专利名称：用于制造球栅阵列器件的方法和球栅阵列器件的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及电子部件，并且更特别地涉及用于制造球栅阵列器件的方法和球栅阵列器件。
背景技术：
一种类型的半导体封装称作球栅阵列封装。球栅阵列封装包括允许该封装被表面安装到印刷电路板(PCB)或其它电子部件的焊球的面阵列。传统的球栅阵列封装是基于基底的并且提供有用于接收芯片的基底。已知两类将芯片安装到基底上的方法线结合球栅阵列封装和倒装芯片球栅阵列封装。
通常，在线结合球栅阵列封装中，通过提供在芯片的不起作用的侧和基底的上部侧之间的粘合剂层将芯片接附到基底。基底的下部侧提供有用于电连接到外部电路的焊球。芯片和基底之间的电连接通过芯片上的结合盘和基底上的结合盘之间的结合线实现。
在倒装芯片球栅阵列封装中，芯片安装为其起作用的表面面向基底的上部表面。在芯片上的结合盘和基底上的结合盘之间设置用于电连接和机械固定的焊球。
全部两种环境通常通过模制化合物封闭。
传统地，在研磨晶片之后，通过切成块在晶片结构上独立背部侧芯片。在切成块之后，拾起芯片并且将其与上述事物中的多个其它芯片一起安装到共同的基底上。在模制过程之后，通过沿器件边沿锯切独立单一的器件。
传统的跳跃过程包括以下步骤晶片背部研磨；晶片锯切；印刷；管芯接附；线结合或回流；模制；将焊球接附到基底的下部侧上；锯切模拟；和测试。
发明内容
本发明的实施例涉及用于制造半导体器件的方法。包括具有带有第一接触盘的起作用的侧的半导体芯片的半导体晶片在其起作用的侧的表面上覆盖有保护层。其后，从第一接触盘移除保护层。第一接触盘提供有连接元件。一方面，保护层保护芯片的起作用的侧。另一方面，保护层保留在第一接触盘的区域内的窗口打开并且支持连接元件的调节。连接元件设计为用于无基底安装到外部组件上。通过依靠切成块独立晶片上的芯片来无基底地完成半导体器件。
本发明的实施例还涉及包括具有带有第一接触盘的起作用的侧的管芯的半导体器件。保护层设置在起作用的侧的表面上并且提供有在第一接触盘的区域内的窗口。由此，第一接触盘的表面打开。连接元件设置在第一接触盘上。这些连接元件能够形成为用于将器件无基底地安装到外部组件上。
本发明的实施例允许在没有基底的情况下制造半导体器件。从而，需要更少的生产步骤并且大多数生产步骤能够在晶片级别继续。
下面通过示例性的实施例更加详细地解释本发明。
为了更加完全地理解本发明及其优点，现在结合附图参考接下来的描述，其中图1示出了具有芯片的半导体晶片的正视图；图2示出了具有再分布层的图1中的半导体晶片的详细的芯片的正视图；图3示出了沿图2中的线III-III的图2所示的芯片的截面图；图4示出了在起作用的侧上覆盖有阻焊剂的半导体晶片的正视图；图5示出了具有阻焊剂层的图4所示的半导体晶片的详细的芯片的正视图；图6示出了沿图5中的线VI-VI的图5所示的芯片的截面图；图7示出了具有被刻蚀的阻焊剂层的半导体晶片的本发明的第一实施例；图8示出了具有被刻蚀的阻焊剂层的图7所示的半导体晶片的详细的芯片；图9示出了沿图8中的线IX-IX的图8所示的芯片的截面图；图10示出了施加焊膏并且回流之后的半导体晶片的正视图；图11示出了图10所示的半导体晶片的详细的芯片的正视图；图12示出了沿图11中的线XII-XII的图11所示的芯片的截面图；
图13示出了支撑带上的独立的管芯；图14示出了图13所示的管芯的截面图；图15a-15c示出了将管芯安装到外部组件上的程序；图16示出了具有在半导体晶片的背部侧上的聚酰胺层的半导体晶片的本发明的第二实施例；图17示出了图16所示的半导体晶片的详细的芯片的正视图；图18示出了沿图17中的线XVIII-XVIII的图17所示的芯片的截面图；图19示出了用聚酰胺层7涂覆芯片背部侧的示意图；图20示出了图16所示的半导体晶片的正视图，示出了在施加焊膏并且回流之后的起作用的侧；图21示出了图20中的半导体晶片的芯片的正视图；图22示出了沿图21中的线XXII-XXII的图21所示的芯片的截面图；图23示出了支撑带上的独立的管芯；及图24示出了图23所示的管芯的截面图。
具体实施例方式
下面详细讨论当前优选的实施例的制造和使用。然而，应该理解，本发明提供许多可实施的发明的构思，这些构思能够以多种特定的上下文体现。讨论的特定的实施例仅是说明了制造和使用本发明的特定的方式，而不限制本发明的范围。
如图1所示，半导体晶片1包括多个芯片2。图2中更详细地示出了单一芯片2。芯片2的起作用的侧3为设置例如晶体管、二极管、电容器或类似物(没有示出)的芯片2的起作用的功能元件的侧。背部侧20通常不包括起作用的电路。图3中示出了芯片的截面图。
在其起作用的侧3上，芯片2提供有保护层4。再分布层5施加到保护层4的与芯片2相反的表面上。保护层4优选地由聚酰胺或相似物(例如，等价的材料)制造。由通过保护层4的连接通道(没有示出)实现再分布层5和功能元件之间的电连接。如图2所示，再分布层5包括第一接触盘6和互连接触盘6与芯片2上的接触区域8的连接线7。
如图4所示，半导体晶片1在起作用的侧3上覆盖有阻焊剂层9。如图5和6所示，第一接触盘6被阻焊剂层9覆盖。还可能选择除了阻焊剂之外的材料并且覆盖半导体晶片1。例如，预浸渍(pre-preg)或等价的材料能够代替阻焊剂层9使用。
如图7到9所示，以这样的方式蚀刻阻焊剂层，使得窗口10露出第一接触盘6的表面。芯片2的起作用的侧3的其余表面维持被阻焊剂层9覆盖。在形成窗口10之后，将焊膏施加到起作用的侧3上，并且其后，执行回流过程以在窗口10的区域内形成焊球11。这些焊球在第一接触盘6内(参看图10到12)。
其后，通过沿芯片2的边沿锯切将半导体晶片1切成块。这些独立的芯片2可以称作管芯。从晶片1拾起管芯12并且将其附着到支撑带22。除了在接触盘6上方焊球11定位在窗口10内的位置，每个管芯12的起作用的侧3被阻焊剂层9覆盖。因此，阻焊剂层能够起第一保护层的作用。另外，保护层4充当第二保护层。管芯12的其它表面不需要覆盖有任何层，因为背部侧13和侧壁14对于任何环境影响自保护。在此情形下，如图15(包括图15a-15c)所示已经完成了用于安装在外部组件15上的球栅阵列器件。例如，外部组件15可以为印刷电路板16(PCB)。印刷电路板16提供有与印刷电路板16的接触线电连接的第二接触盘17。第二接触盘17的图案设置为对应第一接触盘6的图案，即设置为对应球栅阵列(BGA)的图案。
如图15a所示，也可以将焊膏18施加到第二接触盘17。如图15b所示，对应印刷电路板16调整本发明的球栅阵列器件19。如图15c所示，通过回流过程连接(电地和物理地)印刷电路板16和球栅阵列器件19。
图16到23示出了本发明的更进一步的实施例。在图1到6所示的步骤之后，将聚酰胺或等价的材料的稳定层21施加到半导体晶片1的背部侧20上。图19示出了代替图16的用于施加稳定层21的可能性。在图16中，将稳定层21施加到半导体晶片1的背部侧20上，然而，在图19中，将稳定层21施加到管芯12的背部侧13上。优选地，通过喷射将稳定层21施加到管芯12的背部侧13上。
因为管芯12为没有任何基底的球栅阵列器件19自身，当管芯12非常薄或面积大时，稳定层21稳定管芯12。
如图22到24所示，在覆盖晶片1的背部侧20之后，以与图10到14所示的那些步骤相似的方式将芯片2独立为管芯12。在独立之后，完成球栅阵列器件19。
在本发明的实施例中，提供再分布层、制造焊球盘、和制造焊球的步骤基于晶片以非常可生产的方式发生。仅在其后独立管芯。防止了诸如晶片背部研磨、晶片锯切、印刷、管芯接附、线结合、模制和焊球接附过程的传统的过程步骤。
权利要求
1.一种用于制造半导体器件的方法，该方法包括提供具有芯片的半导体晶片，每个芯片具有带有第一接触盘的起作用的侧；用保护层覆盖起作用的侧；从第一接触盘移除保护层；为第一接触盘提供连接元件；及将晶片切成块为半导体器件。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括将半导体器件安装到外部组件上，该安装包括提供包括具有成对应第一接触盘的图案的图案的第二接触盘的上部表面的外部组件；对准管芯，使得提供有连接元件的第一接触盘与第二接触盘对准；及将管芯安装到外部组件上，使得第一接触盘与第二接触盘电接触。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，为第一接触盘提供连接元件包括为第一接触盘提供焊球，该方法还包括在对准管芯之前为第二接触盘提供焊膏，使得通过由回流焊球焊接第一和第二接触盘将管芯安装到外部组件上。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，用保护层覆盖起作用的侧包括用阻焊剂覆盖起作用的侧。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括为外部组件的上部表面提供没有覆盖第二接触盘的阻焊剂层。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，用保护层覆盖起作用的侧包括用预浸渍材料覆盖起作用的侧。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括用背部侧涂层覆盖晶片的背部侧。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在将晶片切成块之前，晶片的背部侧覆盖有背部侧涂层。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，在将晶片切成块之后，晶片的背部侧覆盖有背部侧涂层。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，晶片的背部侧覆盖有聚酰胺。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，覆盖晶片的背部侧包括通过印刷用可印刷的材料覆盖背部侧。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，覆盖晶片的背部侧包括通过喷射用可喷射的材料覆盖背部侧。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括将第一接触盘形成为管芯的起作用的侧和保护层之间的再分布层的部分和将第二保护层提供在再分布层和管芯之间。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，第二保护层包括聚酰胺材料。
15.一种半导体器件，其包括具有提供有第一接触盘的起作用的侧的管芯；在管芯的起作用的侧之上的保护层，该保护层具有在第一接触盘的区域内的窗口；及设置在窗口内并且与第一接触盘电接触的连接元件。
16.根据权利要求15所述的半导体器件，其中，连接元件包括焊球。
17.根据权利要求15所述的半导体器件，其中，保护层包括阻焊剂。
18.根据权利要求15所述的半导体器件，其中，保护层包括聚酰胺。
19.根据权利要求15所述的半导体器件，还包括设置在管芯的起作用的侧和保护层之间的再分布层，其中，第一接触盘为再分布层的一部分。
20.根据权利要求19所述的半导体器件，还包括设置在再分布层和管芯之间的第二保护层。
全文摘要
在方法中，芯片在没有任何基底的情况下直接地提供有作为球栅阵列的焊球，由此形成球栅阵列器件。本发明的球栅阵列器件在其起作用的侧上通过由阻焊剂或其它等价的材料制造的保护层保护，并且管芯的接触盘上的焊球适合直接地连接到其它组件。
文档编号H01L23/485GK101051618SQ20071008875
公开日2007年10月10日 申请日期2007年3月22日 优先权日2006年3月23日
发明者S·G·朴 申请人:奇梦达股份公司