專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大小與集成電路(IC)芯片相同的所謂芯片尺寸封裝的結(jié)構(gòu)和這種封裝的制造方法。
叫做芯片尺寸封裝的IC封裝，其歷來的制造方式使這類封裝在將各個(gè)IC芯片彼此分開的工序之后形成。
一般的IC封裝需要有一定量的邊緣部分使例如各IC都可以封裝在其中，因而盡管叫做“芯片尺寸封裝”，其大小比IC芯片大得多。此外，制造這類IC封裝需要復(fù)雜的工藝，因而造價(jià)既高，制造時(shí)間又長(zhǎng)。
考慮到上述問題，因而本發(fā)明的目的是提供一種呈IC封裝的形狀、大小與其集成電路(IC)相同的半導(dǎo)體器件，方法是在圓片狀態(tài)下制取IC封裝。
為達(dá)到這個(gè)目的，本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件，其半導(dǎo)體襯底中形成有一個(gè)半導(dǎo)體元件，半導(dǎo)體襯底上的電極片與一個(gè)凸塊連接，凸塊的至少一個(gè)柱形部分外露，凸塊的其它部分則由保護(hù)性材料覆蓋著。要將IC封裝制成這種半導(dǎo)體器件，可以在圓片狀態(tài)將各凸塊與各電極片連接起來，再敷上保護(hù)性材料，使凸塊部分都外露，然后再沿劃線切割圓片，制成IC封裝。
附圖中圖1是圓片大小的半導(dǎo)體器件IC封裝的結(jié)構(gòu)圖；圖2A和2B是本發(fā)明半導(dǎo)體器件安裝狀況的示意圖；圖3A至3B示出了本發(fā)明半導(dǎo)體器件的制造方法；圖4A至4C示出了制造本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中使用的凸塊的制造方法；圖5示出了按本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例制造半導(dǎo)體器件的方法。
本發(fā)明涉及一種制取大小與其集成電路(IC)芯片相同的IC封裝的方法?，F(xiàn)在參看


本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明制成圓片大小的IC封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。電極片2在半導(dǎo)體襯底1的表面上形成。半導(dǎo)體襯底1的表面覆蓋有保護(hù)膜3。集成電路(圖1中未示出)都在半導(dǎo)體襯底中形成。
上面說的是IC芯片的形成過程。按照本發(fā)明，凸塊4與各IC芯片的電極片2連接，各凸塊呈凸起狀，如圖1中所示。IC芯片的表面被覆有保護(hù)性材料5。
上述結(jié)構(gòu)的IC封裝具有下列特點(diǎn)(1)大小與IC芯片相同；(2)其IC芯片完全被保護(hù)性材料5覆蓋住，因?yàn)楸Ｗo(hù)材料5的孔口邊緣在各凸塊4上。這樣就避免了外來物質(zhì)從外部環(huán)境進(jìn)入IC芯片中，例如水實(shí)質(zhì)上不可能進(jìn)入IC芯片中，因此不會(huì)有水在IC芯片中的問題，例如電極片腐蝕的問題。
上述IC封裝還有這樣的特點(diǎn)(3)由于各凸塊4的柱體4a凸出保護(hù)性材料5外，因而容易將各電極連接起來?，F(xiàn)在參看圖2A和2B說明這個(gè)效果。圖2A是從一群圖1中所示制成圓片大小的IC封裝分離出來的一個(gè)IC封裝的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2B示出了圖2A中所示的IC封裝裝在基座上的情況。布線導(dǎo)線17在基座16的表面上形成。布線導(dǎo)線17與凸塊14的柱形部分14a彼此連接起來。凸塊14的柱形部分14a凸出保護(hù)性材料15外，因而容易與外布線導(dǎo)線17連接起來。
上述IC封裝還有這樣的特點(diǎn)(4)由于保護(hù)性材料5將IC芯片牢牢固定住，因而IC封裝的強(qiáng)度比起IC芯片單獨(dú)存在的狀態(tài)是大大提高了；而且(5)結(jié)構(gòu)如此簡(jiǎn)單從而使包括材料價(jià)格在內(nèi)的造價(jià)低。
上面說過，本發(fā)明的IC封裝可用作芯片尺寸的封裝。
接下去，詳細(xì)說明一下本發(fā)明IC封裝的制造方法。
圖3示出了圓片在IC芯片尚未割除時(shí)的情況。圓片中有許多IC。半導(dǎo)體襯底21上配備有多個(gè)電極片22和保護(hù)膜23。半導(dǎo)體襯底21上形成有許多半導(dǎo)體元件。半導(dǎo)體襯底21由化合物半導(dǎo)體(例如硅(si)半導(dǎo)體或砷化鎵半導(dǎo)體或其它一些半導(dǎo)體)制成。電極片22的材料22為鋁(Al)、鋁合金、含某些雜質(zhì)元素的鋁、銅(Cu)、銅合金、含某些雜質(zhì)元素的銅或其它某些金屬。保護(hù)膜23為氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiNx)膜、聚酰亞胺膜或某些其它絕緣膜。
接下去，如圖3B中所示，凸塊24在多個(gè)IC制成的IC芯片仍然處于圖1中所示的圓片狀態(tài)時(shí)與電極片22連接。
圖3C是圖3B一部分的放大圖，各電極片都放大了。凸塊24制成如圖3C中所示的那樣呈凸起的形狀。制成凸塊24可能的一個(gè)方法是采用導(dǎo)線焊接機(jī)的方法。
就是說，參看圖4A用引線鍵合裝置在金屬線34端部形成金屬圓球35。接著，如圖4B中所示，將金屬球35壓到Ⅳ的電極片32上，用熱壓焊或超聲波壓焊將金屬球35與電極片32彼此鍵合起來。接著，如圖4C中所示，切割金屬線34，使留下來的金屬線34長(zhǎng)度適當(dāng)。上述工序是在圓片階段進(jìn)行的。從圓片的大小可以看出，凸塊36的高度有些變化。因此，為使總高度一致，可以在圖4C中所示的步驟之后加一個(gè)斜削步驟。凸塊部分34和35的材料為例如金(Au)、鈀(Pd)、鋁(Al)、銀(Ag)、鉛(Pb)和錫(Sn)組成的釬料合金、銀(Ag)和錫(Sn)組成的合金或其它某些材料。
接著，加上保護(hù)性材料25，如圖3D中所示。圖3E是圖3D一部分的放大圖，各電極部分都延長(zhǎng)了。保護(hù)性材料25可以是液體材料，可以涂到圓片的整個(gè)表面。必要時(shí)通過考慮調(diào)定之后的最終厚度在涂敷時(shí)確定液體保護(hù)性材料25的厚度。就是說，調(diào)節(jié)施加后的液體保護(hù)性材料25的厚度，使凸塊24的柱形部分充分外露，即外露的柱形部分長(zhǎng)得足可在IC芯片裝在基座上時(shí)能與基座上的布線部分鍵合起來。敷上之后，在適當(dāng)?shù)臏囟群姹阂后w保護(hù)性材料，使其固化。這個(gè)烘焙的溫度應(yīng)適當(dāng)選擇，使保護(hù)性材料25在機(jī)械和化學(xué)增強(qiáng)IC的強(qiáng)度方面更為穩(wěn)定和有效。
這樣，在圓片中形成多個(gè)IC封裝。接下去，談一下各IC封裝的分開工序。
用切片機(jī)沿圓片中的劃線切割圓片，從而將各IC封裝分開來。于是得出形成IC封裝的晶片碎片。
在圖3A至3E中所示的制造工序中，形成保護(hù)性材料25使其表面鄰接各凸塊柱形部分24a的中間部分。但保護(hù)性材料也可以制成如圖5中所示的那樣即圖5中所示的保護(hù)性材料55形成得使其表面鄰接各凸塊的水平部分或低于凸塊水平部分的部分。
綜上所述，按照本發(fā)明，IC封裝是在圓片狀態(tài)下形成的，從而減少了工藝步驟的數(shù)目，從而大降低了造價(jià)和縮短訂貨和交貨之間的時(shí)間。
此外，采用了凸塊，用保護(hù)性材料覆蓋住凸塊的水平部分，從而使半導(dǎo)體器件的可靠性和質(zhì)量明顯提高。
權(quán)利要求
1．一種半導(dǎo)體器件，包括一個(gè)半導(dǎo)體襯底，里面形成有一個(gè)半導(dǎo)體元件；和一個(gè)凸塊，與半導(dǎo)體襯底上的一個(gè)電極片連接；其中，所述凸塊的柱形部分和所述凸塊的水平部分外露，所述凸塊的其它部分用保護(hù)性材料覆蓋住。
2．如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述凸塊的柱形部分凸出保護(hù)性材料外。
3．一種半導(dǎo)體器件，包括一個(gè)半導(dǎo)體襯底，里面形成有一個(gè)半導(dǎo)體元件；和一個(gè)凸塊，與半導(dǎo)體襯底上的一個(gè)電極片連接；其中，所述凸塊的柱形部外露，所述凸塊的其它部分用保護(hù)性材料覆蓋住。
4．一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底中形成有一個(gè)半導(dǎo)體元件，半導(dǎo)體料底上的一個(gè)電極片與一個(gè)凸塊連接，凸塊的柱形部分和凸塊的水平部分外露，所述凸塊的其它部分用保護(hù)性材料覆蓋住，所述方法包括下列步驟在半導(dǎo)體襯底中形成半導(dǎo)體元件之后，再將凸塊與半導(dǎo)體元件的電極片連接起來；敷上保護(hù)半導(dǎo)體元件的保護(hù)性材料；對(duì)保護(hù)性材料進(jìn)行熱處理。
5．如權(quán)利要求4所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，凸塊用引線鍵合裝置形成。
全文摘要
在圓片狀態(tài)下制造IC封裝,各IC封裝作為與其IC芯片同大小的封裝而提供。凸塊和電極片都在圓片狀態(tài)下連接起來,再敷上保護(hù)性材料使各凸塊部分外露,然后沿劃線切割圓片,IC封裝就制造出來了。
文檔編號(hào)H01L23/52GK1306300SQ01101509
公開日2001年8月1日 申請(qǐng)日期2001年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月14日
發(fā)明者保坂俊 申請(qǐng)人:精工電子有限公司