[發明專利]用于倒裝芯片封裝件的多個底部填充劑

在審

• 申請號: 201910373631.0
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110473796A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: M·R·庫卡尼;T·金
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L23/498
• 代理公司: 11245 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐東升;趙蓉民<國際申請>=<國際公布>

本申請涉及用于倒裝芯片封裝件的多個底部填充劑，并公開一種組裝倒裝芯片IC封裝件(100)的方法，其包括將核心底部填充劑材料(110)以一種圖案施加到封裝襯底(105)的表面，該圖案包括與將被附接到其上的IC管芯(120)的核心區對應的區域，不包括與IC管芯的拐角對應的區域。通過以足夠的力推動IC管芯，使核心底部填充劑材料被凸塊(122)橫向移位，使得凸塊接觸焊接焊盤(106)，從而將IC管芯鍵合到封裝襯底。在推動之后，IC管芯的拐角不在核心底部填充劑上。邊緣底部填充包括分配第二底部填充劑材料以填充IC管芯的拐角下方的區域，該第二底部填充劑材料是可固化液體。第二底部填充劑材料(112)被固化，從而導致其與核心底部填充劑相比具有更高的斷裂強度。

技術領域

本公開涉及集成電路(IC)器件的倒裝芯片封裝。

背景技術

在引線框封裝組裝件上的倒裝芯片中，在其鍵合焊盤上具有焊料凸塊的管芯被倒裝到引線框的管芯焊盤上，其中管芯然后鍵合到管芯焊盤并且通過對焊料凸塊進行回流而被電耦接到鍵合焊盤。倒裝芯片組裝件在尺寸節省被認為有價值的情況下是有利的。倒裝芯片技術可以與各種襯底結合使用，各種襯底包括陶瓷襯底、印刷線路板、柔性電路和硅襯底。焊料凸塊通常位于倒裝芯片的周邊處的導電鍵合焊盤上，導電鍵合焊盤與芯片上的電路互連。由于通常由芯片的微電路執行的多種功能，通常需要相對大量的焊料凸塊。

然后對焊球進行回流以證明良好的電連接，通常使用熱空氣回流來提供安裝的芯片。然后使用介電粘合劑材料(例如包括環氧樹脂)對安裝的芯片進行底部填充。底部填充劑(underfill)旨在提供到襯底的更強的機械芯片連接，提供熱橋，并確保焊點不會由于芯片和倒裝芯片系統的其余部分的不同加熱而受到應力。底部填充劑分散芯片和襯底(例如板)之間的熱膨脹不匹配，有助于防止應力集中在焊點中形成，這可能導致過早失效。

發明內容

提供本發明內容是為了以簡化的形式介紹所公開的概念的簡要選擇，這些概念將在下面的包括所提供的附圖的具體實施方式中進一步描述。本發明內容不旨在限制所要求保護的主題的范圍。

本公開認識到倒裝芯片IC組裝件在IC管芯的拐角(corner)附近存在相對高的應力，因此從被選擇為具有高斷裂強度的底部填充劑材料中獲益。物理學中已知的斷裂強度(或破裂強度)是試樣失效或斷裂時的應力，越高越好。跨越IC管芯的凸塊陣列或球柵陣列(BGA)，特別是對于更精細的球間距，需要底部填充劑材料還具有良好的填充和流動性能以限制底部填充劑空隙(voiding)。因此，認識到找到滿足這兩種通常相互排斥的底部填充劑材料特征的一種底部填充劑材料和底部填充工藝是一項挑戰。

所公開的方面提供了一種底部填充布置，其通過使用多個底部填充劑材料，解決了在管芯拐角處的凸塊和底部填充劑開裂的問題，特別是對于具有相對精細的凸塊間距(例如小于100微米)的相對大的IC管芯尺寸，以及解決了特別是對于精細焊球間距的底部填充劑空隙的問題。多個底部填充劑材料包括具有不同的相應材料特性的核心底部填充劑材料和第二底部填充劑材料。在IC管芯的拐角附近，拐角底部填充劑材料具有相對高的斷裂強度和對IC管芯表面和襯底的相對強的粘合力，而在遠離拐角延伸到管芯中心的IC管芯的核心區中，核心底部填充劑材料具有相對低的斷裂強度和相對良好的流動特性。

一種組裝倒裝芯片IC封裝件的方法，其包括將核心底部填充劑材料以一種圖案施加到封裝襯底的表面，該圖案包括與將被附接到其上的IC管芯的核心區對應的區域，不包括與IC管芯的拐角對應的區域。通過以足夠的力推動IC管芯，以使核心底部填充劑材料被凸塊橫向移位，使得凸塊接觸焊接焊盤(land pad)，從而將IC管芯鍵合到封裝襯底。在推動之后，IC管芯的拐角不在核心底部填充劑上。邊緣底部填充包括分配第二底部填充劑材料以填充IC管芯的拐角下方的區域，該第二底部填充劑材料是可固化液體。第二底部填充劑材料被固化，從而導致其與核心底部填充劑相比具有更高的斷裂強度。

附圖說明

現在將參考附圖，附圖不一定按比例繪制，其中：