專利名稱：具有安全特征的集成電路封裝及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開的本發(fā)明的多個實施例一般涉及集成電路封裝，更具體地涉及此類封裝中的安全特征。
背景技術(shù)：
微電子裝置和設(shè)備(包括集成電路(IC)和IC封裝)的制造商和零售商想要防止對此類設(shè)備的未授權(quán)銷售、假冒商品流出作為真品銷售以及類似的非法或未授權(quán)行為。為了阻止此類行為，微電子設(shè)備通常設(shè)置有標記或其它安全特征，這些標記或其它安全特征難以復(fù)制并作為被標記制品是真品的證明。因此，例如，與IC封裝的產(chǎn)地、制造歷史或其它信息等等有關(guān)的數(shù)據(jù)可按照受保護和專有的字型來設(shè)置。類似，可使用諸如激光燒蝕、噴墨 印刷等等之類的技術(shù)來標記IC封裝或其它商品。附圖簡述通過閱讀以下的詳細描述并結(jié)合附圖可以更好地理解所公開的實施例，在附圖中

圖1A、1B和IC分別是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)標記的集成電路封裝的平面圖、橫截面圖以及詳圖；圖2A、2B和2C分別是根據(jù)本發(fā)明實施例的集成電路封裝的平面圖、橫截面圖以及詳圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的能提供對標記的同軸照射的設(shè)備的側(cè)視圖；圖4A、4B和4C分別是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的集成電路封裝的平面圖、橫截面圖以及詳圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的在集成電路封裝上形成安全特征的方法的流程圖。為了說明簡潔，附圖示出一般的構(gòu)造方式，且省略公知特征和技術(shù)的描述和細節(jié)，以避免不必要地使對本發(fā)明所述實施例的討論晦澀。此外，附圖中的各要素不一定按比例繪制。舉例而言，附圖中一些要素的尺寸可能相對于其它要素被放大來幫助改善對本發(fā)明各實施例的理解。不同附圖中的相同附圖標記表示相同要素，而類似附圖標記可能但不一定表示類似要素。在說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等如果出現(xiàn)，則用于在類似元件之間進行區(qū)分，且未必是用于描述特定次序或時間順序。要理解，在適當情況下如此使用的這些術(shù)語可互換，例如使得本文所述的本發(fā)明實施例能夠以不同于本文所述或所示的其它順序來操作。類似地，如果本文所述的方法包括一系列步驟，則本文所呈現(xiàn)的這些步驟的順序并非必須是可執(zhí)行這些步驟的唯一順序，且一些所陳述的步驟可被省略和/或一些本文未描述的其它步驟可被添加到該方法。此外，術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”和其任意的其它變型旨在覆蓋非排他的包含，使得包括一系列要素的工藝、方法、制品或裝置不必限于那些要素，但可包括本文中并未特意列出的或這些工藝、方法、制品或裝置固有的其它要素。
在說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“左”、“右”、“前”、“后”、“頂”、“底”、“上”、“下”等
如果出現(xiàn)，則用于描述的目的，且不一定用于描述永久的相對位置。應(yīng)該理解如此使用的術(shù)語在適當情況下是可以互換的，使得本文所述的本發(fā)明的實施例例如能夠以本文示出或以其它方式描述的方向以外的其它方向操作。如本文所使用的術(shù)語“耦合”被定義為電或非電方式的直接或間接連接。在本文中描述為彼此“相鄰”的物體按照適于使用該短語的上下文可以在物理上彼此接觸、彼此緊鄰或彼此處于同一通用區(qū)域或區(qū)中。在本文中短語“在一個實施例中”的出現(xiàn)不一定全指同一實施例。
具體實施例方式在本發(fā)明的一個實施例中，一種集成電路封裝包括封裝襯底、Btt鄰該封裝襯底的電絕緣材料、以及在該電絕緣材料之上的標記。該標記使得當該標記和該電絕緣材料被暴 露于同軸照射時，該標記與該電絕緣材料之間的視覺反差最大化。在一個實施例中，該封裝襯底上的阻焊劑材料具有第一表面粗糙度，而該阻焊劑材料上的標記具有第二表面粗糙度，該第二表面粗糙度比該第一表面粗糙度高不超過約20倍。本發(fā)明的實施例涉及或?qū)崿F(xiàn)標記的創(chuàng)建，該標記僅在專門的光照條件下可見，從而添加了現(xiàn)有IC封裝安全標記所不具有的附加安全層。作為示例并在下文中進一步討論，本發(fā)明的實施例涉及在環(huán)境光照條件下不可見但在“亮場”或同軸照射下可見的標記。此類標記無法利用常用于封裝產(chǎn)業(yè)的常規(guī)激光標記工具(例如紅外激光或綠激光)或利用諸如噴墨印刷之類的替代方案來制造。因此，此類標記在檢測和制止假冒時有用，且可用于提供檢測盜版部件的強健方法。(應(yīng)注意，在本文中使用術(shù)語“紅外”或“IR”(大于760納米(nm)的激光波長)、“綠”(約為532nm的激光波長)、以及“紫外”或“UV” (小于400nm的激光波長)等等來表示具有特征波長的激光，其中波長與光子能量成反比。)現(xiàn)參照附圖，圖1A、1B和IC分別是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)標記的集成電路封裝100的平面圖、橫截面圖以及詳圖，而圖2A、2B和2C分別是根據(jù)本發(fā)明實施例的集成電路封裝200的平面圖、橫截面圖以及詳圖。圖IB是沿圖IA中所示的線B-B所獲取的。類似地，圖2B是沿圖2A中所示的線B-B所獲取的。此外，圖IC描繪圖IB中所示部分101的放大圖，而圖2C描繪圖2B中所示部分201的放大圖。如圖1A-1C中所示，集成電路封裝100包括封裝襯底110、毗鄰封裝襯底110的電絕緣材料120、以及電絕緣材料120上的標記130。(如本文中描述的所有標記的內(nèi)容的情況一樣，標記130的內(nèi)容已被選擇成能夠為了說明目的而描繪該標記的某些物理特性，而不一定與將在實際產(chǎn)品上創(chuàng)建的標記的外觀相近似。)管芯140安置或位于電絕緣材料120之上。在所示實施例中，標記130是使用綠激光標記工具創(chuàng)建的，之所以稱為綠激光標記工具，是因為它在接近可見光譜中心的波長處工作(即產(chǎn)生綠光)。綠激光和其它激光以及使用熱驅(qū)動燒蝕技術(shù)的標記工具以爆炸方式去除材料，從而創(chuàng)建標記，該標記的表面粗糙度與該材料的原始表面粗糙度相比有顯著變化。表面粗糙度的該變化是一種機制，通過該機制在該標記與周圍表面之間產(chǎn)生反差，該反差是使標記可見所必需的。(應(yīng)當注意，在本文中使用術(shù)語“可見”、“可視”等等來表示“人眼可感知”。)如圖所示，標記130已經(jīng)從電絕緣材料120中被雕刻至深度135，該深度135典型地在4 μ m與16 μ m之間。綠激光標記工具和其它標記工具不夠精確，而不能在集成電路封裝或其它電子封裝上雕刻出更低或更高受控深度的標記。應(yīng)當注意，由于組裝尺寸限制，未來技術(shù)時代將可能出現(xiàn)小于16微米厚度的電絕緣層。標記130的表面粗糙度比電絕緣材料120的表面粗糙度高約100或更多倍。(應(yīng)當注意，在這一點上，本文中給出的所有表面粗糙度值對應(yīng)于Ra度量。)電絕緣材料120的表面粗糙度的典型值可能在約15與約55nm之間，而標記130的典型表面粗糙度可能約為5-8微米(下文中稱為“微米”或“μ m”)。如上所述，該大小的表面粗糙度的差異通過光的差別散射而相對于背景表面產(chǎn)生反差，該反差又允許標記130可見?，F(xiàn)參照圖2A-2C，集成電路封裝200包括封裝襯底210、毗鄰封裝襯底210的電絕緣材料220、以及電絕緣材料220上的標記230。在一個實施例中，電絕緣材料220是阻焊劑材料、管芯附連膜或類似物。管芯240安置或位于電絕緣材料220之上。 如本領(lǐng)域已知，阻焊劑必須具有良好定義的熱性質(zhì)、對焊料的涂敷適當?shù)仨憫?yīng)、具有電絕緣性質(zhì)、并且符合其它要求，所述其它要求與以上所提到的要求類似，是阻焊劑作為集成電路封裝的一部分時的性能所必需的。因為對阻焊劑材料作出的任何改變(例如改色添加劑或類似物的引入)可能會對集成電路封裝的其它部件有負面或不期望的后果，所以電路設(shè)計規(guī)則不允許此類改變，因此阻焊劑上的任何標記的可見性必須通過其它手段來創(chuàng)建或?qū)崿F(xiàn)。在所示實施例中，標記230是使用UV激光來創(chuàng)建的。UV激光能對包括阻焊劑材料、管芯附連膜的多種材料以及其它基于聚合物的表面執(zhí)行非熱或“冷”燒蝕。應(yīng)當注意，所提到的波長和材料在此用于說明目的；其它波長和其它材料也足以創(chuàng)建如本文所描述的
己 O所謂的“冷”燒蝕的定義之一是一種材料去除工藝，其涉及通過“光一化學(xué)離解”機制對C-C和C-H化學(xué)鍵的有序打斷，與材料表征熱燒蝕的爆炸或蒸發(fā)位移相比，上述工藝的燒蝕深度更加可控，并因此能夠產(chǎn)生非常平滑的標記(即該標記的表面粗糙度接近制造該標記所用材料的表面粗糙度)且不會改變在燒蝕之后新暴露的材料表面的固有顏色。鑒于此，此類標記通過在該標記與周圍表面之間缺少反差或反差很小來表征，且因此在常規(guī)光照條件下(在本文中定義為其中照射光以多個不同角度照射在對象上的光照條件)不可見或難以看見。在所示實施例中，標記230包括在電絕緣材料220中的凹入特征，該凹入特征已從電絕緣材料中被雕刻至深度235，該深度235典型地不超過5 μ m，其中5 μ m是非常適合于未來技術(shù)時代的較薄(16 μ m以下)電絕緣層的深度。此外，5 μ m的深度足以確保該標記是永久性的，即該標記能經(jīng)受后續(xù)組裝條件。標記230的表面粗糙度比電絕緣材料220的表面粗糙度高不超過約20倍，且在一些實施例中，標記230的表面粗糙度比電絕緣材料220的表面粗糙度高不超過4或5倍。在至少一個實施例中，電絕緣材料220的表面粗糙度不超過可見光的平均波長，在本文中將該平均波長取為550納米。電絕緣材料220的表面粗糙度的典型值可能在約15nm與約55nm之間，而標記230的典型表面粗糙度可能在約60nm與約Iym之間。如所述,該大小的表面粗糙度差創(chuàng)建非常小的反差,這意味著標記230在正常光照條件下是不可見的或非常難看到。例如，如果標記230具有低于約300nm的表面粗糙度，且在表面粗糙度約為30nm的的典型阻焊劑中制造，則預(yù)期該標記230在正常光照條件下對裸眼幾乎不可見。如果標記230在所有光照條件下均不可見或難以檢測，則它作為安全特征的可用性可能受限。然而，如緊接著將在下文中說明那樣，存在可容易地檢測到標記230的光照條件，因此進一步增強了其作為安全特征的可用性，因為例如該特性充當假冒的附加壁壘。標記230的特性有當該標記和該電絕緣材料暴露于同軸照射(參加下文)時，該標記與該電絕緣材料220之間的視覺反差最大化。例如，通過創(chuàng)建位于以上討論的比值或范圍內(nèi)的該標記和電絕緣材料的表面粗糙度，可實現(xiàn)該特性。注意，在本實施例中，該標記的物理性質(zhì)(與其背景的表面粗糙度相比較的其表面粗糙度)在同軸照射下使視覺反差最大化，即使所描述的該物理性質(zhì)的結(jié)果僅可通過觀察動作來檢測。同軸照射(有時也稱為亮場照射)是一種光照條件，在該光照條件中精確地從成像透鏡的方向(即從觀看對象的同一方向)照射對象。實際上，這可能需要專門的觀看設(shè)備，如將在下文中聯(lián)系圖3進一步討論那樣。作為示例，同軸照射可能對平坦或接近平坦表面上的光滑特征(即僅為通過UV激光在諸如阻焊劑之類的電絕緣材料上創(chuàng)建的該類特征) 的檢測有用。圖3是能提供對標記230的同軸照射的設(shè)備300的側(cè)視圖。應(yīng)當理解，圖3所示是能提供對標記230的同軸照射的許多光照裝置中的僅一種設(shè)備或光照裝置的示例。如圖3所不,設(shè)備300包括外殼311,該外殼311包含相對于外殼311的側(cè)壁以約45度角安排的鏡321。鏡321僅反射入射到其上的一部分光，讓入射光的一些透過。當使光源331照射到外殼311中并照射到鏡321上時，該鏡按照箭頭341所指示的方向?qū)⒃摴獾囊恍┮龑?dǎo)到標記230上。然后可通過沿箭頭341的方向觀看以從上述外殼311觀察沿與箭頭341相反方向從標記230反射的光。上文已提到，將標記230的可見性限制于同軸照射條件的特性表示該標記附加的安全性層。在許多情況下，該附加的安全性層是所需要的特征，但在一些情況下，諸如在沒有同軸照射設(shè)備的情況下，該附加的安全性層可能是不受歡迎的。因此，在本發(fā)明的一些實施例中，可利用如上所述的UV激光器來創(chuàng)建標記，但進行修改以相對于創(chuàng)建該標記的表面人為地提供增強反差，該增強反差足以使該標記在正常光照條件下可見。此類修改參照圖4A、4B和4C進行描述，圖4A、4B和4C分別是根據(jù)本發(fā)明的實施例的集成電路封裝400的平面圖、橫截面圖以及詳圖。圖4B是沿圖4A中所示的線B-B所獲取的。圖4C描繪在圖4B中所指示的部分401的放大圖。如圖4A-4C中所示，集成電路封裝400包括封裝襯底410、毗鄰封裝襯底410的電絕緣材料420、以及電絕緣材料420上的標記430。在一個實施例中，電絕緣材料420是阻焊劑材料、管芯附連膜等等。管芯440安置或位于電絕緣材料420之上。在所示實施例中，標記430使用UV激光器創(chuàng)建，且包括在電絕緣材料420中的凹入特征，該凹入特征已經(jīng)在該電絕緣材料中被雕刻至深度435，該深度435類似于深度235 (圖2B)，該深度235典型地不超過5 μ m。標記430的表面粗糙度比電絕緣材料420的表面粗糙度高不超過約20倍，且在一些實施例中，標記430的表面粗糙度比電絕緣材料420的表面粗糙度高不超過4或5倍。在至少一個實施例中，電絕緣材料420的表面粗糙度不超過可見光的平均波長(在本文中將該平均波長取為550納米，如上文首次所述)。電絕緣材料420和標記430的表面粗糙度的典型值可以與以上針對電絕緣材料220和標記230所描述的值相似。如之前所述，此類大小的表面粗糙度差創(chuàng)建非常小的反差，這意味著與標記230 一樣，標記430在正常光照條件下是不可見的或非常難看到。然而，如上所述，標記430已被修改，以使其在正常光照條件下可見，如現(xiàn)在將具體參照圖4C所討論的那樣。集成電路封裝400的部分401包括凹入部分431、432以及433。(為說明目的示出了三個凹入部分。本發(fā)明的各實施例可替代地包含更多或更少凹入部分。)這些凹入部分的毗鄰對(即包含凹入部分431和432的對和包含凹入部分432和433的對)彼此分開不超過約5μπι。在一些實施例中，這些毗鄰對實際上交迭。換言之，標記430由多個特征(即剛剛討論的凹入部分)組成，這多個特征如下性質(zhì)多個特征的毗鄰特征彼此分開不超過約5 μ m。在所示實施例中，凹入部分431、432和433中的每一個是利用UV激光器按照上文結(jié)合圖2A、2B和2C所描述的方式來創(chuàng)建的，因此本身均為具有標記230的特性的標記。這意味著例如各個凹入部分在正常光照條件下自身無法被看到。然而，按照所述方式將多個凹入部分接近地放置可相對于電絕緣材料420人為地創(chuàng)建足以使標記430在正常光照條件下可見的反差。 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的在集成電路封裝上形成安全特征的方法500的流程圖。作為示例，方法500可導(dǎo)致類似于在圖2A-2C中首次示出的標記230的標記的形成。作為示例，方法500可導(dǎo)致類似于在圖4A-4C中示出的標記430的標記的形成。方法500的步驟510是標識集成電路封裝的標記表面。作為示例，該集成電路封裝可以類似于圖2A-2C中示出的集成電路封裝200，或類似于圖4A-4C中示出的集成電路封裝400。作為另一示例,該標記表面可以是電絕緣材料的一部分，該電絕緣材料形成集成電路封裝的一部分，諸如圖2A-2C和圖4A-4C中所示的那些部分。因此，在一個實施例中，該標記表面包括阻焊劑。在同一或另一實施例中，步驟510包括選擇集成電路封裝的一部分作為標記表面，該部分具有不大于550納米的第一表面粗糙度。方法500的步驟520是去除該標記表面的部分，其中該標記表面的被去除的部分構(gòu)成安全特征，且其中當該安全特征和該標記表面暴露于同軸照射時，該安全特征與該標記表面之間的視覺反差最大化。在一個實施例中，步驟520包括使用UV激光燒蝕該標記表面。在特定實施例中，該UV激光在355納米的波長下操作。在特定實施例中，步驟520包括將該標記表面燒蝕至不超過5微米的深度。在一個實施例中，步驟520的執(zhí)行給予該安全特征第二表面粗糙度，該第二表面粗糙度比該第一表面粗糙度高不超過20倍。在特定實施例中，第二表面粗糙度比第一表面粗糙度高5倍至10倍。在一個或多個實施例中，步驟520包括去除該標記表面的多個部分，并使多個部分中的毗鄰部分彼此分開不超過約5 μ m。盡管已經(jīng)參照特定實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解可在不背離本發(fā)明的范圍的情況下進行各種改變。因此，本發(fā)明實施例的公開旨在說明本發(fā)明的范圍，而非旨在限制。本發(fā)明的范圍旨在應(yīng)僅由所附權(quán)利要求所主張的范圍來限制。例如，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，顯而易見的是可在各個實施例中實現(xiàn)本文討論的集成電路封裝以及相關(guān)結(jié)構(gòu)和方法，且這些實施例中的某些實施例的前述討論不一定表示所有可能實施例的全部描述。另外，參考特定實施例描述了益處、其它優(yōu)點和問題解決方案。但是，這些好處、優(yōu)點、對問題的解決方案以及可使任何好處、優(yōu)點或解決方案產(chǎn)生或變得更顯著的任何要素不能被解釋為任何或所有權(quán)利要求的關(guān)鍵的、必要的、或基本的特征或要素。此外，如果實施例和/或限制有以下情況時，在專用原則下本文所公開的實施例和限制不專用于公眾(1)在權(quán)利要求中未明確要求的；且(2)其在等同原則下，權(quán)利要求 中明確的元素和/或限制的可能等同方案。
權(quán)利要求
1.一種集成電路封裝，包括 封裝襯底； 毗鄰所述封裝襯底的電絕緣材料；以及 所述電絕緣材料上的標記,其中所述標記使得當所述標記與所述電絕緣材料暴露于同軸照射時，所述標記與所述電絕緣材料之間的視覺反差最大化。
2.如權(quán)利要求I所述的集成電路封裝，其特征在于所述電絕緣材料包括阻焊劑。
3.如權(quán)利要求I所述的集成電路封裝，其特征在于所述標記包括所述電絕緣材料中的凹入特征。
4.如權(quán)利要求3所述的集成電路封裝，其特征在于 所述凹入特征具有不超過5微米的深度。
5.一種集成電路封裝，包括 封裝襯底； 所述封裝襯底之上的阻焊劑材料，所述阻焊劑材料具有第一表面粗糙度；以及所述阻焊劑材料上的標記，所述標記具有第二表面粗糙度，其中所述第二表面粗糙度比所述第一表面粗糙度高不超過20倍。
6.如權(quán)利要求5所述的集成電路封裝，其特征在于 所述第二表面粗糙度比所述第一表面粗糙度高4倍至10倍。
7.如權(quán)利要求5所述的集成電路封裝，其特征在于 所述第一表面粗糙度不超過550納米。
8.如權(quán)利要求7所述的集成電路封裝，其特征在于 所述第二表面粗糙度小于330納米。
9.如權(quán)利要求5所述的集成電路封裝，其特征在于 所述標記包括所述阻焊劑材料中的凹入特征。
10.如權(quán)利要求9所述的集成電路封裝，其特征在于 所述凹入特征具有不超過5微米的深度。
11.如權(quán)利要求5所述的集成電路封裝，其特征在于 所述標記包括多個特征，其中所述多個特征中的毗鄰特征彼此分開不超過5微米。
12.一種在集成電路封裝上形成安全特征的方法，所述方法包括 標識所述集成電路封裝的標記表面；以及 去除所述標記表面的部分； 其中 所述標記表面的被去除的所述部分構(gòu)成所述安全特征；以及 當所述安全特征和所述標記表面暴露于同軸照射時，所述安全特征與所述標記表面之間的視覺反差最大化。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于 所述標記表面包括阻焊劑。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于 去除所述標記表面的所述部分包括使用UV激光燒蝕所述標記表面。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于去除所述標記表面的所述部分包括將所述標記表面燒蝕至不超過5微米的深度。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括 使所述UV激光在小于400納米的波長下或在大于3eV的光子能量下操作。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于 標識所述標記表面包括選擇所述集成電路封裝的部分作為所述標記表面，所述部分具有不超過550納米的第一表面粗糙度。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于 去除所述標記表面的所述部分給予所述安全特征第二表面粗糙度，所述第二表面粗糙度比所述第一表面粗糙度高不超過20倍。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于 所述第二表面粗糙度比所述第一表面粗糙度高5倍至10倍。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于 去除所述標記表面的所述部分包括去除所述標記表面的多個部分，并使所述多個部分中的毗鄰部分彼此分開不超過5微米。
全文摘要
一種集成電路封裝，包括封裝襯底(210、410)、毗鄰該封裝襯底的電絕緣材料(220、420)以及該電絕緣材料上的標記(230、420)。該標記使得當該標記和該電絕緣材料暴露于同軸照射時，該標記與該電絕緣材料之間的視覺反差最大化。在一個實施例中，該封裝襯底上的電絕緣材料具有第一表面粗糙度，而該阻焊劑材料上的標記具有第二表面粗糙度，該第二表面粗糙度比該第一表面粗糙度高不超過約20倍。
文檔編號H01L23/544GK102804374SQ201080027469
公開日2012年11月28日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者D·P·貝黑特, S·L·沃倫諾夫 申請人:英特爾公司