[发明专利]制造组件的方法及组件

说明书

本发明涉及一种制造半导体组件的方法，其包括以下步骤：

提供载体，其包括具有第一侧和相反的第二侧的半导体衬底，且在衬底中、在第一侧处限定有至少一个电元件，还包括多个接触焊盘；

将至少一个有源器件附着并电耦合到接触焊盘；以及

从其第二侧对半导体衬底进行构图以形成与电元件电绝缘的端子。

本发明还涉及可由此获得的组件。

本发明进一步涉及在所述方法中使用的载体。

可以从US-A 6075279尤其是其中的图12获知这种方法。其中，载体包括具有多个晶体管的半导体衬底。其还包括通过衬底特别是通过n⁺掺杂衬底区的导电路径。接触焊盘耦合到晶体管的电极。将第二半导体衬底组装到第一衬底。该第二衬底为布线衬底并且包括适合于形成集成电路的多个晶体管和互连。该集成电路优选用作用于限定在载体中的晶体管的控制IC。第一和第二衬底上的接触焊盘利用焊球相互连接。利用由硅、环氧树脂或聚酰亚胺构成的绝缘粘合树脂填充第一和第二衬底之间的焊球周围的空间。该树脂确保第一和第二衬底的相互粘合。这之所以实现，特别是因为树脂层在热处理中是热固性的。该热固性还会导致树脂收缩和硬化。由于第一和第二衬底都包括硅，因此在热膨胀系数上不存在差异，并且防止了由于不同热膨胀导致的应力而产生的焊球的破裂。

此后，通过形成狭缝孔，特别是通过切割，从其第二侧对半导体衬底进行构图。狭缝孔延伸到树脂层中，以便使导电路径与晶体管电绝缘。狭缝孔将导电路径与晶体管分开，由此允许导电路径的背侧用作器件的端子。又将这些端子固定到封装衬底上的接触焊盘。然而这仅在填充狭缝孔且将衬底切割为单独的产品之后进行。

该公知方法的缺点是，产量损失的风险很大。该产量损失的原因特别在于必须在晶片级上执行第一和第二衬底的组装。因此衬底上的任何一个器件都被组装，即使其不能正常工作。因此如果每一衬底上有3％的器件不正常工作，则最终的产量损失将接近6％。

因此本发明的第一个目的是提供开篇段落中所述类型的制造方法，其具有减小的产量损失。之所以能够实现第一目的，是在于：

载体包括位于衬底的第一侧上的互连结构，其中限定多个接触焊盘和到衬底的第一侧的延伸部分，以及来自至少一个电元件和到所述至少一个电元件的互连，将端子耦合到所述延伸部分，

耦合到载体的有源器件的表面面积小于载体并且被封装，以及

减薄并选择性地去除载体的半导体衬底以便制造由半导体材料构成的岛。

由此实现第二个目的。

本发明解决了产量损失的问题，这是因为将单个器件组装到载体，该载体横向延伸超过单个器件。且然后将单个器件封装。然而，这种片上片组件(chip on chip)产生其他问题。首先，在封装体和载体衬底之间趋向于存在热膨胀系数上的差异。在热循环期间由这些差异引起的应力必须在某处释放。因此对载体衬底与有源器件之间的硬化热固性树脂的使用可能不是十分充分。然而，在没有这种硬化树脂的情况下似乎很难利用切割技术对载体衬底进行切割。

现在这些相关的问题在本发明中得到了解决。其方法是载体衬底仅在组装期间是载体。一旦施加封装体，这可以取代载体的作用。然后直到半导体衬底不在起作用，将其去除。这种去除至此扩展到仅留下由半导体材料构成的岛；并且这种岛的产生导致可以适当地耐受热循环的应力的组件。

在热循环期间，将组件附着到印刷电路板。在有源器件或者载体衬底中产生的热量将会消散。随着相应的膨胀和随后的收缩将产生特定的热流。此外，整体温度可能与组件温度不同，导致内在应力。

在本发明的组件中，随着附着到印刷电路板，可以区分四个部件：有源器件、封装体、由载体衬底产生的岛和印刷电路板。为了清楚起见，这里假设互连结构为封装体的一部分。通过将载体衬底构图为岛，只有印刷电路板和封装体在整个表面区域上横向延伸。这是合适的，因为封装体具有与印刷电路板的热膨胀系数-也被称为CTE-匹配最好的热膨胀系数。优选地，封装体的CTE小于印刷电路板的CTE，最优选地，其在横向方向上处在10和15ppm/K之间，而印刷电路板的CTE在横向方向上为17ppm/K。如果需要，在二者之间可以存在用于应力释放的部件，例如由顺应性材料构成的层。相对于在单一载体上的情形，有源器件的热特性相对于封装体来说至少在一阶上没有不同。