封装集成电路的方法
【专利说明】封装集成电路的方法
[0001]本申请要求于2014年2月7日提交的美国专利申请N0.14/175,651的优先权，其全部内容在此通过引用并入本申请。
技术领域
【背景技术】
[0002]通常，集成电路(IC)芯片被封装以保护芯片免遭外部污染或物理性损坏。除其它以外，IC封装件通常包括基板、设置在基板上的芯片和设置在芯片上方以将热量从IC封装件驱散的散热器。芯片可以以倒装晶片配置或导线键合配置组装在基板上。
[0003]在倒装晶片配置中，芯片安装在基板上。当芯片安装在基板上时，它是“倒装的”，以使芯片上的焊锡凸块安置在基板上的相应接触焊盘上。在导线键合配置中，芯片经由键合线电气耦合到基板。然后，来自集成电路芯片的信号可以行进通过导线或焊锡凸块到基板。
[0004]由于芯片安装在基板上，所以在完全形成的基板上组装芯片之前，首先形成基板。通常，基板由多个电介质层和夹在电介质层之间的芯层形成。当芯片安装在基板上时，芯层可以为封装结构提供机械支撑。
[0005]然而，随着对高速度应用的需求的增长，芯层厚度减小以实现更好的性能。在一些实例中，芯层被完全移除以获得无芯基板。无芯基板通常更薄，并且可提供更好的电气性能。然而，因为无芯基板更薄并且不包括硬芯层，所以与具有芯层的基板相比，其更容易受热变形。
【发明内容】
[0006]提供封装集成电路(IC)的技术。本发明的实施例包括形成具有无芯封装基板的IC封装件的技术。
[0007]应该清楚，本发明能够以各种方式实施，诸如工艺、设备、系统和装置。以下描述本发明的若干发明性实施例。
[0008]一种封装IC的方法可以包括形成导电层并将IC芯片附接到导电层的表面。在将IC芯片附接到导电层之后，可以在导电层的相对表面上形成多个电介质层。在一个实例中，在导电层上组装IC芯片之前，可以在载体基板上形成导电层。在形成电介质层之前，将载体基板从组装好的IC芯片中移除。
[0009]封装IC的另一种方法包括，在载体基板上形成导电层，并将IC安装在导电层上。IC可经由导线或焊锡凸块连接到导电层。在将载体基板剥离之前，将IC包封在模塑料内。在已经剥离载体基板之后，可以在导电层的相对表面上形成封装基板。在一个实施例中，封装基板可以为无芯封装基板。
[0010]在另一个实施例中，形成无芯封装基板的一种方法包括将导电层附接到载体基板。然后，将载体基板从导电层中移除。在已经将载体基板从导电层中移除之后，在导电层的表面上形成多个电介质层。多个电介质层可以共同形成无芯封装基板。
【附图说明】
[0011]图1示出根据本发明实施例的示例性导线键合IC封装件。
[0012]图2示出根据本发明实施例的示例性倒装晶片IC封装件。
[0013]图3A、图3B和图4A-4N示出根据本发明实施例的封装导线键合IC封装件的步骤。
[0014]图5A-5P示出根据本发明实施例的封装倒装晶片IC的步骤。
[0015]图6示出根据本发明实施例的封装导线键合IC的步骤。
[0016]图7示出根据本发明实施例的封装倒装晶片IC的步骤。
【具体实施方式】
[0017]在此提供的实施例包括封装具有无芯基板的集成电路(IC)的技术。
[0018]然而，对本领域的技术人员明显的是，本示例性实施例可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实行。在其它实例中，未详细描述已知操作，以便不必要地模糊本实施例。
[0019]图1示出根据本发明实施例的示例性导线键合IC封装件。如图1所示，IC封装件100包括IC 110和基板120。布置在基板120的表面上的IC 110使用粘合剂112附接到基板120。应该注意，粘合剂112可以为导电粘合剂或膏状形式的焊锡。可将IC 110电气连接到基板120的键合线103附接到IC 110表面上的接触焊盘104和基板120上的对应接触焊盘115。通常使用的导线由金(Au)、铝(Al)或铜(Cu)中的任何一种制成。模塑料105将IC 110和导线103包封，以保护ICllO和其他组件(未在图1中示出)以免受潮湿和外部因素影响。作为一个示例，模塑料105可以由环氧树脂制成。
[0020]如通常所知的，基板120可通过多个电介质层(图1中未明确示出)形成。基板120中的路由路径122可通过基板120中的多个电介质层路由信号到IC 110或从IC 110路由信号。可以在基板120的底表面上形成焊接掩模125。基板120的底表面上的焊锡球135允许IC封装件100中的IC 110连接到外部电路元件，因此，来自IC 110的信号通过焊锡球135传送至IC封装件100的外部。
[0021]图2示出根据本发明实施例的一种示例性倒装晶片IC封装件。在图2的实施例中，IC封装件200包括倒装晶片IC 210、基板120、模塑料105和散热器220。应该清楚，IC封装件200与图1的IC封装100共有类似之处，因此，为简便起见，不再重复以上已经描述过的元件(例如，模塑料105、基板120、路由路径122和焊锡球135)。散热器220设置在IC210的上方，以将热量从IC封装件200中驱散。散热器220可通过非导电粘合剂222附接到 IC 210。
[0022]应该注意，图2中示出的IC 210为倒装晶片芯片，其中微凸块206在其表面中的其中一个表面上。微凸块206将IC 210连接到基板120。应该清楚，基板120上的微凸块206之间的腔室可以用底层填充材料212或密封树脂填充，以填充间隙并保护微凸块206与基板120之间的焊锡节点。如上所述，基板120底表面上的焊锡球135可将IC封装件200中的IC 210连接其他电路(例如，印刷电路板(PCB))。因此，来自IC 210的信号可以在通过焊锡球135传送至IC封装件200外部之前，通过基板120中的路由路径122传送。
[0023]通常，可通过在现成基板上布置IC形成IC封装件，诸如图1的IC封装件100和图2所示的IC封装件200。例如，在基板上组装IC 210 (或图1的IC 110)之前，可以形成基板120、路由路径122和焊锡球135。在一些实例中，在现成基板上组装IC可导致热变形。应该注意，在组装过程期间，相对薄的基板(例如，无芯基板)会更易于热变形。因此，在一些实施例中，在形成基板之前可首先组装1C。作为一个示例，在建立基板之前、形成IC并移除载体之后，可以首先在载体上组装1C，而不是将IC附接到完全形成的基板上。图3A、图3B和图4A-4N示出根据本发明实施例的封装导线键合IC封装件的步骤。
[0024]图3A示出具有导电层314的载体基板310。例如，载体基板310可以为FR-4玻璃环氧树脂基板或双马来酰亚胺三嗪(BT)基板或任何其它合适的环氧树脂膏。导电层314可以为铜(Cu)箔，其经由粘合剂312附接到载体基板310。如图3B所示，在已经将导电层314设置在载体基板310上之后，利用干膜316层压导电层314的底表面。在该阶段，掩模(未示出)可用于图像转印工艺(image transfer process)，在该工艺中，一部分干膜316被刻蚀掉。
[0025]图4A示出在图像转印工艺之后的导电层314上的干膜316。应该注意，一部分干膜316已经被刻蚀掉，以形成接触焊盘，其用于在稍后阶段中的导线键合1C。图4B示出导电层314上的镍-金(NiAu)电镀层318 (或者可选地，钯(Pd)电镀层)，其在干膜316已经被刻蚀掉的区域中。在电镀工艺之后，可将干膜316剥离。图4C示出已经将干膜316 (如图4B所示)剥离之后所得到的结构，留下导电层314的表面上的接触焊盘318。图4D示出芯片组装过程之后所得到的结构。导线键合IC 320设置在导电层314的表面上。粘合剂322可用于将导线键合IC 320附接到导电层314。导线323经由接触焊盘318将导线键合IC 320电气连接到导电层314。然后，导线键合IC 320和导线323可以被包封在模塑料305 内。
[0026]在该阶段中，可以完成芯片组装过程。可以将通过粘合剂312附接到导电层314的载体基板310剥离。应该注意，载体基板310可用作基底，其用于导线键合IC 320的组装以减少热变形，并且一旦已经附接导线键合IC 320，可以将载体基板310移除。图4E示出将载体基板310和粘合剂312从组装的导线键合IC 320中剥离之后所得到的结构。
[0027]图4F-4N中的后续步骤示出组装的导线键合IC 320的底部上的基板形成过程。图4F示出层压到导电层314底表面的干膜330的层。在层压过程之后，实施图像转印工艺。图4G示出图像转印工艺之后，所得到的具有刻蚀部分的干膜330。接下来，可将导电层314的一部分刻蚀掉。图4H示出刻蚀过程之后所得到的结构。然