專利名稱：不滿填充受控折疊芯片連接(c4)集成電路封裝的生產流水線的制作方法
背景技術：
1.發(fā)明領域本發(fā)明涉及一種集成電路封裝。
2.背景信息集成電路典型是裝入焊接在印刷電路板上的封裝之中。

圖1給出了一種通常稱為倒焊法或C4封裝的集成電路封裝。集成電路1包含很多焊在基底3上表面上的焊接突起2。
基底3典型是由復合材料構成，其熱膨脹系數與集成電路的熱膨脹系數不同。封裝溫度的任何變化都會引起集成電路1和基底3之間的不均勻膨脹。不均勻膨脹會產生可能使焊接突起破裂的壓力。焊接突起2在集成電路1和基底3之間傳導電流，因此焊接突起2中的任何裂痕都會影響電路1的運行。
封裝包括位于集成電路1和基底3之間的不滿填充材料4。不滿填充材料4典型是環(huán)氧，它加強了IC封裝焊點的可靠性和熱機械水分穩(wěn)定性。
封裝可以包括數百個焊接突起2，排列成二維陣列穿過集成電路1的底部。環(huán)氧4典型是通過沿著集成電路的一邊發(fā)放單行未固化環(huán)氧材料而用在焊接突起接觸面的。然后環(huán)氧在焊接突起之間流動。環(huán)氧4必須以覆蓋所有焊接突起2的方式發(fā)放。
最好是只在集成電路的一面發(fā)放環(huán)氧4以確保在不滿填充中不形成氣孔。氣孔減弱了集成電路/基底接觸面的結構完整性。另外，不滿填充材料4與基底3和集成電路1兩者必須具有良好的粘合強度以防止在熱填充和水分填充期間分層。因此環(huán)氧4必須是以這樣一種狀態(tài)提供的材料，它能夠在整個集成電路/基底接觸面下流動，同時具有良好的粘性。
基底3典型由陶瓷材料構成。陶瓷材料大量制造相對要比較昂貴。因此想要為C4封裝提供一種有機基底。有機基底會吸收不滿填充過程中釋放出的水分。不滿填充過程中釋放出的水分會在不滿填充材料中產生砂眼。與陶瓷基底相比，有機基底還具有較高的熱膨脹系數，會在管芯、不滿填充材料和焊接突起中產生較高的壓力。環(huán)氧中較高的壓力會在熱填充期間產生延伸到基底之中的裂痕，并使金屬痕跡破裂而導致封裝失敗。在熱填充期間較高的壓力還會導致管芯失敗，增加對氣孔和水泡的靈敏度。突起在熱填充期間可能會擠壓出砂眼，特別是對于具有相對較高突起密度的封裝。我們要做的事是提供一種使用有機基底的C4封裝。
發(fā)明簡述本發(fā)明的一個實施方案是不滿填充安裝在基底上的集成電路的生產流水線。流水線包括將第一不滿填充材料發(fā)放到基底上的第一發(fā)放站和一個烘箱，它在不滿填充材料在集成電路和基底之間流動期間移動基底。
附圖簡述圖1是現有技術的集成電路封裝側視圖；圖2是本發(fā)明集成電路封裝的一個實施方案頂視圖；圖3是放大的集成電路封裝側視圖。
圖4是一個示意圖，顯示了裝配集成電路封裝的方法。
發(fā)明詳述參考附圖，尤其是參考標號，圖2和圖3給出了本發(fā)明集成電路封裝10的一個實施方案。封裝10包括基底12，基底包括第一表面14和與其相對的第二表面16。集成電路18可以通過多個焊接突起20連接到基底12的第一表面14。焊接突起20排列成二維陣列穿過集成電路18。焊接突起20可以使用通常稱為受控折疊芯片連接(C4)的方法連接到集成電路18和基底12。
焊接突起20傳導集成電路18和基底12之間的電流?；?2的一個實施方案包括一種有機絕緣材料。封裝10有很多焊接球，連接到基底12的第二表面16。焊接球22可以回流以將封裝10連接到印刷電路板(沒有給出)。
基底12可以包括路線痕跡、電源/地平面、通路等等，將第一表面14的焊接突起20電連接到第二表面16上的焊接球。集成電路18可以由密封材料密封起來(沒有給出)。另外，封裝10可以加上一個熱鐵芯或熱槽之類的熱元件(沒有給出)來去除集成電路18產生的熱量。
封裝10包括連接到集成電路18和基底12的第一不滿填充材料24。封裝10還包括連接基底12和集成電路18的第二不滿填充材料26。第二不滿填充材料26形成一個環(huán)帶，環(huán)繞和密封IC和第一不滿填充材料24的邊緣。第二材料26的密封功能會防止水分移動、集成電路破裂和第一不滿填充材料的裂縫。
第一不滿填充材料24可以是日本Shin-Itsu生產的、產品標號為Semicoat5230-JP的環(huán)氧。Semicoat5230-JP材料提供了良好的流動性和粘性。第二不滿填充材料26可以是日本Shin-Itsu生產的、產品標號為Semicoat122X的酸酐環(huán)氧。Semicoat122X材料的粘性低于Semicoat5230-JP，但抗斷裂/破裂要好得多。
圖4給出了一個裝配封裝10的方法?；?2一開始要在步驟1中在烘箱里烘烤以去掉基底材料中的水分。基底12烘烤溫度最好要高于余下不滿填充處理步驟的處理溫度，確保在隨后的步驟中基底12不會釋放出水分。舉例來說，基底12可以在163℃上烘烤。
在烘烤過程之后，集成電路18被安裝在基地12上。集成電路18典型是通過回流焊接突起20來安裝。
在第一發(fā)放站30中，第一不滿填充材料24沿著集成電路的一邊發(fā)放到基底12上。第一不滿填充材料24在毛細作用下于集成電路18和基底12之間流動。舉例來說，第一不滿填充材料24可以在110～120℃的溫度下發(fā)放。完全填充集成電路18和基底12之間的空隙要經過一系列發(fā)放的步驟。
封裝10要自始至終在烘爐32中移動以完成第一不滿填充材料24的完全流動和部分膠凝。舉例來說，在烘箱32里要將不滿填充材料24加熱到120～145℃的溫度才能使其部分膠凝。部分膠凝會減少砂眼形成，增強集成電路18和不滿填充材料24之間的黏連。黏連的增強會減少水分移動、不滿填充材料24和IC18之間的分層以及不滿填充材料24和基底12之間的分層。砂眼形成減少了會降低熱填充期間突起擠出的可能性。在毛細處理期間，封裝要自始至終在加熱不滿填充材料的烘箱中不停的移動。在毛細處理期間不停移動基底12降低了不滿填充集成電路所需的時間，從而減少了生產封裝的成本?；卓梢栽趥魉蛶?沒有給出)上在發(fā)放站30和34之間移動，并穿過烘箱32。
在第二發(fā)放站34，第二不滿填充材料26沿著集成電路18的所有四個邊發(fā)放到基底上。第二不滿填充材料26以生成一個環(huán)繞并密封第一材料24的填充帶的方式來發(fā)放。舉例來說，第二材料26在大約80～120℃的溫度下發(fā)放。
第一不滿填充材料24和第二不滿填充材料26會固化為堅硬的狀態(tài)。材料在大約150℃的溫度下固化。在不滿填充材料24和26固化之后，焊接球22被加在基底12的第二表面16上。
雖然已經講述并在附圖中給出了具有一定代表性的實施方案，但這可理解為這樣的實施方案只是示意性的，不是對概括性的發(fā)明加以限制，本發(fā)明不只限于給出的和講述的特定結構與排列，所以那些普通的技術人員可以進行其它不同的修改。
權利要求
1.一種不滿填充安裝在基底上的集成電路的生產流水線，包括第一發(fā)放站，可以將第一不滿填充材料發(fā)放到基底上；以及一個加熱第一不滿填充材料的烘箱，該烘箱在第一不滿填充材料在集成電路和基底之間流動時移動該基底。
2.如權利要求1所述的生產流水線，還包括將第二不滿填充材料發(fā)放到基底上的第二發(fā)放站。
3.如權利要求1所述的生產流水線，其中第二不滿填充材料密封第一不滿填充材料。
4.如權利要求1所述的生產流水線，其中第一不滿填充材料是環(huán)氧的。
5.如權利要求4所述的生產流水線，其中第二不滿填充材料是酸酐環(huán)氧。
6.如權利要求1所述的生產流水線，其中烘箱將第一不滿填充材料加熱到部分膠凝狀態(tài)。
7.一種不滿填充安裝到基底上的集成電路的方法，包括將第一不滿填充材料發(fā)放到基底上；以及加熱第一不滿填充材料，同時移動基底穿過烘箱。
8.如權利要求7所述的方法，其中第一不滿填充材料在集成電路和基底之間流動。
9.如權利要求8所述的方法，還包括環(huán)繞第一不滿填充材料發(fā)放第二不滿填充材料的步驟。
10.如權利要求7所述的方法，還包括在發(fā)放第一不滿填充材料之前加熱基底的步驟。
11.如權利要求10所述的方法，其中加熱基底的溫度要高于第一不滿填充材料移過烘箱的溫度。
12.如權利要求7所述的方法，還包括使用焊接突起將集成電路安裝到基底上的步驟。
13.如權利要求12所述的方法，還包括將焊接球加在基底上的步驟。
14.一個不滿填充安裝在基底上的集成電路的方法，包括將第一不滿填充材料發(fā)放到基底上；以及在第一不滿填充材料在集成電路和基底之間流動期間移動基底。
15.如權利要求14所述的方法，還包括環(huán)繞第一不滿填充材料發(fā)放第二不滿填充材料的步驟。
16.如權利要求14所述的方法，還包括在第一不滿填充材料發(fā)放之前加熱基底的步驟。
17.如權利要求14所述的方法，還包括使用焊接突起將集成電路安裝在基底上的步驟。
18.如權利要求17所述的方法，還包括將焊接球附到基底上的步驟。
全文摘要
一種不滿填充安裝在基底上的集成電路的高吞吐量生產流水線和方法。生產流水線包括一個將單一不滿填充材料發(fā)放到基底上的第一發(fā)放站和一個烘箱,烘箱在不滿填充材料在集成電路和基底之間流動期間移動基底。生產流水線消除了作為獲得高吞吐量瓶頸的流動時間(毛細作用時間)。
文檔編號H01L21/56GK1344424SQ00804565
公開日2002年4月10日 申請日期2000年2月8日 優(yōu)先權日1999年3月3日
發(fā)明者D·庫克, S·拉馬林加姆 申請人:英特爾公司