[發(fā)明專利]具有極細間距堆疊的微電子組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210393990.0
• 申請日: 2006-12-19
• 公開（公告）號: CN102931103A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設計）人: B·哈巴;C·S·米切爾
• 申請（專利權(quán)）人: 泰塞拉公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/60
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 鄔少俊;王英

本申請為分案申請，其原申請是2008年8月21日進入中國國家階段、國際申請日為2006年12月19日的國際專利申請PCT/US2006/048423，該原申請的中國國家申請?zhí)柺?0068005323.6，發(fā)明名稱為“具有極細間距堆疊的微電子組件”。

對相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求享有于2005年12月23日提交的美國專利申請No.11/318164的權(quán)益，在此通過引用將其并入本文。

本發(fā)明涉及微電子組件以及制造和測試可堆疊微電子組件的方法。

背景技術(shù)

諸如半導體芯片的微電子器件通常需要很多通往其它電子元件的輸入和輸出連接。半導體芯片或其它類似器件的輸入和輸出接觸通常設置成基本覆蓋器件表面的格柵狀圖案（通常稱為“區(qū)域陣列”）或細長的排，所述排可以平行延伸到器件正面的每個邊緣并與其相鄰，或者在正面的中心位置。典型地，必須要把諸如芯片的器件物理地安裝在諸如印刷電路板的襯底上，器件的接觸必須要電連接到電路板的導電部件上。

半導體芯片通常設置在封裝中，在制造期間，以及在將芯片安裝在諸如電路板或其它電路面板的外部襯底上期間，封裝有助于對芯片的操作。例如，很多半導體芯片設置在適于表面安裝的封裝中。已經(jīng)針對各種應用提出了這一大類的很多種封裝。最常見的是，這種封裝包括電介質(zhì)元件，其通常稱為“芯片載體”，電介質(zhì)上形成有作為電鍍或蝕刻金屬結(jié)構(gòu)的端子。通常通過諸如沿芯片載體自身延伸的細跡線的部件、并通過延伸于芯片接觸和端子或跡線之間的細引線或?qū)Ь€，將這些端子連接到芯片自身的接觸。在表面安裝操作中，將封裝置于電路板上，使得封裝上的每個端子與電路板上對應的接觸焊盤對準。在端子和接觸焊盤之間提供焊料或其它接合材料。可以通過加熱組件以熔化或“回流”焊料或激活接合材料來將封裝永久鍵合在適當?shù)奈恢谩?/p>

很多封裝包括附著于封裝端子的焊球形式的焊料塊，其直徑通常大約為0.1mm和大約0.8mm（5和30密耳）。具有從其底面突出的焊球陣列的封裝通常被稱為球柵陣列或“BGA”封裝。被稱為柵格陣列或“LGA”封裝的其它封裝，它們是通過焊料形成的薄層或焊接區(qū)而固定到襯底。這種類型的封裝可以相當緊湊。某些封裝，通常稱為“芯片尺度封裝”，其占據(jù)的電路板面積等于或僅稍大于封裝中所包括的器件的面積。這樣的有利之處在于，其減小了組件的總體尺寸，并允許使用襯底上各器件之間的短互連，這又限制了器件之間的信號傳播時間，并且由此便于以高速操作組件。

包括封裝的組件可能會有因器件和襯底的不同熱膨脹和收縮而被施加應力的問題。在工作期間以及在制造期間，半導體芯片膨脹和收縮的量往往與電路板膨脹和收縮的量不同。在例如通過利用焊料將封裝端子相對于芯片或其它器件加以固定的情況下，這些效應往往會導致端子相對于電路板上的接觸焊盤移動。這可能會在將端子連接到電路板上的接觸焊盤的焊料中施加應力。如美國專利5679977、5148266、5148265、5455390和5518964（在此通過引用將其公開并入本文）的某些優(yōu)選實施例所公開的，半導體芯片封裝可以具有相對于芯片或封裝中包括的其它器件可移動的端子。這種移動可以在相當程度上補償膨脹和收縮的差異。

測試已封裝的器件提出了另一個困難的問題。在一些制造工藝中，必須要在被封裝器件的端子和測試夾具之間形成臨時連接，并通過這些連接操作器件，以確保器件實現(xiàn)全面功能。通常，必需要在不將封裝端子接合到測試夾具的情況下形成這些臨時連接。確保所有端子都可靠地連接到測試夾具的導電元件是非常重要的。然而，難以通過把封裝壓到諸如具有平面接觸焊盤的普通電路板的簡單測試夾具上來形成連接。如果封裝的端子不是共平面的，或者測試夾具的導電元件不是共平面的，那么一些端子將無法接觸到測試夾具上它們相應的接觸焊盤。例如，在BGA封裝中，附著于端子的焊球直徑的差異以及芯片載體不平坦可能導致一些焊球位于不同的高度。

可以通過使用特殊構(gòu)造的、具有被設置成補償非平坦的特征的測試夾具減輕這些問題。然而，這樣的特征增加了測試夾具的成本，并且在一些情況下，給測試夾具自身帶來了一些不可靠性。這一點尤其不合乎需要，因為測試夾具以及器件與測試夾具的配合應當比被封裝器件自身更加可靠，以便提供有意義的測試。此外，通常通過施加高頻信號來測試用于高頻操作的器件。這種要求對測試夾具中的信號路徑的電學特性提出了約束，這進一步使測試夾具的構(gòu)造復雜化。

此外，在測試焊球與端子連接的已封裝器件時，焊料往往會積聚在測試夾具結(jié)合焊球的那些部分上。殘余焊料的這種積聚可能會縮短測試夾具的壽命并減損其可靠性。