專利名稱：模穿孔聚合物塊封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及諸如低高度芯片封裝的集成電路(IC)芯片封裝。還描述了其它實施例。
背景技術(shù)：
諸如微處理器、協(xié)處理器等的IC芯片通常使用封裝器件(“封裝”)來將IC芯片物理和/或電附接至諸如主板(或主板接ロ)的電路板上。對于某些器件，例如手機(jī)、筆記本電腦和其它薄或小的電子器件來說，期望使用諸如“低Z高度封裝”的低高度封裝。為了提供低高度封裝，可以使用例如厚度不超過0. 4mm的封裝的“無芯”封裝。這種無芯封裝可以排除支撐，例如通過不使用纖維增強(qiáng)的聚合物支撐。然而，目前的低高度封裝與本文所描述的改進(jìn)的エ藝和器件相比，具有諸如成本高、制造速度慢和需要專用器件等缺點(diǎn)。 例如，由于ー些低高度無芯封裝的電介質(zhì)使用直接激光(形成互連過孔)和(聚合物的)層疊エ藝技術(shù)，因此這些低高度無芯封裝使用由諸如ABF等聚合物形成的互連層來制造。這種制造エ藝是后端受限的エ藝，因此制造成本比它們的“有芯”(cored)對應(yīng)產(chǎn)品(例如x-2-x，其中“X”是指封裝的內(nèi)建層，“2”是指封裝的芯層，并且2x是無芯封裝計數(shù)的層)要高，盡管無芯封裝有兩倍的生產(chǎn)率。后端限制可能是由于更復(fù)雜的封裝內(nèi)的內(nèi)建層所致。在一些情況下，無芯封裝的處理可能需要形成有芯封裝，然后去除芯使得封裝變?yōu)闊o芯。此外，一些無芯封裝エ藝從芯開始，隨后形成封裝的導(dǎo)體開ロ的ロ袋(pocket)。這種類型的エ藝技術(shù)特有的一種ロ袋形成被稱為直接激光層疊(DLL)。由于ロ袋形成エ藝需要專用和完全獨(dú)立的エ藝裝備，這些裝備的高成本以及較低的制造量(由于目前僅諸如手持互聯(lián)網(wǎng)通信與計算器件的移動互聯(lián)網(wǎng)器件(MID)行業(yè)部門考慮低高度封裝エ藝，因此制造量通常非常低)導(dǎo)致封裝成本較高。


通過示例而非限制于附圖的方式來示出本發(fā)明的實施例，在附圖中相同的附圖標(biāo)記指代相似的元件。應(yīng)當(dāng)注意，對本公開中提到本發(fā)明的“一”實施例不一定是相同實施例，它們的意思是至少ー個。圖IA示出了在其上形成封裝的互連層的芯或面板的實施例。圖IB示出了層疊光刻膠并且構(gòu)圖之后，圖IA的封裝的實施例。圖IC示出了在光刻膠開口內(nèi)形成導(dǎo)體的ロ袋之后，圖IB的封裝的實施例。圖ID示出了剝離光刻膠之后，圖IC的封裝。圖IE示出了在ロ袋和面板之上層疊聚合物之后，圖ID的封裝的實施例。圖IF示出了在形成穿過聚合物疊層的過孔之后，圖IE的封裝。圖IG示出了在聚合物疊層之上和過孔中形成導(dǎo)體的共形層之后，圖IF的封裝。圖IH示出了在進(jìn)ー步層疊光刻膠并且構(gòu)圖之后，圖IG的封裝的實施例。圖II示出了在光刻膠的開口中形成另ー導(dǎo)電材料以形成互連之后，圖IH的封裝的實施例。圖IJ示出了在去除光刻膠和足夠的導(dǎo)體材料以暴露聚合物層并形成具有暴露的接觸部且與口袋電接觸并觸碰口袋的互連之后，圖II的封裝的實施例。圖2示出了具有在支撐基底的相對側(cè)上形成的鏡像封裝的封裝的實施例。圖3A示出了在導(dǎo)體面板上形成總共三層互連層之后，圖IJ (和/或圖2的封裝)中所示的封裝的實施例。圖3B示出了在去除導(dǎo)體面板之后，圖3A的封裝的實施例。圖3C示出了在由去除導(dǎo)體面板而暴露的互連層的表面上形成約束部之后，圖3B的封裝的實施例。圖3D示出了在由去除導(dǎo)體面板而暴露的接觸部上形成焊球之后，圖3C的封裝的 實施例。圖4A示出了在其上可以形成封裝的互連層的聚合物塊。圖4B示出了在層疊光刻膠并構(gòu)圖之后，圖4A的封裝的實施例。圖4C示出了在每個接觸部開口中形成選擇性聚合物層之后，圖4B的封裝的實施例。圖4D不出了在完全剝離光刻膠從而暴露選擇性聚合物和聚合物塊的表面之后，圖4C的封裝的實施例。圖4E示出了在用聚合物毯層層疊選擇性聚合物和聚合物塊的表面之后，圖4D的封裝的實施例。圖4F示出了在形成穿過聚合物疊層并到達(dá)選擇性聚合物“接觸部”的過孔之后，圖4E的封裝的實施例。圖4G示出了在聚合物疊層表面上、過孔中以及選擇性聚合物接觸部上形成共形層之后，圖4F的封裝的實施例。圖4H示出了在進(jìn)一步層疊光刻膠并構(gòu)圖之后，圖4G的封裝的實施例。圖41示出了在光刻膠的開口中形成另一導(dǎo)電材料以形成互連之后，圖4H的封裝的實施例。圖4J示出了在去除光刻膠和足夠的導(dǎo)體材料以暴露聚合物層并形成具有暴露的接觸部且與口袋電接觸并觸碰口袋的互連之后，圖41的封裝的實施例。圖5示出了具有在支撐基底的相對側(cè)上形成的鏡像封裝的封裝的實施例。圖6A示出了在導(dǎo)體面板上形成總共三層互連層之后，圖4J (和/或圖5的封裝)中所示的封裝的實施例。圖6B示出了在形成穿過聚合物塊并進(jìn)入到接觸部和/或互連層的互連中的模穿孔(TMV)之后，圖6A的封裝的實施例。圖6C示出了在TMV中形成焊料凸塊之后，圖6B的封裝的實施例。圖7示出了在將IC芯片附接和電耦合至形成在最終互連層上的焊料凸塊并且將主板附接和電耦合至形成在TMV中的焊料凸塊之后，圖6C的封裝的實施例。
具體實施例方式現(xiàn)在參考附圖來解釋本發(fā)明的若干實施例。每當(dāng)沒有清楚地定義實施例中所描述的形狀、相對位置以及部分的其它方面時，本發(fā)明的實施例的范圍并不僅限于僅為了例示的目的而示出的部分。另外，盡管闡述了許多細(xì)節(jié)，但是應(yīng)當(dāng)理解在沒有這些細(xì)節(jié)的情況下也可以實踐本發(fā)明的一些實施例。在其它情況下，沒有詳細(xì)示出公知的電路、結(jié)構(gòu)和技木，以免混淆對本說明書的理解。圖1-3示出了在金屬面板上形成電解電鍍的金屬接觸部，在金屬面板和接觸部上形成互連層，然后去除金屬面板以生成集成電路芯片封裝的實施例。例如，圖IA示出了在其上形成封裝的互連層 的芯或面板的實施例。圖IA示出了從導(dǎo)體材料面板110開始的無芯封裝エ藝的封裝100 (例如，低高度封裝)。在一些實施例中，面板110可以被描述為“芯”層，例如當(dāng)形成有芯封裝或無芯封裝(例如，隨后去除芯)時所使用的芯。面板110可以是諸如銅層的(例如軋、成箔、或以本領(lǐng)域公知的其它方式形成)金屬。如本行業(yè)中公知的，合適的導(dǎo)體包括銅、鎳、銀、金、鈀及其合金等。面板110的厚度可以是約35微米。圖IB示出了層疊光刻膠并構(gòu)圖之后，圖IA的封裝的實施例。在圖IB中，面板110層疊有光刻膠112，隨后蝕刻光刻膠112以形成接觸部開ロ 113。接下來，圖IC示出了在光刻膠開口內(nèi)形成導(dǎo)體的ロ袋之后，圖IB的封裝的實施例。在圖IC中，開ロ 113內(nèi)的面板110的暴露的表面鍍有導(dǎo)體或金屬以形成ロ袋或接觸部114。在一些情況下，金屬的電解電鍍可用于形成接觸部114。如本行業(yè)中公知的，合適的導(dǎo)體包括銅、鎳、銀、金、鈀及其合金等。例如，面板110的暴露的表面可以電解電鍍有鎳、鈀、金或其合金以形成ロ袋或接觸部114。在一些實施例中，接觸部114可以由三種不同的金屬進(jìn)行三次獨(dú)立鍍覆而形成。例如，可以由以下步驟來形成接觸部114 :首先在開ロ 113內(nèi)的面板110的表面上電解電鍍鎳，隨后在開ロ 113內(nèi)的鎳上電解電鍍鈀，隨后在開ロ 113內(nèi)的鈀上電解電鍍金。圖ID示出了剝離光刻膠之后，圖IC的封裝。圖ID示出了在從面板110的表面剝離或完全蝕刻光刻膠112從而暴露導(dǎo)電ロ袋和面板表面之后的封裝100。如本領(lǐng)域中公知的，可以理解圖1B-1D中所示的形成接觸部114的エ藝較為昂貴且耗時較多。例如，對于鍍覆金屬的資源來說，形成接觸部114的處理會較為昂貴，并且可能需要專用和完全獨(dú)立的處理裝備來進(jìn)行鍍覆。在一些情況下，這種鍍覆被稱為“ロ袋形成”(例如導(dǎo)電ロ袋形成)，并可以特定于某些處理技術(shù)，例如DLL、或其它直接激光以及金屬在面板表面上的疊層形成等。由于目前僅MID部門(例如手持互聯(lián)網(wǎng)通信與計算器件)考慮低高度封裝，低制造量導(dǎo)致這種ロ袋的成本會増大或較高。圖1E-1J描述了形成無芯封裝另ー處理。這種處理對干“有芯”和“無芯”エ藝來說可能是公共的。圖IE示出了在ロ袋和面板之上層疊聚合物之后，圖ID的封裝的實施例。圖IE示出了在面板110和金屬114的表面涂覆有聚合物疊層116 (如本行業(yè)中公知的，諸如由ABF疊層)之后的封裝100。圖IF示出了在形成穿過聚合物疊層的過孔之后，圖IE的封裝。圖IF示出了形成在層116中并穿過層116到達(dá)接觸部114的過孔以生成層120。例如，過孔118可以例如通過激光進(jìn)行過孔鉆孔來形成。圖IG示出了在聚合物疊層之上和過孔中形成導(dǎo)體共形層之后，圖IF的封裝。形成層130可以在層130上的過孔118內(nèi)形成過孔填充開ロ 112。層130可以由例如電鍍金屬的無電鍍成膜。如本行業(yè)中公知的，合適的導(dǎo)體包括銅、鎳、金、金、鈀及其合金等。圖IH示出了在進(jìn)一步層疊光刻膠并構(gòu)圖之后，圖IG的封裝的實施例。圖IH示出了層疊有光刻膠132的層130的表面；蝕刻光刻膠132以在層132中和層130上形成互連填充開口 134。開口 134包括開口 122。圖II示出了在光刻膠的開口中形成另一導(dǎo)電材料以形成互連之后，圖IH的封裝的實施例。圖II示出了用導(dǎo)電互連材料填充開口 134以形成互連。如本行業(yè)中公知的，圖II可以表示填充鍍覆的過孔。圖IJ示出了在去除光刻膠和足夠的導(dǎo)體材料以暴露聚合物層并形成具有暴露的接觸部且與口袋電接觸并觸碰口袋的互連之后，圖II的封裝的實施例。圖IJ示出了去除大部分或全部光刻膠132以形成封裝190的互連結(jié)構(gòu)140。去除光刻膠132可以包括去除光刻膠132以下的層130的一部分，但不去除開口 122內(nèi)的全部層136或?qū)?30。例如，去 除光刻膠132可描述為閃蝕，其留下由層120的暴露的表面142所分離的互連140，以形成互連層150。在圖IJ之后,可以通過返回至圖1E,其中用互連140的接觸部替代鍍覆114而繼續(xù)處理，以形成第二互連層，所述第二互連層具有以與互連140連接至層114類似的方式連接至互連140的接觸部表面的第二互連。因此，可以重復(fù)圖IE-IJ來形成互連層160、170以及如本文所描述的另外的層。圖IJ中所示的結(jié)構(gòu)190可以被描述為例如具有觸碰導(dǎo)電接觸部114的互連140的單個互連層的封裝，其為觸碰面板110。在一些情況下，面板110可以被描述為“芯”，因此，封裝190可以描述為“有芯的”。在其它情況下，面板110是臨時的，并且會被去除而留下可以被暴露的互連層150，從而被描述為“無芯”封裝。在任一情況下，應(yīng)當(dāng)考慮互連的多個的互連層可以形成在互連層150之上，直到形成了期望數(shù)量的具有互連的互連層。圖2示出了具有在支撐基底的相對側(cè)上形成的鏡像封裝的封裝的實施例。圖2示出了形成在支撐基底210上的封裝200。封裝200包括形成在支撐基底210的第一表面上的封裝202和形成在支撐基底210的相對表面上的封裝204。類似地，在支撐210的相對表面上，封裝204可以包括層110、互連層250、互連層260和互連層270。層250、260和270(以及形成那些層的處理器)可以類似于之前對層150、160和170的描述。圖2還示出了層170的互連接觸部140的外表面以及層170的互連接觸部140之間的外表面上形成的阻焊劑220。阻焊劑220可以是涂覆在封裝的外表面上的阻焊劑保護(hù)層。阻焊劑220可能會使助焊劑噴射(spray)僅形成在約束部不存在的地方，從而將噴射材料引導(dǎo)至接觸部上，以在接觸部上形成BGA并觸碰接觸部。阻焊劑(SR)的功能也用于防止任何電短路，例如防止層的互連接觸部之間的短路。在支撐基底210上形成封裝202和204之后，可以切割支撐基底以將封裝202與封裝204分離。例如，可以通過切割基底210的邊緣以分離頂部封裝202和底部封裝204來分離封裝202和204。圖2還示出了形成在層170的互連接觸部140的外表面(例如，表面142上)以及層170的互連接觸部140之間的外表面上的阻焊劑230。圖3A示出了在導(dǎo)體面板上形成總共三層互連層之后，圖IJ (和/或圖2的封裝)中所示的封裝圖的實施例。圖3A示出了包括層110、150、160和170的封裝300。封裝300可以表示圖IJ的封裝，或封裝202和204中的任一個。
圖3B示出了在去除導(dǎo)體面板之后，圖3A的封裝的實施例。圖3B示出了去除層110之后的封裝302。如本領(lǐng)域中公知的，層110可以通過利用蝕刻エ藝去除銅塊而形成。圖3C示出了在由去除導(dǎo)體面板而暴露的互連層的表面上形成約束部之后，圖3B的封裝的實施例。圖3C示出了在去除層110處的互連層150 (及其互連)的表面上形成約束部330之后的封裝304。如本領(lǐng)域中公知的，圖3C可以被描述為倒裝互連300 (例如，封裝或面板)，然后形成面板約束部，然后對球柵陣列(BGA)附件進(jìn)行焊膏印刷。面板約束部可以使焊膏印刷僅形成在約束部不存在的地方，從而將焊料材料引導(dǎo)至銅互連接觸部上，以在回流之后形成BGA互連。圖3D示出了在由去除導(dǎo)體面板而暴露的接觸部上形成焊球之后，圖3C的封裝的實施例。圖3D示出了在層150的暴露的接觸部上形成焊料凸塊或焊球340之后的封裝306。圖3D可以包括在面板約束部330之間的小口袋中附接微球焊料，在此處助焊劑噴射粘附于層150的互連的接觸部114。圖3D還可以包括回流附接至助焊劑的焊料以形成微球。 可以理解圖1-3可以包括形成ー個或多個類似于層150上的層160 (例如層170)的層。此外，如本領(lǐng)域中公知的，可以理解圖1-3可以包括在每個層中形成成百或成千的互連，例如形成在晶圓上。因此，在圖3D之后，可以例如從管芯或封裝(例如，單個IC芯片的每個封裝)分割分立的封裝管芯。因此，圖1-3示出了使用由聚合物形成的互連層制造的低高度無芯封裝的ー些實施例，該聚合物作為直接激光和層疊エ藝技術(shù)中的電介質(zhì)。這種制造エ藝是后端受限的エ藝，因此制造成本比它們的“有芯”對應(yīng)產(chǎn)品(例如x-2-x，其中2x是無芯封裝計數(shù)的層)更高，盡管無芯封裝有兩倍的生產(chǎn)率。更具體而言，例如圖1-3中所示的那些，一些記錄計劃(Plan of Record，P0R)無芯封裝エ藝的實施例從芯開始，隨后形成如圖1A-1D中所示的ロ袋。特定于這種類型的エ藝技術(shù)的ー種ロ袋形成被稱為直接激光層疊(DLL)。由于這些エ藝需要專用和完全獨(dú)立的エ藝裝備，這些裝備的高成本以及較低的制造量(由于目前僅MID部門(例如手持互聯(lián)網(wǎng)通信與計算器件)考慮低Z高度，所以制造量通常非常低)導(dǎo)致封裝成本較高。為了降低較高的成本、瓶頸和圖1-3的ロ袋處理的其它問題，現(xiàn)在介紹其它實施例。例如，圖4-6示出了形成集成電路芯片封裝的實施例，該集成電路芯片封裝具有穿過聚合物塊并進(jìn)入到互連層的互連中的模穿孔(through mold via);并且用焊料填充模穿孔以形成接觸第一互連并在塊上延伸的凸塊。因此，通過在利用激光鉆孔以形成模穿孔(TMV)完成微球エ藝之后，使用兩個可分離的基于聚合物的模具形成封裝的后端，圖4-6所描述的一些實施例降低了圖1-3的ロ袋處理的較高的成本、其它問題和瓶頸。隨后，通過焊膏印刷エ藝用焊料材料填充這些TMV，從而實現(xiàn)BGA互連。在以下圖4-6中示出了實現(xiàn)基于低高度封裝的該TMV的詳細(xì)エ藝流程的實施例。在一些情況下，基于TMV的低高度封裝可以由圖4-6中所示的エ藝來形成，而無需或排除使用例如圖1-3 (例如圖1C、1D、3B和/或3C)所需要的專用的和額外的エ藝裝備。具體來說，與圖4-6相比，圖1-3的封裝沒有用于封裝后端形成的模穿孔。圖4A示出了在其上可以形成封裝的互連層的聚合物塊(例如，芯或面板)。圖4A示出了從聚合物塊410開始的無芯封裝エ藝的封裝100 (例如，低高度封裝)。在一些實施例中，塊410可以表示均質(zhì)材料構(gòu)成的芯，例如聚合物環(huán)氧樹脂塊。例如，塊410可以是模制的塊，例如模制的聚合物環(huán)氧樹脂塊。塊410的厚度可以約為35微米。塊410可以是某種材料并具有某個厚度，使得在隨后的處理中，TMV可以激光鉆孔穿過塊410并且填充有焊料(例如，通過涂漿)以形成互連焊料凸塊。圖4B示出了在層疊光刻膠并構(gòu)圖之后，圖4A的封裝的實施例。在圖4B中，塊410層疊有光刻膠112，隨后對光刻膠112進(jìn)行蝕刻以形成接觸部開口 113。圖4C示出了在每個接觸部開口中形成選擇性聚合物層之后，圖4B的封裝的實施例。在圖4C中，開口 113內(nèi)的塊410的暴露表面填充有選擇性聚合物層或“接觸部”414。在一些實施例中，選擇性聚合物層414可以是以接觸部形式成形的非導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料，但對例如信號不提供導(dǎo)電或連接性。圖4D不出了在完全剝離光刻膠從而暴露選擇性聚合物和聚合物塊的表面之后，圖4C的封裝的實施例。圖4D示出了在剝離光刻膠112或從塊410的表面完全蝕刻掉光刻膠112從而暴露層414和塊410的表面之后的封裝400。
如本領(lǐng)域中公知的，可以理解圖4B-4D中所示的形成接觸部414的工藝比那些形成接觸部414的工藝更便宜且耗時少。形成選擇性聚合物層414可以排除或無需鍍覆有例如以上所示用來形成口袋或接觸部114的導(dǎo)體或金屬。例如，接觸部414的形成可以排除或無需如上所述用于形成接觸部114的金屬、合金或?qū)щ姴牧稀Ｒ虼?，形成接觸部414的成本可以排除用于形成層114的那些材料的成本。類似地，形成接觸部414的處理可以包括聚合物層疊和/或選擇性聚合物沉積。在一些情況下，可能排除接觸部414的形成，并且聚合物層116可以直接形成在聚合物410的暴露表面上，而無需圖4B-4D中所示的工藝。在任一情況下，圖4-7中無需用于形成、鍍覆或電解電鍍以形成接觸部114的特定裝備。圖4C-D中無需形成接觸部114的裝備的費(fèi)用和時間。圖4E-4J示出了用于形成無芯封裝的其它處理。這種處理可以與“有芯”以及“無芯”工藝共用。圖4E示出了在用聚合物毯層層疊選擇性聚合物和聚合物塊的表面之后，圖4D的封裝的實施例。圖4E示出了在塊410和聚合物414的表面涂覆有聚合物疊層116之后的封裝400。如本行業(yè)中公知的，例如，層116可以是聚合物或ABF的毯覆沉積。層116可以形成為聚合物構(gòu)成的膜，例如通過ABF層疊。層116可以通過層疊形成在塊410的暴露表面和層414上，例如將聚合物116的膜施加在塊410的表面并觸碰塊410的表面，并且在約170攝氏度的溫度下將該膜熱壓至表面。圖4F示出了在形成穿過聚合物疊層并到達(dá)選擇性聚合物“接觸部”的過孔之后，圖4E的封裝的實施例。圖4F示出了形成在層116中并穿過層116且到達(dá)接觸部414的過孔，以生成層120。例如，過孔118可以經(jīng)由例如通過激光鉆孔來形成，以形成輪廓為在層120的頂部寬度較大而在層120的底部寬度較小的開口，例如頂部大于底部的圓錐形輪廓。圖4G示出了在聚合物疊層表面上、過孔中以及選擇性聚合物接觸部上形成共形層之后，圖4F的封裝的實施例。圖4G示出了形成在層116、過孔118以及位于過孔118底部處的接觸部414的暴露表面上的導(dǎo)電互連材料130的共形層。形成層130可以形成層130上的過孔118內(nèi)的過孔填充開口 122。層130可以通過例如鍍覆金屬的無電鍍覆來成膜。如本行業(yè)中公知的，合適的導(dǎo)體包括銅、鎳、金、金、鈀及其合金等。圖4H示出了在進(jìn)一步層疊光刻膠并構(gòu)圖之后，圖4G的封裝的實施例。圖4H示出了層疊有光刻膠132的層130的表面；以及被蝕刻以在層132中以及在層130之上形成互連填充開口 134的光刻膠132。開口 134包括開口 122。形成開口 134可以被描述為對層132進(jìn)行構(gòu)圖。開口 134可以比開口 122延伸得更寬，但不延伸至用于分離過孔的相鄰開口122。圖41示出了在光刻膠的開口中形成另一導(dǎo)電材料以形成互連之后，圖4H的封裝的實施例。圖41示出了用導(dǎo)電互連材料填充開口 134以形成互連。如本行業(yè)中公知的，合適的導(dǎo)體包括銅、鎳、金、金、鈀及其合金等。例如，開口 134可以是利用銅、鎳、金、銀及其合金而ALD沉積、電解電鍍或無電鍍覆，以填充開口 134至某個厚度或全部開口 134，開口 134包括毯層中的開口 122。如本行業(yè)中公知的，在一些實施例中，圖41可以表示過孔填充鍍覆。圖4J示出了在去除光刻膠和足夠的導(dǎo)體材料以暴露聚合物層并形成具有暴露的接觸部且與口袋電接觸并觸碰口袋的互連之后，圖41的封裝的實施例。圖4J示出了去除大部分或全部光刻膠132以形成封裝490的互連結(jié)構(gòu)440。去除光刻膠132可以包括去除 光刻膠132之下的層130的部分。在一些情況下，去除層132的部分可以包括去除光刻膠132之下的大部分或全部層130的厚度，去除開口 134中的層136的一些或全部厚度，但不去除開口 122內(nèi)的全部層136或?qū)?30。例如，去除光刻膠132可以被描述為閃蝕，其留下開口 122內(nèi)的互連440并且在層120的頂表面上延伸以在每個過孔之上提供接觸部，該過孔作為互連延伸至層414且與層414連接以形成具有由層120的暴露表面142分離的互連440的互連層450。在圖4J之后，通過返回至圖4E，其中用互連440的接觸部替代層414而繼續(xù)處理，來形成第二互連層，所述第二互連層具有以與互連440連接至層414類似的方式連接至互連440的接觸部表面的第二互連。因此，可以重復(fù)圖4E-4J來形成互連層460、470以及如本文所描述的另外的層。圖4J中所示的結(jié)構(gòu)490可以被描述為例如具有觸碰導(dǎo)電接觸部414的互連440的單個互連層的封裝，觸碰導(dǎo)電接觸部414觸碰塊410。在一些情況下，塊410可被描述為“芯”，因此，封裝490可描述為“有芯的”。在其它情況下，塊410將具有從中穿過(例如模穿孔)并進(jìn)入到互連層中(例如，到互連440)而形成的開口 ；并且開口將會填充接觸互連且在塊上延伸的導(dǎo)電材料(例如，焊料凸塊)。在這些其它情況下，塊410和互連層450可以被描述為“無芯”封裝。在任一情況下，應(yīng)當(dāng)考慮互連的多個互連層可以形成在互連層150之上，直到形成了期望數(shù)量的具有互連的互連層。圖5示出了具有在支撐基底的相對側(cè)上形成的鏡像封裝的封裝的實施例。圖5示出了形成在支撐基底210上的封裝500。封裝500包括形成在支撐基底210的第一表面上的封裝502和形成在支撐基底210的相對表面上的封裝504。封裝502可以包括塊410、互連層450、在層450上且觸碰層450而形成的互連層460 (且具有在層450上的互連并觸碰層450的互連)。互連層470可以形成在層460上且觸碰層460 (且可以具有在層460上并觸碰層460的互連)。可以類似于以上對層450的描述形成層460和470，并且層460和470可以是具有類似于以上對層450的描述的互連的互連層(例如，參見圖4E-4J)。圖5還示出了形成在層470的互連接觸部540的外表面上(例如，表面442上)以及層470的互連接觸部540之間的阻焊劑220。類似地，在支撐210的相對表面上，封裝504可以包括塊410、互連層550、互連層560和互連層570。層550、560和570 (以及形成那些層的處理器)可以類似于以上對層450、460和470的描述。圖5還示出了形成在層570的互連接觸部542的外表面上以及層570的互連接觸部542之間的阻焊劑230。在支撐基底210上形成封裝502之后，可以切割支撐基底以將封裝502與封裝504分離。例如，可以通過切割支撐基底(例如，“面板”)210的邊緣以分離頂部和底部部分(例如，將封裝504與封裝502分離)，來分離封裝502和504。在一些實施例中，這種切割和分離可以使用本行業(yè)中公知的エ藝。圖6A示出了在導(dǎo)體面板上形成總共三層互連層之后，圖4J (和/或圖5的封裝)中所示的封裝的實施例。圖6A示出了包括層410、450、460和470以及阻焊劑220的封裝600。封裝600可以表示封裝490、封裝502和/或封裝504。
圖6B示出了在形成穿過聚合物塊并進(jìn)入到接觸部和/或互連層的互連中的模穿孔(TMV)之后，圖6A的封裝的實施例。圖6B示出了穿過塊610、穿過接觸部414且進(jìn)入到層450的互連440中的TMV 620。TMV 620可以與層450的全部或期望的互連440對齊。具體而言，可以選擇或預(yù)定每個TMV 620的位置，以將主板的接觸部(或主板接ロ)電(和/或物理)附接至層450的選定的互連440。因此，TMV可以穿過層414，并進(jìn)入到層150的互連440 中。所示的TMV620延伸穿過并暴露接觸部414的表面614。所示的TMV620還延伸進(jìn)入到互連440的導(dǎo)電材料的表面622，并暴露互連440的導(dǎo)電材料的表面622。TMV620的形狀可以為“漏斗”形。例如，TMV620可以具有暴露互連440的表面的至少一部分的下部寬度Wl和塊610的暴露的表面的上部寬度W2。寬度Wl可以是50至8微米之間的寬度；寬度W2可以是70至100微米之間的寬度。圖6B還示出了相鄰TMV620中心點(diǎn)之間的距離D。距離D可以是125至150微米之間的距離。TMV620還可以具有某個高度，例如從寬度Wl至寬度W2的高度，或從塊610的表面至TMV的底部或互連440的暴露的表面的高度。高度H可以在80至150微米之間。在一些情況下，高度H可以在60至100微米之間。此外，聚合物塊610的厚度可以等于或近似于100 iim。TMV620可以由激光鉆孔穿過塊610且進(jìn)入到互連層450來形成。例如，可以使用加熱互連層和塊的材料直至將材料蒸發(fā)的激光來對塊610和互連層450進(jìn)行鉆孔，并暴露互連414的金屬。合適的激光器包括CO2激光器和/或腔，例如Hitachi 激光機(jī)等?？梢杂杀绢I(lǐng)域公知的エ藝來完成諸如層410和層150的各種材料的激光鉆孔以形成具有以上所示的尺寸的TMV，例如激光鉆孔各種芯片和芯片封裝復(fù)合材料。應(yīng)當(dāng)注意，圖6B所示的封裝604排除或無需去除層410。因此，在圖6中不需要如圖3B中所描述的去除導(dǎo)電面板所需的エ藝、時間、成本和裝備。類似地，圖6B不需要或排除在互連層450的表面上形成約束部。因此，在圖6中不需要如圖3C中所描述的在層450上形成約束部所需的エ藝、時間、成本和裝備。圖6C示出了在TMV中形成焊料凸塊之后，圖6B的封裝的實施例。焊料可形成在TMV中，形成至互連，以及在聚合物塊的暴露的表面上形成焊料凸塊。例如，圖6C示出了形成在層610、層614和互連640中并觸碰層610、層614和互連640的焊料凸塊630。因此，焊料凸塊630在塊620的暴露表面上以高度646延伸；以高度642延伸穿過塊610 ;并且以高度644延伸進(jìn)入到互連440中。在一些情況下，高度642加上高度644可以在60至100微米之間。在一些情況下，高度646可以在100至200微米之間。例如，高度646可以等于或近似于150 iim。此外，應(yīng)該注意，與僅形成在層150的接觸部114上的凸塊340相比，焊料凸塊630具有進(jìn)一步延伸至層450中的更長“錐形”截面。封裝606的厚度648可以約為0. 4_。在一些情況下,厚度可以在200至400微米之間。圖6C中所示的焊料凸塊可以由焊膏和印刷工藝形成。例如，圖6B中所示的封裝可以上下倒裝，并且焊膏和印刷工藝可以在TMV內(nèi)形成焊料凸塊630，所述焊料凸塊630在層614的暴露的表面上延伸。在一些情況下，將用于形成焊料凸塊630的焊料絲網(wǎng)印刷到TMV中，或者排列印制的預(yù)鉆孔的掩模并隨后將焊料印刷到TMV中?？梢栽?00至250攝氏度之間的溫度下印刷焊料。為了絲網(wǎng)印刷焊料，可以在塊610的暴露的表面上印刷絲網(wǎng)。絲網(wǎng)可以是隨后被印制或者可以被預(yù)鉆孔的掩模。絲網(wǎng)中的開口可以與TMV620對齊。例如，可以將焊料機(jī)械地擠壓或輥壓進(jìn)入到開口 620中(利用有或不利用掩模)。機(jī)械地擠壓或輥壓焊料可以被描 述為使諸如有機(jī)助焊劑的助焊劑流動。如果使用了模板，則隨后可以去除模板。在去除模板之后，可以在焊料的熔化溫度下回流焊料。例如，焊料可以回流三至四個小時。可以在200至250攝氏度之間的溫度下回流焊料，可以在220攝氏度的溫度下回流焊料?；亓饕矔诤噶现挟a(chǎn)生使它們蒸發(fā)的助焊劑揮發(fā)氣體。如本行業(yè)中公知的，用于凸塊630的合適焊料包括SAC 305 。例如，焊料可以是具有0. 5%的銅、3%的銀和96. 5%的錫的鈦銀銅混合物。焊料也可以是錫銻銅和銀的混合物。在一些情況下，焊料是基于錫銻的合金；在一些情況下，焊料可以是基于鉛的焊料?？梢岳斫饪梢允褂酶鞣N成分的焊料，并且上述溫度可以根據(jù)焊料的成分而改變。因此，上述關(guān)于形成焊球630的工藝可以被描述為由焊膏和印刷進(jìn)行的過孔填充。可以理解圖4-6可以包括形成一個或多個類似于層450上的層460 (例如層470)的層。因此，可以制造出具有一、二、三、四、五、六、或超過六層互連層的類似于封裝606的封裝。此外，如本領(lǐng)域中公知的，可以理解圖4-6可以包括在每一層中形成成百或成千個互連，例如形成在晶圓上。因此，在圖6C之后，可以例如從管芯或封裝(例如，單個IC芯片的每個封裝)分割分立的封裝管芯。與圖3B的封裝相比，圖4J和6的封裝可以享有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高和扭曲低的優(yōu)點(diǎn)。例如，與圖3B中的去除面板110的要求相比，上面提到的封裝允許塊610保持在封裝上并處理封裝晶圓或面板，因此(1)在對封裝進(jìn)行劃片之后，減小了封裝的扭曲；(2)在對封裝進(jìn)行劃片之前，減小了面板和封裝的扭曲。此外，通過允許塊610保持附接至互連層150并形成穿過塊610的過孔620，焊料凸塊630可以使用比圖3D的凸塊340更多的焊料，從而例如提供包括如下的優(yōu)點(diǎn)(I)由于與凸塊340相比凸塊630額外的焊膏，以及由于對于增加的焊料凸塊的更好焊料形成和回流控制，改進(jìn)了封裝與主板或主板接口之間的連接性。此外，所描述的一些實施例(例如，圖4-6)通過使用穿過聚合物塊形成的模穿孔(TMV)，提供了與圖1-3相比的較低(負(fù)擔(dān)得起的)成本低高度封裝。這些實施例(例如，圖4-6)可以以負(fù)擔(dān)得起的成本和與圖1-3相同的設(shè)計規(guī)則(例如，類似的特征尺寸、工藝裝備和一些類似的工藝)優(yōu)點(diǎn)，提供替代的低高度封裝。這些實施例可以通過實現(xiàn)在由將焊料印刷進(jìn)入到模具過孔中而直接實現(xiàn)BGA互連的模穿孔(TMV)，來消除圖1-3后端工藝的限制。這些實施例可以有效地消除DLL工藝技術(shù)的口袋形成(例如，圖1-3)，因此封裝很可能更便宜。此外，與圖2-3的接觸部114上的焊球340相比，這些實施例可以在互連層(例如，層450)的互連與圖6-7的焊料凸塊630之間提供增大的附著力和/或電接觸?？傊?，與圖1-3相比，使用圖4-6的技術(shù)可以允許MID(例如，手持互聯(lián)網(wǎng)通信及計算器件)和其它低高度封裝節(jié)省成本。在一些實施例中，圖4-6中的技術(shù)可以用于各種需要低高度封裝的產(chǎn)品。例如，圖7示出了在將IC芯片附接和電耦合至形成在最終互連層上的焊料凸塊并且將主板附接和電耦合至形成在TMV中的焊料凸塊之后，圖6C的封裝的實施例。圖7示出了具有使用焊球770附接和電耦合至IC芯片780的接觸部782的接觸部540的封裝606。封裝606還具有附接和電耦合至主板接ロ 790的接觸部792的凸塊630。主板接ロ 790可以是主板的一部分，或分離的主板接ロ。雖然在附圖中已經(jīng)描述并示出了某些實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解由于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以做出各種其它修改，所以這些實施例只是本發(fā)明的寬泛實施例的示例而非限制， 并且本發(fā)明的這些實施例并非限制于所示和所描述的具體結(jié)構(gòu)和布置。因此，說明書被認(rèn)為是示例性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種形成集成電路芯片封裝的方法，包括 在模制聚合物塊上形成觸碰所述模制聚合物塊的第一互連層，其中所述第一互連層包括穿過第一聚合物層且到達(dá)所述塊的多個第一互連； 在所述第一互連層上形成觸碰所述第一互連層的至少一個第二互連層，其中所述第二互連層包括穿過第二聚合物層且到達(dá)所述第一互連層的所述多個第一互連的多個第二互連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述塊是形成在支撐基底上的第一塊，所述第一互連層形成在所述第一塊的第一表面上且觸碰所述第一塊的所述第一表面；并且還包括 在第二塊上形成觸碰所述第二塊的第三互連層，所述第二塊形成在所述支撐基底相對于所述第一側(cè)的第二側(cè)上，其中所述第三互連層包括穿過第三聚合物層且到達(dá)所述塊的所述第二側(cè)的多個第三互連；以及 在所述第三互連層上形成觸碰所述第三互連層的至少一個第四互連層，其中所述第四互連層包括穿過第四聚合物層且到達(dá)所述第三互連層的所述多個第三互連的多個第四互連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括 切割所述支撐基底，以將所述第一表面與所述第二表面分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中形成所述第一互連層包括 利用第一光刻膠層疊所述第一表面； 蝕刻所述第一光刻膠以形成接觸部開口； 在每個所述接觸部開口中形成選擇性聚合物層； 去除所述第一光刻膠； 在所述塊之上和所述選擇性聚合物層之上層疊第一聚合物毯層； 在所述聚合物毯層中形成到達(dá)所述選擇性聚合物層的第一過孔； 在所述第一過孔中形成到達(dá)所述選擇性聚合物層的第一導(dǎo)電互連材料的第一層，其中形成所述第一導(dǎo)電互連材料的第一層包括在每個過孔內(nèi)形成一個過孔填充開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 形成穿過所述塊、進(jìn)入所述第一互連層且到達(dá)所述第一互連的多個模穿孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括 形成(a)進(jìn)入到所述模穿孔，(b)觸碰所述第一互連層的第一互連，以及(C)在所述塊上延伸為焊料凸塊的多個焊料凸塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中形成模穿孔包括 將所述模穿孔激光鉆孔到所述第一互連層中且到達(dá)所述第一互連；并且其中形成所述焊料凸塊包括 將所述焊料涂漿印刷到所述模穿孔中且到達(dá)所述第一互連；并且然后回流所述焊料。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括 將所述塊和互連層分割到封裝中； 將主板電附接至在所述塊上延伸的所述焊料凸塊； 在所述第二互連層上形成焊球；以及 使用所述焊球?qū)⒓呻娐沸酒姼浇又了龅诙ミB層的所述第二互連。
9.一種集成電路芯片封裝，包括 在模制聚合物塊上且觸碰所述模制聚合物塊的第一互連層，其中所述第一互連層包括穿過第一聚合物層且到達(dá)所述塊的多個第一互連； 在所述第一互連層上且觸碰所述第一互連層的至少一個第二互連層，其中所述第二互連層包括穿過第二聚合物層且到達(dá)所述第一互連層的所述多個第一互連的多個第二互連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的封裝，其中所述第一互連層形成在所述塊的第一表面上且觸碰所述塊的所述第一表面；并且還包括 在所述塊的相對于第一側(cè)的第二側(cè)上且觸碰所述第二側(cè)的第三互連層，其中所述第三互連層包括穿過第三聚合物層且到達(dá)所述塊的所述第二側(cè)的多個第三互連；以及 在所述第三互連層上且觸碰所述第三互連層的至少一個第四互連層，其中所述第四互連層包括穿過第四聚合物層且到達(dá)所述第三互連層的所述多個第三互連的多個第四互連。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的封裝，其中所述第一互連層包括 在所述塊之上、在形成在所述塊上的選擇性聚合物層之上的第一聚合物毯層，所述聚合物毯層具有穿過所述毯層且到達(dá)每個選擇性聚合物層的多個第一過孔； 所述第一互連包括在所述第一過孔中且到達(dá)所述選擇性聚合物層的導(dǎo)電互連材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的封裝，還包括 穿過所述塊、進(jìn)入所述第一互連層中且到達(dá)所述第一互連的多個模穿孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的封裝，還包括 Ca)延伸到所述模穿孔中，(b)觸碰所述第一互連層的第一互連，以及(C)在所述塊上延伸為焊料凸塊的多個焊料凸塊。
14.一種系統(tǒng),包括 集成電路芯片封裝，包括 在模制聚合物塊上且觸碰所述模制聚合物塊的第一互連層，其中所述第一互連層包括穿過第一聚合物層且到達(dá)所述塊的多個第一互連； 穿過所述塊、進(jìn)入所述第一互連層中且到達(dá)所述第一互連的多個模穿孔； (a)延伸到所述模穿孔中，(b)觸碰第一互連，以及(C)在所述塊上延伸為焊料凸塊的多個焊料凸塊；以及 電附接至在所述塊上延伸的所述焊料凸塊的主板。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括 在所述第一互連層上且觸碰所述第一互連層的至少一個第二互連層，其中所述第二互連層包括穿過第二聚合物層且到達(dá)所述第一互連層的所述多個第一互連的多個第二互連。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括 集成電路芯片，使用附接至所述第二互連的焊球?qū)⒓呻娐沸酒姼浇又了龅诙ミB層的所述第二互連。
全文摘要
描述了形成具有在聚合物塊中的模穿孔的集成電路芯片封裝的方法以及這種封裝。例如，第一互連層可以形成在模制聚合物塊上，其中所述第一互連層包括穿過第一聚合物層且到達(dá)所述塊的第一互連。隨后，至少一個第二互連層可以形成在所述第一互連層上，其中所述第二互連層包括穿過第二聚合物層且到達(dá)所述第一互連層的所述第一互連的第二互連。隨后，可以形成穿過所述塊、進(jìn)入所述第一互連層中且到達(dá)所述第一互連的模穿孔。所述模穿孔可以填充有焊料以形成接觸所述第一互連并在所述塊上延伸的凸塊。還描述并要求了其它實施例。
文檔編號H01L23/485GK102770957SQ201080064633
公開日2012年11月7日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者C·K·古魯默西, I·A·薩拉馬, M·K·羅伊, R·L·贊克曼 申請人:英特爾公司