專利名稱：改善芯片上板模塊裝置機械性質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于改善BOC模塊裝置的機械性質(zhì)的方法，其中，芯片是具有藉由焊料連接而連接至在一印刷電路板或?qū)Ь€架(1eadframe)上的終端接觸點的3D結(jié)構(gòu)、焊接點、微彈簧(μsprings)或軟凸塊(soft bump)。
背景技術(shù)：
如此的BOC模塊裝置是藉由一架設(shè)程序而加以產(chǎn)生，其中，接合墊(bond pads)(接觸面積)是首先，舉例而言，藉由印刷或分配，而直接以焊接球、或其它來自一焊接材料的3D立體結(jié)構(gòu)、或包含至少一焊接材料或類似物的結(jié)構(gòu)，而被提供于一芯片的有效側(cè)的上，該芯片是接續(xù)著面向下而放置覆蓋在一印刷電路板上的終端接觸點，并且接著藉由焊接而依附于加熱效果之下(under the effect ofheat)。在此操作之中，一個電的以及同時間的機械連接是在該芯片以及該印刷電路板之間發(fā)生。
然而，在如此的BOC模塊裝置的例子中，其已經(jīng)被證明為不利的是，該芯片以及該印刷電路板的不同膨脹系數(shù)所造成的相當多的機械應(yīng)力可能會于正常的操作期間發(fā)生在芯片以及印刷電路板的不同材質(zhì)之間，而此熱的不協(xié)調(diào)可能會將長期操作導(dǎo)向該BOC模塊裝置的失敗，其中，舉例而言，由于機械負荷過重所造成的一個或多個焊料連接破裂，而一般的結(jié)果是構(gòu)件的全體失敗。
為了消除或至少最小化一熱不協(xié)調(diào)所造成的應(yīng)力，一般實務(wù)是在該芯片已經(jīng)被架設(shè)在該印刷電路板之上之后，對藉由毛細作用而在該芯片以及該印刷電路板之間導(dǎo)入具有良好流通性質(zhì)的填膠(underfiller)的使用。
使用如此的填膠顯見的特殊缺點是，必須先加以執(zhí)行將該芯片架設(shè)于該印刷電路板之上的程序，然后才能將該填膠導(dǎo)入于其中，這表示，每一個個別的芯片在其已經(jīng)被架設(shè)完成后，都必須藉由填膠而加以固定。然而，這所造成的結(jié)果是，因為每一個BOC裝置都必須個別的進行加強固定，因此使得將填膠導(dǎo)入的工作變得非常的耗費勞力，而且，要將填膠均勻的導(dǎo)入也是件困難的事。
若所謂的一有機材料與一焊接材料的混合物所形成的軟焊接球取代了焊接材料所形成的相對而言較硬的焊接球時、或3D立體的順應(yīng)組件被用作為電及機械連接組件時，有關(guān)在芯片與印刷電路板之間連結(jié)的機械強度的問題會更加惡化，在此，好幾個問題必須同時列入考慮。
該軟焊接球因其天性而具有一較低的機械強度，因此，在芯片與印刷電路板之間的連接會單單因為此一理由而為較不牢固，而當使用順應(yīng)的3D立體組件時，則甚至會更有問題，而因為該順應(yīng)的3D立體組件是包含一順應(yīng)基礎(chǔ)的組件，且金屬導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)是隨后會施加于其上，所以，在此，在芯片與印刷電路板之間的連結(jié)的機械強度的后續(xù)增加顯得特別的重要，但是，該導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)(重新布線層(reroute layer)/線路)在此并無法傳遞任何的機械力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是以提供可避免習知技術(shù)的缺點，并且在大量生產(chǎn)中可達成成本優(yōu)勢的BOC模塊裝置的目的為基礎(chǔ)。
本發(fā)明作為基礎(chǔ)的目的是在一開始所述的型態(tài)方法的狀況下，藉由以該3D立體結(jié)構(gòu)的頂端會突出于一鑄造構(gòu)件(castingcompound)的方式，而提供一晶圓或該等芯片的一鑄造構(gòu)件而加以達成，且是在該等芯片被個別分開后、或是在該等芯片被架設(shè)到該印刷電路板上之前。
此鑄造構(gòu)件是完全取代習知技術(shù)中，在架設(shè)芯片在一芯片托架(chip carrier)上后被導(dǎo)入的填膠，藉此，即可以以較簡單的裝置而達成芯片的架設(shè)，并且可同時達成對3D立體結(jié)構(gòu)的足夠保護。
若該鑄造構(gòu)件是于該等芯片被個別分開之前被施加至整個晶圓而覆蓋其表面面積時，則相較于個別覆蓋該等芯片，如此可以更進一步達成時間與成本的優(yōu)勢。
該鑄造構(gòu)件是可以較有地藉由噴灑、分配、或印刷的方式而均勻地施加。
為了減少溫度影響所造成的大范圍的機械應(yīng)力，該鑄造構(gòu)件的機械性質(zhì)應(yīng)要比得上硅的機械性質(zhì)。
因此，一個以硅為基礎(chǔ)的材料、或者是一熱塑性材料皆可被用作為該鑄造構(gòu)件。
一環(huán)氧樹酯(epoxy resin)亦適合作為該鑄造構(gòu)件。
然而，重點是，該材料的選擇必須要具有足夠的良好流通性質(zhì)。
在本發(fā)明的一變化中，該晶圓的該鑄造亦可以以兩步驟來執(zhí)行。首先，該鑄造構(gòu)件是先以該3D立體結(jié)構(gòu)亦能完全被覆蓋住的層厚度而被施加于整個晶圓之上，然后，該鑄造構(gòu)件的層厚度被減少至該3D立體結(jié)構(gòu)的頂端可以自該鑄造構(gòu)件突出的厚度范圍。
該鑄造構(gòu)件的層厚度的減少可以簡單地藉由熱移除(灰化步驟(ashing step))、或藉由蝕刻而加以執(zhí)行。
由于自晶圓集合將各個芯片分開的過程會因被覆蓋有該鑄造構(gòu)件而變得較為困難，因此，較為權(quán)宜的方法是，在將該芯片自該晶圓分開之前，先暴露芯片之間的分開廊道(separation corridors)。
而對于該分開廊道的暴露是可簡單地藉由慣用的光微影技術(shù)、或是藉由以激光束的操作而發(fā)生。
在本發(fā)明的一特別的變化中，該晶圓是可以在被切開(切成小塊)之前，先被冷卻至該鑄造構(gòu)件足夠易碎的溫度，以使得該晶圓的分開可以以一般的方式而毫無疑問地進行。


本發(fā)明是以示范性實施例為基礎(chǔ)而于之后的敘述中做更詳細的解釋。在相關(guān)的圖式中圖1其是顯示具有一3D立體組件以及一重新分配層(重新布線線路)的晶圓的詳細圖式；圖2其是顯示根據(jù)圖1的晶圓被提供以將該3D立體組件封閉的鑄造構(gòu)件(casting compound)的圖式；以及圖3其是顯示在暴露將該3D立體組件的接觸面積后，該被覆蓋的晶圓的圖式。
具體實施例方式
圖1是顯示一晶圓1的詳細圖式，在該晶圓1之上，是配置有一順應(yīng)的3D立體結(jié)構(gòu)2，而位于該3D立體結(jié)構(gòu)2的頂端是具有一接觸面積3，而該接觸面積3是為將該接觸面積3電連接至該晶圓1的一終端組件(未顯示)的一重新分配層4的一部份構(gòu)件，除了該順應(yīng)的3D立體結(jié)構(gòu)外，該晶圓1亦可被提供以焊接球、微彈簧(μsprings)、或軟凸塊。然而，在任何狀況中，對一攜帶組件(carrierelement)的機械以及電連接皆是藉由在一印刷電路板或一導(dǎo)線架上的終端接觸點間的焊接連接而發(fā)生。
為了改善所完成的構(gòu)件(舉例而言，一BOC構(gòu)件)的機械穩(wěn)定度，該晶圓1是在其被分開為各個芯片之前，先被提供以一鑄造構(gòu)件(casting compound)5，在此狀況下，該鑄造是可以以該3立體結(jié)構(gòu)2的頂端在覆蓋該鑄造構(gòu)件之后會突出于此鑄造構(gòu)件的方式、或是以該3D立體結(jié)構(gòu)2的頂端接著被進行暴露的方式而加以發(fā)生。
原則上，當然也有可能在芯片自該晶圓分開為個別后，再施加該鑄造構(gòu)件5，然而，對分開的芯片的個別覆蓋將比直接覆蓋整個晶圓來的費力許多。
該鑄造構(gòu)件5是較有利地是藉由噴灑、分配或印刷的方式而被均勻地加以施加。
為了減少溫度影響所造成的大范圍的機械應(yīng)力，該鑄造構(gòu)件5的機械性質(zhì)應(yīng)要比得上硅的機械性質(zhì)，因此，一個以硅為基礎(chǔ)的材料、或者是一熱塑性材料、或一環(huán)氧樹酯(epoxy resin)皆可被用作為該鑄造構(gòu)件5。
然而，重點是，該材料的選擇必須要具有足夠的良好流通性質(zhì)。
該晶圓的該鑄造亦可以兩步驟來執(zhí)行，首先，該鑄造構(gòu)件5是先以該3D立體結(jié)構(gòu)2亦能完全被覆蓋住的層厚度而被施加于整個晶圓1之上，然后，該鑄造構(gòu)件5的層厚度被減少至該3D立體結(jié)構(gòu)2的頂端可以自該鑄造構(gòu)件突出的厚度范圍。
該鑄造構(gòu)件5的層厚度的減少可以簡單地藉由熱移除(灰化步驟(ashing step))、或藉由蝕刻而加以執(zhí)行。
由于自晶圓集合將各個芯片分開的過程會因被覆蓋有該鑄造構(gòu)件5而變得較為困難，因此，較為權(quán)宜的方法是，在將該芯片自該晶圓1分開之前，先暴露芯片之間的分開廊道(separation corridors)，而這可以藉由慣用的光微影技術(shù)、或是藉由以激光束的操作而發(fā)生。
若該晶圓1是藉由以激光束的操作而加以分開時，其是有可能可以省掉先前對該分開廊道的暴露。
若在相對而言較低的溫度即會變得較易損壞、易碎的材料被用作為該鑄造構(gòu)件5時，則該晶圓1是可以在被切開(切成小塊)之前，先被冷卻至該鑄造構(gòu)件足夠易碎的溫度，是以，接續(xù)該晶圓的分開可以以一般的方式而毫無疑問地進行。
符號列表1 晶圓(wafer)2 3D立體結(jié)構(gòu)(3D structure)3 接觸面積(contact area)4 重新分配層(redistribution layer)5 鑄造構(gòu)件(casting compound)
權(quán)利要求
1.一種改善BOC模塊裝置的機械性質(zhì)的方法，其中芯片是具有藉由焊料連接而機械且電連接至一印刷電路板或?qū)Ь€架(leadframe)上的終端接觸點的順應(yīng)的3D立體結(jié)構(gòu)、焊接球、微彈簧(μsprings)、或軟凸塊，其特征在于，一鑄造構(gòu)件(5)是以該3D立體結(jié)構(gòu)(2)的頂端突出于該鑄造構(gòu)件的方式，而被提供于一晶圓(1)或該等芯片，且是在該等芯片被個別分開后、或是在該等芯片被架設(shè)到該印刷電路板上之前。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該鑄造構(gòu)件是在該等芯片的個別分開之前被施加至該晶圓之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，該鑄造構(gòu)件是藉由噴灑、分配、或印刷的方式而被均勻地施加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3其中之一所述的方法，其特征在于，該鑄造構(gòu)件是具有可比擬硅的彈性及機械性質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，一以硅為基礎(chǔ)的材料是被用作為該鑄造構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，一熱塑性材料是被用作為該鑄造構(gòu)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，一環(huán)氧樹酯是被用作為該鑄造構(gòu)件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7其中之一所述的方法，其特征在于，在被施加至該晶圓之后，該鑄造構(gòu)件的層厚度是被降低至該3D立體結(jié)構(gòu)的頂端突出于該鑄造構(gòu)件的程度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該鑄造構(gòu)件的該層厚度是藉由熱移除(灰化步驟(ashing step))而加以減少。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該鑄造構(gòu)件的該層厚度是藉由蝕刻而加以減少。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10其中之一所述的方法，其特征在于，在該等芯片之間的分開廊道(separation corridors)是在分開該等芯片之前先行進行暴露。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，對該分開廊道的該暴露是藉由光微影方法而加以執(zhí)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，對該分開廊道的該暴露是藉由以一激光束的操作而加以執(zhí)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至10其中之一所述的方法，其特征在于，在被切開(切乘小塊)之前，該晶圓是先被冷卻至該鑄造構(gòu)件足夠易碎的溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改善BOC模塊裝置的機械性質(zhì)的方法，其中芯片是具有藉由焊料連接而機械且電連接至一印刷電路板或?qū)Ь€架上的終端接觸點的3D立體結(jié)構(gòu)(2)、焊接球、微彈簧、或軟凸塊。本發(fā)明是意欲于提供可避免習知技術(shù)的缺點，并且在大量生產(chǎn)中可達成成本優(yōu)勢的BOC模塊裝置，而此是藉由以該3D立體結(jié)構(gòu)(2)的頂端突出于一鑄造構(gòu)件(5)的方式而被提供至一晶圓(1)或該等芯片的該鑄造構(gòu)件(5)而加以達成，且是在該等芯片被個別分開后、或是在該等芯片被架設(shè)到該印刷電路板上之前。
文檔編號H01L21/78GK1551714SQ20041003517
公開日2004年12月1日 申請日期2004年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月17日
發(fā)明者A·布林特辛格, A 布林特辛格, O·特羅瓦雷里, 尥呃桌 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司