具有通风空间的柔顺端子配件和方法

专利名称：具有通风空间的柔顺端子配件和方法
具有通风空间的柔顺端子配件和方法 相关申请的交叉引用
本申请要求2005年12月27日申请的申请系列号为11/318815号的权 益，于此通过引用将其公开全文并入。
背景技术：
通常通过处理相对地大的平的半导体材料块体以形成许多区(每个区 包括要并入单个芯片中的电子电路)，并且然后沿锯线切割晶片以切断晶片 并从而形成单独的芯片来形成半导体芯片。每个芯片典型地是平的长方体， 具有通常地平面的前表面和后表面并具有沿前表面和后表面之间在这些表 面的边界处延伸的小的边缘。每个芯片典型地具有暴露在前表面上的接触 点，其电连接到芯片内的电路。
单独的芯片一般设置在封装中，这方便芯片的处理和将芯片安装到外 部基底上，外部基底诸如是电路板或其它印刷电路面板。该封装一般包括 介电结构和支承在介电结构上的导电端子，端子电连接到芯片的接触点。 在称作芯片级分装的类型的封装中，封装在电路面板上占据的面积仅比芯 片自己的前表面的面积稍大或与其相同大小。
如例如在美国专利5679977中公开的，于此通过引用并入了其公开， 端子可以相对于芯片移动。在某些实施例中，封装可以并入覆盖芯片的表 面并支承有端子的柔顺(compliant)层。端子相对于芯片的可动性能够补 偿制造过程中、使用过程中、或制造和使用过程中芯片和电路面板之间的 差分热膨胀。还有，端子相对于芯片的可动性能够方便封装的芯片与测试 设备的啮合。在该啮合时，单独的端子可以在朝向或背向芯片的前表面或 后表面的方向上移动， 一般称作垂直或"Z"方向。此方向上的移动方便所 有端子与测试设备上所有接触点的啮合，甚至当端子彼此不精确地共面时。
芯片封装的端子可以是通常平的焊盘的形式。可以将小的焊球沉积在 这些焊盘上，使得可以通过将焊球与电路面板的对应的接触焊盘对准并以
一般用于部件到电路板的表面安装的类型的传统的操作熔化焊球来将封装 联接到电路面板。
如美国专利公开2005/0181544号、2005/0181655号、及2005/0173805 号(于此通过引用并入了其公开)及美国专利6774317号(于此也通过引 用并入了其公开)中公开的，芯片或其它微电子元件可以设置有柱形式的 端子，并且可以用类似的焊接操作将该柱联接到电路面板。在某些实施例 中，在安装到电路面板之前在测试时，柱能够提供与测试装置(fixture)的 尤其好的啮合。
最一般地通过将单独的芯片与组成封装的其它元件组装来构成半导体 芯片封装。这需要处理"裸的"或未封装的半导体芯片。已经提出了用于 晶片级操作中进行芯片封装的多个提议，如通过在将晶片切断以形成单独 的芯片之前将晶片与封装的芯片的其它元件结合。例如，前述'977专利公 开了以此方式形成芯片封装的工艺的某些实施例。
用于以晶片规模制造封装的芯片的一些工艺具有某些缺点。其中柔顺 层形成在晶片的前表面上，如例如通过沉积固化材料并然后将材料固化以 形成层，柔顺层往往引起晶片的翘曲。该翘曲会产生，例如由于在柔顺材 料的固化时或其它工艺操作时柔顺材料和构成晶片的半导体材料的差分膨 胀和收縮。该翘曲使得难于执行其它工艺操作，诸如形成端子和端子和接 触点之间的连接。虽然通过减小柔顺层的厚度能够减小该翘曲，但是薄的 柔顺层可能不给端子提供足够的可动性。
如公开的，例如，美国专利6847101中(于此通过引用并入了其公开)，
柔顺层可以包括从芯片或晶片表面凸出的突起形式的单独的元件，端子部 署于该突起的顶部并且端子和接触点之间的电连接包括从该突起的顶部朝 向芯片或晶片的前表面向下延伸的金属条带。该单独的隆起或突起能够提 供显著的柔顺度，而没有与连续的层相关的缺点。然而，形成端子和连接 的工艺比在由连续的柔顺层提供的通常平面的表面上形成端子和连接的工 艺要稍微更严苛。
已经提出了用于通过形成突起或在端子下面具有空心腔的层来提高柔 顺层或单独的突起的柔顺度的建议。该空心腔容许在Z方向上朝向芯片移 置端子，无需压縮部署于端子和芯片表面之间的柔顺材料的固体。然而，
形成有该空心腔的某些结构在一些环境下是不可靠的。虽然本发明不受限 于任何操作理论，相信该可靠性问题至少部分来源于俘获在该腔内的气体 的压力的变化。
其它的设计使用开孔泡沫形式的柔顺材料提供基本的压縮性并从而方
便端子的z方向移动。从泡沫形成柔顺层或突起往往由于污染而产生困难。
用于在沉积泡沫后形成端子的诸如电镀液或刻蚀剂的材料能够渗透到泡沫 中并且在使用时侵蚀柔顺层的结构或芯片本身。
因此，虽然迄今为止本领域在柔顺封装和其形成方法方面作出了很大 努力，但是需要进一步的提高。

发明内容
本发明的一方面提供一种半导体芯片组件，于此也称作封装的芯片。
根据本发明的此方面的半导体芯片组件理想地包括芯片，其具有前表面并
具有暴露于该前表面处的接触点，并且还具有电连接到该接触点的该芯片
内的一个或多个电元件。该组件理想地还包括位于该芯片表面上的柔顺结
构。该柔顺结构优选地限定部署于该柔顺层的顶部和该芯片之间的一个或
多个腔。该组件理想地包括由该柔顺结构支承的一个或多个端子。该端子 的至少一些临近该腔的至少一个或多个部署，例如，在腔之上，并且端子
的至少一些电连接到该芯片上的接触点。该芯片和该柔顺结构中的至少一 个限定与该腔连通的一个或多个通气孔。该通气孔敞开到该组件的外部。'
本发明的另一方面提供一种工艺中(in-process)结构。该工艺中结构 理想地包括具有前表面并包括多个芯片形成区的单一晶片体，每个该芯片 形成区包括电路和暴露于该前表面处、电连接到该电路的接触点。该单一 体还包括在该芯片形成区之间延伸的锯线。该工艺还包括位于该单一体的 该前表面上的晶片柔顺结构。该晶片柔顺结构限定顶面和部署于该顶面和 该晶片体的该前表面之间的多个腔。根据本发明的此方面的柔顺结构理想 地还包括与该腔连通并在该顶面和该单一体的该前表面之间延伸的多个通 道，使得该通道延伸远离该腔。更有选地，所述通道的至少一些延伸横过 该晶片体中的该锯线的至少一些。
本发明的另一方面提供制造芯片组件的方法。根据本发明的此方面的
制造芯片组件的方法理想地包括提供工艺中组件的步骤，该工艺中组件包
括半导体晶片；位于该晶片的前表面上的晶片柔顺结构，和腔；及支承 在该柔顺结构上、邻近该腔并电连接到该晶片的端子，该腔基本是密封的。 根据此方面的方法理想地还包括细分该工艺中组件以形成单独的芯片组件 的步骤，每个该芯片组件包括该晶片的一个或多个芯片区、该柔顺结构的 部分、和支承在该部分上的该端子。该方法理想地还包括在该提供工艺中 组件的步骤后，敞开与所述腔连通的通气孔的步骤。例如，在工艺中组件 具有与腔连通的通道并且通道延伸横过锯线的地方，该细分步骤可以包括 沿该锯线切断该晶片和柔顺结构，使得通道敞开以在该切断步骤中在每个 单独的芯片组件的边缘处形成通气孔。可选地或附加地，敞开通气孔的步 骤可以包括在柔顺结构中形成孔。在另一可选例中，该提供步骤可以包括 在晶片中提供孔，其延伸到该晶片的后表面并与该腔连通，及还提供位于 该晶片的该后表面上的切割胶带，在此情况下，敞开通气孔的步骤可以包 括在该细分步骤后的去除该切割胶带的步骤。


图1是描绘根据本发明的一个实施例的工艺中单元的部分的片段的示 意性平面视图2是沿图1中的线2-2取得的片段截面视图3是类似于图1的视图，但是描绘根据本发明的一个实施例的工艺 中的较晚阶段的工艺中单元；
图4是沿图3中的线4-4取得的片段截面视图5是沿图3的线5-5取得的片段截面视图6是类似于图5的视图，但是描绘工艺中的较晚阶段的单元；
图7是根据图l-6的工艺制造的封装的芯片与测试仪器结合的示意性正 视图8是类似于图7的视图，但是描绘在不同状况的封装的芯片和测试 仪器；
图9是根据本发明的另一实施例的工艺的一个阶段中晶片的片段的平 面视图10是沿图9中的线10-10取得的片段截面视图； 图11是类似于图10的视图，但是描绘由工艺中较晚阶段的晶片制得 的工艺中单元；
图12和13是类似于图11的视图，但是描绘工艺中更晚的阶段的单元; 图14是根据本发明的另一实施例的工艺中单元的片段的平面视图； 图15是根据本发明的更进一步的实施例的工艺中单元的片段的平面视
图16是描绘根据本发明的另一实施例的工艺中组件的部分的片段的截 面视图17是类似于图16的视图，但是描绘工艺的更晚阶段的单元的部分; 图18是根据本发明的另一实施例的工艺中单元的片段的平面视图； 图19是沿图18中的线19-19的片段的截面视图。
具体实施例方式
根据本发明的一个实施例的工艺中结构20的部分(图1)包括具有由 半导体材料(具有或不具有其它材料)形成的单一体的晶片22。晶片体22 具有前表面24和反向的后表面26。晶片可以包括限定前表面的钝化层28， 钝化层由提供耐化学侵蚀的材料形成，如例如为二氧化硅、氮化硅、或聚 合物。晶片还具有许多的接触点30，暴露于其前表面处。如本公开中使用 的，当诸如接触点的导电部件可用于由在垂直于表面的方向上朝向表面移 动的理论上的点啮合时，其称作"暴露于"表面处。从而，接触点30可以 如描绘的与前表面24齐平、可以相对于表面凹陷、或可以从表面凸出。晶 片包括许多芯片区32，它们的每一个适于形成单个半导体芯片。从而，每 个区可以包括诸如晶体管、二极管、及其它器件的大量有源电子元件，并 且还可以包括诸如电阻、电容、及电感的无源元件。图1中部分地描绘了 四个这样的区。
区32由锯线34彼此分离。锯线给每个区划界并将每个区与相邻的区 分开。锯线是晶片的长的、线性的部分，其不包括使用中芯片的操作所需 的任何结构。从而，锯线可以完全没有电子元件或可以包括电子元件，该 电子元件仅在将晶片细分成单独的芯片之前以晶片状态测试晶片时使用。
图1和2的工艺中结构还包括柔顺结构36，其在图1和2的实施例中 是弹性模量比晶片中使用的半导体材料的弹性模量低的材料的基本连续的 层。例如，柔顺结构可以由室温时的弹性模量低于约5GPa的有机聚合物形 成。层36限定远离晶片的顶面28和向下朝向晶片的底面40。本公开中使 用的诸如"向上"和"向下"的术语应当理解为参照从晶片形成的晶片和 芯片的参照系。从而，向上的方向是远离晶片的方向，而向下的方向是朝 向晶片的方向，除非另外特别说明。
柔顺结构具有部署于顶面38之下的许多腔42。在描绘的特定实施例中， 腔敞开到柔顺结构的底面40，并且从而面对晶片的顶面24。柔顺结构还限 定通道44 (图l和2)，其也部署于柔顺结构的顶面38之下。从而，柔顺 结构限定覆盖通道44和腔42的层。通道44与腔42联通并且延伸横过划 定每个芯片区32的边界的至少一条锯线。例如，在芯片区32a内延伸的通 道44a也在芯片区32c内延伸并且延伸横过划定区32a和32c之间的边界的 锯线34a。在工艺中单元中，层36是连续的，并且层38的顶面基本是平面 的和未破损的。从而，腔42和通道44基本密封在晶片22和层36之间。
在图l和2中描绘的特定实施例中，腔42描绘为圆形的并且直径比通 道44的宽度稍大。然而，这不是必须的。例如，通道44的宽度可以等于 腔的直径，使得每个通道44和与其联通的腔形成宽度一致的连续通道。
可以通过在匹配的金属模子中模制组成柔顺结构的材料以形成具有敞 开到层的底面40的腔和通道的层36，并且然后将层组装到晶片来形成包括 柔顺结构36和晶片22的工艺中结构，该模子诸如是具有对应于期望的腔 和通道的压縮模子或注入模子。可选地，具有在敞开到底面的腔和通道的 预形成的层可以通过浇铸、模压形成，或另外通过形成具有平滑的顶面和 底面并且浮雕底面来形成。在形成工艺中可以完全地或部分地固化组成层 的材料。在材料仅部分固化的地方，在与晶片组装后可以将其进一步固化， 并且可以在该进一步的固化时联接到晶片的前表面24。可选地，可以在层 的底面上或晶片的前表面上涂覆分开的粘合剂层(未示出)以联接柔顺结 构到晶片。以下进一步描述用于在晶片表面上在适当位置形成柔顺结构的 进一步的工艺。
可以通过形成连接到晶片的接触点30的迹线48和连接到迹线的端子 50 (图3禾n4)来处理工艺中结构。如图4中最佳地看到的，迹线48可以 形成在柔顺结构的顶面38上。在此实施例中，端子50是从柔顺结构的顶 面38向上凸出的柱的形式。迹线48连接到在延伸通过柔顺结构与接触点 对准的通孔52处的端子30。每个迹线具有接触端54，其具有延伸通过柔 顺结构36中的过孔52的连接，使得接触端54电连接到晶片的接触点30 中的一个。可以使用基本传统的工艺形成迹线和端子、及它们到接触点30 的连接，传统的工艺诸如是金属层的沉积和选择性刻蚀。过孔52可以在柔 顺结构与晶片结合之前形成在柔顺结构中，或可以随后如通过刻蚀或激光 烧蚀柔顺结构来形成。
柱或端子50与腔42对准，使得每个柱位于一个腔之上。连接迹线48 和接触点的过孔52不通过通道或腔。不需要腔42和通道的极其精确的放 置；虽然每个柱或端子应当位于腔42之上，但是不要求柱的轴线与腔的中 心精确地对准。
柔顺结构36的基本平面的顶面方便用于形成迹线48和端子50的工艺。 例如，在该工艺中可以在金属层上施加光刻胶并且将其暴露于图案状的 (pattern-wise)照明，以限定要去除或保留的区域。图案状的照明可以容 易地聚焦到光刻胶层上，因为光刻胶层可以基本是平面的。
形成金属结构中使用的诸如电镀液、刻蚀剂等的材料不进入到腔42或 通道44中，因为这些结构在工艺的这些步骤中保持密封。
焊料掩膜层56 (图4)可以形成在迹线上，在端子50处具有开口。可 以例如通过在顶层38上和迹线48上沉积传统的光可成像的焊料，并且然 后选择性地将光可成像的材料暴露于光并剩下端子50上的材料部分未固化 来形成焊料掩膜层。在选择性固化步骤后，将未固化的材料去除，例如通 过冲洗该结构，剩下端子50未被覆盖。此步骤也由通常平面的顶面38变 得容易。这里，再次，在此工艺步骤中，腔和通道保持密封的。
形成金属部件后，通过沿锯线34切割晶片而将其切断。切断操作在对 应于锯线的平面处切割柔顺结构36和晶片32，由此形成单独的单元或封装 的芯片，每一个具有对应于锯线的边缘，并且每一个包括晶片的一个芯片 区32。在通道44横过锯线44的那些位置，切断操作敞开与通过通道44与 腔42连通的通气孔。例如，如最佳地参照图5和6，通气孔58形成在通道
44与通过沿切断线或锯线34切割形成额单元的边缘60的接合点处。从而， 在完成的单元中，腔42和通道44通过通气孔58与单元的外部连通。
可以用与其它芯片级封装相同的方式处理和安装每个单元或封装的芯 片62 (图7和8)。例如，每个单元的柱50可以与测试装置上的接触焊盘 啮合。在柱的尖端与测试装置的接触焊盘啮合时，单独的柱可以朝向芯片 在Z方向上向下移动。图7和8中示例了此动作。如图7中所看到的，封 装的芯片62具有四个端子50。这些端子中，端子50a稍微凸出高于其它 的端子。封装的芯片朝向具有接触焊盘72的测试设备70前进。在端子50a 的尖端与匹配接触焊盘72啮合时，该端子被向下移置，如图8中看到的。 柔顺结构36变形以方便此向下的移置。腔40a之上的结构36的部分向下 移置到腔中，无需压縮或变形端子50a的底座和芯片22的前表面24之间 的材料的固体层。换句话说，因为腔42与端子对准，所以当在端子测量时， 柔顺结构在Z方向比具有相同厚度的相同组分的固体材料的可比较的层基 本有更大的柔顺度。然而，因为腔42连接到敞开到封装的芯片62的外部 的通气孔58，腔42内的气压将保持基本等于封装的芯片外部的普遍的大气 压力，不管温度和环境压力的变化，使得封装的芯片具有高的可靠性。
在根据本发明的另一实施例的工艺中，以对应于期望的腔和通道的图 案的图案将牺牲材料102 (图9和10)施加到晶片122的前表面124上。 牺牲材料可以是光可成像的材料，能够将其作为连续层施加，并且然后通 过应用光或其它辐射能量使其选择性地退化或选择性地固化。可选地，可 以通过模制工艺施加牺牲材料，其中将具有对应于期望的牺牲材料的形状 的腔的模子施加到晶片的前表面上并以牺牲材料填充，牺牲材料然后在模 子内凝固，随之去除模子。
在另一实施例中，可以通过施加光可成像的掩膜材料到晶片的前表面 上并且然后通过将掩膜形成图案来施加牺牲材料，将掩膜形成图案是通过 选择性地将掩膜暴露于辐射能量并去除掩膜的部分、留下要由牺牲材料覆 盖的区域敞开、而留下其它区域上的掩膜材料来实现。在选择性地去除掩 膜材料后，将牺牲材料沉积在掩膜上并使其凝固，其后，去除掩膜，仅留 下敞开区域中的牺牲材料。能够使用能够形成牺牲材料的期望的图案的任 何其它工艺。
牺牲材料本身本质上可以是与以下讨论的随后的制造步骤兼容的任何 材料。依赖于用于形成柔顺结构的材料的组分，牺牲材料可以包括聚合物 材料、低熔点金属、及能够被熔化或蒸发的其它材料，如以下讨论的。在
柔顺结构由存在水时能够固化的材料形成的地方，水可以用作牺牲材料； 沉积后，它被以期望的形状冰冻。
图9中描绘的牺牲材料的特定图案包括对应于要形成的腔的牺牲材料 的团块104和对应于通道的牺牲材料的细长的条带106。条带布置成使得腔 形成材料的每个团块104直接或间接连接到条带，诸如图9中的条带106a， 其延伸横过晶片的锯线134。团块和通道的特定图案将形成互联的腔和通道 的相当复杂的图案，但是此图案仅是示例性的。例如，条带106可以与团 块104有相同的宽度。
在牺牲材料的沉积和凝固后，通过在牺牲材料上沉积固化材料并且然 后固化该材料成固体形式或基本固体的形式(诸如凝胶体或人造橡胶)来 形成柔顺结构136 (图11)。
柔顺结构的顶面138可以作为基本平面的表面形成，在该表面上沉积 基本一致高度的固化材料136。可选地，如以下进一步讨论的，柔顺结构 136可以作为覆盖牺牲材料的一个或多个隔离的隆起或岛状物形成。
形成柔顺结构后，以与以上讨论的基本相同的方式在柔顺结构上形成 诸如端子150的导电元件。在形成端子和其它导电部件及这些部件到晶片 的接触点(未示出)的连接后，沿锯线切断晶片和上面的牺牲材料和柔顺 结构。如图12中所示，这将晶片、牺牲材料、及柔顺结构切割成单独的单 元，每一个包括晶片的一个芯片区和柔顺结构的上面的部分及与其关联的 端子，并且还包括牺牲材料。切断操作敞开单元的边缘处的界面108，在那 些位置，牺牲材料的条带106横过锯线134。
切断操作后，对单元进行处理以通过通气孔界面去除牺牲材料。例如， 在牺牲材料是能够在合理的温度熔化的材料的地方，可以作为整体加热单 元以熔化牺牲材料并容许通过通气孔界面将牺牲材料排出。优选地，牺牲 材料转换为蒸汽并且由牺牲材料形成的蒸气经由通气孔界面出去。例如， 能够通过加热单元以将水转换为蒸汽来去除用作牺牲材料的水。在其它的 例子中，可以通过化学分解将牺牲材料转换为液体或蒸气。可以例如通过
施加诸如紫外光的辐射能量到牺牲材料来引起该化学分解。期望地，柔顺 结构由透射该辐射能量的材料形成。可选地或附加地，可以由时间的消逝 来引起牺牲材料的化学分解。也就是说，牺牲材料可以是这样的材料其 凝固并保持固体达足够长的时间段，以实现柔顺结构136的形成，但是随 后将分解，形成液体或蒸气。具有随时间的控制的退化的聚合物是已知的
去除牺牲材料后，每个单元具有腔142和将腔连接到通气孔开口 158 的通道144并且以与上面讨论的基本相同的方式操作。
在根据本发明的另一实施例的方法中，形成在晶片的前表面上的柔顺 结构236是小的、隔离的结构，而不是连续的层。每个结构包括连接到芯 片上的接触点的一些的端子250。可以用与上面讨论的基本相同的方式形成 单独的柔顺结构。在此结构中，作为小的单元提供腔242和通道244，每个 该单元包括位于锯线232的一侧的腔、位于相同锯线的相反侧的腔、及延 伸横过锯线的通道。这里，再次，通道244可以与腔有基本相同的宽度， 使得每个该单元为延伸横过锯线的通常椭圆的、 一致的孔穴形式。这里， 再次，当切断晶片以形成单独的单元(每一个包括一个芯片区232和关联 的柔顺结构的部分)时，在单独的单元横过锯线的位置敞开通气孔，使得 在完成的结构中，每个腔与至少一个该通气孔连通。
在根据本发明的另一实施例的方法中，晶片的所有或部分上的柔顺结 构336包括许多单元，每一个包括至少一个腔342和从腔水平地延伸的一 个或多个通路或通道344。在示出的特定的实施例中，每个单元包括两个腔 和宽度等于腔的直径的通道344，使得每个单元形成水平地细长的孔穴。这 里，再次，在柔顺结构上沿其它导电部件形成端子350，诸如迹线348和将 迹线连接到晶片上的接触点的过孔衬里354。然而，在此例子中，单元不延 伸横过锯线。这里，再次，在形成柔顺结构上的金属部件中涉及的工艺中， 由晶片和上面的柔顺结构336密封腔和通道。
在这些工艺完成或基本完成后，通过从柔顺结构的顶面延伸通过柔顺 结构形成通气孔358将包括一个或多个腔和通道的每个单元敞开到结构的 外部，柔顺结构的顶面即图15中的可看见的面。在此例子中，可以在形成 柔顺结构上的金属结构之前或之后切断晶片以形成单独的单元。还有，可 以在切断晶片以形成单独的单元之前或之后形成通气孔。通气孔358可以
通过例如柔顺结构的激光烧蚀或刻蚀形成。在放置通气孔孔方面没有特别 的精度要求，只要每个单元与至少一个该通气孔连通就行。
在根据本发明的另一实施例的工艺中，晶片422 (图16)设置有从晶 片的前表面424延伸通过晶片到其后表面426的通气孔穿孔401 。在晶片的 每个芯片形成区内至少有一个通气孔穿孔401。 一个或多个柔顺结构436形 成在晶片的前表面424上。每个柔顺结构包括一个或多个腔442，并且每个 腔与至少一个通气孔穿孔连通。在图16中描绘的特定实施例中，每个柔顺 结构是包括仅单个腔的隔离的突起，并且该单个腔与通气孔穿孔直接连通。
在另外的实施例中，每个柔顺结构可以包括通过通道彼此连接的许多 腔，并且每个如此连接的腔的组与至少一个通气孔穿孔401连通。例如， 柔顺结构可以作为覆盖整个前表面的单层形成，如参照图l-6讨论的，或作 为单独的单元的组形成，如以上关于图14讨论的。
在形成柔顺结构之前或之后，将切割胶带(tape) 403施加于晶片的后 表面426上，使得切割胶带堵住通气孔穿孔401。典型地，在将晶片切断成 单独的晶片之前，将切割胶带施加于晶片的后表面，使得在切割锯沿切断 平面或锯线434切割断晶片后，保持晶片在合适的位置。从而，此实施例 中施加切割胶带的要求不强加任何看得见的附加的成本或需要任何附加的 操作。在施加切割胶带后，至少部分地在柔顺结构上形成诸如端子450和 迹线448的金属部件。在示例的特定实施例中，每个柔顺结构支承一个端 子450，并且迹线448沿柔顺结构的向下倾斜的侧面延伸到晶片的接触点 430。可以在将晶片切断成单独的单元之前或之后形成金属结构。在形成金 属结构后和切断晶片后，去除切割胶带403，剩下单独的单元462。去除切 割胶带敞开通气孔穿孔401 ，保持每个腔442连接到远离腔并敞开到单元或 封装的芯片462的外部的通气孔458。
诸如参照图16和17讨论的使用具有通气孔穿孔的晶片的方法可以使 用如参照图9-13讨论的牺牲材料。在该方法中，通过在去除在后表面处堵 住通气孔穿孔的切割胶带或其它结构后通过通气孔穿孔排出牺牲材料来去 除牺牲材料。
能够不脱离本发明使用以上讨论的部件的许多变形和组合。例如，在 以上讨论的实施例中，每个端子是柱的形式。然而，以上讨论的所有实施
例能够形成有其它类型的端子，例如适于应用焊球或其它联接材料的平的 端子。还有，以上每个实施例中，完成的单元中的腔和通道中没有任何固 体材料，并且因此仅由环境压力的气体占据。
在另一变形中，完成的单元中的腔和通道可以填充有开孔泡沫或其它 多孔的可压縮材料。在一个变形中，可以使用开孔多孔材料代替以上参照
图9-13讨论的牺牲材料。开孔多孔泡沫可以选择成具有相对小的气孔大小 并且可以是由用于形成柔顺结构的材料不可润湿的。从而，当用于形成柔 顺结构的材料施加于泡沫上时，泡沫保持开孔的和多孔的；柔顺结构的材 料基本不渗透到泡沫中并且基本不填充泡沫。在该实施例中，泡沫保持在 腔和通道中合适的位置，并且不去除。在另一实施例中，形成腔和通道， 并且随后用适于形成开口的、多孔的和可压縮的泡沫的可变形材料填充。
在根据本发明的另一实施例的工艺中结构中(图18和19)，柔顺结构 536为薄片502的形式，其具有许多从该薄片向下到晶片522的顶面524凸 出的隔幵的支撑结构504。多孔结构从而限定许多彼此连接并形成基本在薄 片的所有表面区域(除由柱或支撑元件占据的表面区域外)延伸的连续的 通路组的腔。这里，再次，腔542基本密封在薄片502和晶片522之间， 使得再次，能够形成诸如端子550和迹线548 (图18)以及互连迹线与晶 片的接触点的连接552的导电元件，而不污染腔。用与上面讨论的相同的 方式，当沿锯线或切断平面534切断晶片或柔顺结构时，该组通气孔在切 断平面处打开，互连的腔在切断平面处横过切断平面。从而，在切断后， 此实施例中的腔也连接到敞开到封装的芯片的外部的通气孔。
在另一实施例中，晶片522的顶面或前表面524上的支撑薄片502的 元件是导电支撑元件，而不是柔顺结构的部分。例如，导电支撑元件可以 预先安置在晶片的接触点上，并且薄片502可以置于这些导电支撑元件之 上。形成在薄片上的迹线或其它导电元件电连接到导电支撑元件并且从而 连接到晶片的接触点。
因为可以不脱离本发明使用以上讨论的部件的这些和其它变形和组 合，优选实施例的前述描述应当视为由权利要求限定的本发明的示例而不 是限定。工业应用性的声明
本发明具有在半导体封装工业中的应用性。
权利要求
1、一种半导体芯片组件，包括(a)芯片，具有前表面并具有暴露于所述前表面处的接触点和电连接到所述接触点的该芯片内的一个或多个电元件；(b)位于该芯片表面上的柔顺结构，所述柔顺结构限定背向该芯片的顶面和部署于所述顶面和该芯片体之间的一个或多个腔；(c)由所述柔顺结构支承的端子，所述端子的至少一些邻近所述一个或多个腔部署，所述端子的至少一些电连接到所述芯片的所述接触点，所述芯片和所述柔顺结构中的至少一个限定与所述一个或多个腔连通的一个或多个通气孔，所述一个或多个通气孔敞开到该组件的外部。
2、 如权利要求l所述的组件，其中，所述柔顺结构位于该芯片的该前表面上o
3、 如权利要求2所述的组件，其中，所述柔顺结构的所述顶面基本是 平面的，并且所述端子暴露于所述顶面处。
4、 如权利要求3所述的组件，还包括沿所述顶面延伸的导电迹线，所 述端子的至少一些通过所述迹线电连接到所述接触点。
5、 如权利要求l所述的组件，其中，所述一个或多个腔包括多个腔并 且所述端子包括多个端子，所述端子的至少一些与所述腔的至少一些对准。
6、 如权利要求5所述的组件，其中，所述对准的端子和腔包括单独的 端子和腔单元，每个这样的单独的端子和腔单元包括与单一一个所述腔对 准的单一一个所述端子。
7、 如权利要求2所述的组件，其中，所述通气孔的至少一些远离所述腔。
8、 如权利要求7所述的组件，其中，全部所述通气孔远离所述腔。
9、 如权利要求7所述的组件，其中，所述芯片具有划定所述前表面的 边界的边缘，所述柔顺结构延伸到所述边缘的至少一个处，并且所述通气 孔的至少一个部署于所述边缘的至少一个处。
10、 如权利要求9所述的组件，其中，所述柔顺结构限定在所述腔的 至少一些和所述通气孔的至少一些之间水平延伸的通道。
11、 如权利要求7所述的组件，其中，所述顶层限定背向所述芯片的 顶面并且所述通气孔包括延伸穿过所述顶面的孔。
12、 如权利要求7所述的组件，其中，所述通气孔的至少一些延伸穿 过所述芯片。
13、 如权利要求1所述的组件，其中，所述端子包括从所述柔顺结构 凸出的细长的柱。
14、 一种工艺中结构，包括(a) 具有前表面的单一晶片体，所述单一体包括多个芯片形成区，每 个所述芯片形成区包括电路和暴露于所述前表面处、电连接到所述电路的 接触点，所述单一体还包括在所述芯片形成区之间延伸的锯线；以及(b) 位于所述体的所述前表面上的晶片柔顺结构，所述晶片柔顺结构 限定顶面、部署于所述顶层和该前表面之间的多个腔、和与所述腔连通并 在所述顶层和所述前表面之间延伸的多个通道。
15、 如权利要求14所述的晶片，其中，所述通道的至少一些延伸横过 所述锯线的至少一些。
16、 一种制造芯片组件的方法，包括(a) 提供工艺中组件，其包括半导体晶片；位于该晶片的前表面上 的晶片柔顺结构和腔；以及支承在所述柔顺结构上、邻近该腔并电连接到 所述晶片的端子，所述腔基本是密封的；(b) 细分所述工艺中组件以形成单独的芯片组件，每个该芯片组件包 括该晶片的一个或多个芯片区、该柔顺结构的一部分、和支承在此部分上 的该端子；以及(C)在所述提供步骤后，敞开与所述腔连通的通气孔。
17、 如权利要求16所述的方法，其中，所述提供步骤包括提供具有与 所述腔连通的通道的所述工艺中组件。
18、 如权利要求17所述的方法，其中，所述通道延伸横过锯线，并且 其中，所述细分步骤包括沿所述锯线切断该晶片和该柔顺结构，使得敞开 所述通道以在所述切断步骤中在每个单独的芯片组件的边缘处形成所述通 气孔。
19、 如权利要求17所述的方法，其中，所述敞开通气孔的步骤包括在 所述柔顺结构中形成孔。
20、 如权利要求17所述的方法，其中，所述提供步骤包括在所述前表 面上提供牺牲材料、在所述牺牲材料之上沉积柔顺材料以形成所述柔顺结 构、以及然后去除所述牺牲材料以形成所述腔和通道。
21、 如权利要求17所述的方法，其中，所述提供步骤包括形成柔顺 材料，以限定具有底面并具有敞开到所述底面的所述腔和通道的所述柔顺 结构；以及然后将该柔顺结构与该半导体晶片结合，使得该柔顺结构的该 底面朝向该晶片。
22、 如权利要求16所述的方法，其中，所述提供步骤包括在该晶片中 提供延伸到该晶片的后表面并与所述腔连通的孔，以及提供位于该晶片的 该后表面上的切割胶带，所述敞开通气孔的步骤包括在所述细分步骤后去 除该切割胶带。
23、如权利要求16所述的方法，其中，所述提供步骤包括在敞开所述 通气孔之前在所述柔顺层上形成所述端子。
全文摘要
在半导体晶片22上提供一种柔顺结构36。柔顺结构36包括腔42。在用于在柔顺结构上形成导电元件的工艺步骤中，柔顺结构36和晶片22密封腔42。在处理后，通气孔58敞开以连接腔42到组件的外部。通气孔58可以通过切断晶片和柔顺结构以形成单独的单元62、使得切断平面34a横切通道或与腔42连通的其它孔穴来形成。可选地，可以通过在柔顺结构中形成孔或敞开延伸通过晶片的穿孔来形成通气孔。
文档编号H01L23/498GK101351884SQ200680049493
公开日2009年1月21日 申请日期2006年12月20日 优先权日2005年12月27日
发明者B·哈巴, G·汉普斯通, M·J·尼斯特伦 申请人:泰塞拉公司