[发明专利]具有适应的转接触点的无凸起的倒装芯片组件

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路(IC)封装。本发明尤其涉及在除去了凸起形成工艺的倒装芯片结构中组装IC器件。

背景技术

电子行业持续不断依托半导体技术的进步而在更紧凑的面积上实现更高性能的器件。对于很多应用来说，实现更高性能的器件需要把大量电子器件集成到单一硅晶片。随着单位给定面积的硅晶片上电子器件数目的增加，制造工艺变得更加困难。

已经生产出很多在各个学科中具有多种应用的半导体器件。这种硅基半导体器件通常包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，诸如p沟道MOS(PMOS)、n沟道MOS(NMOS)和互补型MOS(CMOS)晶体管、双极性晶体管、和BiCMOS晶体管。这种MOSFET器件包括导电栅极和类硅基板之间的绝缘材料，因此，这些器件通常被称为IGFET(绝缘栅极FET)。

这些半导体器件的每一个通常包括其上形成有多个有源器件的半导体基板。给定的有源器件的特定结构可以随器件类型变化。例如，在MOS晶体管中，有源器件通常包括源极区域和漏极区域以及调制源极区域和漏极区域之间的电流的栅电极。

另外，这种器件可以是以多种晶片制造工艺(例如，CMOS、BiMOS、双极性等)制造的数字或模拟器件。基板可以是硅、砷化镓(GaAs)或者适合在其上构建微电子电路的其他基板。

在经过制造工艺之后，硅晶片具有预定数目的器件。这些器件被加以测试。合格的器件被收集并封装起来。

复杂IC器件的封装在其最终性能方面的作用逐渐增大。通过消除使用接合线及其增加的重量，倒装芯片组件提供了封装外形的减小。而且，倒装芯片提供了牢固的高性能电连接，然而，倒装芯片凸起形成工艺增加了封装的复杂度，这是因为凸起焊盘必须被附接到IC器件的接合焊盘连接端从而使得IC器件可以被附接到封装基板。

需要减小倒装芯片IC器件的封装中的复杂度并且仍然保持硅裸片和基板互连之间的高性能电连接。

发明内容

本发明在实现硅裸片的接合焊盘与基板上的连接焊盘之间的高性能电连接方面是很有益的。通过消除凸起形成工艺，可以实现批量组件、可靠性、制造基础结构以及显著减小的封装成本。高性能、可商购的夹在IC裸片与封装基板之间的转接结构受到压缩力的作用。贯穿转接结构排列的(彼此分离的)球型线列在受到压缩时形成了在IC裸片的接合焊盘与封装基板之间的电连接。转接结构在从狭窄间距的接合焊盘到具有较宽间距的基板连接焊盘的信号走线的重新选择中起到再分布层的作用。

在示例实施例中，集成电路器件(IC)装配在封装基板上并且封装在模塑材料中。IC器件包括具有上表面和底面的半导体裸片，上表面具有电路图案，该电路图案包括预定排列的接触点。封装基板具有一定的长度和宽度，具有凸起焊盘连接端(bump pad landing)。凸起焊盘连接端在与电路图案的接触点的预定排列相对应的排列中，凸起焊盘连接端具有把焊盘连接端耦接到封装基板中的外部接触区域的连接走线。转接层夹在半导体裸片与封装基板之间，包括嵌入在弹性材料中的球形颗粒的随机分布的彼此分离的导电柱。转接层受到来自施加在半导体裸片的底面上的压力的压缩力的作用，该压缩力使得转接层变形，使得球形颗粒的导电柱电连接到电路图案的接触点，电路图案具有封装基板的对应凸起焊盘连接端。

在另一实施例中，集成电路器件(IC)被装配在封装基板上。IC器件包括具有上表面和底面的半导体裸片，上表面具有电路图案，该电路图案包括预定排列的接触点。封装基板具有一定的长度和宽度，具有凸起焊盘连接端。凸起焊盘连接端在与电路图案的接触点的预定排列相对应的排列中，凸起焊盘连接端具有把焊盘连接端耦接到封装基板中的外部接触区域的连接走线。转接层夹在半导体裸片与封装基板之间，包括嵌入在弹性材料中的球形颗粒的随机分布的彼此分离的导电柱。转接层受到来自施加在半导体裸片的底面上的压力的金属夹具的压缩力的作用，该压缩力使得转接层变形，使得球形颗粒的导电柱电连接到电路图案的接触点，该电路图案具有封装基板的对应凸起焊盘连接端。模塑材料的钝化封壳将半导体裸片和转接结构封装起来。