[发明专利]开放阻焊层和或电介质

说明书

技术领域

本发明的实施例总地涉及集成电路芯片封装，并且更具体地，涉及经改进的封装最后的平面性。

背景技术

在集成电路（IC）芯片的封装中，半导体芯片通常安装在封装衬底上以促进芯片到主板或其他印刷电路板（PCB）的电连接。IC释放热量作为功率消耗的结果。IC的升温可能不利地影响器件的功率、性能和可靠性。IC的热问题屡见不鲜并且典型地在产品设计期间得以解决。然而，IC的部件和封装密度的经增加的小型化已导致为解决热问题的封装上的可用基板面（real-estate）的减小。

随着IC芯片封装的升温，封装可能翘曲（warp）。翘曲能够破坏焊料接点和端子连接。翘曲能够损坏IC芯片封装而不能使用或修理。翘曲的问题已导致IC芯片封装包括传热和其他微结构。一些这些微结构的示例包括散热器（heat sink）和外加强环（stiffing ring）。

为了提供现代IC芯片的典型的电连接的高密度以及这种芯片要求的经扩展的线路布局，封装衬底已经从单层板发展到包括在核心板上形成的多个积层(buildup layer)的多层板。用来解决这些多层板上的翘曲的微结构典型地位于封装衬底的芯片安装面上。图1中示出一个这种封装衬底。

图1提供了配置为典型产业实践的常规经封装的半导体器件180的示意性剖视图。经封装的半导体器件180包括耦连到封装衬底100的集成电路（IC）芯片107。封装衬底100提供具有结构刚性以及用于在一个或多个IC芯片107和底层支撑结构之间路由(route)输入和输出信号和电力的电接口的经封装的半导体器件180，所述底层支撑结构诸如印刷电路板（PCB）（未示出）。一个或多个IC芯片107可包括本领域公知或后来开发的任何IC芯片或裸片（die），诸如中央处理单元、图形处理单元或存储器芯片等等。

封装衬底100包括具有耦连到其的加强微结构150的衬底结构125。衬底结构125包含核心层101和在核心层101的每一侧的多个积层102。核心层101可由硅、诸如n型或p型硅的掺杂硅、碳复合材料或其他适合的材料来制作。积层102可由一个或多个导电层和一个或多个介电层来制作，所述导电层诸如铜层。

加强微结构150向封装衬底100提供抗拉刚性（tensional rigidity）以提升平面性。在常规封装衬底100中，加强微结构150固定到衬底结构125的芯片安装面110。

封装衬底100的加强微结构150可包括盖151（虚线示出）。盖151可由提供可允许热量更容易地从封装衬底100和/或IC芯片107耗散的某些热动力学性质的材料制成。加强微结构150可以以若干方式附着到衬底结构125。电和热力学性质决定在加强微结构150到衬底结构125的附着中利用的方法和材料。例如，为了从封装衬底100移除热量，加强微结构150使用具有选择为提升传热的性质的粘合剂（即黏附剂）可耦连到衬底结构125的芯片安装面110。此外，加强微结构150向封装衬底100提供抗拉刚性以提升与IC芯片107和底层PCB（未示出）的共面性。

多个微凸块103排列在封装衬底100的芯片安装面110上，多个焊料球104排列在底面120上用于PCB安装。IC芯片107通过微凸块103电耦连到封装衬底100的芯片安装面，封装衬底100利用焊料球104电耦连到支撑结构，所述支撑结构诸如PCB（未示出）。为了在微凸块103和焊料球104之间形成电互连，限定导电通路164的过孔（via）结构130和互连线140形成在核心层101和积层102中。阻焊层（solder mask layer）105用来防止在焊锡球104和微凸块103与贯穿衬底结构125所形成的导电通路164之间的电短路连接。

如图1所示，加强微结构150沿封装衬底100的芯片安装面110定位在其上。加强微结构150可配置为向封装衬底100提供扭转刚度（torsional stiffness）以耐翘曲的环152或盖151（虚线示出）。盖微结构151也可以充当针对封装衬底100的散热器。

随着越来越多的器件被添加到封装衬底100，连接长度进一步被最小化并且衬底结构125被薄化，从而降低衬底结构125的刚性。经薄化的衬底结构125更易受归因于热量的应力和热量引起的翘曲，这不尽如人意地降低经封装的半导体器件180的可靠性。

如前述所示，本领域存在对于容易制造并且耐翘曲的可靠封装衬底的需要。

发明内容