本發(fā)明涉及集成電路器件,更具體地,涉及集成電路封裝件及其形成方法。
背景技術(shù):
由于各種電子部件(例如,晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成度的不斷改進(jìn),半導(dǎo)體工業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了快速增長(zhǎng)。在大多數(shù)情況下,集成度的這種改進(jìn)來(lái)自最小部件尺寸的反復(fù)減小(例如,朝著亞20nm節(jié)點(diǎn)縮小半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)),這允許更多的部件集成到給定區(qū)域內(nèi)。由于近來(lái)對(duì)微型化、更高的速度和更大的帶寬以及更低的功耗和延遲的需求增長(zhǎng),所以對(duì)半導(dǎo)體管芯的更小和更具創(chuàng)造性的封裝技術(shù)的需求也增長(zhǎng)。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,堆疊半導(dǎo)體器件(例如,3D集成電路(3DIC))已經(jīng)作為有效替代出現(xiàn)以進(jìn)一步減小半導(dǎo)體器件的物理尺寸。在堆疊半導(dǎo)體器件中,晶圓/管芯堆疊在彼此的頂部并且使用諸如通孔(TV)的連接件互連。例如,3DIC的一些益處包括展示出較小的覆蓋區(qū)域、通過(guò)減小信號(hào)互連件的長(zhǎng)度減小功耗、以及改進(jìn)良率和制造成本(如果在組裝之前單獨(dú)地測(cè)試各個(gè)管芯)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題,提供了一種方法,包括:在載體上方形成一個(gè)或多個(gè)再分布層(RDL);在所述一個(gè)或多個(gè)RDL的第一側(cè)上形成第一連接件;使用所述第一連接件將管芯接合至所述一個(gè)或多個(gè)RDL的所述第一側(cè);在所述一個(gè)或多個(gè)RDL的所述第一側(cè)上和所述管芯周圍形成密封劑;在形成所述密封劑之后,從所述一個(gè)或多個(gè)RDL分離所述載體;以及在所述一個(gè)或多個(gè)RDL的第二側(cè)上形成第二連接件,所述第二側(cè)與所 述第一側(cè)相對(duì),其中,所述第二連接件大于所述第一連接件。
在上述方法中,其中,所述方法還包括:在所述載體上形成釋放層;在所述釋放層上形成晶種層;以及在所述晶種層上形成凸塊下金屬(UBM),其中,所述UBM介于所述晶種層和所述一個(gè)或多個(gè)RDL之間。
在上述方法中,其中,所述密封劑的部分介于所述管芯和所述一個(gè)或多個(gè)RDL之間并且圍繞所述第一連接件。
在上述方法中,其中,所述一個(gè)或多個(gè)RDL包括位于所述一個(gè)或多個(gè)RDL的所述第一側(cè)上的第一互連件和位于所述一個(gè)或多個(gè)RDL的所述第二側(cè)上的第二互連件,所述第二互連件的間距大于所述第一互連件的間距。
在上述方法中,其中,所述一個(gè)或多個(gè)RDL包括位于所述一個(gè)或多個(gè)RDL的所述第一側(cè)上的第一互連件和位于所述一個(gè)或多個(gè)RDL的所述第二側(cè)上的第二互連件,所述第二互連件的間距大于所述第一互連件的間距,其中,使用雙鑲嵌技術(shù)形成所述第一互連件和所述第二互連件。
在上述方法中,其中,所述一個(gè)或多個(gè)RDL包括位于所述一個(gè)或多個(gè)RDL的所述第一側(cè)上的第一互連件和位于所述一個(gè)或多個(gè)RDL的所述第二側(cè)上的第二互連件,所述第二互連件的間距大于所述第一互連件的間距,其中,所述第一互連件和所述第二互連件包括阻擋/晶種層。
在上述方法中,其中,所述第一連接件是微凸塊。
在上述方法中,其中,所述第二連接件是球柵陣列(BGA)連接件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種方法,包括:在載體上形成凸塊下金屬(UBM);在所述UBM上形成一個(gè)或多個(gè)再分布層(RDL),所述UBM電連接至所述一個(gè)或多個(gè)RDL;在所述一個(gè)或多個(gè)RDL上形成第一連接件,其中,所述UBM和所述第一連接件位于所述一個(gè)或多個(gè)RDL的相對(duì)兩側(cè)上;使用所述第一連接件將管芯接合至所述一個(gè)或多個(gè)RDL;在所述一個(gè)或多個(gè)RDL上形成密封劑,其中,所述密封劑的部分介于所述管芯和所述一個(gè)或多個(gè)RDL之間;在形成所述密封劑之后,從所述UBM分離所述載體;以及在所述UBM上形成第二連接件。
在上述方法中,其中,形成所述UBM包括在所述載體上形成晶種層。
在上述方法中,其中,所述方法還包括實(shí)施分割以形成封裝件,每個(gè) 封裝件均包括至少一個(gè)所述管芯。
在上述方法中,其中,所述第一連接件的間距小于所述第二連接件的間距。
在上述方法中,其中,所述第一連接件是微凸塊。
在上述方法中,其中,所述第二連接件是球柵陣列(BGA)連接件。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面,提供了一種器件,包括:一個(gè)或多個(gè)再分布層(RDL),所述一個(gè)或多個(gè)RDL具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè);第一連接件,位于所述一個(gè)或多個(gè)RDL的所述第一側(cè)上,其中,所述第一連接件由第一低溫回流材料形成;第二連接件,位于所述一個(gè)或多個(gè)RDL的所述第二側(cè)上,其中,所述第二連接件大于所述第一連接件,并且其中,所述第二連接件由第二低溫回流材料形成;管芯,附接至所述第一連接件;以及密封劑,位于所述一個(gè)或多個(gè)RDL的所述第一側(cè)上,其中,所述密封劑沿著所述管芯的側(cè)壁延伸,并且所述密封劑的至少部分延伸在所述管芯和所述一個(gè)或多個(gè)RDL之間。
在上述器件中,其中,所述密封劑的最頂面與所述管芯的后側(cè)基本共面。
在上述器件中,其中,所述器件還包括凸塊下金屬(UBM),所述UBM介于所述第二連接件和所述一個(gè)或多個(gè)RDL之間。
在上述器件中,其中,所述第一連接件的間距小于所述第二連接件的間距。
在上述器件中,其中,所述第一連接件是微凸塊。
在上述器件中,其中,所述第二連接件是球柵陣列(BGA)連接件。
附圖說(shuō)明
當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí),從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意,根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐,各個(gè)部件未按比例繪制。實(shí)際上,為了清楚的討論,各個(gè)部件的尺寸可以任意地增大或減小。
圖1至圖9是根據(jù)一些實(shí)施例的在制造集成電路封裝件期間的各個(gè)處理步驟的截面圖。
圖10是根據(jù)一些實(shí)施例的安裝在襯底上的集成電路封裝件的截面圖。
圖11是根據(jù)一些實(shí)施例的示出形成集成電路封裝件的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下公開(kāi)內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征的許多不同實(shí)施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然,這些僅僅是實(shí)例,而不旨在限制本發(fā)明。例如,在以下描述中,在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實(shí)施例,并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件,從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。此外,本發(fā)明可在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字符。該重復(fù)是為了簡(jiǎn)單和清楚的目的,并且其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。
而且,為便于描述,本文中可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空間相對(duì)術(shù)語(yǔ),以描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一個(gè)(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外,空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上),而本文使用的空間相對(duì)描述符可以同樣地作相應(yīng)的解釋。
根據(jù)各個(gè)實(shí)施例,提供了集成電路封裝件及其形成方法。具體地,示出了形成集成電路封裝件的中間階段。貫穿各個(gè)視圖和說(shuō)明性實(shí)施例,相同的參考標(biāo)號(hào)用于指代相同的元件。
圖1至圖9示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在制造封裝件中的中間階段的截面圖。首先參照?qǐng)D1,示出了具有形成在載體101上的釋放層103的載體101的部分。載體101可以由石英、玻璃、陶瓷材料等形成并且為隨后的操作提供機(jī)械支撐。載體101可以具有圓形的平面圖形狀并且可以是硅晶圓的尺寸。例如,載體101可以具有8英寸的直徑、12英寸的直徑等。釋放層103可以由聚合物基材料形成,釋放層103可以與載體101一起從將在隨后步驟中形成的上面的結(jié)構(gòu)中去除。在一些實(shí)施例中,釋放層103可以包括光熱轉(zhuǎn)換(LTHC)材料、紫外(UV)粘合劑(當(dāng)暴露于UV輻射 時(shí),其失去粘附特性)、環(huán)氧樹(shù)脂基熱釋放材料(當(dāng)暴露于熱源時(shí),其失去粘附特性)等??梢允褂贸练e工藝、旋涂、印刷工藝、層壓工藝等形成釋放層103。隨后可以固化釋放層103。在一些實(shí)施例中,釋放層103的頂面是水平的并且具有高度的共面性,這對(duì)形成隨后的層可以是有利的。
還參照?qǐng)D1,在釋放層103上毯狀形成晶種層105。在一些實(shí)施例中,晶種層105可以包括銅、鈦、鎳、金、錳等或它們的組合的一個(gè)或多個(gè)層,并且可以通過(guò)原子層沉積(ALD)、物理汽相沉積(PVD)、濺射等或它們的組合形成。
參照?qǐng)D2,在晶種層105上形成第一介電層201。第一介電層201的底面可以與晶種層105的頂面接觸。在一些實(shí)施例中,第一介電層201由聚合物形成,該聚合物可以是使用光刻掩??梢员蝗菀椎貓D案化的諸如聚苯并惡唑(PBO)、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯(BCB)等的光敏材料。在可選實(shí)施例中,第一介電層201可以包括諸如氮化硅、碳化硅、氧化硅、氮氧化硅、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼硅酸鹽玻璃(BSG)、硼摻雜的磷硅酸鹽玻璃(BPSG)等或它們的組合的非可光圖案化介電材料??梢酝ㄟ^(guò)化學(xué)汽相沉積(CVD)、PVD、ALD、旋涂工藝等或它們的組合沉積第一介電層201。
還參照?qǐng)D2,圖案化第一介電層201以在第一介電層201中形成諸如第一開(kāi)口203的開(kāi)口。因此,通過(guò)第一介電層201中的第一開(kāi)口203暴露晶種層105。在第一介電層201由可光圖案化材料形成的實(shí)施例中,可以使用合適的光刻技術(shù)以將第一介電層201暴露于光來(lái)形成第一開(kāi)口203。在這樣的實(shí)施例中,在曝光之后顯影和/或固化第一介電層201。
圖3和圖4示出了第一介電層201的第一開(kāi)口中的凸塊下金屬(UBM)的形成,諸如第一開(kāi)口203(見(jiàn)圖2)中的UBM 401(見(jiàn)圖4)。在一些實(shí)施例中,在第一開(kāi)口203中形成第一導(dǎo)電材料301和第二導(dǎo)電材料303,其中,第二導(dǎo)電材料303過(guò)填充第一開(kāi)口203。第一導(dǎo)電材料301和第二導(dǎo)電材料303可以包括銅、鎢、鋁、鎳、銀、金等或它們的組合,并且可以使用電化學(xué)鍍工藝、化學(xué)鍍工藝、ALD、PVD等或它們的組合形成。在一些實(shí)施例中,晶種層105用作用于鍍工藝的晶種層。在一些實(shí)施例中, 第一導(dǎo)電材料301是鎳,并且第二導(dǎo)電材料303是銅。
參照?qǐng)D4,去除過(guò)填充第一開(kāi)口203(見(jiàn)圖2)的第二導(dǎo)電材料303的部分,從而使得第二導(dǎo)電材料303的頂面與第一介電層201的頂面基本共面??梢允褂梦g刻工藝、平坦化工藝(例如,化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝)等去除過(guò)填充第一開(kāi)口203的第二導(dǎo)電材料303的部分。
參照?qǐng)D5至圖7,在第一介電層201和UBM 401上形成一個(gè)或多個(gè)再分布層(RDL)701。在一些實(shí)施例中,RDL 701包括一個(gè)或多個(gè)介電層以及設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)介電層內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電部件。在一些實(shí)施例中,使用雙鑲嵌工藝在一個(gè)或多個(gè)介電層中形成一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電部件。在可選實(shí)施例中,可以使用其他合適的方法形成該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電部件。如下面更詳細(xì)地描述的,RDL 701提供隨后接合的集成電路管芯之間的電界面以及集成電路管芯和外部器件之間的電界面。
首先參照?qǐng)D5,在第一介電層201和UBM 401上形成RDL 701的最底部介電層501。最底部介電層501的材料可以選自與第一介電層201相同的候選材料。圖案化最底部介電層501以在最底部介電層501中形成諸如第二開(kāi)口503的第二開(kāi)口。在最底部介電層501由可光圖案化材料形成的實(shí)施例中,可以使用合適的光刻技術(shù)以將最底部介電層501暴露于光來(lái)形成第二開(kāi)口503。在這樣的實(shí)施例中,在曝光之后顯影和/或固化最底部介電層501。如圖5所示,第二開(kāi)口503暴露UBM 401。在示出的實(shí)施例中,第二開(kāi)口503包括也可以稱為導(dǎo)通孔503L的第一部分503L和也可以稱為溝槽503U的第二部分503U。
參照?qǐng)D6,在最底部介電層501中的第二開(kāi)口中形成導(dǎo)電部件,諸如第二開(kāi)口503(見(jiàn)圖5)中的導(dǎo)電部件601。在一些實(shí)施例中,阻擋/晶種層603毯狀形成在最底部介電層501上方并且內(nèi)襯于第二開(kāi)口503。阻擋/晶種層603可以包括銅、鎳、金、錳、鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭等或它們的組合的一個(gè)或多個(gè)層,并且可以通過(guò)ALD、PVD、濺射等或它們的組合形成。隨后,使用電化學(xué)鍍工藝、化學(xué)鍍工藝、ALD、PVD等或它們的組合以諸如銅、鎢、鋁、鎳、銀、金等或它們的組合的導(dǎo)電材料填充第二開(kāi)口503以形成導(dǎo)電部件601。在一些實(shí)施例中,導(dǎo)電部件601和阻擋/晶種層 603的導(dǎo)電材料可以過(guò)填充第二開(kāi)口503??梢允褂梦g刻工藝、平坦化工藝(例如,CMP工藝)等去除過(guò)填充第二開(kāi)口503的導(dǎo)電材料的部分。
還參照?qǐng)D6,導(dǎo)電部件601包括也可以稱為導(dǎo)電通孔601L的第一部分601L和也可以稱為導(dǎo)電線/跡線601U的第二部分601U。在一些實(shí)施例中,導(dǎo)電通孔601L具有介于約10μm和約20μm之間的第一寬度W1,而導(dǎo)電線/跡線601U具有介于約20μm和約100μm之間的第二寬度W2。
參照?qǐng)D7,在最底部介電層501上方形成上介電層703、導(dǎo)電通孔705和導(dǎo)電線/跡線707,這完成RDL 701的形成。在一些實(shí)施例中,上介電層703的材料可以選自與第一介電層201和最底部介電層501相同的候選材料??梢允褂门c上面參照導(dǎo)電部件601(見(jiàn)圖5和圖6)描述的方法類似的方法在相應(yīng)的上介電層703中形成導(dǎo)電線/跡線707和導(dǎo)電通孔705,并且本文中不重復(fù)該描述。此外,導(dǎo)電線/跡線707和導(dǎo)電通孔705還包括類似于阻擋/晶種層603的阻擋/晶種層(未示出)。在一些實(shí)施例中,導(dǎo)電通孔705具有介于約0.2μm和約2μm之間的第三寬度W3,而導(dǎo)電線/跡線707具有介于約10μm和約30μm之間的第四寬度W4。
還參照?qǐng)D7,在RDL 701的頂側(cè)上形成第一連接件709。在一些實(shí)施例中,圖案化上介電層703的最頂部介電層(未單獨(dú)示出)以形成開(kāi)口并且暴露諸如位于上介電層703的最頂部介電層下方的導(dǎo)電線/跡線707的導(dǎo)電部件。隨后,由金屬材料、焊料材料等填充最頂部介電層中的開(kāi)口以形成第一連接件709。在一些實(shí)施例中,第一連接件709由低溫回流材料形成。低溫回流材料是在低于用于形成連接襯底的其他材料的回流溫度的溫度下可回流以形成兩個(gè)襯底之間的電連接并且在連接襯底的熱預(yù)算內(nèi)的溫度下可回流的材料。作為低溫回流材料的實(shí)例,一些實(shí)施例可以利用具有約150攝氏度的回流溫度的SnPb焊料。作為低溫回流材料的另一實(shí)例,一些實(shí)施例可以利用具有約200攝氏度的回流溫度的無(wú)鉛焊料。這些實(shí)例通常具有例如銅線或鋁線的較低回流溫度并且將可能在連接襯底的熱預(yù)算內(nèi)。可以使用其他低溫回流材料。在一些實(shí)施例中,第一連接件709可以是微凸塊等。如圖7所示,第一連接件709延伸至RDL 701的最頂面之上。在一些實(shí)施例中,第一連接件709具有介于約10μm和約30μm之間的第五 寬度W5,并且延伸至RDL 701的最頂面之上的第一連接件709的部分具有介于約5μm和約60μm之間的第一高度H1。
如圖7所示,第一連接件709形成在RDL 701的頂側(cè)上。然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,第一連接件709的具體數(shù)量?jī)H提供用于說(shuō)明的目的而不限制本發(fā)明的范圍。在其他實(shí)施例中,可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求改變第一連接件709的數(shù)量。
接下來(lái),參照?qǐng)D8,使用第一連接件709將管芯801接合至RDL 701。在一些實(shí)施例中,管芯801可以是邏輯管芯、存儲(chǔ)管芯、傳感器管芯、模擬管芯等??梢允褂没パa(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝、微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)工藝、納米電子機(jī)械系統(tǒng)(NEMS)工藝等或它們的組合形成管芯801。在一些實(shí)施例中,管芯801可以形成為晶圓的部分。然后通過(guò)鋸切、激光燒蝕等分割該晶圓以形成單獨(dú)的管芯801。隨后,可以對(duì)管芯801實(shí)施功能測(cè)試。因此,圖8中的管芯801可以僅包括已經(jīng)經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)功能質(zhì)量測(cè)試的已知良好管芯(KGD)。
管芯801可以包括襯底、位于襯底上的各種有源和無(wú)源器件以及位于襯底上方的各種金屬化層,由于包括它們對(duì)于理解本文中描述的各個(gè)實(shí)施例不是必須的,所以它們未在圖8中明確示出。襯底可以由硅形成,但是襯底也可以由其他III族、IV族和/或V族的元素形成,諸如硅、鍺、鎵、砷和它們的組合。襯底也可以是絕緣體上硅(SOI)的形式。SOI襯底可以包括形成在絕緣層(例如,掩埋氧化物等)上方的半導(dǎo)體材料(例如,硅、鍺等)層,絕緣層形成在硅襯底上。此外,可以使用的其他襯底包括多層襯底、梯度襯底、混合取向襯底、它們的任何組合等。
在一些實(shí)施例中,各種有源和無(wú)源器件可以包括諸如晶體管、電容器、電阻器、二極管、光電二極管、熔絲等的各種n型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)器件和/或p型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)器件。
金屬化層可以包括形成在襯底上方的層間電介質(zhì)(ILD)/金屬間介電層(IMD)。例如,ILD/IMD可以通過(guò)諸如旋壓、CVD和等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)的本領(lǐng)域已知的任何合適的方法由低k介電材料形成,低k介電材料諸如磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、 FSG、SiOxCy、旋涂玻璃、旋涂聚合物、硅碳材料、它們的化合物、它們的復(fù)合物、它們的組合等。
在一些實(shí)施例中,例如,可以使用鑲嵌工藝、雙鑲嵌工藝等在ILD/IMD中形成互連結(jié)構(gòu)??梢允褂霉饪碳夹g(shù)圖案化ILD/IMD以形成溝槽和通孔。通過(guò)使用各種沉積和鍍方法等在ILD/IMD的溝槽和通孔中沉積合適的導(dǎo)電材料來(lái)形成互連結(jié)構(gòu)。此外,互連結(jié)構(gòu)可以包括一個(gè)或多個(gè)阻擋/粘合層(未示出)以保護(hù)ILD/IMD免受擴(kuò)散和金屬毒害的影響。一個(gè)或多個(gè)阻擋/粘合層可以包括鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭或其他替代物??梢允褂肞VD、ALD、濺射等形成阻擋層?;ミB結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料可以包括銅、銅合金、銀、金、鎢、鉭、鋁等。在實(shí)施例中,用于形成互連結(jié)構(gòu)的步驟可以包括:毯狀形成一個(gè)或多個(gè)阻擋/粘合層,沉積導(dǎo)電材料的薄晶種層,以及例如通過(guò)鍍用導(dǎo)電材料填充ILD/IMD中的溝槽和通孔。然后實(shí)施CMP以去除互連結(jié)構(gòu)的過(guò)量部分。在一些實(shí)施例中,互連結(jié)構(gòu)可以提供在襯底上形成的各種無(wú)源和有源器件之間的電連接。
還參照?qǐng)D8,在位于管芯801的前側(cè)801F上的金屬化層上方形成包括一個(gè)或多個(gè)接觸焊盤的接觸層(未示出),并且接觸層可以通過(guò)金屬化層的各個(gè)互連結(jié)構(gòu)電連接至有源器件。在一些實(shí)施例中,接觸焊盤可以包括鋁,但是也可以使用諸如銅、鎢、銀、金等或它們的組合的其他導(dǎo)電材料。
如圖8所示,管芯801接合至RDL,從而管芯801的前側(cè)801F接觸第一連接件709。在一些實(shí)施例中,位于管芯801的前側(cè)801F上的接觸焊盤暴露,并且第一連接件709接合至相應(yīng)的接觸焊盤,從而使得第一連接件709提供管芯801和RDL 701之間的電連接。
還參照?qǐng)D8,在RDL 701上方以及相鄰的管芯801之間形成密封劑803。密封劑803也可以填充管芯801和RDL 701之間的空隙。在一些實(shí)施例中,密封劑803可以包括諸如環(huán)氧化物、樹(shù)脂、可模制聚合物等的模塑料。模塑料可以在基本呈液狀時(shí)施加,并且然后通過(guò)諸如環(huán)氧化物或樹(shù)脂中的化學(xué)反應(yīng)固化模塑料。在其他實(shí)施例中,模塑料可以是作為能夠設(shè)置在管芯801周圍和之間的凝膠或可塑固體施加的紫外(UV)或熱固化的聚合物。
在一些實(shí)施例中,可以去除延伸在管芯801的頂面上方的密封劑803 的部分以暴露管芯801的后側(cè)801B。可以使用CMP、研磨工藝、蝕刻工藝或其他合適的減薄工藝去除密封劑803的部分。如圖8所示,在一些實(shí)施例中,實(shí)施減薄工藝,直到密封劑803的頂面與管芯801的后側(cè)801B基本共面。
參照?qǐng)D9,實(shí)施載體剝離工藝以從上面的結(jié)構(gòu)分離(剝離)載體101。在一些實(shí)施例中,該剝離包括使光(諸如激光或UV光)投射到釋放層103上,使得釋放層103在光的熱量下分解,并且可以安全地去除載體101。例如,也可以使用研磨工藝、CMP工藝、蝕刻工藝等去除晶種層105。在晶種層105由銅形成的實(shí)施例中,通過(guò)用FeCl3、HCl和H2O的混合物蝕刻來(lái)去除晶種層105。
還參照?qǐng)D9,形成諸如第二連接件901的第二連接件以連接至諸如UBM 401的UBM。第二連接件901可以是球柵陣列(BGA)球并且可以包括焊料材料,諸如鉛基焊料(諸如PbSn組分)、無(wú)鉛焊料(包括InSb、錫、銀和銅(“SAC”)組分)和具有共熔點(diǎn)并且形成電子應(yīng)用中的導(dǎo)電焊料連接件的其他共晶材料。對(duì)于無(wú)鉛焊料,可以使用不同組分的SAC焊料,作為實(shí)例,諸如SAC 105(Sn 98.5%、Ag 1.0%、Cu 0.5%)、SAC 305和SAC 405。無(wú)鉛焊料也包括不使用銀(Ag)的SnCu化合物和不使用銅(Cu)的SnAg化合物。在一些實(shí)施例中,形成諸如BGA球的第二連接件901包括將焊料球放置在UBM 401上以及然后實(shí)施回流工藝。在可選實(shí)施例中,形成諸如BGA球的第二連接件901包括在UBM 401上鍍焊料以及然后回流所鍍的焊料。
如圖9所示,第一連接件709的尺寸小于第二連接件901的尺寸。為了說(shuō)明的目的,圖9還示出了位于每個(gè)管芯801上的一個(gè)第一連接件709。在其他實(shí)施例中,每個(gè)管芯801可以包括具有第一間距(未示出)的許多第一連接件709。在一些實(shí)施例中,第一連接件709的第一間距小于第二連接件901的第二間距。因此,RDL的導(dǎo)電部件具有多個(gè)尺寸和間距以提供第一連接件709和第二連接件901之間的電連接。在示出的實(shí)施例中,RDL 701的導(dǎo)電通孔601L和導(dǎo)電線/跡線601U通過(guò)UBM 401與第二連接件901電接觸并且具有比與第一連接件709電接觸的導(dǎo)電通孔705和導(dǎo)電 線/跡線707更大的尺寸和間距。
在形成諸如第二連接件901的第二連接件之后,例如,通過(guò)切割、激光燒蝕等分割圖9中示出的結(jié)構(gòu)。該分割導(dǎo)致多個(gè)封裝件的形成,在一些實(shí)施例中,多個(gè)封裝件可以是相同的。隨后,測(cè)試每個(gè)封裝件以識(shí)別已知良好封裝件(KGP),從而用于進(jìn)一步處理。
圖10示出了使用上面參照?qǐng)D1至圖9描述的方法并且接合至諸如印刷電路板(PCB)、另一封裝件、管芯、晶圓等的襯底1001的示例性KGP 1000。在示出的實(shí)施例中,KGP 1000包括兩個(gè)管芯(諸如管芯801)和兩個(gè)連接件(諸如第二連接件901)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,管芯的數(shù)量和連接件的數(shù)量?jī)H提供用于說(shuō)明的目的并不限制本發(fā)明的范圍。在其他實(shí)施例中,根據(jù)KGP 1000的設(shè)計(jì)需求,KGP 1000可以包括合適數(shù)量的管芯和連接件。
還參照?qǐng)D10,使用第二連接件901將KGP 1000接合至襯底1001。在第二連接件901是BGA球的實(shí)施例中,實(shí)施焊料回流工藝以將KGP 1000附接至襯底1001。在示出的實(shí)施例中,第二連接件901、RDL 701和第一連接件709提供管芯801和襯底1001之間的電連接。反過(guò)來(lái),襯底1001提供KGP 1000和放置在襯底1001上的其他功能系統(tǒng)之間的電連接。在示出的實(shí)施例中,KGP 1000不包括封裝襯底,并且RDL 701提供管芯801和襯底1001之間的直接電界面。因此,KGP 1000也可以稱為無(wú)襯底封裝件。
圖11是根據(jù)一些實(shí)施例的示出形成集成電路封裝件的方法的流程圖。該方法開(kāi)始于步驟1101,其中,如上面參照?qǐng)D1至圖4描述的,在載體(諸如載體101)上形成凸塊下金屬(諸如UBM 401)。接下來(lái),在步驟1103中,如上面參照?qǐng)D5至圖7描述的,在UBM上形成一個(gè)或多個(gè)再分布層(諸如RDL 701)。在步驟1105中,如上面參照?qǐng)D7描述的,在RDL的第一側(cè)上形成第一連接件(諸如第一連接件709)。隨后,在步驟1107中,使用第一連接件將管芯(諸如管芯801)接合至RDL的第一側(cè)。在步驟1109中,如上面參照?qǐng)D8描述的,在RDL的第一側(cè)上和管芯周圍形成密封劑(諸如密封劑803)。在步驟1111中,如上面參照?qǐng)D9描述的,從上面的結(jié)構(gòu) 剝離載體,并且在UBM上形成第二連接件(諸如第二連接件901)。最后,在步驟1113中,如上面參照?qǐng)D9和圖10描述的,切割產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)以形成單獨(dú)的封裝件(諸如KGP 1000)。
本發(fā)明的實(shí)施例的有利特征可以包括但不限于更有效的制造工藝和成本降低。具體地,通過(guò)消除封裝件中的封裝襯底,消除了與封裝襯底相關(guān)的工藝步驟(例如,通過(guò)襯底通孔(TSV)形成),這轉(zhuǎn)而可以加速封裝工藝并且提供成本節(jié)約。此外,通過(guò)消除封裝襯底,可以制造超薄封裝件。
根據(jù)實(shí)施例,一種方法包括:在載體上方形成一個(gè)或多個(gè)再分布層(RDL),在一個(gè)或多個(gè)RDL的第一側(cè)上形成第一連接件,以及使用第一連接件將管芯接合至一個(gè)或多個(gè)RDL的第一側(cè)。該方法還包括:在一個(gè)或多個(gè)RDL的第一側(cè)上和管芯周圍形成密封劑,在形成密封劑之后,從一個(gè)或多個(gè)RDL分離載體,以及在一個(gè)或多個(gè)RDL的第二側(cè)上形成第二連接件,第二側(cè)與第一側(cè)相對(duì),其中,第二連接件大于第一連接件。
根據(jù)另一實(shí)施例,一種方法包括:在載體上形成凸塊下金屬(UBM),在UBM上形成一個(gè)或多個(gè)再分布層(RDL),UBM電連接至一個(gè)或多個(gè)RDL,以及在一個(gè)或多個(gè)RDL上形成第一連接件,其中,UBM和第一連接件位于一個(gè)或多個(gè)RDL的相對(duì)兩側(cè)上。該方法還包括:使用第一連接件將管芯接合至一個(gè)或多個(gè)RDL,在一個(gè)或多個(gè)RDL上形成密封劑,其中,密封劑的部分介于管芯和一個(gè)或多個(gè)RDL之間,在形成密封劑之后,從UBM分離載體,以及在UBM上形成第二連接件。
根據(jù)又另一實(shí)施例,一種器件包括:一個(gè)或多個(gè)再分布層(RDL),一個(gè)或多個(gè)RDL具有第一側(cè)和與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè);第一連接件,位于一個(gè)或多個(gè)RDL的第一側(cè)上,其中,第一連接件由第一低溫回流材料形成;以及第二連接件,位于一個(gè)或多個(gè)RDL的第二側(cè)上,其中,第二連接件大于第一連接件,并且其中,第二連接件由第二低溫回流材料形成。該器件還包括:管芯,附接至第一連接件;以及密封劑,位于一個(gè)或多個(gè)RDL的第一側(cè)上,其中,密封劑沿著管芯的側(cè)壁延伸,并且密封劑的至少部分延伸在管芯和一個(gè)或多個(gè)RDL之間。
上面概述了若干實(shí)施例的特征,使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解 本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解,他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)施與本文所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢(shì)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到,這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍,并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,本文中他們可以做出多種變化、替換以及改變。