[發(fā)明專利]使用介電外殼增強(qiáng)半導(dǎo)體裝置的可靠性

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980139878.0
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN102177575A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約翰·J·H·雷什;邁克爾·E·約翰遜;蓋伊·F·伯吉斯;安東尼·P·柯蒂斯;斯圖爾特·利希滕塔爾
• 申請（專利權(quán)）人: 弗利普芯片國際有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L23/48
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 劉曉峰

相關(guān)申請的交叉引用

本申請主張2008年8月7日提出申請的美國臨時申請第61/087,109號和2009年8月6日提出申請的美國實(shí)用新型申請第12/537,236號的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，所述申請的內(nèi)容通過引用在此全文并入。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增強(qiáng)半導(dǎo)體裝置的可靠性。具體地，本發(fā)明涉及使用介電外殼增強(qiáng)半導(dǎo)體裝置的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種使用介電外殼增強(qiáng)半導(dǎo)體裝置的可靠性的方法和裝置。在一個或多個實(shí)施例中，用于使用介電外殼增強(qiáng)半導(dǎo)體裝置的可靠性的方法包括以下步驟：將可光成像永久介電材料層涂敷到半導(dǎo)體裝置的上表面；以及使可光成像永久介電材料層圖案化以在每一個部件上方都具有開口。

在一個或多個實(shí)施例中，可光成像永久介電材料層是液體電介質(zhì)。在可選的實(shí)施例中，可光成像永久介電材料層是干膜層疊體。在一些實(shí)施例中，可光成像永久介電材料層為1-300μm(微米)厚。較厚的介電層提供額外的機(jī)械強(qiáng)度。

在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置包括襯底層，所述襯底層包括硅(Si)。在一個或多個實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置的部件可以包括但不受限于焊接接合焊盤、管芯間隔部(die?street)以及測試部件。在至少一個實(shí)施例中，可光成像永久介電材料層與凸點(diǎn)下金屬層(UBM)重疊至少1微米。

在一個或多個實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟：將助焊材料分配或絲網(wǎng)印刷(stencil?print)到永久介電材料的開口；以及將不含有助焊劑的焊料涂敷到助焊材料的上表面。在至少一個實(shí)施例中，焊料為至少一個焊料球和/或焊膏。在一個或多個實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟：將半導(dǎo)體裝置加熱到適于焊料進(jìn)行回流的回流溫度，從而使焊料順應(yīng)或適合(conform)永久介電材料的開口的側(cè)壁以形成保護(hù)密封件。

在一些實(shí)施例中，使用介電外殼增強(qiáng)半導(dǎo)體裝置的可靠性的方法包括以下步驟：將可光成像永久介電材料層涂敷到半導(dǎo)體裝置的上表面；使可光成像永久介電材料層圖案化以在每一個部件上方都具有開口；將含有助焊劑的焊料分配到永久介電材料的開口中；以及將半導(dǎo)體裝置加熱到適于焊料進(jìn)行回流的回流溫度，從而使焊料順應(yīng)永久介電材料的開口的側(cè)壁以形成保護(hù)密封件。

在一個或多個實(shí)施例中，使用介電外殼增強(qiáng)半導(dǎo)體裝置的可靠性的裝置包括襯底層、至少一個輸入/輸出(I/O)焊盤、鈍化層、至少一個凸點(diǎn)下金屬層(UBM)、可光成像永久介電材料層、助焊材料以及不含有助焊劑的至少一個焊料球。

在一些實(shí)施例中，至少一個輸入/輸出(I/O)焊盤位于襯底層的上表面上。此外，鈍化層位于襯底層的上表面上并且位于每一個輸入/輸出(I/O)焊盤的上表面的一部分上。另外，至少一個凸點(diǎn)下金屬層(UBM)位于每一個輸入/輸出(I/O)焊盤的上表面上?？晒獬上裼谰媒殡姴牧蠈游挥谝r底層的上表面上和至少一個凸點(diǎn)下金屬層(UBM)的上表面上，并且可光成像永久介電材料層被圖案化以在每一個部件上方都具有開口。助焊材料位于永久介電材料的開口內(nèi)。另外，不含有助焊劑的至少一個焊料球位于助焊材料的上表面上。半導(dǎo)體裝置被加熱到適于至少一個焊料球進(jìn)行回流的回流溫度，從而使至少一個焊料球順應(yīng)永久介電材料的開口的側(cè)壁以形成保護(hù)密封件。

在一個或多個實(shí)施例中，使用介電外殼增強(qiáng)半導(dǎo)體裝置的可靠性的裝置包括襯底層、至少一個輸入/輸出(I/O)焊盤、鈍化層、至少一個凸點(diǎn)下金屬層(UBM)、可光成像永久介電材料層以及含有助焊劑的至少一個焊料球。

在至少一個實(shí)施例中，至少一個輸入/輸出(I/O)焊盤位于襯底層的上表面上。此外，鈍化層位于襯底層的上表面并且位于每一個輸入/輸出(I/O)焊盤的上表面的一部分上。此外，至少一個凸點(diǎn)下金屬層(UBM)位于每一個輸入/輸出(I/O)焊盤的上表面上。另外，可光成像永久介電材料層位于襯底層的上表面上和至少一個凸點(diǎn)下金屬層(UBM)的上表面上。可光成像永久介電材料層被圖案化以在每一個部件上方都具有開口。含有助焊劑的至少一個焊料球位于永久介電材料的開口內(nèi)。半導(dǎo)體裝置被加熱到適于至少一個焊料球進(jìn)行回流的回流溫度，從而使至少一個焊料球順應(yīng)永介電材料的開口的側(cè)壁以形成保護(hù)密封件。

附圖說明

本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將參照以下說明、所附權(quán)利要求和附圖將變得能被更好的理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的至少一個實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的至少一個實(shí)施例的類似于圖1的橫截面圖的橫截面圖，但是示出了添加了涂敷到半導(dǎo)體裝置的上表面的可光成像永久介電材料；