專利名稱：管芯裝置及用于制造管芯裝置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及管芯裝置(die arrangement)和用于制造管芯裝置 的方法。
背景技術：
在封裝電子芯片(下文中也被稱為管芯)的過程中，可能必須 提供從管芯的第 一連接區(qū)域(例如，被配置在管芯的內(nèi)部區(qū)域中) 到管芯的第二連4妄區(qū)域(例如，可以位于管芯的邊^(qū)彖區(qū)域中)的再 分配布線。例如，如果連接技術(例如，引線接合法)適合于在管 芯的邊緣區(qū)域中形成接合線，這可能是可取的。例如，通過配置在 所謂的再分配層(RDL)中的其他電導體路徑(track)來影響再分 酉己*纟戈。在再分配層技術中，將金屬層沉積到例如配置在管芯或晶片上 的電介質(zhì)(例如，聚酰亞胺或晶片級電介質(zhì))上。該電介質(zhì)的厚度 和介電常數(shù)對相對于硅片的底金屬層的耦合電容是極其重要的。這 導致封裝寄生電容的增大，因而由于增大的電容性負載而限制了工 作頻率。再分配層還可以將千擾耦合到底層導體i 各徑中并因而影響 管芯的功能性。傳統(tǒng)的再分配層技術試圖通過配置附加的電介質(zhì)(WPR)或低 k電介質(zhì)來減小這種耦合和寄生電容。 然而，利用用于沉積電介質(zhì)的現(xiàn)-f亍方法，不可能達到大于15 nm 電介質(zhì)厚度的足夠穩(wěn)定、可再生產(chǎn)以及節(jié)約成本的層的厚度。由于 旋涂(spin-on)電介質(zhì)通常被用于制造再分配層，所以在這些電介 質(zhì)的情況下(例如，在由聚酰亞胺制成的電介質(zhì)的情況下)，由于 在交連期間可能發(fā)生高達50%的體積收縮而限制了層厚度，結(jié)果產(chǎn) 生內(nèi)部張應力，這可能導致晶片或單個管芯不期望的彎曲。雖然通過使用BCB (苯并環(huán)丁烯)減小了收縮，但當層厚度大 于5 (am - 10 pm時，BCB容易裂化。這些材沖+的高固化溫度可能導 致寸呆持產(chǎn)量損失(retention yield loss )?；谶@些和其他原因，需要基于實施例所闡述的本發(fā)明。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個實施例提供了管芯裝置。管芯裝置具有管芯、相 互電耦合的多個電子電^各、配置了至少一個電連4妾的至少一個第一 電連4妾區(qū)纟或、以及在管芯的上表面上留出該至少一個第一電連4妄區(qū) 域時施加的第一鈍化層。此外，管芯裝置具有第二鈍化層，其含有 成型材料(molding material)并被至少部分地配置在第一鈍化層上。 此外，管芯裝置具有至少一個電連接結(jié)構(gòu)，其包括連接元件和再分 配層，用于將第一電連接區(qū)域電連接至第二電連接區(qū)域(其通過再 分配層的一部分或在再分配層的一部分處形成)。連4妄元件從第一 電連接區(qū)域延伸通過第一4屯化層和第二4屯化層，以及至少部分地在 第二4屯化層上配置耦合至連接部的再分配層。根據(jù)另 一示例性實施例，本發(fā)明提供了 一種用于制造管芯裝置 的方法。該方法包括在管芯的至少一個第一電連接區(qū)域的第一電 連接上形成至少 一個連接元件，該管芯具有相互電耦合的多個電子 電i 各、配置了至少一個第一電連4妄的至少一個第一電連4妾區(qū)i或、以
及施加在管芯的上表面上并留出至少第 一連接的第 一鈍化層，以這 樣的方式，連接元件近似垂直地從電連接延伸出來。此外，該方法包括當在至少一個連接元件中成型時，在第一鈍化層上形成由成 型材料制成的第二鈍化層；當制造至少一個連接元件的自由端的電 連接時，在第二鈍化層的表面上形成至少一個再分配層；以及當在 至少一個再分配層處留出至少一個部分時，通過在第二鈍化層的頂 側(cè)配置覆蓋層來形成具有第二電連接的至少一個第二電連接區(qū)域。從參考附圖的以下描述中，本發(fā)明的這些和其他特征將變得顯 而易見。


為了更徹底地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下描 述，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的管芯裝置的截面圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的導電結(jié)構(gòu)的連接元件；圖3A至31示出了根據(jù)本發(fā)明 一個實施例的用于制造管芯裝置 的各個處理；圖4示出了具有至少部分形成的第二鈍化層的管芯裝置；圖5示出了具有用于參數(shù)測試的焊盤的管芯裝置；以及圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的用于制造管芯裝置 的方法的流程圖。
具體實施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的管芯裝置的截面圖。如圖1所示，管芯裝置包括具有相互電耦合的多個電子電路(未示出)的管芯1。第一鈍化層5 (硬鈍化)(其本身對于管芯l是普 遍的并可以由例如聚酰亞胺制成)被配置在管芯1的表面上。此夕卜， 在管芯1的表面上配置每個均具有至少一個電連接的多個第一電連 接區(qū)域，下文中將這些電連接區(qū)域被稱為焊盤2,在圖1中，為了 實例僅示意性示出了三個焊盤2。在焊盤2的區(qū)域中省去了第一鈍 化層5。同才羊，在第一4屯化層5上可選地配置第三《屯化層6 (例如，其 可被用在DRAM產(chǎn)品的管芯裝置中)，同時留出焊盤2。可將第三 鈍化層6 (例如，具有大約5 (im的層厚度并可由聚酰亞胺制成)用 作附加的應力緩沖器。在所有情況下，連接元件3、 31都被配置在焊盤2上，該連接 元件在所有情況下都與被配置用于在管芯中激活再分配布線的導 電結(jié)構(gòu)相關聯(lián)。圖1示意性示出了兩種不同制造的連4妄元件3、 31作為這種連 接元件3、 31的實例，雖然在完成管芯1的過程中4又統(tǒng)一4吏用了不 同類型的連接元件3、 31中的一種。在根據(jù)圖l的管芯裝置中，所 制造的不同連接元件3、 31達到相同的目的，因此，這里將不再更 詳細地描述連〗妄元件3、 31的類型。通過實例，可將連4妾元件3、 31施加于處于晶片級的管芯1的焊盤2。從圖l可以進一步看出，第二鈍化層7被至少部分地配置在可 選的第三鈍化層6上(或者，如果沒有提供第三鈍化層6,被至少
部分地配置在第一鈍化層5上)，第二鈍化層7具有成型材料并基 本上完全密封連接元件3、 31，只有連接元件3、 31的上端沒有成 型材^K通過實例，在成型方法中，可將第二4屯化層7 (在該實施 例中，下文中^皮稱為成型層7)施加于管芯裝置的管芯1。例如， 可以通過暴露成型(exposed molding )來保留連接元件3、 31的上 端面。作為另一種可選方法，例如，在諸如真空印刷密封工藝 (VPES)的印刷方法中也可以施加成型層7。/人圖l可以進一步看出，在成型層7的頂部上配置分別分配給 焊盤2的對應數(shù)目的再分配層8,其中，在所有情況下，再分配層 都導電連接至所分配的連接元件3、 31，并沿成型層7的頂部延伸。 如上所述，根據(jù)圖1的管芯裝置可以是管芯組件或晶片，其在完成 再分配布線之后纟皮再分為單獨的管芯。相應i也，以再分配層8例如 朝向隨后將被單獨化的多個管芯的邊緣區(qū)域(未示出)延伸的這種 方式，4艮據(jù)預定方案影響再分配層8的定位和長度，并可由此在對 應的邊緣區(qū)域處l是供用于新連4妄區(qū)域的部分。對應的對準標記可用 于處理在分配層8。從圖l可以進一步看出，在所有情況下，在再分配層8的一部 分處或通過再分配層8的一部分形成具有至少一個電連4^的第二電 連接區(qū)域(下文中稱為第二焊盤10)。通過各個再分配層8的頂部 或在各個再分配層8的頂部處設置新的或第二焊盤10，以至少部分 覆蓋再分配層8的方式，由至少部分配置在成型層7頂部上的覆蓋 層9界定對應的焊盤區(qū)域。根據(jù)管芯裝置的另一設想的使用，可以 形成通過再分配層8處的覆蓋層9中的開口或切口 12提供的第二 焊盤IO,即，可將用于使用作為晶片級芯片尺寸封裝(CSP)的管 芯裝置的焊盤區(qū)域(其中，焊球被配置在焊盤10處)制作的大于 管芯裝置用于引線接合MCP時的焊盤區(qū)域。
可形成覆蓋層9作為用作晶片級芯片尺寸封裝(CSP)的保護 層或作為阻焊層。例如，可通過絲網(wǎng)印刷或一些其他合適的施加方 法來施力口覆蓋層9。由于例如通過成型方法或印刷方法將成型層7施加于第 一鈍化 層5，或可選地將其施加于第三鈍化層6 (假設設置了這種第三鈍 化層)，所以可制造厚度大于30nm的成型層7。由于所使用的成型 材料(例如，可具有混合有對應填充物的環(huán)氧樹脂)，即使在成型 層具有約50 (im的層厚度的情況下，也可以實現(xiàn)在成型材并+的固化 期間不發(fā)生成型材料的收縮或者僅發(fā)生可忽略的成型材料的收縮， 結(jié)果避免了管芯的彎曲。此外，由于在成型或印刷之后成型材料的 固化溫度的最大值為180°C，所以產(chǎn)生了保持產(chǎn)量損失低于當根據(jù) 鈍化層的傳統(tǒng)制造使用通過旋涂施加的聚酰亞胺時的保持產(chǎn)量損 失的效應。才艮據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如已指定的，由于可以在第一4屯化 層5和配置在成型層7頂部上的再分配層8之間形成具有大于30 iam厚度的第二鈍化層7 (有時被稱為成型層7)。因此，有利地實 現(xiàn)可以明顯減小寄生電容，使得結(jié)合更好的信號傳輸，管芯裝置由 此使高時鐘頻率處的電性能得到顯著改善。根據(jù)本發(fā)明 一個實施例 的管芯裝置的另 一優(yōu)點是可以通過成型或印刷來制造第二鈍化層 7,其中，基本上密封了連接元件3、 31，并且通過該第二鈍化層， 增大了有源管芯表面和再分配層8之間的距離。因此，對于該第二 鈍化層7的制造，無需提供必須是可曝光成像的材料。用于制造第 二纟屯化層7的成型材料不〗又具有更加有利的處理特性，而且還可以 以4氐成本l是供該成型材泮+ 。此外，第二4屯^H:層7的成型或印刷和^皮用于此目的且并不必是 可曝光成像的成型材料的另 一優(yōu)點在于可以使附加填充物與成型 材料(例如，可以具有環(huán)氧樹脂)混合，通過這種填充物，可以4安
照期望方法以目標方式影響成型材料的熱膨脹系數(shù)(CTE )和/或成 型材料的介電常數(shù)。例如，關于影響熱膨脹系數(shù)的合適填充物可以 是二氧化硅(非晶狀球形填充物)。此外，可以另外混合環(huán)氧樹脂或其他填充物，例如，這可以影 響固化期間的收縮行為、成型材料的導熱性、以及例如特有的機械 特性，使得為了形成第二鈍化層7，可以提供成型材料，其具有期 望或所需的可鑄性以及期望或所需的機械特性、熱特性和電特性， 并可以形成具有第一鈍化層5或(如果存在)具有第二鈍化層6、 以及具有連4妾元件3、 31的復合結(jié)構(gòu)。圖2示出了才艮據(jù)本發(fā)明一個實施例的導電結(jié)構(gòu)的連接元件。例如，可將連4妄元件3 (圖2中所示的多個連4妄元件3 (在圖2 中，通過實例4又示出了三個連4妄元件3))用作圖1中所描述的管芯 裝置的導電結(jié)構(gòu)的連接元件。例如，直接導電連接至管芯1的焊盤 2的柱形連接元件3 (下文中稱為凸塊3)為配置成型層7 (參見圖 1 )之前所形成的電沉積凸塊。在制造或沉積凸塊3之前，通常在處理開始層(種子層)和形 成由光刻膠制成的相應結(jié)構(gòu)之后，將底部凸塊金屬化層(UBM， under bump metallization )施加于直4妾位于打開的焊盤結(jié)構(gòu)上的管芯 1。接著，進行凸塊3 (其可以含有銅)的電沉積，例如，基于由光 刻月交制成的結(jié)構(gòu)，可以以一主形的形式形成凸塊3。在隨后去除光刻 膠和開始層之后，4妄著，通過將連接元件3密封或嵌入在成型層7 的成型材料中來使管芯1設置有成型層7 (圖1 )。然而，代替參考圖2所描述的電沉積的連接元件3，還可以在 焊盤2上配置不同的連4秦元件。不同的連4妄元件31 (例如，在圖1 和圖3中示意性示出了該元件)的一個實例是所謂的螺栓形凸塊(stud bump ) 31,其可以在無掩模方法的步驟中祐L機械地施加于焊 盤2。此外，將螺栓形凸塊31配置在焊盤2上不需要電鍍開始層(也 被稱為種子層)，即，UBM, 4吏得就1象例如對于具有少量連4妾的相 對較大的管芯一樣，根據(jù)螺栓形凸塊31的數(shù)量，可以在制造管芯 裝置時減少成本。此外，可以以一個在另一個之上(堆疊)的方式 配置多個螺栓形凸塊31,使得可以以簡單的方式設置具有所需/期 望高度的螺栓形凸塊31。例如，螺栓形凸塊31的材料含有金或銅。圖3A至圖3I示意性示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于制造 管芯裝置的各個方法處理，基于這些圖，以下更加詳細解釋了根據(jù) 一個實施例的方法。圖3A示出了管芯1，其具有相互電耦合的多個電子電路(未 示出)，并適合于制造根據(jù)本發(fā)明一個實施例的管芯裝置。從圖3A可以看出，通常的第一鈍化層5 (硬鈍化)被配置在 完成處理后的管芯1的表面上并設置有未覆蓋多個焊盤2的切口， 雖然在才艮據(jù)圖3A至圖3I的示圖中，通過實例在所有情況下均4又示 出三個焊盤2， ^f旦在所有情況下，所述焊盤都對應于具有至少一個 電連接的第一電連接區(qū)域。如圖3B所示，在第一步驟中，管芯1設置有當漏出或留出第 一電連接區(qū)域(即，第一焊盤2)時被施加于第一鈍化層5并例如 用作應力緩沖器的第三鈍化層6。然而，該第三4屯化層6(例如， 可具有聚酰亞胺)的配置是可選的，并不是對于所有類型的管芯裝 置使用都是必須的。具有這種用作應力緩沖器的第三鈍化層6的管 芯裝置的示例性應用可以是DRAM。
由于這種第三鈍化層6對根據(jù)本發(fā)明 一個實施例的管芯裝置不 是絕對必須的，所以在接下來的附圖和相關描述中省略了所述第三 鈍化層6的說明。如圖3C所示，才艮據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于制造管芯裝置的 下一個方法處理包4舌實J見連4妾元件3、 31的配置，在該示例性實施 例中，以螺4全形凸塊31的形式體現(xiàn)連接元件3、 31。在這種情況下， 螺才全形凸塊31 ^皮才幾械地配置在例如處于晶片級的整個管芯裝置的 (例如)焊盤2上，可以通過配置多個螺栓形凸塊或彼此堆疊多個 螺栓形凸塊來相應地達到所期望或所需的螺栓形凸塊31的高度。 對于通過螺栓形凸起工藝實現(xiàn)焊盤2上螺栓形凸塊31的連接，不 必向焊盤2提供電開始層。從圖3D中可以看出，例如，包括螺栓形凸塊31的管芯1隨后 被設置有第二鈍化層7 (下文中也被稱為成型層7)。例如，可通過 例如成型工藝或諸如真空印刷密封工藝的刻版印花(stencil printing)工藝實現(xiàn)該成型層7的形成。通過例如含有環(huán)氧樹脂的材 料以及使用上述工藝中的一種形成所述成型層7具有以下優(yōu)點可 以制造任何期望或所需的層厚度，其中，使螺栓形凸塊31能夠完 全成型在成型材料中，或者如圖3E中所示，通過暴露成型使螺栓 形凸塊31嵌入成型材^)"中，以^使螺;f全形凸塊31的上端部仍在成型 材料的外面。如圖3D所示，對于在成型或印刷操作期間管芯1上的螺栓形 凸塊31完全嵌入在成型層7中的情況，例如，下一處理包括例如 以磨掉的形式實現(xiàn)去除成型層7的頂部71處的材料層，例如直到 成型層7具有預定厚度(例如，50 pm),并且如圖3E所示，螺栓 形凸塊31的上部311沒有被覆蓋。 在下一方法處理中，如圖3F所示，將再分配層(RDL ) 8配置 在成型層7的頂部，再分配層8被分配給每個螺栓形凸塊31并導 電連接至螺栓形凸塊，其目的在于，通過再分配層8提供相對于管 芯1上所分配的各個原始焊盤2配置在不同位置處的各個新的或第 二焊盤10 (圖1 )。由于嵌入成型層7中的螺栓形凸塊31或電沉積凸塊3含有銅 或金而不是含有鋁，如原始焊盤2，所以為了實現(xiàn)再分配層8與螺 栓形凸塊31或凸塊3充分好的粘著性，可以在處理再分配層8之 前，可選地使用化學金屬化而不是施加需要上游薄膜處理(upstream thin-film process)的電鍍開始層。隨后，可以使用之前形成的掩模 通過通常的電沉積工藝基本上實現(xiàn)再分配層8，首先再分配層8具 有銅，并且在其上處理覆蓋層，根據(jù)使用管芯裝置的另一目的(例 如，用于引線接合或焊料接合)，例如，該覆蓋層可以含有鎳(Ni) 或金(Au)或其合金，并確保再分配層8的可焊性。才艮據(jù)本發(fā)明的實施例，由于配置在管芯1的有源表面和再分配 層8之間的鈍化層是具有成型材料的成型層7,所以這種層可^皮形 成具有例如50 (am的厚度，結(jié)果可以除去管芯1的有源表面和再分 配層8之間的寄生電容，或者即4吏在高工作頻率時也可以最大可能 詳呈度:t也防止該寄生電容。因此，與傳統(tǒng)的管芯裝置相比，顯著改善 了才艮據(jù)本發(fā)明實施例的管芯裝置的電性能。而且，可向成型材并+添 力口添力t2劑，例如，其可以以期望的方式影響所述成型材料的介電常 數(shù)，使得成型層7不僅通過其厚度而且基于其材料也可以具有改善 的特性。如上所述，因為在成型工藝或印刷工藝中可將成型層7施 加于管芯1,并因此不必具有可曝光成〗象特性，所以可將添加劑或 填充物與成型材料混合。由成型材料形成第二鈍化層的另 一優(yōu)點是 在通常180。C的成型溫度處減小了保持產(chǎn)量損失。 可以從圖3G中看到，通過又一制造步驟(但其對于本發(fā)明不 是強制性的)，最終將覆蓋層9至少部分地施加于成型層7的頂部， 并且同時至少部分地覆蓋再分配層8,使得管芯1的各個第二電連 接區(qū)域10 (即，第二焊盤10)被設置在具有分別被截斷的覆蓋層9 的相應再分配層8處。例如通過刻版印花工藝施加于管芯裝置的覆 蓋層9中的切口 12在再分配層8上限定了區(qū)域(通過其或在其中 形成焊盤10 ),使得界定覆蓋層9的切口 12的切口的周圍部分同時 起到例如之后用于作為晶片級CSP的管芯裝置的焊料擋塊的作用。 通過多次重復該處理，例如可以制造多層布線。例如，覆蓋層9可 具有聚酰亞胺或焊接掩模材料。在圖3H中，示出了覆蓋層9的可選結(jié)構(gòu)，為之后的引線接合 以適當?shù)姆绞叫纬晒苄狙b置的該結(jié)構(gòu)，例如，與焊料接合的情況相 比，焊盤101之間的距離以及圍繞焊盤101的切口 12的尺寸應該 更小。此外，箭頭102表示分配給再分配層81的焊盤形成在管芯 裝置的不同邊緣區(qū)域中，并在圖3H中所示的截面中被隱藏。例如， 圖3H所示的管芯裝置的實施例可被用于引線接合多芯片封裝 (MCP)或引線接合多芯片封裝(MCP)中的堆疊管芯裝置。雖然沒有單獨示出，但在圖3H所示管芯裝置的制造階段，例 如，可以例如通過使用傳統(tǒng)的去除方法(例如，研磨)處理管芯1 的無源后部11來可選i也減小管芯1的厚度。接下來，包括可選地減小管芯1的厚度，從圖3I可以看到，可 以通過又一方法處理(但其對于本發(fā)明不是強制性的)將根據(jù)圖3G 的管芯裝置的焊盤10設置有焊球20?，F(xiàn)在，適合使用晶片級芯片 尺寸封裝(CSP)的管芯設置有根據(jù)圖3I的管芯裝置?？梢詮膱D4中看到，與圖3D和圖3E中的示圖相反，例如，根 據(jù)本發(fā)明 一個實施例的管芯裝置的成型層7還可以在成型期間<又配
置在第一4屯化層5或第三《屯化層6 (如果存在的話)的一部分上。 例如，用于成型層7的材沖+和用于配置成型層7的工藝(例如，成 型工藝或印刷工藝)均適合于形成沒有完全在管芯1的整個區(qū)域上 延伸而是部分形成在管芯1上的成型層，但是連接元件3、 31在所 有情況下都嵌入部分配置的成型層7中。在管芯1的成型層7外的 這些部分在所有情況下都可以形成在區(qū)i或103處，沿著該區(qū)i或，可 在可能隨后的切割處理中(例如，通過鋸切操作)將管芯裝置單獨 化為多個管芯裝置。即，例如可以才艮據(jù)切割結(jié)構(gòu)來對準成型層7之 外的部分并在所有情況下例如沿將#1單獨化的管芯裝置之間的切 割通道形成這些部分。此外，可將成型層7之外的這些部分用作用于處理在第二4屯化 層(成型層7)成型之后影響的再分配層8的對準標記。在圖5中示出了在第二鈍化層(成型層7)成型之后將被配置 的再分配層8的對準的另一可能性，并可以例如利用作為參考標記 形成在管芯1處的焊盤103，在管芯1處形成用于執(zhí)行參數(shù)測試的 焊盤。用于參^t測試的焊盤103具有延伸通過成型層7并可^皮用作 用于處理再分配層8的對準標記的連接元件33,但是連接元件33 不4皮用于連接至再分配層8。而且，這種類型的連接元件33在所有 情況下都被配置在切割通道的區(qū)域中。如上所述，才艮據(jù)本發(fā)明一個實施例的例如以晶片級制造的管芯 裝置可在例如配置焊球(圖31)之后單獨化為各個完成的管芯，例 如，基于沒有被成型材料覆蓋的切割通道(圖4)或通過焊盤103 和連4妄元件33 (圖5)(在管芯1處形成用于參凄吏測試并^皮配置在 切割通道的區(qū)域中)，可以對于例如鋸切工藝對準管芯裝置。圖6示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的管芯裝置 的方法的;克禾呈圖600。602涉及實現(xiàn)在管芯的至少一個第一電連接區(qū)域的第一電連接 上形成至少一個連4妄元件，該管芯具有相互電耦合的多個電子電 3各、配置了至少一個第一電連4妄的至少一個第一電連4妄區(qū)i或、以及 施加在管芯的上表面并留出至少第 一連接的第 一鈍化層，以這樣的 方式，連4妻元4牛乂人電連4妄近似垂直;也延伸出來。604涉及實現(xiàn)在第 一鈍化層上形成由成型材料制成的第二鈍化 層，同時在至少一個連接元件中成型。606涉及實現(xiàn)在第二鈍化層的表面上形成至少一個再分配層， 同時制造對至少一個連4妄元件的自由端的電連4秦。根據(jù)本發(fā)明 一個實施例的管芯裝置包括具有相互電耦合的多 個電子電路、配置了至少一個電連4妄的至少一個第一電連4妄區(qū)i或、 以及在管芯的上表面上留出至少一個第一電連4妄區(qū)i或時施加的第 一凌屯化層的管芯。含有成型材料的第二4屯化層^皮至少部分地配置在 第一鈍化層上。此外，管芯裝置包括至少一個導電結(jié)構(gòu)，其具有連 接元件和用于將第一電連接區(qū)域電連接至第二電連接區(qū)域(其通過 再分配層的一部分或在再分配層的一部分處形成)的再分配層，連 接元件乂人第 一 電連4妄區(qū)域延伸通過第一4屯化層和第二4屯化層，并且 在第二鈍化層上至少部分地配置耦合至連接部分的再分配層?？赏ㄟ^成型方法制造管芯裝置的第二鈍化層。作為可選方法，例如，可通過印刷工藝(例如，真空印刷密封 工藝)制造第二鈍化層。通過再分配層被配置在含有成型材料的第二鈍化層上的事實 來辨別管芯裝置。
由于可以通過成型工藝或印刷工藝制造含有成型材料的第二 ^Z[匕層，所以成型層可設置有相對4交大的層厚度，>^人而實現(xiàn)在高性 能范圍內(nèi)減小寄生電容。由于可通過成型工藝或印刷工藝制造第二 #^匕層，并且比以由應用在旋涂工藝中的傳統(tǒng)電介質(zhì)制成的鈍化層 更低的溫度固化成型材料，所以可以減小或甚至避免保持損失。此 外，由于第二鈍化層的材料，盡管層厚度更大，但由于成型材料具 有4艮小的收縮量，所以可以減小管芯彎曲。例如，可將根據(jù)本發(fā)明一個實施例的管芯裝置用于與雙管芯封裝(DDP)、板上的晶片級封裝(WLPoB)、覆晶封裝(FCiP)、穿 透石圭通道(TSV)、以及3D集成有關的產(chǎn)品或4支術。管芯裝置的第二鈍化層可具有約10 jam至100 (im的厚度。管芯裝置的第二鈍化層具有約50 的厚度。管芯裝置可具有在第 一鈍化層和第二鈍化層之間的第三鈍化層。第三鈍化層可具有聚酰亞胺。第三4屯化層可具有約1 (am至10 jam的厚度。管芯裝置的第二鈍化層的成型材料可具有環(huán)氧樹脂。此外，成型材料可包含影響成型材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)的 填充物。此外，成型材料可以包含影響成型材料的介電常數(shù)的填充物。 成型材料具有低于或等于約180。C的固化溫度。
管芯裝置的導電結(jié)構(gòu)的連4妾元件可以是電沉積凸塊。 凸i夾可包含銅。導電結(jié)構(gòu)的連接元件可以是機械安裝的螺栓形凸塊。 螺栓形凸塊可以包含銅或金。 螺牙全形凸塊可以為堆疊凸塊。覆蓋層可被施加在管芯裝置的再分配層上，同時留出至少 一個 第二電連接區(qū)域。管芯裝置的管芯可具有多個存儲單元。管芯裝置可具有附加管芯，以一個在另一個之上的方式配置管 芯和附加管芯。根據(jù)本發(fā)明的另 一 實施例，提供了 一種用于制造管芯裝置的方法。該方法包括在管芯的至少一個第一電連接區(qū)域的第一電連接 上形成至少 一個連接元件，該管芯具有相互電耦合的多個電子電 ^各、配置了至少一個第一電連4妻的至少一個第一電連4妻區(qū)域、以及 施加在管芯的上表面上并留出至少第 一連4妄的第一4屯化層，以這樣 的方式，連4妄元件從電連4妄近似垂直地延伸出來；以及在第一4屯化 層上形成由成型材料制成的第二鈍化層，同時在至少一個連接元件 中成型，在第二4屯化層的表面上形成至少一個再分配層，同時制造 至少一個連4妾元件的自由端的電連4妾。此外，該方法可包4舌當在至少一個再分配層處留出至少一部分時，通過在第二鈍化層的頂部配置覆蓋層來形成具有第二電連接 的至少一個第二電連4妄區(qū)i或。
此外，該方法還包括通過成型工藝形成第二鈍化層。 根據(jù)另一結(jié)構(gòu)，可通過印刷工藝實現(xiàn)第二鈍化層的形成。例如，印刷工藝可以是真空印刷密封工藝(VPES)。根據(jù)該方法的另 一 結(jié)構(gòu)，可在無掩模方法處理中形成至少 一 個 連接元件。才艮據(jù)該方法的可選結(jié)構(gòu)，可通過枳4成施加螺對全形凸塊實現(xiàn)電連 4妄上的至少一個連4妄元件的形成。例3。，可通過以一個在另一個之上的方式配置至少兩個螺4全形 凸塊來制造螺栓形凸塊。作為對此的可選方式，可通過電沉積凸塊實現(xiàn)電連接上的至少 一個連4妄元件的形成。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，凸塊的形成包括種子層的形成、由 光刻膠制成的掩模的形成、凸塊的電沉積、其上種子層的形成、以 及光刻力交的去除。通過實例，可在第一4屯化層的表面上形成至少 一個連4妾元件之 前配置第三4屯化層，同時留出至少一個電連4妄區(qū)域。此外，可通過絲網(wǎng)印刷實現(xiàn)覆蓋層的形成。
權(quán)利要求
1.一種管芯裝置，包括管芯，具有多個相互電耦合的多個電子電路、以及配置了至少一個第一電連接的至少一個第一電連接區(qū)域；第一鈍化層，在所述管芯上，其中，所述第一鈍化層沒有在所述至少一個電連接上延伸；第二鈍化層，包括成型材料并至少部分地在所述第一鈍化層上；以及至少一個導電結(jié)構(gòu)，包括連接元件和再分配層，所述至少一個導電結(jié)構(gòu)將所述至少一個第一電連接區(qū)域電連接至第二電連接區(qū)域，其中，由所述再分配層的一部分或在所述再分配層的一部分處形成所述第二電連接區(qū)域，所述連接元件從所述至少一個第一電連接區(qū)域延伸通過所述第一鈍化層和所述第二鈍化層，以及其中，所述再分配層耦合至所述連接元件并至少部分地在所述第二鈍化層上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，其中，通過成型方法制造所 述第二4屯化層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，其中，通過印刷工藝制造所 述第二鈍化層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，其中，所述第二鈍化層具有 約10 pm至約100 fim的厚度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的管芯裝置，其中，所述第二鈍化層具有 約50 |im的厚度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，還包括在所述第一鈍化層和 所述第二鈍化層之間的第三鈍化層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的管芯裝置，其中，所述第三鈍化層包含 聚酰亞胺。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的管芯裝置，其中，所述第三鈍化層具有 約1 nm至約10 (im的厚度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，其中，所述成型材料包括環(huán)氧樹脂。
10. 4艮據(jù)權(quán)利要求9所述的管芯裝置，還包括與所述環(huán)氧樹脂混合 的填充物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，其中，所述成型材料包含影 響所述成型材料的熱膨脹系數(shù)的填充物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，其中，所述成型材料包含影 響所述成型材料的介電常數(shù)的填充物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，其中，所述成型材料具有低 于或等于180。C的固化溫度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，其中，所述至少一個導電結(jié) 構(gòu)的所述連4妄元件包括電沉積的凸塊。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的管芯裝置，其中，所述凸塊包括銅。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，其中，所述至少一個導電結(jié) 構(gòu)的所述連接元件包括機械安裝的螺栓形凸塊。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的管芯裝置，其中，所述螺栓形凸塊包 含從基本上由銅、金、和其組合組成的組中選擇的材料。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的管芯裝置，其中，所述螺栓形凸塊為 堆疊凸塊。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，還包括在所述再分配層上但 沒有在所述至少一個第二電連接區(qū)域上延伸的覆蓋層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，其中，所述管芯包括多個存 儲單元。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯裝置，還包括附加管芯，以一個在 另 一個之上的方式配置所述管芯和所述附加管芯。
22. —種用于制造管芯裝置的方法，所述方法包^r:才是供管芯，所述管芯具有主表面并包^^舌 相互電耦合的多個電子電路；至少一個第一電連接區(qū)域，其中，配置了至少一個 第一電連4妄；以及第一鈍化層，其被施加在所述管芯的上表面上并至 少留出所述至少 一 個第 一 電連接；在所述至少一個第一電連4妄上形成至少一個連4妾元件并 遠離所述管芯的主表面延伸；在所述第 一鈍化層上形成由成型材料制成的第二鈍化 層，同時密封所述至少一個連4妄元件；以及 在所述第二鈍化層的表面上^f旦不是在所述至少一個連接 元4牛的自由端上形成至少一個再分配層。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括通過在所述第二鈍化 層的頂部形成覆蓋層來在所述再分配層上形成具有第二電連 接的至少 一個第二電連接區(qū)域，同時留出所述至少 一個再分配 層的至少一部分。
24. 一艮據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其中，通過成型工藝形成所述 第二4屯化層。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法 ,其中，通過印刷工藝形成所述 第二4屯化層。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法 ，其中，所述印刷工藝為真空印 刷密封工藝。
27. 才艮據(jù)權(quán)利要求22所述的方法 ,其中，通過無掩模工藝形成所述至少一個連4妄元件。
28. 4艮據(jù)權(quán)利要求27所述的方法 其中，通過枳4成施加螺對全形凸塊形成所述至少一個第一電連4妄上的所述至少一個連4妾元件。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，通過以一個在另一個之 上的方式配置至少兩個螺栓形凸塊來制造所述螺栓形凸塊。
30. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，通過電沉積凸塊形成所 述至少一個第一電連4妄上的所述至少一個連4妄元件。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，形成所述凸塊包括形成種子層；形成由光刻膠制成的掩模； 電;冗積、所述凸塊；以及 去除所述光刻膠。
32. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括在形成所述至少一個連4妄元件之前，在所述第一4屯化層 的表面但不是所述至少一個第一電連接區(qū)域上形成第三鈍化 層。
33. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括在所述再分配層上部分 地形成覆蓋層。
全文摘要
管芯裝置，包括具有相互電耦合的多個電子電路、具有至少一個電連接的至少一個第一電連接區(qū)域、以及當留出至少一個第一電連接區(qū)域時施加的第一鈍化層的管芯。優(yōu)選為成型材料的第二鈍化層被至少部分地配置在第一鈍化層上。具有連接元件和再分配層的至少一個導電結(jié)構(gòu)將第一電連接電連接至第二電連接，由再分配層的一部分或在再分配層的一部分處形成第二電連接。連接元件從第一電連接區(qū)域延伸通過第一鈍化層和第二鈍化層，在第二鈍化層上至少部分地設置耦合至連接部分的再分配層。
文檔編號H01L23/485GK101154639SQ200710151750
公開日2008年4月2日 申請日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者于爾根·西蒙, 勞倫斯·愛德華·辛格勒頓, 奧克塔維奧·特羅瓦雷里, 約亨·托馬斯 申請人:奇夢達股份公司