集成電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種集成電路，其包括一封裝本體、多個(gè)接口連接件、一功能芯片和一靜電防護(hù)芯片。接口連接件位在封裝本體的外表面上。其中，功能芯片具有電子功能電路，而靜電防護(hù)芯片具有靜電防護(hù)電路。于此，靜電防護(hù)電路電性連接至作為數(shù)據(jù)交換路徑的接口連接件。本發(fā)明的集成電路設(shè)計(jì)方案能使工藝技術(shù)的選用及電路的設(shè)計(jì)更加有彈性，進(jìn)而能相對(duì)降低成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】集成電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于集成電路(integrated circuit ;IC),且特別關(guān)于一種具有靜電放電防護(hù)電路(ESD protection circuits)的集成電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子元件運(yùn)作時(shí),靜電放電(Electrostatic Discharge ;ESD)是造成大多數(shù)的電子元件或電子系統(tǒng)受到過(guò)度電性應(yīng)力(Electrical Overstress ；E0S)破壞的主要因素，尤其在電子元件工藝愈來(lái)愈精密，尺寸愈來(lái)愈小，靜電放電效應(yīng)容易擊穿電子元件，會(huì)對(duì)半導(dǎo)體元件以及電腦系統(tǒng)等形成一種永久性的毀壞，進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)的電子產(chǎn)品被影響及相關(guān)裝置工作不正常。
[0003]在于電子元件或系統(tǒng)在制造、生產(chǎn)、組裝、測(cè)試、存放或搬運(yùn)過(guò)程中，靜電累積于人體、電子元件及各種電子裝置或儀器中。當(dāng)這些帶有靜電的物體相互接觸，即形成一靜電放電的放電路徑，使得電子元件或裝置遭到不可預(yù)測(cè)的破壞。
[0004]靜電放電防護(hù)電路(ESD protection circuits)是集成電路上專(zhuān)門(mén)用來(lái)做靜電放電防護(hù)之用。此ESD防護(hù)電路提供靜電電流的放電路徑，以免ESD時(shí)，靜電電流流入集成電路(integrated circuit ；IC)內(nèi)部電路而造成損傷。
[0005]一般ESD防護(hù)電路會(huì)設(shè)計(jì)在集成電路的輸入輸出焊墊(1/0 pad)、電源焊墊(power pad)和接地焊墊(ground pad)的旁邊。但隨著工藝的演進(jìn),工藝的價(jià)格越來(lái)越高。但是焊墊的面積仍無(wú)法隨著工藝的演進(jìn)而進(jìn)行降低成本(cost down)的設(shè)計(jì)。然而,集成電路中的元件尺寸不斷下降，電路元件對(duì)于靜電放電造成的傷害也更加敏感。因此需加強(qiáng)ESD的保護(hù)層級(jí)，如此一來(lái)勢(shì)必需要加大焊墊的面積，進(jìn)而又會(huì)墊高集成電路的整體成本。因此，在各種集成電路的設(shè)計(jì)程序中，考量與ESD相關(guān)的可靠度及成本問(wèn)題是不可或缺的一環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種能使工藝技術(shù)的選用及電路的設(shè)計(jì)更加有彈性，進(jìn)而能相對(duì)降低成本的集成電路。
[0007]本發(fā)明提供了一種集成電路，包括一封裝本體、多個(gè)接口連接件、一功能芯片(chip)和一靜電防護(hù)芯片。功能芯片包括第一電源焊墊、第一接地焊墊、第一信號(hào)焊墊和電子功能電路。靜電防護(hù)芯片包括第二信號(hào)焊墊和第一靜電防護(hù)電路。
[0008]接口連接件位在封裝本體的外表面上。第一電源焊墊電性連接所述多個(gè)接口連接件中的第一者，而第一接地焊墊電性連接所述多個(gè)接口連接件中的第二者。電子功能電路電性連接第一電源焊墊、第一信號(hào)焊墊和第一接地焊墊。第二信號(hào)焊墊電性連接在所述多個(gè)接口連接件中的第三者和第一信號(hào)焊墊之間。第一靜電防護(hù)電路電性連接第二信號(hào)焊墊。
[0009]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的集成電路將集成電路的電子功能電路與靜電防護(hù)電路分開(kāi)制作在二芯片中(即，功能芯片和靜電防護(hù)芯片)，以致使工藝技術(shù)的選用及電路的設(shè)計(jì)更加有彈性，進(jìn)而能相對(duì)降低成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的集成電路的示意圖。
[0011]圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的集成電路的示意圖。
[0012]圖3為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的集成電路的示意圖。
[0013]圖4為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的集成電路的截面示意圖。
[0014]圖5為根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的集成電路的截面示意圖。
[0015]圖6為根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的集成電路的截面示意圖。
[0016]圖7為根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的集成電路的截面示意圖。
[0017]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0018]100:集成電路
[0019]110:封裝本體
[0020]111:封膠材料
[0021]113:承載基板
[0022]130:接口連接件
[0023]131:第一連接件
[0024]133:第二連接件
[0025]135:第三連接件
[0026]150:功能芯片
[0027]151:第一電源焊墊
[0028]153:第一接地焊墊
[0029]155:第一信號(hào)焊墊
[0030]157:電子功能電路
[0031]158:第三靜電防護(hù)電路
[0032]159:第四靜電防護(hù)電路
[0033]170:靜電防護(hù)芯片
[0034]171:第二電源焊墊
[0035]172:第三電源焊墊
[0036]173:第二接地焊墊
[0037]174:第三接地焊墊
[0038]175:第二信號(hào)焊墊
[0039]176:第三信號(hào)焊墊
[0040]177:第一靜電防護(hù)電路
[0041]179:第二靜電防護(hù)電路
[0042]190:接合件
[0043]190a:接合件
[0044]190b:接合件[0045]190c:接合件
[0046]190d:接合件
[0047]190e:接合件
[0048]190f:接合件
[0049]190g:接合件
[0050]190h:接合件
【具體實(shí)施方式】
[0051]以下述的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”及“第三”，其用以區(qū)別所指的元件，而非用以排序或限定所指元件的差異性，且也非用以限制本發(fā)明的范圍。
[0052]參照?qǐng)D1至圖7，集成電路100包括一封裝本體110、多個(gè)接口連接件130、一功能芯片(chip) 150和一靜電防護(hù)芯片170。
[0053]接口連接件130位在封裝本體110的一外表面上，即裸露在集成電路100的表面。其中，集成電路100是以接口連接件130與外部的電路板(未繪示)直接接合或經(jīng)由插座(未繪示)間接接合，以致使集成電路100中的芯片經(jīng)由接口連接件130電性連接電路板上的線路。由于集成電路100與外部電路的接合方式為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，故于此不再贅述。在一些實(shí)施例中，接口連接件130可為針腳(pin)(如圖4及圖6所示)或焊球(solderball)(如圖5及圖7所示)。
[0054]功能芯片150包括第一電源焊墊151、第一接地焊墊153、第一信號(hào)焊墊155和電子功能電路157。
[0055]第一電源焊墊151電性連接所述多個(gè)接口連接件130中的第一者(以下稱之為第一連接件131)。于此，第一連接件131提供與外部電源電平的傳輸路徑，以從集成電路100的外部接收運(yùn)作所需的電源。
[0056]第一接地焊墊153電性連接所述多個(gè)接口連接件130中的第二者(以下稱之為第二連接件133)。于此，第二連接件133提供與外部接地電平的傳輸路徑，以使集成電路100與外部接地導(dǎo)通。
[0057]電子功能電路157電性連接第一電源焊墊151、第一接地焊墊153和第一信號(hào)焊墊155。于此，電子功能電路157用以提供集成電路100的電子功能運(yùn)作。
[0058]靜電防護(hù)芯片170包括第二信號(hào)焊墊175和第一靜電防護(hù)電路177。
[0059]第二信號(hào)焊墊175電性連接在所述多個(gè)接口連接件130中的第三者(以下稱的為第三連接件135)和第一信號(hào)焊墊155之間。于此，第三連接件135提供與外部電路的數(shù)據(jù)交換路徑。
[0060]第一靜電防護(hù)電路177電性連接第二信號(hào)焊墊175。
[0061]在一些實(shí)施例中，功能芯片150和靜電防護(hù)芯片170利用系統(tǒng)級(jí)封裝(System onPackage ；S0P)技術(shù)形成在單一集成電路100內(nèi)，即單一封裝本體110。換言之，功能芯片150和靜電防護(hù)芯片170為結(jié)構(gòu)分離的二裸芯片(bare chip)。
[0062]在一些實(shí)施例中，參照?qǐng)D1，靜電防護(hù)芯片170可還包括第二電源焊墊171、第二接地焊墊173和第二靜電防護(hù)電路179。
[0063]于此，第一靜電防護(hù)電路177電性連接第二信號(hào)焊墊175和第二電源焊墊171之間，而第二靜電防護(hù)電路179電性連接第二信號(hào)焊墊175和第二接地焊墊173之間。在一些實(shí)施例中，第二電源焊墊171和第二接地焊墊173之間也可電性連接另一靜電防護(hù)電路(未繪示)。換言之，靜電防護(hù)電路可設(shè)計(jì)在任二種不同屬性的焊墊之間，以提供放電路徑。
[0064]其中，集成電路100可還包括多個(gè)接合件190。所述多個(gè)接合件190分別接合在第一連接件131和第二電源焊墊171之間、第二連接件133和第二接地焊墊173之間以及第三連接件135和第二信號(hào)焊墊175之間。舉例來(lái)說(shuō)，接合件190a的二端分別接合第一連接件131和第二電源焊墊171 ;接合件190b的二端分別接合第二連接件133和第二接地焊墊173 ;以及接合件190c的二端分別接合第三連接件135和第二信號(hào)焊墊175。
[0065]于此，第二電源焊墊171和第三電源焊墊172可為相互分離的二個(gè)焊墊，抑或是整合為單一焊墊。第二接地焊墊173和第三接地焊墊174可為相互分離的二個(gè)焊墊，抑或是整合為單一焊墊。第二信號(hào)焊墊175和第三信號(hào)焊墊176可為相互分離的二個(gè)焊墊，抑或是整合為單一焊墊。
[0066]在所述多個(gè)實(shí)施例中，功能芯片150的第一電源焊墊151、第一接地焊墊153和第一信號(hào)焊墊155可通過(guò)接合件190經(jīng)由靜電防護(hù)芯片170而分別電性連接第一連接件131、第二連接件133和第三連接件135。于此，靜電防護(hù)芯片170可還包括第三電源焊墊172、第三接地焊墊174和第三信號(hào)焊墊176。
[0067]第三電源焊墊172電性連接第二電源焊墊171、第三接地焊墊174電性連接第二接地焊墊173，以及第三信號(hào)焊墊176電性連接第二信號(hào)焊墊175。
[0068]并且，接合件190d的二端分別接合第一電源焊墊151和第三電源焊墊172 ;接合件190e的二端分別接合第一接地焊墊153和第三接地焊墊174 ;以及接合件190f的二端分別接合第一信號(hào)焊墊155和第三信號(hào)焊墊176。
[0069]在一些實(shí)施例中，功能芯片150的第一電源焊墊151、第一接地焊墊153和第一信號(hào)焊墊155可直接通過(guò)接合件190而分別電性連接第一連接件131、第二連接件133和第三連接件135。換言之，參照?qǐng)D2，接合件190g的二端是分別接合第一電源焊墊151和第一連接件131，以及接合件190h的二端分別接合第一接地焊墊153和第二連接件133。
[0070]在一些實(shí)施例中，接合件190f的二端也可從分別接合第一信號(hào)焊墊155和第三信號(hào)焊墊176改為分別接合第一信號(hào)焊墊155和第三連接件135 (未繪示)。
[0071]在一些實(shí)施例中，集成電路100中的芯片(如，功能芯片150和靜電防護(hù)芯片170)及承載基板113,其中任二者之間可利用導(dǎo)線(bonding wire)(如圖4至圖6所示)或倒裝式芯片(flip-chip)(如圖6及圖7所示)等方式電性接合。換言之，各接合件190可為一導(dǎo)線(如圖4至圖6所示)或一凸塊190 (如圖6及圖7所示)。
[0072]在一些實(shí)施例中，功能芯片150可為無(wú)靜電防護(hù)電路的芯片，如圖1所示。
[0073]在一些實(shí)施例中，參照?qǐng)D2及圖3，功能芯片150可還包括第三靜電防護(hù)電路158和第四靜電防護(hù)電路159。
[0074]第三靜電防護(hù)電路158是耦接在第一電源焊墊151和第一信號(hào)焊墊155之間，而第四靜電防護(hù)電路159是耦接在第一信號(hào)焊墊155和第一接地焊墊153之間。在一些實(shí)施例中，第一電源焊墊151和第一接地焊墊153之間也可電性連接另一靜電防護(hù)電路(未繪示)。
[0075]于所述多個(gè)實(shí)施例中，功能芯片150中的各個(gè)靜電防護(hù)電路的耐電流能力小于靜電防護(hù)芯片170中的各個(gè)靜電防護(hù)電路的耐電流能力。也就是說(shuō)，第三靜電防護(hù)電路158的耐電流能力小于第一靜電防護(hù)電路177和第二靜電防護(hù)電路179，并且第四靜電防護(hù)電路159的耐電流能力小于第一靜電防護(hù)電路177和第二靜電防護(hù)電路179。
[0076]也就是，功能芯片150中的靜電防護(hù)電路只提供基本的ESD保護(hù)，而靜電防護(hù)芯片170中的靜電防護(hù)電路則可提供大電流的保護(hù)。舉例來(lái)說(shuō)，以以太網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用為例:功能芯片150中的靜電防護(hù)電路只提供諸如人體放電模式(human body model ;HBM)、機(jī)器放電模式(machine model ;MM)和兀件充電模式(charged device model ;CDM)等的 ESD 防護(hù)，而靜電防護(hù)芯片170中的靜電防護(hù)電路則可提供諸如雷擊等大電流防護(hù)。
[0077]再者，功能芯片150是以與靜電防護(hù)芯片170不同的工藝技術(shù)形成。較佳地，功能芯片150是以較靜電防護(hù)芯片170先進(jìn)的工藝技術(shù)形成。舉例來(lái)說(shuō)，功能芯片150以40奈米(nm)工藝技術(shù)形成,而靜電防護(hù)芯片170以180nm以上的工藝技術(shù)形成。
[0078]在一些實(shí)施例中，參照?qǐng)D2，靜電防護(hù)芯片170可只提供數(shù)據(jù)路徑的靜電防護(hù)。于此，靜電防護(hù)芯片170只具有第一靜電防護(hù)電路177，并且此第一靜電防護(hù)電路177電性連接在第一信號(hào)焊墊155和第二信號(hào)焊墊175之間。在此實(shí)施例中，第一靜電防護(hù)電路177用以阻擋從外部經(jīng)由第三連接件135流入集成電路100內(nèi)的非預(yù)期電流。換言之，靜電防護(hù)電路可設(shè)計(jì)在相同屬性的二焊墊之間，以提供非預(yù)期電流的防護(hù)。
[0079]在一些實(shí)施例中，靜電防護(hù)電路的組件可包括電阻、二極管、晶體管、厚氧化層元件(Field-oxide device)、娃控整流器(SCR device, p-n-p-nstructure)或其組合。由于靜電防護(hù)電路的設(shè)計(jì)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，故于此不再贅述。
[0080]在一些實(shí)施例中，參照?qǐng)D4至圖7，封裝本體110可包括封膠材料111。封膠材料111包覆功能芯片150和靜電防護(hù)芯片170，以致使功能芯片150和靜電防護(hù)芯片170與外界隔絕。
[0081]在一些實(shí)施例中，封裝本體110可還包括承載基板113。集成電路100中的芯片(如，功能芯片150和靜電防護(hù)芯片170)可以并排方式(如圖4圖所示)或堆疊方式(如圖5至圖6所示)設(shè)置在承載基板113上。由于封裝技術(shù)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，故于此不再贅述。
[0082]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的集成電路將電子功能電路與提供放電路徑和/或非預(yù)期電流阻擋的靜電防護(hù)電路分開(kāi)制作在二個(gè)芯片中(即，功能芯片150和靜電防護(hù)芯片170)，以致使工藝技術(shù)的選用及電路的設(shè)計(jì)更佳有彈性，進(jìn)而能相對(duì)降低成本。
【權(quán)利要求】
1.一種集成電路，包括: 一封裝本體； 多個(gè)接口連接件，位在該封裝本體的一外表面上； 一功能芯片，以及一靜電防護(hù)芯片； 其中，該功能芯片包括: 一第一電源焊墊，電性連接所述多個(gè)接口連接件中的一第一者； 一第一接地焊墊，電性連接所述多個(gè)接口連接件中的一第二者； 一第一信號(hào)焊墊；以及 一電子功能電路，電性連接該第一電源焊墊、該第一信號(hào)焊墊和該第一接地焊墊； 該靜電防護(hù)芯片包括: 一第二信號(hào)焊墊，電性連接在所述多個(gè)接口連接件中的一第三者和該第一信號(hào)焊墊之間；以及 一第一靜電防護(hù)電路，電性連接該第二信號(hào)焊墊。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中該功能芯片和該靜電防護(hù)芯片位在單一該封裝本體中。
3.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中該功能芯片和該靜電防護(hù)芯片為結(jié)構(gòu)分離的二裸芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中該靜電防護(hù)芯片還包括: 一第二電源焊墊，電性連接在所述多個(gè)接口連接件中的該第一者和該第一電源焊墊之間，其中該第一靜電防護(hù)電路電性連接在該第二信號(hào)焊墊和該第二電源焊墊之間； 一第二接地焊墊，電性連接在所述多個(gè)接口連接件中的該第二者和該第一接地焊墊之間；以及 一第二靜電防護(hù)電路，耦接在該第二信號(hào)焊墊和該第二接地焊墊之間。
5.如權(quán)利要求1或4所述的集成電路，其中該功能芯片還包括: 一第三靜電防護(hù)電路，耦接在該第一電源焊墊和該第一信號(hào)焊墊之間；以及 一第四靜電防護(hù)電路，耦接在該第一信號(hào)焊墊和該第一接地焊墊之間； 其中，該功能芯片中的各該靜電防護(hù)電路的耐電流能力小于該靜電防護(hù)芯片中的各該靜電防護(hù)電路的耐電流能力。
6.如權(quán)利要求4所述的集成電路，其中該靜電防護(hù)芯片還包括: 一第三電源焊墊，電性連接在該第二電源焊墊和該第一電源焊墊之間； 一第三接地焊墊，電性連接在該第二接地焊墊和該第一接地焊墊之間；以及 一第三信號(hào)焊墊，電性連接在該第二信號(hào)焊墊和該第一信號(hào)焊墊之間。
7.如權(quán)利要求6所述的集成電路，還包括: 多個(gè)接合件，分別接合在該第一電源焊墊和該第三電源焊墊之間、在該第一接地焊墊和該第三接地焊墊之間以及在該第一信號(hào)焊墊和該第三信號(hào)焊墊之間。
8.如權(quán)利要求4所述的集成電路，還包括: 多個(gè)接合件，分別接合在所述多個(gè)接口連接件中的該第一者和該第二電源焊墊之間、在所述多個(gè)接口連接件中的該第二者和該第二接地焊墊之間以及在所述多個(gè)接口連接件中的該第三者和該第二信號(hào)焊墊之間。
9.如權(quán)利要求4所述的集成電路，其中該靜電防護(hù)芯片還包括: 一第三信號(hào)焊墊，電性連接該第一信號(hào)焊墊，其中該第一靜電防護(hù)電路電性連接在該第二信號(hào)焊墊和該第三信號(hào)焊墊之間。
10.如權(quán)利要求9所述的集成電路，還包括: 多個(gè)接合件，分別接合在所述多個(gè)接口連接件中的該第一者和該第一電源焊墊之間、在所述多個(gè)接口連接件中的該第二者和該第一接地焊墊之間、在該第一信號(hào)焊墊和該第三信號(hào)焊墊之間以及在所述多個(gè)接口連接件中的該第三者和該第二信號(hào)焊墊之間。
11.如權(quán)利要求1所述的集成電路，還包括: 多個(gè)接合件，分別接合在所述多個(gè)接口連接件中的該第一者和該第一電源焊墊之間、在所述多個(gè)接口連接件中的該第二者和該第一接地焊墊之間以及在所述多個(gè)接口連接件中的該第三者和該第二信號(hào)焊墊之間。
12.如權(quán)利要求1所述的集成電路，該封裝本體包括: 一封膠材料，包覆該功能芯片和該靜電防護(hù)芯片。
13.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中該功能芯片為無(wú)靜電防護(hù)電路的芯片。
14.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中該功能芯片是以與該靜電防護(hù)芯片不同工藝技術(shù)制成。
15.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其中所述多個(gè)接口連接件為多個(gè)針腳或多個(gè)焊球。
【文檔編號(hào)】H01L27/02GK103681650SQ201210327086
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月6日
【發(fā)明者】葉達(dá)勛, 曹太和, 吳健銘 申請(qǐng)人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司