[发明专利]电路模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路模块，该电路模块包括绝缘层和绝缘层内部的至少一个元件，该至少一个元件包括接触区域。此外，该电路模块包括位于绝缘层表面上的导体，通过该导体可以连接到一个元件，以形成位于该元件外部的电路的一部分。为了建立电接触，电路模块包括位于该元件的接触区域和该导体之间的接触部件。

本发明还涉及用于制造前述电路模块的方法。

背景技术

在背景技术中，描述了多种不同的方法，通过这些方法可以制造包括位于绝缘材料内部的元件的电路模块。背景技术还披露了通过接触部件制造到一个元件的接触端子的电接触的多个解决方案，以及用于制造连接到接触部件的导体图案层的方法。

当评估电路模块和制造方法时，应该注意通过该方法获取的电路模块的特性，例如所获取的价格、机械耐久性和厚度(薄度)。依赖于该应用，显著的因素还可以是电接触的质量和耐久性以及整个模块的电特性的可靠性和质量。关于制造所检测的显著的特性还可以是例如所使用的制造方法的可靠性、产量、效率、价格和环境友好程度。制造方法的实现能力还受到原材料的可用性以及该方法在电路模块中布置不同类型元件的能力的影响。

总之，对于制造方法和电路模块的需求设置从而非常不同并且根据应用变化。在此情况中，仍然需要在该部分中开发新的电路模块结构和制造方法来提供新的或者改进的性质或者性质的组合。

改进的一个方面是将元件以无凸块(bumpless)的形式布置在电子模块中，即不会增加元件的接触区域顶部的凸块。由于在制造期间不需要将元件运输到单独的制造工厂来形成凸块，所以可以获取成本效益。

申请人自己的专利和专利申请的公开文件也披露了一些制造技术，这些制造技术也可以用于和无凸块的元件相关的应用。所描述的技术特别适合用于其中接触区域的材料是铜的元件。申请人自己的公开文本中可以被认为最接近本发明的是国际专利申请公开文件WO 2004/089048，WO2005/027602，WO 2005/125298，WO 2006/013230，WO 2006/056643，WO2006/134216，WO 2006/134217，和WO 2007/107630。

然而，目前在半导体工艺很少将铜用作导体材料。最通用的导体材料是铝。另一方面，在电路板制造中，铜是主要的导体材料。电路模块的铜导体可以直接在铝接触区域的顶部上生长，但是铜和铝之间的接触是脆弱的，使得该类型的模块不适合用在机械压力作用于电路模块的应用中。

使用铝的接触区域或者包含铝的接触区域的改进的可能性意味着在电路模块和制造方法中，在半导体制造工序和表面的钝化之后，可以立即使用以无凸块方式的常用半导体电路。由于铝是广泛用在半导体工业中的导体材料，则电路模块的接触部件和铝之间的良好的兼容性还可以确保适合的半导体电路可以被大量并且经济地得到。在元件封装工艺的技术领域中尝试开发这样的制造方法已经进行了很多年。在这种元件封装方案中，目的是形成一种技术，通过该技术，围绕元件可以制造相对小的元件封装，电路板随后可以接附到元件上。与封装技术不同，本发明涉及的电路模块的制造技术的目标是可以使用相同工艺制造整个电路板，使得彻底消除单个元件的封装阶段。当然，这并不排除使用电路模块的制造方法仅仅制造一个元件封装的可能性。

Noyori等人的美国专利4246595披露了一种方法，其中，元件的接触区域和绝缘板相接触，在该绝缘板中已经形成V形开口。首先，钛(Ti)或者铬(Cr)层在开口和铝接触区域的表面上生长。该中间金属层旨在阻止铜扩散到铝和半导体元件中，并且来改进铜和铝之间的接合。此外，中间层在稍后的电化学生长(电镀)过程中用作电导体，所以中间金属层还将可靠地覆盖开口的侧壁。钛或者铬层的生长需要使用溅射技术，基于该原因，开口还必须是清晰的V形。当在(电路模块)大的表面上使用溅射技术时，成本是昂贵的，而V形开口还降低了可用的传导密度。在Eichelberger等人的美国专利4783695和48941115以及Fillion等人的美国专利5353195中披露了对应类型的压缩结构。