集成电路封装的制作方法_2

文档序号:9201742阅读:来源:国知局
的金属焊盘112。在一些实施例中,金属焊盘112可以是铜或铜合金。在一些实施例中,可使用凸块下金属化来代替RDL 120。如可见的,RDL 120可被置于形成在介电层116中的过孔中。再布线层116也可被置于形成在钝化层114中的空隙中。在实施例中,钝化层114中的空隙可利用介电层116作为掩模来形成。这样,如图所描绘的,钝化层114中的空隙可与形成于介电层116中的过孔完全对齐。在一些实施例中,可通过下文中参照图2所描述的、且在图3中描绘的该制造工艺的剖视图中予以描绘的工艺,来制造IC封装102。
[0023]电路板104可以是由电气绝缘材料,如环氧树脂层压板,所构成的印刷电路板(PCB)。例如,电路板104可包括用环氧树脂预浸材料层压在一起的电绝缘层,该电绝缘层由多种材料构成,诸如,举例来说,聚四氟乙烯、例如阻燃剂4(FR-4)的酚醛棉纸材料、FR-1、棉纸及例如CEM-1或CEM-3的环氧材料、或玻璃织物材料。可形成穿过所述电气绝缘层的诸如过孔的结构(未描绘出),以通过电路板104向或从IC封装102传送电信号。在其他实施例中,电路板104可由其他适合的材料构成。在一些实施例中,电路板104可以是主板(如图5中的主板502)。
[0024]图2是用于生产IC封装(如图1中的IC封装102)的制造过程200的示意性流程图。图3提供了根据一个说明性实施例的选定操作的剖视图,解说了 IC封装制造过程200中的诸阶段。因此,图2和图3将被相互结合地进行描述。为了帮助说明,图3中在操作间移动的箭头上引用了图2中进行的操作。另外,为了使描述不被过度复杂化,并不是所有参考数字都会被描绘于图3中的每个操作中。
[0025]过程200可始于操作202,此处可提供晶片(如图3中的晶片302)。在实施例中,晶片302可具有多个嵌入的金属导体(如图3中的金属导体304),其可具有置于金属导体304表面之上并与其直接接触的坚硬的钝化层(如钝化层306)。金属导体304可以是铜,铜合金,或其他导电金属或其合金。钝化层306可以是,例如,一层氮化硅(SiN)或氧化硅(S1) ο在一些实施例中,金属导体304可内嵌于半导体材料308(如硅)之中。在这些实施例中,钝化层306可被置于半导体材料308的表面上以及金属导体304的表面上。钝化层306可以是无图案的钝化层。如此处所采用的,无图案的(unpatterned)钝化层可指没有空隙或开口形成于其中的钝化层。
[0026]在操作204中,介电层(如图3中的介电层310)可被置于钝化层306的表面上。介电层310可以是本领域内已知的任何组合物,且可以任何常规的方式施加于钝化层之上。例如,在一些实施例中,介电层可包括聚合物(如环氧系树脂,聚酰亚胺,聚苯并恶唑(PBO)等),所述聚合物可具有二氧化硅填料以提供满足封装可靠性要求的合适的机械属性。介电层310可被置于钝化层306的表面上,例如通过旋涂及固化介电层或通过在钝化层306上层压介电层310。
[0027]在操作206中,过孔(如图3中的过孔312)可形成于介电层中。过孔312可被形成为使得钝化层306的置于金属导体304上的部分可通过过孔312被露出。过孔可以任何常规的方式形成,例如,光刻或激光钻孔工艺。
[0028]在操作208中,可在钝化层306中形成空隙,露出至少一部分金属导体304。在一些实施例中,钝化层306中的空隙可通过等离子刻蚀工艺形成。在该操作中,介电层310可被用作掩模来形成钝化层306中的空隙,所述空隙由形成于介电层中的过孔312所界定。结果,钝化层306的边缘可与图3中314所描绘的过孔边缘对齐,或由其界定。在这些实施例中,过孔与钝化层中的空隙可无缝地且始终对齐。
[0029]在操作210中,任何形成于金属导体304表面上的氧化层,如氧化铜,可从通过形成于钝化层306中的空隙而暴露出的金属导体304表面去除。这可通过如湿法刻蚀工艺实现。在一些实施例中,上述湿法刻蚀工艺可包括采用磷酸,H3P04,和过氧化氢,H202,来去除氧化层。在一些实施例中,上述湿法刻蚀工艺可导致一个底刻蚀(under etch)区,如由圆圈316突出显示的区域所描绘的,其可延伸到钝化层306的一部分的下方。在一些实施例中,由于金属导体304表面上并没有足够多的氧化物以致需要湿法刻蚀工艺,湿法刻蚀工艺可以是不必要的。在这些实施例中,操作210可被省略。
[0030]在操作212中,阻挡材料可被置于介电层310表面上和金属导体304的外露面上,以形成阻挡层(如图3中的阻挡层318)。这样的阻挡层318可包括阻挡材料,如铬,钛,钛-钨,或其他适合的材料。如圆圈316中可见,阻挡材料318可以是断开的,或不连续的,其中在金属导体304的侧壁发生了底刻蚀。在并非必须要有湿法刻蚀工艺以从金属导体304表面去除氧化物的实施例中,不会发生类似的底刻蚀且阻挡层318可以是闭合的,或连续的。阻挡层318可防止一种材料扩散到周围的材料中去。例如,阻挡层318可被用作防止铜扩散到介电层310中。阻挡层318可通过如溅射工艺形成。
[0031]在操作214中,籽晶材料可被置于阻挡层318的表面上,以形成籽晶层(如图3中的籽晶层320)。上述籽晶材料可包括铜,金,钯,或其他适合的材料。如圆圈316中可见,籽晶层320可以是断开的,或不连续的,正如阻挡层318 —样。如同阻挡层318 —样,在并非必须要有湿法刻蚀工艺以从金属导体304表面去除氧化物的实施例中,不会发生底刻蚀且籽晶层320可以是闭合的,或连续的。阻挡层318也可作为粘合促进剂用于随后施加于金属导体304和介电材料310之上的金属化。籽晶层320可被选择为促进材料的粘合,且可基于被施加于籽晶层320上的材料进行选择。籽晶层320可通过如溅射工艺形成。
[0032]在操作216中,抗蚀剂材料可被安置且构造于籽晶层320的表面上,以形成抗蚀层(如抗蚀层322)。抗蚀层322可用于防止金属(例如来自化学镀工艺的金属)附着于籽晶层的诸个部分。在操作218中,再布线层(RDL),如图1中的RDL 120,或凸块下金属化(UBM)层324可被置于籽晶层320的表面上。在一些实施例中,RDL或UBM层324可提供在其上施加焊料用以耦接IC封装和基板或电路板的可靠表面。在其他实施例中,附加的介电和金属层可被置于RDL或UBM层上以提供进一步的信号输出。在实施例中,为清楚起见而未被示出地,附加的步骤可在RDL或UBM层324的电镀后进行。例如在实施例中,在RDL的电镀后露出的抗蚀层322的诸部分可被去除。在去除抗蚀层322的部分后,籽晶材料可利用RDL作为掩模进行刻蚀,随后再利用RDL作为掩模刻蚀阻挡材料。一旦完成这些步骤,附加的介电层和金属层可被置于任何用以进一步信号输出的外露面之上,或者阻焊层(如图1中的阻焊层)可置于其上。
[0033]图4是根据本公开中的实施例的利用IC封装的装配过程400的示意性流程图。这样的IC封装可通过参照图2中描述的示意性的方法来生产,且可在图3中被描绘出。
[0034]装配过程400可起始于操作402,可接收封装基板,其中该封装基板具有在预先确定的基板连接点处的外露的表面精整层(surface finish)。因此,在示意性的实施例中,在封装基板的表面上可没有阻焊剂,且在将IC封装耦接至封装基板之前在表面精整层上可不放置焊料。
[0035]在操作404中,接收IC封装,其中该IC封装具有置于封装连接点上的焊料凸块。在实施例中,IC封装可由上述图3中描绘的IC封装来表示。在操作406中,IC封装的连接点可与基板的连接点对齐。IC封装焊料然后可在操作408中被合金化,以使IC封装粘到基板连接点上,此举可完成封装过程410。
[0036]本公开中的实施例可在使用任何适合的硬件和/或软件以完成所需配置的系统中实现。图5示意性地说明了包
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