[發明專利]具有二種不同的底層填充材料的可控崩塌芯片連接(C4)集成電路封裝件

無效

• 申請號: 00804578.X
• 申請日: 2000-02-08
• 公開（公告）號: CN1350702A
• 公開（公告）日: 2002-05-22
• 發明（設計）人: S·拉馬林加姆;V·穆拉里;D·庫克
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L23/18
• 分類號: H01L23/18;H01L23/24;H01L21/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王勇,梁永

發明的背景

1.發明的領域

本發明涉及到集成電路封裝件。

2.背景信息

集成電路通常被裝配到焊接于印刷電路板的封裝件中。圖1示出了一種通常稱為倒裝芯片或C4封裝件的集成電路封裝件。集成電路1包含焊接到襯底3頂部表面的大量焊料凸塊2。

襯底3通常由熱膨脹系數不同于集成電路的復合材料構成。封裝件溫度的任何變化都可以引起集成電路1與襯底3之間有差別的膨脹。這一有差別的膨脹可以感生能夠使焊料凸塊2破裂的應力。焊料凸塊2承載著集成電路1與襯底3之間的電流，致使凸塊2的任何破裂都可以影響到電路1的工作。

封裝件可以包括位于集成電路1與襯底3之間的底層填充材料4。底層填充材料4通常是環氧樹脂，它增強了IC封裝件的焊料連接可靠性和熱-機械潮氣穩定性。

封裝件可以具有幾百個在集成電路1底部排列成二維陣列的焊料凸塊2。環氧樹脂4通常借助于沿集成電路一側分配未固化的環氧樹脂材料組成的線而被涂敷到焊料凸塊的界面。環氧樹脂然后在焊料凸塊之間流動。必須以覆蓋所有焊料凸塊2的方式來分配環氧樹脂4。

為了確保在底層填充材料中不形成空氣洞，將環氧樹脂4僅僅分配在集成電路的一側是可取的。空氣洞使集成電路/襯底界面的結構完整性降低。此外，底層填充材料4必須與襯底3和集成電路1二者具有良好的粘合性，以便防止在熱和潮氣負載時發生脫層。因此，環氧樹脂4必須是一種能夠在整個集成電路/襯底界面下方流動并具有良好粘合性的材料。

襯底3通常由陶瓷材料構成。大量生產陶瓷材料比較昂貴。因此，為C4封裝件提供有機襯底可能是可取的。有機襯底傾向于吸收底部填充方法過程中可能釋放的潮氣。底部填充方法過程中潮氣的釋放，可以在底層填充材料中造成空洞。有機襯底還傾向于具有比陶瓷襯底更高的熱膨脹系數，這可以在管芯、底層填充材料、和焊料凸塊中導致更大的應力。環氧樹脂中更大的應力可以在熱負載過程中導致傳播進入襯底的裂紋，并由于金屬線斷裂而引起封裝件失效。更大的應力還可以在熱負載過程中導致管芯失效，并加大對空氣和潮氣空洞的敏感性。在熱負載過程中，凸塊可能伸入到空洞中，特別是對于具有比較高的凸塊密度的封裝件更是如此。提供一種采用有機襯底的C4封裝件，可能是可取的。

發明的概述

本發明的一個實施例是一種集成電路封裝件，它可以包括安裝到襯底的集成電路。此封裝件還可以具有附著到集成電路和襯底的第一底層填充材料和第二底層填充材料。

附圖的簡要說明

圖1是現有技術的集成電路封裝件的側視圖；

圖2是本發明的集成電路封裝件的一個實施例的俯視圖；

圖3是集成電路封裝件的放大側視圖；

圖4是示意圖，示出了裝配集成電路封裝件的方法。

本發明的詳細描述

參照附圖，更確切地說是圖2和3示出了本發明的集成電路封裝件10的一個實施例。封裝件10可以包括具有第一表面14和相反的第二表面16的襯底12。集成電路18可以被多個焊料凸塊20固定到襯底12的第一表面14。焊料凸塊20可以被安排成集成電路18上的二維陣列。利用通常稱為可控崩塌芯片連接(C4)的方法，可以將焊料凸塊20固定到集成電路18和襯底12。

焊料凸塊20可以承載集成電路18與襯底12之間的電流。在一個實施例中，襯底12可以包括有機介電材料。封裝件10可以包括固定到襯底12的第二表面16的多個焊料球22。焊料球22能夠被回流，以便將封裝件10固定到印刷電路板(未示出)。

襯底12可以包含布線軌跡、電源/接地平面、將第一表面14上的焊料凸塊20電連接到第二表面16上的焊料球22的通孔等。集成電路18可以被包封劑(未示出)包封。此外，封裝件10可以組合有諸如熱導管或熱沉之類的熱元件(未示出)，以便引出集成電路18產生的熱。

封裝件10可以包括固定到集成電路18和襯底12的第一底層填充材料24。封裝件10還可以包括固定到襯底12和集成電路18的第二底層填充材料26。第二底層填充材料26可以形成環繞并密封IC和第一底層填充材料24的邊沿的周邊填充物。第二材料26的密封功能可以阻止潮氣遷移、集成電路破裂、以及第一底層填充材料破裂。