用于集成电路器件的保护性封装的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路(IC)封装，以及更具体地涉及用于球栅阵列(BGA)的管芯或者类似的IC封装的保护性密封。
【背景技术】
[0002]半导体管芯产品的最简单可用的形式被称为“裸片”。典型的，使用电子级硅晶片或其他合适的半导体材料，通过一系列多个步骤的光刻以及化学处理步骤，相对大批量地生产这样的裸片，在所述步骤中逐渐地在晶片上制作集成电路。然后将每一个晶片切(切害I])成很多个片(管芯)，每一个管芯包含被制造的功能电路的相应的拷贝。
[0003]很多IC制造商购买或制造裸片，然后以特定的方式封装它们，以制造符合消费者规格的封装的IC器件。传统的裸芯片封装工艺可包括以下步骤:(i)在互连基板(例如重新分配层(RDL)、内插器或者引线框架)上安装管芯，并且将所述管芯接合或者机械附接到互连基板；(iii)引线接合所述管芯使其电连接到互连基板；以及(iv)在保护性的模塑复合物内密封所述管芯。
[0004]在所述裸芯片封装工艺中，引线接合以及封装步骤是制造过程中大大地限制速率的步骤。因此，期望对传统裸芯片封装工艺进行改进，例如，以增加生产线的生产量。
【附图说明】
[0005]本发明的实施例通过举例的方式示出，并且不被附图所限制，附图中类似的标记表示相似的部件。附图中的部件以简单清楚的方式示出，而并不必按比例绘制。例如，为了清楚，可以放大层和区域的厚度。
[0006]图1示出了根据本发明的实施例的封装的IC器件的示意的横截面的侧视图；
[0007]图2A-2B示出了根据本发明的实施例用于图1中的封装的IC器件组件的供给部分(supply parts)的示意的横截面的侧视图；以及
[0008]图3-9图示了根据本发明的实施例可以用于生产图1中封装的IC器件的制造方法。
【具体实施方式】
[0009]此处公开了本发明的详细的说明性的实施例。然而，此处公开的特定结构和功能细节仅仅是有代表性地用于描述本发明示例实施例。本发明的实施例可以以很多替代的形式实现，并且不应该被认为仅仅限制于此处阐述的实施例。更进一步，此处使用的术语仅仅是为了描述特定的实施例而并不是为了限制本公开的示例实施例。
[0010]除非上下文清楚地指明外，此处所使用的单数形式“一”、“一个”以及“这个”意图包含复数形式。还将理解术语“包含”、“包括”、“有”和/或“具有”指明所述特征、步骤或者成分的存在，但是并不排除一个或多个其他特征，步骤或成分的存在或增加。还应该指出，在一些替代的实施方式中，提到的功能/动作可以不按照附图提到的顺序出现。
[0011]本发明提供了一种封装IC器件的方法，在该方法中，将管芯机械地接合到相应的互连基板上，将所述管芯电连接到基板，以及将管芯密封到保护性的模塑复合物内这些传统的制造步骤被单一制造步骤代替，该步骤包括热处理适当部件的组件，从而既(i)为最终的IC封装中的所述管芯形成合适的电连接，又(ii)使得模塑复合物将所述管芯密封到保护性外壳内。
[0012]在一个实施例中，本发明是一种封装的IC器件，包括第一封装基板；第二封装基板；管芯，所述管芯在其第一侧附接到所述第一封装基板并且还在其相对的第二侧附接到所述第二封装基板，使得所述管芯设置在由所述第一封装基板和所述第二封装基板所限定的外壳内；以及模塑复合物体，所述模塑复合物体密封所述管芯并且在所述外壳内将所述管芯固定到所述第一和第二封装基板。
[0013]在另一个实施例中，本发明提供了一种封装IC器件的方法。该方法包括以下步骤:(a)将多个管芯放置到由模塑复合物的第一层覆盖的第一封装基板的单片阵列中的相应的多个开口内；(b)将由模塑复合物的第二层覆盖的第二封装基板的单片阵列放置到其上具有多个管芯的第一封装基板的单片阵列上，从而形成具有用于管芯的外壳的组件，其中，相应的一个所述第一封装基板和相应的一个所述第二封装基板为相应的一个管芯形成相应的外壳；以及(C)通过热处理所述组件使得所述第一和第二层为每一个管芯形成密封所述管芯并且将所述管芯附接到相应外壳内的相应的一个第一封装基板和相应的一个第二封装基板的相应的模塑复合物体，来形成IC器件的单片阵列。
[0014]现在参考附图1，示出了根据本发明的实施例的封装的IC器件100的示意的横截面的侧视图。所述IC器件100包括以单片蛤壳式布置(monolithic clamshellarrangement)分别被夹在两封装基板130和140之间的管芯110。如图1所示，模塑复合物体150填充所述管芯110和所述封装基板130及140之间的所有间隙，由此在由封装基板130和140限定的外壳内的所有侧上密封所述管芯110。模塑复合物体150还在所述管芯110的占用空间的外侧将所述封装基板130和140直接地彼此附接或固定。
[0015]在一个示例实施例中，所述管芯110包括管芯基板112、半导体器件层114以及金属互连结构116。可以通过传统方式在所述管芯基板112的表面上制造所述器件层114以及金属互连结构116。在一些实施例中，使用所述管芯110实现的电路可以是例如微控制器、传感器或者电源控制器。
[0016]在一个示例实施例中，所述封装基板140可以是，例如，多层的并且包括一些轨道层(在图1中并未明确示出)，所述轨道层的每一个中具有金属轨道以及配置为将不同轨道层彼此电连接的金属通路。所述封装基板140的一些金属通路可被配置为每一个电连接金属互连结构116中的相应的接触焊盘，以及电连接附接在所述封装基板140的外表面142的相应的焊料块。例如，图1示出了两个这种金属通路，分别标记为141和1442，此处将其统称为通路144。更特定地，每一个金属通路144被配置为电连接金属互连结构116中的接触焊盘118和附接于外表面142上的焊料块146。本领域的普通技术人员应理解，在一替代实施例中，所述封装基板140可以具有很多类似于通路144的通路。一些实施例中，其他的一些金属通路可以被配置为每一个电连接封装基板140中相应的轨道层和附接于外表面142的相应的焊料块。
[0017]在一替代实施例中，其他封装基板类型，例如各种传统的BGA基板，可以类似地用于封装基板140。例如，一些实施例中，所述封装基板140可以是或包括重新分配层(RDL)、内插器、层压板、接线板或者引线框架。
[0018]本领域的普通技术人员应当理解，在一些实施例中，除了所述管芯110，所述封装基板130、140可被配置为承载一个或多个附加管芯，例如，以类似于承载管芯110的方式。在IC器件100具有多于一个管芯的实施例中，所述封装基板140可被配置为提供管芯内以及管芯间电连接。
[0019]图2A-2B分别示出了根据本发明的实施例的供给部分230和240的示意的横截面的侧视图，其可以用于的IC器件100(图1)的制造工艺。
[0020]参照图2A，供给部分230包括所述封装基板130 (图1)以及模塑复合物层232，如图2A所示，模塑复合物层232形成在或者沉积在封装基板130的表面上。用于层232的模塑复合物提供所述体150的至少一部分模塑复合物(图1)。在所述层232沉积到封装基板130上之后，所述部分230中的开口 234具有能够使所述开口以相对紧的方式将所述管芯110接收和容纳之内的形状和尺寸(图1)。例如，在一个实施例中，所述开口 234的从在所述开口 234的边缘的所述层232的顶部开始测量的深度(参照图2A)基本上等于所述管芯110的厚度。相似的，所述开口 234的占用空间可以与所述管芯110的占用空间基本上相同(在可接受的偏差内)。
[0021]参照图2B，所述部分240包括所述封装基板140 (图1)。所述部分240还包括模塑复合物层242，如图2B所示，模塑复合物层242形成在或者沉积在封装基板140的表面上。用于层242的模塑复合物提供了所述体150的剩下的一部分模塑复合物(图1)。在一个实施例中，所述层232(图2A)和所述层242(图2B)由相同的模塑复合物制成。在一替代实施例中，所述层232(图2A)和所述层242(图2B)由不同的模塑复合物制成。
[0022]如图2B所示,所述金属通路144的末端可通过层242突出。所述金属通路144延伸到所述层242以外的部分可以被由合适的热塑导电材料制成的