用于集成電路器件的保護(hù)性封裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路(IC)封裝，以及更具體地涉及用于球柵陣列(BGA)的管芯或者類似的IC封裝的保護(hù)性密封。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體管芯產(chǎn)品的最簡單可用的形式被稱為“裸片”。典型的，使用電子級硅晶片或其他合適的半導(dǎo)體材料，通過一系列多個步驟的光刻以及化學(xué)處理步驟，相對大批量地生產(chǎn)這樣的裸片，在所述步驟中逐漸地在晶片上制作集成電路。然后將每一個晶片切(切害I])成很多個片(管芯)，每一個管芯包含被制造的功能電路的相應(yīng)的拷貝。
[0003]很多IC制造商購買或制造裸片，然后以特定的方式封裝它們，以制造符合消費(fèi)者規(guī)格的封裝的IC器件。傳統(tǒng)的裸芯片封裝工藝可包括以下步驟:(i)在互連基板(例如重新分配層(RDL)、內(nèi)插器或者引線框架)上安裝管芯，并且將所述管芯接合或者機(jī)械附接到互連基板；(iii)引線接合所述管芯使其電連接到互連基板；以及(iv)在保護(hù)性的模塑復(fù)合物內(nèi)密封所述管芯。
[0004]在所述裸芯片封裝工藝中，引線接合以及封裝步驟是制造過程中大大地限制速率的步驟。因此，期望對傳統(tǒng)裸芯片封裝工藝進(jìn)行改進(jìn)，例如，以增加生產(chǎn)線的生產(chǎn)量。
【附圖說明】
[0005]本發(fā)明的實(shí)施例通過舉例的方式示出，并且不被附圖所限制，附圖中類似的標(biāo)記表示相似的部件。附圖中的部件以簡單清楚的方式示出，而并不必按比例繪制。例如，為了清楚，可以放大層和區(qū)域的厚度。
[0006]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝的IC器件的示意的橫截面的側(cè)視圖；
[0007]圖2A-2B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于圖1中的封裝的IC器件組件的供給部分(supply parts)的示意的橫截面的側(cè)視圖；以及
[0008]圖3-9圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以用于生產(chǎn)圖1中封裝的IC器件的制造方法。
【具體實(shí)施方式】
[0009]此處公開了本發(fā)明的詳細(xì)的說明性的實(shí)施例。然而，此處公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)僅僅是有代表性地用于描述本發(fā)明示例實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例可以以很多替代的形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)該被認(rèn)為僅僅限制于此處闡述的實(shí)施例。更進(jìn)一步，此處使用的術(shù)語僅僅是為了描述特定的實(shí)施例而并不是為了限制本公開的示例實(shí)施例。
[0010]除非上下文清楚地指明外，此處所使用的單數(shù)形式“一”、“一個”以及“這個”意圖包含復(fù)數(shù)形式。還將理解術(shù)語“包含”、“包括”、“有”和/或“具有”指明所述特征、步驟或者成分的存在，但是并不排除一個或多個其他特征，步驟或成分的存在或增加。還應(yīng)該指出，在一些替代的實(shí)施方式中，提到的功能/動作可以不按照附圖提到的順序出現(xiàn)。
[0011]本發(fā)明提供了一種封裝IC器件的方法，在該方法中，將管芯機(jī)械地接合到相應(yīng)的互連基板上，將所述管芯電連接到基板，以及將管芯密封到保護(hù)性的模塑復(fù)合物內(nèi)這些傳統(tǒng)的制造步驟被單一制造步驟代替，該步驟包括熱處理適當(dāng)部件的組件，從而既(i)為最終的IC封裝中的所述管芯形成合適的電連接，又(ii)使得模塑復(fù)合物將所述管芯密封到保護(hù)性外殼內(nèi)。
[0012]在一個實(shí)施例中，本發(fā)明是一種封裝的IC器件，包括第一封裝基板；第二封裝基板；管芯，所述管芯在其第一側(cè)附接到所述第一封裝基板并且還在其相對的第二側(cè)附接到所述第二封裝基板，使得所述管芯設(shè)置在由所述第一封裝基板和所述第二封裝基板所限定的外殼內(nèi)；以及模塑復(fù)合物體，所述模塑復(fù)合物體密封所述管芯并且在所述外殼內(nèi)將所述管芯固定到所述第一和第二封裝基板。
[0013]在另一個實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種封裝IC器件的方法。該方法包括以下步驟:(a)將多個管芯放置到由模塑復(fù)合物的第一層覆蓋的第一封裝基板的單片陣列中的相應(yīng)的多個開口內(nèi)；(b)將由模塑復(fù)合物的第二層覆蓋的第二封裝基板的單片陣列放置到其上具有多個管芯的第一封裝基板的單片陣列上，從而形成具有用于管芯的外殼的組件，其中，相應(yīng)的一個所述第一封裝基板和相應(yīng)的一個所述第二封裝基板為相應(yīng)的一個管芯形成相應(yīng)的外殼；以及(C)通過熱處理所述組件使得所述第一和第二層為每一個管芯形成密封所述管芯并且將所述管芯附接到相應(yīng)外殼內(nèi)的相應(yīng)的一個第一封裝基板和相應(yīng)的一個第二封裝基板的相應(yīng)的模塑復(fù)合物體，來形成IC器件的單片陣列。
[0014]現(xiàn)在參考附圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝的IC器件100的示意的橫截面的側(cè)視圖。所述IC器件100包括以單片蛤殼式布置(monolithic clamshellarrangement)分別被夾在兩封裝基板130和140之間的管芯110。如圖1所示，模塑復(fù)合物體150填充所述管芯110和所述封裝基板130及140之間的所有間隙，由此在由封裝基板130和140限定的外殼內(nèi)的所有側(cè)上密封所述管芯110。模塑復(fù)合物體150還在所述管芯110的占用空間的外側(cè)將所述封裝基板130和140直接地彼此附接或固定。
[0015]在一個示例實(shí)施例中，所述管芯110包括管芯基板112、半導(dǎo)體器件層114以及金屬互連結(jié)構(gòu)116?？梢酝ㄟ^傳統(tǒng)方式在所述管芯基板112的表面上制造所述器件層114以及金屬互連結(jié)構(gòu)116。在一些實(shí)施例中，使用所述管芯110實(shí)現(xiàn)的電路可以是例如微控制器、傳感器或者電源控制器。
[0016]在一個示例實(shí)施例中，所述封裝基板140可以是，例如，多層的并且包括一些軌道層(在圖1中并未明確示出)，所述軌道層的每一個中具有金屬軌道以及配置為將不同軌道層彼此電連接的金屬通路。所述封裝基板140的一些金屬通路可被配置為每一個電連接金屬互連結(jié)構(gòu)116中的相應(yīng)的接觸焊盤，以及電連接附接在所述封裝基板140的外表面142的相應(yīng)的焊料塊。例如，圖1示出了兩個這種金屬通路，分別標(biāo)記為141和1442，此處將其統(tǒng)稱為通路144。更特定地，每一個金屬通路144被配置為電連接金屬互連結(jié)構(gòu)116中的接觸焊盤118和附接于外表面142上的焊料塊146。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，在一替代實(shí)施例中，所述封裝基板140可以具有很多類似于通路144的通路。一些實(shí)施例中，其他的一些金屬通路可以被配置為每一個電連接封裝基板140中相應(yīng)的軌道層和附接于外表面142的相應(yīng)的焊料塊。
[0017]在一替代實(shí)施例中，其他封裝基板類型，例如各種傳統(tǒng)的BGA基板，可以類似地用于封裝基板140。例如，一些實(shí)施例中，所述封裝基板140可以是或包括重新分配層(RDL)、內(nèi)插器、層壓板、接線板或者引線框架。
[0018]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)施例中，除了所述管芯110，所述封裝基板130、140可被配置為承載一個或多個附加管芯，例如，以類似于承載管芯110的方式。在IC器件100具有多于一個管芯的實(shí)施例中，所述封裝基板140可被配置為提供管芯內(nèi)以及管芯間電連接。
[0019]圖2A-2B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的供給部分230和240的示意的橫截面的側(cè)視圖，其可以用于的IC器件100(圖1)的制造工藝。
[0020]參照圖2A，供給部分230包括所述封裝基板130 (圖1)以及模塑復(fù)合物層232，如圖2A所示，模塑復(fù)合物層232形成在或者沉積在封裝基板130的表面上。用于層232的模塑復(fù)合物提供所述體150的至少一部分模塑復(fù)合物(圖1)。在所述層232沉積到封裝基板130上之后，所述部分230中的開口 234具有能夠使所述開口以相對緊的方式將所述管芯110接收和容納之內(nèi)的形狀和尺寸(圖1)。例如，在一個實(shí)施例中，所述開口 234的從在所述開口 234的邊緣的所述層232的頂部開始測量的深度(參照圖2A)基本上等于所述管芯110的厚度。相似的，所述開口 234的占用空間可以與所述管芯110的占用空間基本上相同(在可接受的偏差內(nèi))。
[0021]參照圖2B，所述部分240包括所述封裝基板140 (圖1)。所述部分240還包括模塑復(fù)合物層242，如圖2B所示，模塑復(fù)合物層242形成在或者沉積在封裝基板140的表面上。用于層242的模塑復(fù)合物提供了所述體150的剩下的一部分模塑復(fù)合物(圖1)。在一個實(shí)施例中，所述層232(圖2A)和所述層242(圖2B)由相同的模塑復(fù)合物制成。在一替代實(shí)施例中，所述層232(圖2A)和所述層242(圖2B)由不同的模塑復(fù)合物制成。
[0022]如圖2B所示,所述金屬通路144的末端可通過層242突出。所述金屬通路144延伸到所述層242以外的部分可以被由合適的熱塑導(dǎo)電材料制成的