[發明專利]具有補強結構的管芯襯底

有效

• 申請號: 200980114217.2
• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN102017131A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: R·托帕奇勒;A·茲布澤宗
• 申請（專利權）人: ATI技術無限責任公司
• 主分類號: H01L23/00
• 分類號: H01L23/00;H01L23/16;H01L23/31
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術領域

本發明大體而言是關于半導體工藝，更特別的是關于半導體芯片封裝襯底及其制造方法。

背景技術

目前許多集成電路的形成是共同硅晶圓(wafer)上的多個小方塊(dice)。在基本制程步驟在芯片上完成形成電路之后，從晶圓切割個別小方塊(dice)。而后，通常切割塊被嵌至襯底(substrate)，例如電路板，或是被封裝在某種包裝形式中。

一種常使用的封裝包含襯底上嵌著晶粒(die)。所述襯底的上表面包含電互連。所述芯片被制造成為具有具有多個焊墊(bond?pads)。在所述芯片的焊墊與襯底互聯之間，提供焊料突起(solder?bump)的集合，以建立奧姆接觸(ohmic?contact)。在晶粒與襯底之間沉積填膠材料(underfill?material)，以作為防止由于晶粒與襯底之間熱膨脹系數不相符而破壞焊料突起的材料，以及作為黏著劑以支持所述晶粒。所述襯底互連包含與晶粒焊料突起配置的焊墊數組。在所述晶粒放置于所述襯底上之后，進行回流制程(reflow?process)，使得所述晶粒的焊料突起冶金焊至所述襯墊的焊墊。

一種習知的襯底型式是由上與下建立層之間薄層的核心(core)所組成。核心本身通常是由四層玻璃填充的環氧樹脂所組成。所述建立層可以是核心的相對側上第四層或是更多層，且可以是由相同型式的樹脂所形成。在所述核心與建立層之間散置不同的金屬化層，以防止結構最低層上的接腳、墊或是其它焊球與所述芯片(chip)焊料突起焊接墊之間的電路。將接腳、墊或是焊球設計與例如印刷電路板的另一電器器件的接腳柵格數組插座、接點柵格數組插座(land?grid?array?socket)或是球柵格數組接典圖案成為電接面。

所述核心提供一些硬度(stiffness)至所述襯底。即使有所述硬度，習知的襯底仍因為芯片、填膠與襯底的熱膨脹系數不相符而傾向于翹曲(warp)。然而，需要在封裝襯底中提供較短的電路路徑，以降低電源電感，并且改進通過襯底所轉換電力的電力精確性(power?fidelity)。困難的問題是如何降低電路路徑而不會造成潛在破壞襯底翹曲。

習知一種用于支撐芯片封裝襯底硬度的技術涉及將增強環(stiffener?ring)固定在封裝襯底的上側。這些習知增強物的種類通常是由銅、鋁或是鋼所制造，并且需要黏著劑以黏著在所述襯底上。

本發明是關于克服或降低上述一或多個缺點的效應。

發明內容

根據本發明的一方面，提供一種制造方法，包含提供封裝襯底，所述封裝襯底具有第一側與和所述第一側對立的第二側。所述第一側具有中心區域，用以接收半導體芯片。在所述封裝襯底的所述第一側上，在所述中心區域的外部形成焊料補強結構，以抵抗所述封裝襯底的彎曲。

根據本發明的另一方面，本發明提供一種制造方法，包含提供封裝襯底，所述封裝襯底具有第一側與和所述第一側對立的第二側。所述第一側具有中心區域，用以接收半導體芯片。在所述第一側上的所述中心區域外側形成焊料可濕潤的表面(solder?wettable?surface)。在所述封裝襯底的所述第一側上形成阻焊層(solder?mask)，而留下至少一部分暴露的所述焊料可濕潤的表面。在所述焊料可濕潤的表面上沉積焊料，以于所述封裝襯底的所述第一側上形成補強結構，抵抗所述封裝襯底的彎曲。

根據本發明的另一方面，本發明提供一種設備，包含封裝襯底，所述封裝襯底具有第一側與和所述第一側對立的第二側。所述第一側具有中心區域，用以接收半導體芯片。焊料補強結構位在所述封裝襯底的所述第一側上所述中心區域的所述中心區域外側上，以抵抗所述封裝襯底的彎曲。

附圖說明

在閱讀以下詳細說明與參考圖式之后，本發明的上述與其它優點變得明顯。

圖1說明習知半導體芯片封裝包含半導體芯片固定于襯底上。

圖2是圖1中沿著區段2-2的側視圖。

圖3是如同圖2的側視圖，描述固定習知的半導體芯片封裝至印刷電路板。

圖4是圖3小部分的放大突。

圖5是如同圖4的放大圖，顯示在焊料回流(solder?reflow)之后。

圖6顯示包含襯底補強結構的半導體芯片封裝的實施例。

圖7舉例顯示在阻焊層形成之前的封裝襯底。

圖8為圖7的襯底在阻焊層形成之后的概示圖。

圖9如同圖8說明焊料應用。

圖10是圖9區段10-10的側視圖。

圖11是如同圖10的側視圖，描述印刷模板移除。

圖12是如同圖11的側視圖，描述將半導體芯片固定至襯底上。