專利名稱：管芯結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，具體而言，涉及管芯結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件用于多種電子應(yīng)用和其他應(yīng)用。半導(dǎo)體器件包括形成在半導(dǎo)體晶圓上的集成電路，通過(guò)在半導(dǎo)體晶圓上方沉積許多類型的材料薄膜并且使材料薄膜圖案化從而形成集成電路。可以對(duì)半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行切割以形成獨(dú)立的管芯?？梢詫⒐苄景惭b在另一個(gè)襯底(諸如，插件)上。將底部填充材料放置在管芯和另一襯底之間從而提供結(jié)構(gòu)支撐并且保護(hù)其不受環(huán)境污染。在多芯片封裝件中，可以彼此鄰近放置多個(gè)管芯。在這些情況下，毛細(xì)力可以將鄰近管芯之間的底部填充材料向上吸至管芯的表面?？梢詫?shí)施模塑(molding)步驟以形成包圍獨(dú)立的管芯的模塑料?？梢詮墓苄緜?cè)的頂部部分地去除模塑料從而暴露出管芯的上表面。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供了一種方法，包括:提供襯底；在第一區(qū)和第二區(qū)之間形成第一切口，所述第一切口具有第一寬度；以及在所述第一切口內(nèi)形成第二切口，所述第二切口具有小于所述第一寬度的第二寬度，從而形成凸緣，所述第二切口延伸穿過(guò)所述襯底，從而將所述襯底切割成單獨(dú)的管芯。所述的方法還包括在形成所述第二切口之前將所述襯底放置在載帶上。在所述的方法中，通過(guò)導(dǎo)電凸塊將所述襯底接合至所述載帶。所述的方法，還包括:將一個(gè)或多個(gè)所述管芯放置到第二襯底上；以及在一個(gè)或多個(gè)所述管芯和所述第二襯底之間放置底部填充物，所述底部填充物的上表面位于所述凸緣處。在所述的方法中，所述第二襯底包括插件。所述的方法還包括在位于鄰近管芯之間的所述底部填充物的上方形成模塑料。所述的方法還包括減薄所述模塑料。在所述的方法中，所述凸緣具有約5 μ m至約200 μ m的寬度。另一方面，本發(fā)明還提供了一種方法，包括:在襯底上放置多個(gè)管芯，所述管芯中的至少一個(gè)具有沿著側(cè)壁形成的凸緣；在所述多個(gè)管芯和所述襯底之間放置底部填充物，所述底部填充物在所述多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間延伸；以及在位于所述多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間的所述底部填充物的上方放置模塑料。所述的方法還包括將所述襯底分成多個(gè)元件，所述多個(gè)元件中至少之一具有兩個(gè)或更多個(gè)管芯。在所述的方法中，所述凸緣具有約5 μ m至約200 μ m的寬度。所述的方法還包括減薄所述模塑料，從而暴露出所述多個(gè)管芯中至少之一。又一方面，本發(fā)明提供了一種器件，包括:襯底；多個(gè)管芯，位于所述襯底上，所述多個(gè)管芯中的至少第一管芯具有沿著側(cè)壁的凸緣；底部填充物，位于所述多個(gè)管芯和所述襯底之間；以及模塑料，位于所述多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間，所述底部填充物在所述多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間在所述模塑料和所述襯底之間延伸。在所述的器件中，所述凸緣具有約5 μ m至約200 μ m的寬度。在所述的器件中，所述多個(gè)管芯中至少之一的上表面被暴露出來(lái)。在所述的器件中，所述襯底包括插件。所述的器件還包括延伸穿過(guò)所述插件的一個(gè)或多個(gè)通孔。在所述的器件中，自所述第一管芯的上表面到所述凸緣的距離是約50μπι至約700 μ m0在所述的器件中，所述多個(gè)管芯中至少之一的上表面被暴露出來(lái)。在所述的器件中，所述底部填充物向上延伸至所述凸緣。


為了更充分地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在將結(jié)合附圖所進(jìn)行的以下描述作為參考，其中:圖1至圖7示出了制造半導(dǎo)體器件的各個(gè)中間階段。
具體實(shí)施例方式在下面詳細(xì)地論述實(shí)施例的制造和使用。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的可應(yīng)用的發(fā)明概念。所論述的具體實(shí)施例僅僅是制造及使用本發(fā)明的示例性具體方式，而不是用于限制本發(fā)明的范圍。在具體環(huán)境中描述了本文論述的實(shí)施例，S卩，將加工晶圓切割成獨(dú)立的管芯并且將這些獨(dú)立的管芯接合到另一襯底(諸如，插件)上。然而，提供這些實(shí)施例僅僅用于示例性目的，并且在其他實(shí)施例中可以使用本發(fā)明的各方面。此外，本文描述的工藝是簡(jiǎn)化的并且僅僅是示例性的，而非限制實(shí)施例或者權(quán)利要求的范圍，并且為了說(shuō)明和理解實(shí)施例而示出這些實(shí)例。首先參考圖1，根據(jù)實(shí)施例，示出了襯底102，在該襯底102上具有接合至載帶(earrier tape) 106的多個(gè)管芯區(qū)104。襯底102可以包括:例如，在其上形成有電路(未示出)的晶圓、插件(具有或者不具有有源/無(wú)源器件)、安裝襯底、其組合等等。襯底102可以是體硅襯底、絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底、硅鍺、鍺、石英、藍(lán)寶石、和/或玻璃等等。在實(shí)施例中，襯底102具有在其上形成的互連結(jié)構(gòu)。一般地，互連結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)介電層、導(dǎo)電層(例如，金屬化層)、以及通孔，起到將可以在襯底102上形成的各種電器件互連起來(lái)的作用。襯底102還可以包括通孔(TV)從而允許襯底102的相對(duì)面之間的和/或堆疊管芯之間的電互連。襯底102示出了在切割形成單獨(dú)的管芯之前的襯底。在圖1中，線108示出了邊界(例如，劃線)，可以在該邊界處切割襯底102，從而限定管芯區(qū)104。還應(yīng)當(dāng)注意到示出五個(gè)第一劃線108僅僅用于示例性目的，以及實(shí)際器件可以具有更多或更少的相應(yīng)結(jié)構(gòu)。管芯區(qū)104可以包括用于特定用途的任何合適的電路。如圖1中所示，襯底102安裝在載體膜(諸如，載帶106)上。通過(guò)第一導(dǎo)電元件112將襯底102連接至載帶，該第一導(dǎo)電元件112可以由無(wú)鉛焊料、共熔鉛等等形成。在實(shí)施例中，載帶106具有用于通過(guò)第一導(dǎo)電元件112將襯底102接合至載帶106的粘合表面。在其他實(shí)施例中，在形成例如第一導(dǎo)電元件112之前可以接合襯底102。也可以使用其他類型的載體膜和/或載體襯底?，F(xiàn)在參考圖2，根據(jù)實(shí)施例，在襯底102中形成第一切口 220。在實(shí)施例中，使用鋸來(lái)形成第一切口 220，然而可以使用其他技術(shù)來(lái)形成第一切口 220。例如，在其他實(shí)施例中，可以采用激光、蝕刻工藝等等來(lái)形成第一切口 220。如圖2中所示出的，在實(shí)施例中，第一切口 220部分延伸穿過(guò)襯底102。例如，在實(shí)施例中，對(duì)于厚度為約700 μ m的襯底，第一切口 220可以具有約50 μ m至約700 μ m的深度。在另一實(shí)例中，第一切口 220的深度可以是襯底厚度的約10%至約90%。在實(shí)施例中，第一切口 220具有約50 μ m至約500 μ m的寬度。對(duì)于第一切口 220，也可以使用更小或更大的其他寬度和深度?，F(xiàn)參考圖3，第二切口 322形成在第一切口 220內(nèi)并且延伸穿過(guò)襯底102的剩余部分。以這種方式，實(shí)施多個(gè)切割操作來(lái)將襯底102 (參見(jiàn)圖1和圖2)切割成為多個(gè)管芯334。在實(shí)施例中，采用鋸來(lái)形成第二切口 322，然而可以使用其他技術(shù)來(lái)形成第二切口 322。例如，在其他實(shí)施例中，可以采用激光、蝕刻工藝等等來(lái)形成第二切口 322。在實(shí)施例中，第二切口 322具有約10 μ m至約50 μ m的寬度。對(duì)于第二切口 322，也可以使用更小或更大的其他寬度和深度。如圖3中所示，在實(shí)施例中，第二切口 322窄于第一切口 220。如將在下面更詳細(xì)說(shuō)明的，在襯底(諸如，插件)上放置管芯334，并且在管芯334和下面的襯底之間放置底部填充材料。當(dāng)形成底部填充材料時(shí)，毛細(xì)力在鄰近管芯334之間向上吸引底部填充材料，并且這種底部填充材料可以導(dǎo)致插件或其他襯底例如在固化工藝期間翹曲。通過(guò)采用多個(gè)切割步驟形成不同寬度的切口，沿著管芯334的邊緣形成凸緣(ledge) 336。這些凸緣可以起到限制可以通過(guò)毛細(xì)力沿著管芯334的邊緣向上吸引底部填充材料的距離的作用，這反過(guò)來(lái)可以減少下面的插件或其他襯底的翹曲。在實(shí)施例中，凸緣336具有約5μπι至約200μπι的寬度。更小或更大的其他寬度也可以用于第一切口 220。還應(yīng)當(dāng)注意到，底部填充物沿著管芯側(cè)壁向上行進(jìn)的距離可以由第一切口 220的深度來(lái)控制。一般地，第一切口 220越深，底部填充材料延伸得就越低。還應(yīng)當(dāng)注意到，可以根據(jù)底部填充材料的特性以及器件結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)凸緣336的尺寸。例如，如果底部填充材料更易受毛細(xì)力的影響，并且鄰近管芯之間的間隔使得存在足夠的毛細(xì)力，那么較大的凸緣是可取的。圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的在將管芯334放置在第二襯底440上之后的管芯334。第二襯底440可以是例如插件、加工或未加工的半導(dǎo)體晶圓、封裝襯底等等。在諸如圖4中示出的實(shí)施例中，第二襯底440可以是硅晶圓、半導(dǎo)體襯底、玻璃、陶瓷、BT樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或者用于插件的另一襯底材料。在實(shí)施例中，第二襯底440可以包括一個(gè)或多個(gè)TV 442，從而提供管芯334和待在第二襯底440的相對(duì)表面上形成的電連接件之間的電連接，對(duì)此將在下面進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。將管芯334示出為相同的僅僅用于示例性目的。第二襯底440可以包括管芯、相同管芯、不同管芯、或其組合的任何合適的組合。圖4還示出了放置在管芯334和第二襯底440之間的底部填充材料444。底部填充材料444可以例如包括液體環(huán)氧樹(shù)脂、可變形凝膠、硅橡膠等等，分布在管芯334和第二襯底440之間然后將其固化變硬。此外，這種底部填充材料444用于減少第一導(dǎo)電元件112中的碎裂并保護(hù)接點(diǎn)免受污染。可以認(rèn)為沿著管芯334的側(cè)壁形成的凸緣336阻止或減小毛細(xì)力，從而降低底部填充材料444沿著管芯334的側(cè)壁向上延伸的高度。圖5描述了模塑工藝之后的組裝件(assembly)。可以在元件(例如，管芯334)上方形成密封件或者重疊模塑件(overmold) 546從而保護(hù)元件免受環(huán)境和外部污染。在模塑操作中，在管芯334和第二襯底440的上方形成密封化合物。在壓縮模塑工藝中，可以在壓塑機(jī)中使用液體類型的熱固性環(huán)氧樹(shù)脂模塑料，可以將模塑料加熱至使其變成更低粘性材料的升高的溫度，并且在壓縮下受力形成腔室，在該腔室中放置組裝件，密封化合物包圍管芯334和第二襯底440的管芯側(cè)。在使密封件546固化之后，如圖6中所示，可以在頂部研磨操作過(guò)程中部分地去除密封件546從而暴露出位于第二襯底管芯側(cè)上的管芯334的上表面。可以將管芯334的上表面暴露出來(lái)，例如，用于幫助散熱。例如，在實(shí)施例中，可以將散熱器或熱散布機(jī)接合到管芯的上表面從而有助于冷卻管芯334。圖6還示出了可以實(shí)施用于暴露出延伸至第二襯底440內(nèi)的互連件(例如，TV442)的背面減薄工藝。在與管芯334相對(duì)的面上實(shí)施背面減薄?？梢酝ㄟ^(guò)物理研磨、化學(xué)蝕刻、及其組合等等實(shí)施減薄，直到互連件TV 442暴露在第二襯底440的底面上，如圖6中所示。在背面減薄操作之后，作為非限制性實(shí)例，可以將第二襯底440減薄至厚度介于約30微米至約200微米之間?？梢詫⒌诙r底440減薄至100微米。圖7示出了根據(jù)實(shí)施例的沿著第二襯底440的背面形成的電連接件750。在圖7中示出的實(shí)施例中，電連接件750包括形成在接觸焊盤752上方的凸塊或焊球，然而可以使用其他類型的電連接件。例如，當(dāng)將第二襯底440安裝到電路板或電路卡、晶圓、封裝基板、其他插件等等時(shí)，可以在第二襯底440的相對(duì)面或連接面上形成C4焊料凸塊或焊球從而形成外部連接或系統(tǒng)連接。第二襯底440的底面可以具有形成水平運(yùn)行并將焊球安置(map)到不同TV的連接件的再分布層(“RDL”)，從而提供焊球布置方面的靈活性。焊料凸塊可以是基于鉛的焊料或者無(wú)鉛焊料，并且與后來(lái)用于將插件組裝件安裝至目標(biāo)系統(tǒng)中的母板、系統(tǒng)板等等的焊料回流工藝兼容。接觸焊盤752可以進(jìn)行各種鍍層處理以增加粘合性、提供滲透勢(shì)壘、預(yù)防氧化、以及增加可焊性，包括鎳、金、鉬、鈀、銅、及其合金，并且包括諸如無(wú)電鍍鎳浸金(“ENIG”)、無(wú)電鍍鎳無(wú)電鍍鈀浸金(“ENEPIG”)等的處理。作為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將了解，上面的描述提供了實(shí)施例部件的一般性說(shuō)明以及可以存在眾多其他部件。例如，可以存在其他電路、襯墊、阻擋層、凸塊下金屬化結(jié)構(gòu)、再分布層(RDL)等等。上面的描述意在僅僅為本文論述的實(shí)施例提供環(huán)境，并不意味著限制本發(fā)明或者對(duì)這些具體實(shí)施例的任何權(quán)利要求的范圍?？梢允褂萌魏魏线m的工藝以形成上面論述的結(jié)構(gòu)，并且在此對(duì)這些工藝不作更詳細(xì)的論述。此后，需要時(shí)可以實(shí)施其他加工步驟。例如，可以沿著(例如沿著切割線754)切割第二襯底440從而形成單獨(dú)的多管芯封裝件。在實(shí)施例中，提供了一種方法。該方法包括:提供襯底；在第一區(qū)和第二區(qū)之間形成第一切口，第一切口具有第一寬度；以及在第一切口內(nèi)形成第二切口，第二切口具有小于第一寬度的第二寬度，從而形成凸緣，第二切口延伸穿過(guò)襯底；然后將襯底切割成單獨(dú)的管
芯在另一實(shí)施例中，提供了另一種方法。該方法包括:在襯底上放置多個(gè)管芯，管芯中的至少之一具有沿著側(cè)壁形成的凸緣；在多個(gè)管芯和襯底之間放置底部填充物，該底部填充物在多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間延伸；以及在位于多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間的底部填充物的上方放置模塑料。在又一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種器件。該器件包括:襯底；位于襯底上的多個(gè)管芯，多個(gè)管芯中的至少第一管芯具有沿著側(cè)壁的凸緣；位于多個(gè)管芯和襯底之間的底部填充物；以及位于多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間的模塑料，底部填充物在多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間在模塑料和襯底之間延伸。因此，通過(guò)參考某些實(shí)施例描述了本發(fā)明，可以注意到，公開(kāi)的實(shí)施例在本質(zhì)上是示例性的而非限制性的，以及在前面的公開(kāi)內(nèi)容中，預(yù)期涵蓋大范圍的變化、修改、改變和替換，并且，在一些情況下，在其他部件不具有相應(yīng)的用途時(shí)，可以使用本發(fā)明的一些部件。根據(jù)對(duì)前面的實(shí)施例描述的仔細(xì)研究，許多這種變化和修改被本領(lǐng)域技術(shù)人員視為是明顯的和可取的。因此，所附權(quán)利要求按照廣義以及與本發(fā)明范圍一致的方式進(jìn)行解釋是適當(dāng)?shù)?。盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明及其優(yōu)勢(shì)，但應(yīng)該理解，可以在不背離所附權(quán)利要求限定的實(shí)施例的精神和范圍的情況下，在其中進(jìn)行各種改變、替換和更改。而且，本申請(qǐng)的范圍并不僅限于本說(shuō)明書中描述的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法和步驟的特定實(shí)施例。作為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明將很容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以利用現(xiàn)有的或今后開(kāi)發(fā)的用于執(zhí)行與本文所述相應(yīng)實(shí)施例基本上相同的功能或者獲得基本上相同的結(jié)果的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求預(yù)期在其范圍內(nèi)包括這樣的工藝、機(jī)器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括: 提供襯底； 在第一區(qū)和第二區(qū)之間形成第一切口，所述第一切口具有第一寬度；以及在所述第一切口內(nèi)形成第二切口，所述第二切口具有小于所述第一寬度的第二寬度，從而形成凸緣，所述第二切口延伸穿過(guò)所述襯底，從而將所述襯底切割成單獨(dú)的管芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在形成所述第二切口之前將所述襯底放置在載帶上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，通過(guò)導(dǎo)電凸塊將所述襯底接合至所述載帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 將一個(gè)或多個(gè)所述管芯放置到第二襯底上；以及 在一個(gè)或多個(gè)所述管芯和所述第二襯底之間放置底部填充物，所述底部填充物的上表面位于所述凸緣處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第二襯底包括插件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括在位于鄰近管芯之間的所述底部填充物的上方形成模塑料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括減薄所述模塑料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述凸緣具有約5μ m至約200 μ m的寬度。
9.一種方法，包括: 在襯底上放置多個(gè)管芯，所述管芯中的至少一個(gè)具有沿著側(cè)壁形成的凸緣； 在所述多個(gè)管芯和所述襯底之間放置底部填充物，所述底部填充物在所述多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間延伸；以及 在位于所述多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間的所述底部填充物的上方放置模塑料。
10.一種器件，包括: 襯底； 多個(gè)管芯，位于所述襯底上，所述多個(gè)管芯中的至少第一管芯具有沿著側(cè)壁的凸緣； 底部填充物，位于所述多個(gè)管芯和所述襯底之間；以及 模塑料，位于所述多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間，所述底部填充物在所述多個(gè)管芯中的鄰近管芯之間在所述模塑料和所述襯底之間延伸。
全文摘要
提供了一種具有沿著側(cè)壁的凸緣的管芯以及形成該管芯的方法。還提供了一種封裝該管芯的方法。通過(guò)形成具有第一寬度的第一切口，以及然后在第一切口內(nèi)形成第二切口，從而使得第二切口具有小于第一寬度的第二寬度，切割襯底(諸如，加工晶圓)。第二切口延伸穿過(guò)襯底，從而切割襯底。第一寬度和第二寬度之間的寬度差形成沿著管芯側(cè)壁的凸緣?？梢栽谝r底(例如，插件)上放置管芯，以及可以在管芯和襯底之間放置底部填充物。凸緣阻止或減少在鄰近管芯之間向上吸引底部填充物的距離?？梢栽谝r底上方形成模塑料。本發(fā)明提供了管芯結(jié)構(gòu)及其制造方法。
文檔編號(hào)H01L21/56GK103165531SQ20121011946
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者林俊成, 王英達(dá), 郭立中, 盧思維 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司