306的頂面和側(cè)面及導(dǎo)電過(guò)孔310的開(kāi)口 312之間的機(jī)械互鎖還減少諸如密封的后續(xù)制造過(guò)程期間的橫向管芯移位。由于導(dǎo)電過(guò)孔310在具有凸塊材料304的互連點(diǎn)內(nèi)形成，所以總基底互連面積減小。在圖17a — 17g、18a — 18d、19a — 19d、20a — 20c 和 21a — 21b 的 BOL 實(shí)施例中，通
過(guò)使導(dǎo)電跡線比互連結(jié)構(gòu)窄，可以減小導(dǎo)電跡線節(jié)距以增加布線密度和I/O計(jì)數(shù)。較窄的導(dǎo)電跡線減小使導(dǎo)電跡線周?chē)幕ミB結(jié)構(gòu)變形所需的力F。例如，必需的力F可以是針對(duì)比凸塊寬的導(dǎo)電跡線或焊盤(pán)使凸塊變形所需的力的30—50%。較低的壓縮力F對(duì)細(xì)節(jié)距互連和小管芯將共面性保持在指定公差內(nèi)并實(shí)現(xiàn)均勻的ζ方向變形和高可靠性互連聯(lián)合有用。 另外，使導(dǎo)電跡線周?chē)幕ミB結(jié)構(gòu)變形機(jī)械地將凸塊鎖定到跡線以防止回流期間的管芯移位或管芯浮置。圖22a_22c示出在半導(dǎo)體管芯與基底之間的凸塊周?chē)练e密封劑的模底部填充 (MUF)過(guò)程。圖2 示出使用來(lái)自圖17b的凸塊材料234安裝到基底254并被放置在模套模具(chase mold)320的上模支撐體316和下模支撐體318之間?？梢詫?lái)自圖17a — 17g、 18a—18d、19a—19d、20a—20c和21a—21b的其它半導(dǎo)體管芯和基底組合放置在模套模具320的上模支撐體316和下模支撐體318之間。上模支撐體316包括可壓縮釋放膜322。在圖22b中，上模支撐體316和下模支撐體318被放在一起以便用在基底之上和半導(dǎo)體管芯與基底之間的開(kāi)放空間來(lái)封閉半導(dǎo)體管芯2M和基底254?？蓧嚎s釋放膜322 與半導(dǎo)體管芯224的背面2 和側(cè)面一致以阻止密封劑在這些表面上的形成。用噴嘴326 將處于液體狀態(tài)的密封劑3M注入到模套模具320的一側(cè)中，同時(shí)可選真空幫助3 從相對(duì)側(cè)吸取壓力以用密封劑均勻地填充基底2M之上的開(kāi)放空間和半導(dǎo)體管芯2M與基底 254之間的開(kāi)放空間。密封劑3M可以是聚合物復(fù)合材料，諸如具有填料的環(huán)氧樹(shù)脂、具有填料的環(huán)氧丙烯酸酯或具有適當(dāng)填料的聚合物。密封劑3M是不導(dǎo)電的且在環(huán)境上保護(hù)半導(dǎo)體器件免受外部元件和污染物的影響?？蓧嚎s材料322防止密封劑3M在背面2 上和半導(dǎo)體管芯224的側(cè)面周?chē)鲃?dòng)。密封劑3 被固化。半導(dǎo)體管芯224的背面2 和側(cè)面仍從密封劑3M暴露。圖22c示出MUF和模過(guò)量填充(M0F)、即沒(méi)有可壓縮材料322的實(shí)施例。半導(dǎo)體管芯2M和基底2M被放置在模套模具320的上模支撐體316與下模支撐體318之間。上模支撐體316和下模支撐體318被放在一起以便用在基底之上、半導(dǎo)體管芯周?chē)桶雽?dǎo)體管芯與基底之間的開(kāi)放空間來(lái)封閉半導(dǎo)體管芯2M和基底254。用噴嘴326將處于液體狀態(tài)的密封劑3M注入到模套模具320的一側(cè)中，同時(shí)可選真空幫助3 從相對(duì)側(cè)吸取壓力以用密封劑均勻地填充半導(dǎo)體管芯2M周?chē)突?M之上的開(kāi)放空間和半導(dǎo)體管芯2M與基底邪4之間的開(kāi)放空間。密封劑3 被固化。圖23示出在半導(dǎo)體管芯2M周?chē)桶雽?dǎo)體管芯224與基底2M之間的間隙中沉積密封劑的另一實(shí)施例。半導(dǎo)體管芯2 和基底邪4被屏障330封閉。密封劑332在液態(tài)下被從噴嘴334分配到屏障330中以填充基底2M之上的開(kāi)放空間和半導(dǎo)體管芯2M與基底2M之間的開(kāi)放空間?？刂茝膰娮?34分配的密封劑332的體積以在不覆蓋半導(dǎo)體管芯 224的背面2 或側(cè)面的情況下填充屏障330。密封劑332被固化。圖M示出來(lái)自圖2^i、22c和23的MUF過(guò)程之后的半導(dǎo)體管芯2 和基底254。 密封劑3 被均勻地分布在基底2M上和半導(dǎo)體管芯2 與基底2M之間的凸塊材料234 周?chē)?。圖25a—25g示出基底或PCB 340上的各種導(dǎo)電跡線布局的頂視圖。在圖25a中， 導(dǎo)電跡線342是具有在基底340上形成的集成凸塊焊盤(pán)或互連點(diǎn)344的直導(dǎo)體?；淄箟K焊盤(pán)344的側(cè)邊與導(dǎo)電跡線342共線。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常在互連點(diǎn)上形成焊料套準(zhǔn)開(kāi)口 (SRO)以在回流期間包含凸塊材料。SRO增加互連節(jié)距并減少I(mǎi)/O計(jì)數(shù)。相反，可以在基底 340的一部分上形成掩蔽層346 ；然而，不在導(dǎo)電跡線342的基底凸塊焊盤(pán)344周?chē)纬裳诒螌?。也就是說(shuō)，被設(shè)計(jì)為與凸塊材料配合的導(dǎo)電跡線342的一部分缺少將被用于回流期間的凸塊包含的掩蔽層；346的任何SRO。半導(dǎo)體管芯2M被放置在基底340上且凸塊材料與基底凸塊焊盤(pán)344對(duì)準(zhǔn)。通過(guò)使凸塊材料與凸塊焊盤(pán)進(jìn)行物理接觸并隨后在回流溫度下對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流來(lái)將凸塊材料以電氣方式和冶金方式連接到基底凸塊焊盤(pán)344。在另一實(shí)施例中，使用蒸發(fā)、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆、球滴或絲網(wǎng)印刷工藝在基底凸塊焊盤(pán)344上沉積導(dǎo)電凸塊材料。凸塊材料可以是Al、Sn、Ni、Au、Ag、Pb、Bi、Cu、焊料及其組合，具有可選助焊劑溶液。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/Pb、高鉛焊料或無(wú)鉛焊料。使用適當(dāng)?shù)母街蚪Y(jié)合工藝將凸塊材料結(jié)合到基底凸塊焊盤(pán)344。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖25b 所示，通過(guò)將材料加熱至其熔點(diǎn)以上對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流以形成凸塊或互連348。在某些應(yīng)用中，第二次對(duì)凸塊348進(jìn)行回流以改善與基底凸塊焊盤(pán)344的電接觸。窄基底凸塊焊盤(pán) 344周?chē)耐箟K材料保持回流期間的管芯放置。在高布線密度應(yīng)用中，期望的是使導(dǎo)電跡線342的逸出節(jié)距最小化。通過(guò)出于回流包含的目的去除掩蔽層、即通過(guò)在沒(méi)有掩蔽層的情況下對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流來(lái)減小導(dǎo)電跡線342之間的逸出節(jié)距。由于未在管芯凸塊焊盤(pán)232或基底凸塊焊盤(pán)344周?chē)纬蒘R0， 所以可以以更精細(xì)的節(jié)距形成導(dǎo)電跡線342，即將導(dǎo)電跡線342更近地設(shè)置在一起或接近于附近結(jié)構(gòu)。在基底凸塊焊盤(pán)344周?chē)鷽](méi)有SRO的情況下，導(dǎo)電跡線342之間的節(jié)距被給定為P = D + PLT + W/2，其中，D是凸塊；348的底部直徑，PLT是管芯放置公差，并且W是導(dǎo)電跡線342的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，給定IOOMm的凸塊底部直徑、IOMm的PLT和30Mm 的跡線線寬，導(dǎo)電跡線342的最小逸出節(jié)距是125ΜΠ1。如在現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的，無(wú)掩膜凸塊形成消除了考慮相鄰開(kāi)口之間的掩蔽材料的帶狀間隔(ligament spacing)、焊料掩膜套準(zhǔn)公差(SRT)和最小可分辨SRO的需要。當(dāng)在沒(méi)有掩蔽層的情況下對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流以便以冶金和電氣方式將管芯凸塊焊盤(pán)232連接到基底凸塊焊盤(pán)344時(shí)，潤(rùn)濕和表面張力促使凸塊材料保持自限制，并被保持在管芯凸塊焊盤(pán)232和基底凸塊焊盤(pán)344與直接鄰近于基本上在凸塊焊盤(pán)覆蓋區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電跡線342的那部分基底340之間的空間內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)期望的自限制性質(zhì)，可以在放置到管芯凸塊焊盤(pán)232或基底凸塊焊盤(pán) 344上之前將凸塊材料浸入助焊劑溶液中以選擇性地使得被凸塊材料接觸的區(qū)域比導(dǎo)電跡線342的周?chē)鷧^(qū)域更加可潤(rùn)濕。熔融凸塊材料由于助焊劑溶液的可潤(rùn)濕性質(zhì)而仍基本上被限制在由凸塊焊盤(pán)限定的區(qū)域內(nèi)。凸塊材料未流出到可潤(rùn)濕性較低的區(qū)域?？梢栽谕箟K材料并不意圖使該區(qū)域具有較低可潤(rùn)濕性的區(qū)域上形成薄氧化層或其它絕緣層。因此，在管芯凸塊焊盤(pán)232或基底凸塊焊盤(pán)344周?chē)恍枰诒螌?40。圖25c示出作為直導(dǎo)體的平行導(dǎo)電跡線352的另一實(shí)施例，其具有在基底350上形成的集成矩形凸塊焊盤(pán)或互連點(diǎn)354。在這種情況下，基底凸塊焊盤(pán)354比導(dǎo)電跡線352 寬，但是小于配合凸塊的寬度?；淄箟K焊盤(pán)邪4的側(cè)邊可以平行于導(dǎo)電跡線352?？梢栽诨?50的一部分上形成掩蔽層356 ；然而，未在導(dǎo)電跡線352的基底凸塊焊盤(pán)3M周?chē)纬裳诒螌?。也就是說(shuō)，被設(shè)計(jì)為與凸塊材料配合的導(dǎo)電跡線352的一部分缺少將被用于回流期間的凸塊包含(containment)的掩蔽層356的任何SR0。圖25d示出具有被布置成多行陣列的導(dǎo)電跡線360和362的另一實(shí)施例，其具有在基底366上形成以用于最大互連逸出布線密度和容量的偏移集成凸塊焊盤(pán)或互連點(diǎn) 364。交替的導(dǎo)電跡線360和362包括用于布線至凸塊焊盤(pán)364的轉(zhuǎn)彎處。每個(gè)基底凸塊焊盤(pán)364的側(cè)邊與導(dǎo)電跡線360和362共線?？梢栽诨?66的一部分上形成掩蔽層368 ； 然而，未在導(dǎo)電跡線360和362的基底凸塊焊盤(pán)364周?chē)纬裳诒螌?68。也就是說(shuō)，被設(shè)計(jì)為與凸塊材料配合的導(dǎo)電跡線360和362的一部分缺少將被用于回流期間的凸塊包含的掩蔽層368的任何SRO。圖2 示出具有被布置成多行陣列的導(dǎo)電跡線370和372的另一實(shí)施例，其具有在基底376上形成以用于最大互連逸出布線密度和容量的偏移集成凸塊焊盤(pán)或互連點(diǎn)374。交替的導(dǎo)電跡線370和372包括用于布線至凸塊焊盤(pán)374的轉(zhuǎn)彎處。在這種情況下， 基底凸塊焊盤(pán)374是圓形的，并且比導(dǎo)電跡線370和372寬，但是小于配合互連凸塊材料的寬度。可以在基底376的一部分上形成掩蔽層378 ；然而，未在導(dǎo)電跡線370和372的基底凸塊焊盤(pán)374周?chē)纬裳诒螌?78。也就是說(shuō)，被設(shè)計(jì)為與凸塊材料配合的導(dǎo)電跡線370和 372的一部分缺少將被用于回流期間的凸塊包含的掩蔽層378的任何SR0。圖25f示出具有被布置成多行陣列的導(dǎo)電跡線380和382的另一實(shí)施例，其具有在基底386上形成以用于最大互連逸出布線密度和容量的偏移集成凸塊焊盤(pán)或互連點(diǎn) 384。交替的導(dǎo)電跡線380和382包括用于布線至凸塊焊盤(pán)384的轉(zhuǎn)彎處。在這種情況下， 基底凸塊焊盤(pán)384是矩形的，并且比導(dǎo)電跡線380和382寬，但是小于配合互連凸塊材料的寬度。可以在基底386的一部分上形成掩蔽層388 ；然而，未在導(dǎo)電跡線380和382的基底凸塊焊盤(pán)384周?chē)纬裳诒螌?88。也就是說(shuō)，被設(shè)計(jì)為與凸塊材料配合的導(dǎo)電跡線380和 382的一部分缺少將被用于回流期間的凸塊包含的掩蔽層388的任何SR0。作為互連過(guò)程的一個(gè)示例，半導(dǎo)體管芯2M被放置在基底366上且凸塊材料234 與來(lái)自圖25d的基底凸塊焊盤(pán)364對(duì)準(zhǔn)。如針對(duì)圖17a — 17g、18a — 18d、19a — 19d、20a— 20c和21a—21b所述，通過(guò)壓緊凸塊材料或通過(guò)使凸塊材料與凸塊焊盤(pán)進(jìn)行物理接觸并隨后在回流溫度下對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流以電氣和冶金方式將凸塊材料234連接到基底凸塊焊盤(pán)364。在另一實(shí)施例中，使用蒸發(fā)、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆、球滴或絲網(wǎng)印刷工藝在基底凸塊焊盤(pán)364上沉積導(dǎo)電凸塊材料。凸塊材料可以是Al、Sn、Ni、Au、Ag、Pb、Bi、Cu、焊料及其組合，具有可選助焊劑溶液。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/Pb、高鉛焊料或無(wú)鉛焊料。使用適當(dāng)?shù)母街蚪Y(jié)合工藝將凸塊材料結(jié)合到基底凸塊焊盤(pán)364。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖25g 所示，通過(guò)將材料加熱至其熔點(diǎn)以上對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流以形成凸塊或互連390。在某些應(yīng)用中，第二次對(duì)凸塊390進(jìn)行回流以改善與基底凸塊焊盤(pán)364的電接觸。窄基底凸塊焊盤(pán)364周?chē)耐箟K材料保持回流期間的管芯放置。還可以在圖25a_25g的基底凸塊焊盤(pán)配置上形成凸塊材料234或凸塊390。在高布線密度應(yīng)用中，期望的是使圖25a—25g的導(dǎo)電跡線360和362或其它導(dǎo)電跡線配置的逸出節(jié)距最小化。通過(guò)出于回流包含的目的去除掩蔽層、即通過(guò)在沒(méi)有掩蔽層的情況下對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流來(lái)減小導(dǎo)電跡線360和362之間的逸出節(jié)距。由于未在管芯凸塊焊盤(pán)232或基底凸塊焊盤(pán)364周?chē)纬蒘R0，所以可以以更精細(xì)的節(jié)距形成導(dǎo)電跡線 360和362，即將導(dǎo)電跡線360和362更近地設(shè)置在一起或接近于附近結(jié)構(gòu)。在基底凸塊焊盤(pán)364周?chē)鷽](méi)有SRO的情況下，導(dǎo)電跡線360和362之間的節(jié)距被給定為P = D/2 + PLT + W/2，其中，D是凸塊390的底部直徑，PLT是管芯放置公差，并且W是導(dǎo)電跡線360和362 的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，給定IOOMm的凸塊底部直徑、IOMm的PLT和30Mm的跡線線寬，導(dǎo)電跡線360和362的最小逸出節(jié)距是125ΜΠ1。如在現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的，無(wú)掩膜凸塊形成消除了考慮相鄰開(kāi)口之間的掩蔽材料的帶狀間隔、SRT和最小可分辨SRO的需要。當(dāng)在沒(méi)有掩蔽層的情況下對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流以便以冶金和電氣方式將管芯凸塊焊盤(pán)232連接到基底凸塊焊盤(pán)364時(shí)，潤(rùn)濕和表面張力促使凸塊材料保持自限制，并被保持在管芯凸塊焊盤(pán)232和基底凸塊焊盤(pán)364與直接鄰近于基本上在凸塊焊盤(pán)覆蓋區(qū)內(nèi)的導(dǎo)電跡線360和362的那部分基底366之間的空間內(nèi)。
為了實(shí)現(xiàn)期望的自限制性質(zhì)，可以在放置到管芯凸塊焊盤(pán)232或基底凸塊焊盤(pán) 364上之前將凸塊材料浸入助焊劑溶液中以選擇性地使得被凸塊材料接觸的區(qū)域比導(dǎo)電跡線360和362的周?chē)鷧^(qū)域更加可潤(rùn)濕。熔融凸塊材料由于助焊劑溶液的可潤(rùn)濕性性質(zhì)而仍基本上被限制在由凸塊焊盤(pán)限定的區(qū)域內(nèi)。凸塊材料未流出到可潤(rùn)濕性較低的區(qū)域?？梢栽谕箟K材料并不意圖使該區(qū)域具有較低可潤(rùn)濕性的區(qū)域上形成薄氧化層或其它絕緣層。因此，在管芯凸塊焊盤(pán)232或基底凸塊焊盤(pán)364周?chē)恍枰诒螌?68。在圖^a中，在導(dǎo)電跡線394和396的一部分上沉積掩蔽層392。然而，未在集成凸塊焊盤(pán)398上形成掩蔽層392。因此，在基底400上不存在用于每個(gè)凸塊焊盤(pán)398的SR0。 在以填隙方式在集成凸塊焊盤(pán)398的陣列內(nèi)的基底400上、即在相鄰?fù)箟K焊盤(pán)之間形成不可潤(rùn)濕掩蔽貼片402。還可以以填隙方式在管芯凸塊焊盤(pán)398的陣列內(nèi)的半導(dǎo)體管芯224 上形成掩蔽貼片402。更一般而言，以任何布置與集成凸塊焊盤(pán)緊密接近地形成掩蔽貼片以防止流出至可潤(rùn)濕性較低的區(qū)域。半導(dǎo)體管芯2M被放置在基底400上且凸塊材料與基底凸塊焊盤(pán)398對(duì)準(zhǔn)。如針對(duì)圖17a — 17g、18a — 18d、19a — 19d、20a — 20c和21a — 21b所述，通過(guò)壓緊凸塊材料或通過(guò)使凸塊材料與凸塊焊盤(pán)進(jìn)行物理接觸并隨后在回流溫度下對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流以電氣和冶金方式將凸塊材料連接到基底凸塊焊盤(pán)398。在另一實(shí)施例中，使用蒸發(fā)、電解鍍覆、化學(xué)鍍覆、球滴或絲網(wǎng)印刷工藝在管芯集成凸塊焊盤(pán)398上沉積導(dǎo)電凸塊材料。凸塊材料可以是Al、Sn、Ni、Au、Ag、Pb、Bi、Cu、焊料及其組合，具有可選助焊劑溶液。例如，凸塊材料可以是共熔Sn/Pb、高鉛焊料或無(wú)鉛焊料。 使用適當(dāng)?shù)母街蚪Y(jié)合工藝將凸塊材料結(jié)合到集成凸塊焊盤(pán)398。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖 26b所示，通過(guò)將材料加熱至其熔點(diǎn)以上形成球狀球或凸塊404來(lái)對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流。在某些應(yīng)用中，第二次對(duì)凸塊404進(jìn)行回流以改善與集成凸塊焊盤(pán)398的電接觸。還可以將凸塊壓縮結(jié)合到集成凸塊焊盤(pán)398。凸塊404表示可以在集成凸塊焊盤(pán)398上形成的一種互連結(jié)構(gòu)。互連結(jié)構(gòu)還可以使用支柱凸塊、微型凸塊或其它電互連。在高布線密度應(yīng)用中，期望的是使逸出節(jié)距最小化。為了減小導(dǎo)電跡線394與396 之間的節(jié)距，在集成凸塊焊盤(pán)398周?chē)鷽](méi)有掩蔽層的情況下對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流。通過(guò)出于回流包含的目的去除掩蔽層和集成凸塊焊盤(pán)周?chē)南嚓P(guān)SR0、即通過(guò)在沒(méi)有掩蔽層的情況下對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流來(lái)減小導(dǎo)電跡線394和396之間的逸出節(jié)距。可以遠(yuǎn)離集成凸塊焊盤(pán)398在導(dǎo)電跡線394和396的一部分和基底400上形成掩蔽層392 ；然而，不在集成凸塊焊盤(pán)398周?chē)纬裳诒螌?92。也就是說(shuō)，被設(shè)計(jì)為與凸塊材料配合的導(dǎo)電跡線394和 396的一部分缺少將被用于回流期間的凸塊包含的掩蔽層392的任何SR0。另外，以填隙方式在集成凸塊焊盤(pán)398的陣列內(nèi)的基底400上形成掩蔽貼片402。 掩蔽貼片402是不可潤(rùn)濕材料。掩蔽貼片402可以是與掩蔽層392相同的材料，并且在同一處理步驟期間施加，或者是在不同處理步驟期間的不同材料?？梢栽诩赏箟K焊盤(pán)398的陣列內(nèi)通過(guò)跡線或焊盤(pán)的一部分的選擇性氧化、鍍覆或其它處理來(lái)形成掩蔽貼片402。掩蔽貼片402限制到集成凸塊焊盤(pán)398的凸塊材料流動(dòng)并防止導(dǎo)電凸塊焊盤(pán)浸出到相鄰結(jié)構(gòu)。當(dāng)用填隙方式設(shè)置在集成凸塊焊盤(pán)398的陣列內(nèi)的掩蔽貼片402對(duì)凸塊材料進(jìn)行回流時(shí)，潤(rùn)濕和表面張力促使凸塊材料被限制并保持在管芯凸塊焊盤(pán)232和集成凸塊焊盤(pán) 398與直接鄰近于導(dǎo)電跡線394和396且基本上在集成凸塊焊盤(pán)398的覆蓋區(qū)內(nèi)的那部分基底400之間的空間內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)期望的限制性質(zhì)，可以在放置到管芯凸塊焊盤(pán)232或集成凸塊焊盤(pán)398 上之前將凸塊材料浸入助焊劑溶液中以選擇性地使得被凸塊材料接觸的區(qū)域比導(dǎo)電跡線 394和396的周?chē)鷧^(qū)域更加可潤(rùn)濕。熔融凸塊材料由于助焊劑溶液的可潤(rùn)濕性性質(zhì)而仍基本上被限制在由凸塊焊盤(pán)限定的區(qū)域內(nèi)。凸塊材料未流出到可潤(rùn)濕性較低的區(qū)域。可以在凸塊材料并不意圖使該區(qū)域具有較低可潤(rùn)濕性的區(qū)域上形成薄氧化層或其它絕緣層。因此，在管芯凸塊焊盤(pán)232或集成凸塊焊盤(pán)398周?chē)恍枰诒螌?92。由于未在管芯凸塊焊盤(pán)232或集成凸塊焊盤(pán)398周?chē)纬蒘R0，所以可以以更精細(xì)的節(jié)距形成導(dǎo)電跡線394和396，即可以在不進(jìn)行接觸和形成電短路的情況下將導(dǎo)電跡線設(shè)置為更加接近于相鄰結(jié)構(gòu)。采取相同的焊料套準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)則，將導(dǎo)電跡線394和396之間的節(jié)距給定為P = (1. ID + W)/2，其中，D是凸塊404的底部直徑且W是導(dǎo)電跡線394和 396的寬度。在一個(gè)實(shí)施例中，給定IOOMm的凸塊直徑和20Mm的跡線線寬，導(dǎo)電跡線394和 396的最小逸出節(jié)距是65Mm。如在現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的，凸塊形成消除了考慮相鄰開(kāi)口之間的掩蔽材料的帶狀間隔和最小可分辨SRO的需要。圖27示出使用管芯附著粘合劑410將半導(dǎo)體管芯406堆疊在半導(dǎo)體管芯408上的情況下的封裝上封裝(PoP)405。半導(dǎo)體管芯406和408每個(gè)具有有源表面，該有源表面包含被實(shí)現(xiàn)為有源器件、無(wú)源器件、導(dǎo)電層和電介質(zhì)層的模擬或數(shù)字電路，其在管芯內(nèi)形成并被根據(jù)管芯的電氣設(shè)計(jì)和功能電互連。例如，該電路可以包括在有源表面內(nèi)形成的一個(gè)或多個(gè)晶體管、二極管及其它電路元件以實(shí)現(xiàn)模擬電路或數(shù)字電路，諸如DSP、ASIC、存儲(chǔ)器或其它信號(hào)處理電路。半導(dǎo)體管芯406和408還可以包含IPD，諸如電感器、電容器和電阻器，以進(jìn)行RF信號(hào)處理。使用來(lái)自圖17a — 17g、18a — 18d、19a — 19d、20a—20c 和 21a — 21b 的任何實(shí)施例， 使用在接觸焊盤(pán)418上形成的凸塊材料416將半導(dǎo)體管芯406安裝到在基底414上形成的導(dǎo)電跡412。導(dǎo)電跡線412類(lèi)似于如圖6 —15所述的逸出跡線和互連點(diǎn)，以便增加布線密度。使用結(jié)合引線422將半導(dǎo)體管芯408電連接到在基底414上形成的接觸焊盤(pán)420。結(jié)合引線422的相對(duì)末端被結(jié)合到半導(dǎo)體管芯406上的接觸焊盤(pán)424。掩蔽層似6在基底414上形成并打開(kāi)超過(guò)半導(dǎo)體管芯406的覆蓋區(qū)。雖然掩蔽層 4 在回流期間不將凸塊材料416限制于導(dǎo)電跡線412，但開(kāi)放式掩膜可以充當(dāng)屏障以防止密封劑4 在MUF期間遷移至接觸焊盤(pán)420或結(jié)合引線422。類(lèi)似于圖22a— 22c，在半導(dǎo)體管芯408與基底414之間沉積密封劑428。掩蔽層似6阻止MUF密封劑4 到達(dá)接觸焊盤(pán)420和結(jié)合引線422，這可能引起缺陷。掩蔽層似6允許將較大的半導(dǎo)體管芯放置在給定基底上，而沒(méi)有密封劑4 流到接觸焊盤(pán)420上的風(fēng)險(xiǎn)。雖然已詳細(xì)地舉例說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，但技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在不脫離以下權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的范圍的情況下可以對(duì)那些實(shí)施例進(jìn)行修改和改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括提供具有在半導(dǎo)體管芯表面上形成的多個(gè)復(fù)合凸塊的半導(dǎo)體管芯，所述復(fù)合凸塊具有可熔部分和不可熔部分； 提供基底；在基底上形成多個(gè)導(dǎo)電跡線，其中互連點(diǎn)具有從平面圖看與導(dǎo)電跡線平行的邊緣以便增加逸出布線密度，所述復(fù)合凸塊比互連點(diǎn)寬；將所述復(fù)合凸塊的可熔部分結(jié)合到互連點(diǎn)，使得該可熔部分覆蓋互連點(diǎn)的頂面和側(cè)面；以及在所述半導(dǎo)體管芯與基底之間的復(fù)合凸塊周?chē)练e密封劑。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，所述復(fù)合凸塊的不可熔部分包括金、銅、鎳、鉛焊料或鉛錫合金。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，所述復(fù)合凸塊的可熔部分包括錫、無(wú)鉛合金、錫銀合金、錫銀銅合金、錫銀銦合金、共熔焊料或具有銀、銅或鉛的其它錫合金。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，所述互連點(diǎn)具有為導(dǎo)電跡線寬度的5/6的寬度。
5.權(quán)利要求1的方法，還包括在遠(yuǎn)離互連點(diǎn)的基底區(qū)域上形成掩蔽層。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，所述復(fù)合凸塊呈錐形。
7.—種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 提供半導(dǎo)體；提供基底；在基底上形成多個(gè)導(dǎo)電跡線，其中互連點(diǎn)具有從平面圖看與導(dǎo)電跡線平行的邊緣以便增加逸出布線密度；在半導(dǎo)體管芯與基底上的互連點(diǎn)之間形成多個(gè)互連結(jié)構(gòu)；將互連結(jié)構(gòu)結(jié)合到互連點(diǎn)，使得該互連結(jié)構(gòu)覆蓋互連點(diǎn)的頂面和側(cè)面；以及在半導(dǎo)體管芯與基底之間沉積密封劑。
8.權(quán)利要求7的方法，其中，所述互連點(diǎn)具有為導(dǎo)電跡線寬度的5/6的寬度。
9.權(quán)利要求7的方法，其中，所述互連結(jié)構(gòu)包括可熔部分和不可熔部分。
10.權(quán)利要求8的方法，其中，互連結(jié)構(gòu)的不可熔部分包括金、銅、鎳、鉛焊料或鉛錫合金。
11.權(quán)利要求7的方法，其中，所述互連結(jié)構(gòu)的可熔部分包括錫、無(wú)鉛合金、錫銀合金、 錫銀銅合金、錫銀銦合金、共熔焊料或具有銀、銅或鉛的其它錫合金。
12.權(quán)利要求7的方法，其中，所述互連結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電柱和在導(dǎo)電柱上形成的凸塊。
13.權(quán)利要求7的方法，其中，所述互連結(jié)構(gòu)包括凸塊。
14.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 提供半導(dǎo)體管芯；提供基底；在基底上形成多個(gè)導(dǎo)電跡線，其中互連點(diǎn)具有從平面圖看與導(dǎo)電跡線平行的邊緣以便增加逸出布線密度；在半導(dǎo)體管芯與基底上的互連點(diǎn)之間形成多個(gè)互連結(jié)構(gòu)；以及將互連結(jié)構(gòu)結(jié)合到互連點(diǎn)，使得該互連結(jié)構(gòu)覆蓋互連點(diǎn)的頂面和側(cè)面。
15.權(quán)利要求14的方法，其中，所述互連點(diǎn)具有為導(dǎo)電跡線寬度的5/6的寬度。
16.權(quán)利要求14的方法，還包括在半導(dǎo)體管芯與基底之間沉積密封劑。
17.權(quán)利要求14的方法，其中，所述互連結(jié)構(gòu)包括可熔部分和不可熔部分。
18.權(quán)利要求17的方法，其中，互連結(jié)構(gòu)的不可熔部分包括金、銅、鎳、鉛焊料或鉛錫合^^ ο
19.權(quán)利要求17的方法，其中，所述互連結(jié)構(gòu)的可熔部分包括錫、無(wú)鉛合金、錫銀合金、 錫銀銅合金、錫銀銦合金、共熔焊料或具有銀、銅或鉛的其它錫合金。
20.權(quán)利要求14的方法，其中，所述互連結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電柱和在導(dǎo)電柱上形成的凸塊。
21.一種半導(dǎo)體器件，包括 半導(dǎo)體管芯；基底；在基底上形成的多個(gè)導(dǎo)電跡線，其中互連點(diǎn)具有從平面圖看與導(dǎo)電跡線平行的邊緣以便增加逸出布線密度；在所述半導(dǎo)體管芯與所述基底上的互連點(diǎn)之間形成的多個(gè)互連結(jié)構(gòu)，所述互連結(jié)構(gòu)被結(jié)合到互連點(diǎn)；以及沉積在所述半導(dǎo)體管芯與基底之間的密封劑。
22.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中，互連結(jié)構(gòu)的不可熔部分包括金、銅、鎳、鉛焊料或鉛錫合金。
23.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中，所述互連結(jié)構(gòu)的可熔部分包括錫、無(wú)鉛合金、錫銀合金、錫銀銅合金、錫銀銦合金、共熔焊料或具有銀、銅或鉛的其它錫合金。
24.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中，所述互連點(diǎn)具有為導(dǎo)電跡線寬度的5/6的寬度。
25.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中，所述互連結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電柱和在導(dǎo)電柱上形成的凸塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及形成引線上凸塊互連的半導(dǎo)體器件和方法。一種半導(dǎo)體器件具有半導(dǎo)體管芯，該半導(dǎo)體管芯具有在半導(dǎo)體管芯表面上形成的多個(gè)復(fù)合凸塊。復(fù)合凸塊具有可熔部分和不可熔部分，諸如導(dǎo)電柱和在導(dǎo)電柱上形成的凸塊。復(fù)合凸塊還可以呈錐形。在基底上形成導(dǎo)電跡線，互連點(diǎn)具有從平面圖看與導(dǎo)電跡線平行的邊緣以便增加逸出布線密度。互連點(diǎn)可以具有為導(dǎo)電跡線寬度的5/6的寬度。復(fù)合材料凸塊比互連點(diǎn)寬。復(fù)合凸塊的可熔部分被結(jié)合到互連點(diǎn)，使得可熔部分覆蓋互連點(diǎn)的頂面和側(cè)面。在半導(dǎo)體管芯與基底之間的復(fù)合凸塊周?chē)练e密封劑。
文檔編號(hào)H01L23/488GK102487020SQ20111004608
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者R.D.潘德塞 申請(qǐng)人:新科金朋有限公司, 星科金朋(上海)有限公司