集成電路封裝以及封裝方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了集成電路封裝以及封裝方法。一種集成電路封裝方法包括：由限定電路互連的連續(xù)建立層制造封裝模塊；在封裝模塊的頂側(cè)上形成腔；將芯片的金屬化后側(cè)附著到金屬層，所述芯片具有帶有至少一個前部觸點的前側(cè)；將所述芯片布置在所述腔中，使得至少一個前部觸點被電連接到封裝模塊的電路互連中的至少一個；以及將附著到芯片的金屬層耦合到封裝模塊的頂側(cè)上。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本公開涉及用于制造電路的裝置和方法，并且更特別地涉及用于封裝集成電路的裝置和方法。
技術(shù)介紹
集成電路(IC)芯片通常被結(jié)合到封裝中。這種封裝例如提供物理的和環(huán)境的保護(hù)以及熱消散。而且，封裝的芯片典型地提供電引線以允許與另外的部件相集成。已經(jīng)開發(fā)出幾種IC封裝技術(shù)。一種這樣的技術(shù)例如在2006年7月27日提交的并于2007年2月I日公布為US2007/0025092A1的、順序號為11/494，259的、Lee等人的美國專利申請“Embedded Actives and Discrete Passives in a Cavity Within Build-upLayers”中被描述，該申請的內(nèi)容由此被全部結(jié)合以作參考。Lee等人尤其公開了所謂的芯片最后嵌入(chip-last)方法。與芯片首先嵌入或芯片中間嵌入工藝形成對比，芯片最后嵌入方法是在完成所有建立層(build-up layer)工藝之后嵌入給定的芯片。該方法的優(yōu)點現(xiàn)在是眾所周知的，然而，芯片最后嵌入的封裝不被認(rèn)為適合于所有芯片類型。例如，對于具有后側(cè)觸點(back-side contact)的1C，以及對于其操作參數(shù)需要更高散熱量的那些芯片，例如功率芯片和高性能邏輯芯片。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在一個實施中，為了提供適合于各種各樣的芯片類型(包括功率芯片、具有后側(cè)觸點的芯片、以及高性能邏輯芯片)的封裝模塊，一種集成電路封裝方法包括:由限定電路互連的連續(xù)的建立層制造封裝模塊；在所述封裝模塊的頂側(cè)上形成腔；將芯片的金屬化后側(cè)附著到金屬層上，所述芯片具有帶有至少一個前部觸點的前側(cè)；將所述芯片布置在所述腔中，使得前部觸點的組被電連接到所述封裝模塊的電路互連中的一個或多個；以及將附著到所述芯片的所述金屬層耦合到所述封裝模塊上。類似地，在另一實施中，一種集成電路封裝包括具有在其中形成的腔的封裝模塊。所述封裝模塊可以被形成為來自限定頂側(cè)、底側(cè)以及二者之間的電路互連的連續(xù)建立層的疊層。在芯片最后嵌入方法之后，所述腔可以被形成在所述封裝模塊的頂側(cè)上。典型地，所述腔的形成暴露所述電路互連中的一個或多個，例如在所述腔的底部。芯片具有帶有前部觸點的組的前側(cè)以及附著到金屬層的金屬化后側(cè)，使得所述金屬層覆蓋所述芯片的后側(cè)的至少一部分，以及所述封裝模塊的頂側(cè)可以被布置在所述腔中，使得前部觸點的所述組被電連接到所述封裝模塊的電路互連中的一個或多個。所述芯片被布置在所述腔中，使得前部觸點的所述組被電連接到所述封裝模塊的電路互連中的一個或多個，并且所述金屬層覆蓋所述封裝模塊的頂側(cè)的至少一部分。在上面的實施中可以包括或者組合下列特征中的一個或多個。將芯片的金屬化后側(cè)附著到金屬層上可以利用高溫工藝來完成。將芯片的金屬化后側(cè)附著到金屬層上可以利用擴(kuò)散焊接工藝來完成。金屬層可以是金屬箔層。芯片的后側(cè)可以是低歐姆觸點。電流可以在低歐姆觸點和芯片的前部觸點的組之間垂直地流動。芯片可以是功率電子芯片。低歐姆觸點可以例如通過與金屬層的電連接被電連接到在封裝模塊中形成的一個或多個通路(via)。芯片可以是高性能邏輯芯片。金屬層可以具有促進(jìn)熱擴(kuò)散的導(dǎo)熱特性。金屬層可以被附著到熱沉。芯片可以包括直通硅通路。金屬層的全部或者部分可以通過隔離中間層被耦合到芯片的后側(cè)和封裝模塊的頂側(cè)。芯片可以被安裝成反向安裝配置。反向安裝配置是其中芯片的金屬化后側(cè)面朝印刷電路板并且芯片的前側(cè)背朝印刷電路板。附圖說明為了進(jìn)一步闡明本專利技術(shù)的上面的和其他的優(yōu)點和特征，將參照在附圖中示出的其特定實施例來提供本專利技術(shù)的更詳細(xì)的描述。認(rèn)識到的是，這些附圖僅僅描繪本專利技術(shù)的典型實施例，并且因此不應(yīng)被認(rèn)為是限制本專利技術(shù)的范圍。將通過使用附圖、利用附加的特殊性和細(xì)節(jié)來描述和解釋本專利技術(shù)，其中:圖1-3從剖面圖示出用于制造示例性封裝模塊的示例性工藝流程；圖4示出帶有具有后側(cè)觸點的芯片的示例性集成電路封裝的剖面圖；圖5示出具有頂層的示例性集成電路封裝的剖面圖；圖6示出具有熱沉和/或金屬箔層的示例性集成電路封裝的剖面圖；圖7-9示出具有頂側(cè)封裝觸點的如圖4-6中的示例性集成電路封裝的剖面圖；圖10-12示出具有頂側(cè)墊(pad)和/或隔離中間層的如圖4-6中的示例性集成電路封裝的剖面圖；圖13示出具有多個芯片的示例性集成電路封裝的剖面圖；圖14示出具有隔離的熱擴(kuò)散層的示例性集成電路封裝的剖面圖；圖15示出帶有具有直通硅通路的芯片的示例性集成電路封裝的剖面圖；圖16和17示出具有在電鍍的、濺射的、或結(jié)構(gòu)化金屬上的納米金屬或焊料以及其上可選的隔離熱沉和/或金屬箔層的后側(cè)的示例性集成電路封裝的剖面圖；圖18-21從剖面圖示出用于制造示例性封裝模塊的另一示例性工藝流程；圖22示出處于反向安裝配置的示例性集成電路封裝的剖面圖；以及圖23-26示出處于反向安裝配置的示例性集成電路封裝的剖面圖的各種另外的實施例。具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖，其中相同的結(jié)構(gòu)將具有相同的附圖標(biāo)記。不用說，附圖是本專利技術(shù)的示例性實施例的圖示的和示意性的表示，并且不限制本專利技術(shù)，它們也不一定是按比例繪制的。圖1-3從剖面圖示出用于制造示例性封裝模塊10的示例性工藝流程。用于集成電路封裝的所述示例性工藝流程或方法可以被如下實施。在圖1中，封裝模塊2可以開始由限定頂側(cè)3、底側(cè)I和電路互連4的連續(xù)建立層(疊層)形成。這種電路互連4可以是以下面關(guān)于通路5描述的方式形成的通路，和/或包括例如嵌入式無源部件(例如電路布線、電容器、電阻器、和/或電感器)。例如，它可以包括例如由結(jié)構(gòu)化金屬形成的分層布線(routing)8。電路互連4可以使用標(biāo)準(zhǔn)高密度互連技術(shù)來制成，并且可以具有在封裝模塊2的底側(cè)I上提供的與其電耦合的底側(cè)墊6。此外，除了傳統(tǒng)分層技術(shù)，建立分層工藝還可以包括在超薄型芯上沉積薄膜。通路5還可以通過例如機(jī)械數(shù)字控制(NC)鉆孔、激光鉆孔、形成連續(xù)建立層、或者通過本領(lǐng)域已知的其他手段來形成在封裝模塊2中。在形成通路孔之后，通路5可以通過例如無電極電鍍或者電解電鍍來金屬化。焊球12可被提供成與通路5和/或電路互連4電連接，從而在集成電路封裝10的封裝模塊2的底側(cè)I上提供接觸端，以用于連接例如到印刷電路(PC)板。在圖2中，針對封裝模塊2的形成來添加另外的連續(xù)建立層。該工藝導(dǎo)致將無源部件嵌入到封裝模塊2中。以這種方式，所述封裝的所有層可以包含用于例如信號、功率和接地的布線的結(jié)構(gòu)化金屬。在圖3中，在封裝模塊2的頂側(cè)3上形成腔14。除其他技術(shù)外，激光鉆孔也可以被用來形成腔14。一旦形成腔14，則連接墊(如果不是已經(jīng)存在的話)可以通過常規(guī)方法被添加到在腔14中暴露的電路互連4。正如下面參照圖4討論的那樣，腔14應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地被形成為使得芯片16能夠被布置在腔14中。圖4示出帶有具有后側(cè)觸點的芯片16的示例性集成電路封裝40的剖面圖。這種芯片包括例如IGBT，通過所述IGBT，電流從芯片的后側(cè)觸點垂直地(即從后側(cè)通過硅襯底到前側(cè))流到其前側(cè)。具有前部觸點7的組并且取決于芯片的類型而在后側(cè)18上具有后側(cè)觸點20的芯片16被布置到腔14中，使得前部觸點7被電連接到封裝模塊2的電路互連4中的一個或多個。芯片16的后側(cè)18通常在晶片處理期間被金屬化。因此，如在此所述的在封裝期間對芯片的進(jìn)一步處理被理解為不同的工藝和不同本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種集成電路封裝方法，包括：由限定電路互連的連續(xù)建立層制造封裝模塊；在所述封裝模塊的頂側(cè)上形成腔；將芯片的金屬化后側(cè)附著到金屬層上，所述芯片具有帶有至少一個前部觸點的前側(cè)；將所述芯片布置在所述腔中，使得至少一個前部觸點被電連接到所述封裝模塊的電路互連中的至少一個；以及將附著到所述芯片的所述金屬層耦合到所述封裝模塊的頂側(cè)上。

【技術(shù)特征摘要】
2011.12.15 US 13/326,5271.一種集成電路封裝方法，包括: 由限定電路互連的連續(xù)建立層制造封裝模塊； 在所述封裝模塊的頂側(cè)上形成腔； 將芯片的金屬化后側(cè)附著到金屬層上，所述芯片具有帶有至少一個前部觸點的前側(cè)；將所述芯片布置在所述腔中，使得至少一個前部觸點被電連接到所述封裝模塊的電路互連中的至少一個；以及 將附著到所述芯片的所述金屬層耦合到所述封裝模塊的頂側(cè)上。2.如權(quán)利要求1所述的集成電路封裝方法，其中，將芯片的金屬化后側(cè)附著到金屬層上是利用高溫工藝完成的。3.如權(quán)利要求1所述的集成電路封裝方法，其中，將芯片的金屬化后側(cè)附著到金屬層上是利用擴(kuò)散焊接工藝完成的。4.如權(quán)利要求1所述的集成電路封裝方法，其中，所述金屬層是金屬箔層。5.如權(quán)利要求1所述的集成電路封裝方法，其中，所述芯片的后側(cè)具有低歐姆觸點。6.如權(quán)利要求5所述的集成電路封裝方法，其中，電流在所述低歐姆觸點和所述芯片的至少一個前部觸點之間垂直地流動。7.如權(quán)利要求6所述的集成電路封裝方法，其中，所述低歐姆觸點被電連接到所述金屬層，并且通過其被連接到在所述封裝模塊中形成的一個或多個通路。8.如權(quán)利要求1所述的集成電路封裝方法，其中，所述金屬層具有導(dǎo)熱特性。9.如權(quán)利要求8所述的集成電路封裝方法，還包括將所述金屬層附著到熱沉。10.如權(quán)利要求1所述的集成電路封裝方法，其中，所述芯片還包括直通硅通路。11.如權(quán)利要求1所述的集成電路封裝方法，其中，所述金屬層通過隔離中間層被耦合到所述芯片的后側(cè)或者所述封裝模塊的頂側(cè)。12.—種集成電路封裝，包括: 由限定電路互連的連續(xù)建立層形成的封裝模塊； 在所述封裝模塊的頂側(cè)上形成的腔； 具有前側(cè)并且具有金屬化后側(cè)的芯片，所述前側(cè)具有至少一個前部觸點；以及附著到所述芯片的后側(cè)的至少一部分的金屬層，其中所述芯片被布置在所述腔中，使得至少一個前部觸點被電連接到所述封裝模塊的電路互連中的至少一個，并且所述金屬層覆蓋所述封裝模塊的頂側(cè)的至少一部分。13.如權(quán)利要求12所述的集成電路封裝，其中，所述金屬層是金屬箔層。14.如權(quán)利要求...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：F·德赫，G·邁耶貝格，
申請(專利權(quán))人：英飛凌科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：