[发明专利]集成电路封装及制造方法

说明书

本申请公开一种集成电路（IC）封装器件，其包含基板，该基板具有顶表面、多个平行的导体层、多个绝缘层和延伸穿过导体层和绝缘层的多个电镀穿孔（PTH），其中所述顶表面具有IC管芯安装区域和包围该安装区域的外周区域域。本申请公开了各种基板结构，其中某些PTH和/或导体层和/或绝缘层具有与其他元件不同的CTE。所述各种结构可以减少由于与基板和IC管芯之间的CTE不匹配相关的基板变形和/或焊料接头损伤所导致的电路失效。

背景技术

术语“倒装芯片”表示利用已被沉积在芯片焊盘上的焊料凸块将半导体器件（如集成电路（IC）芯片）与外部电路系统互连的方法。具有这种焊料凸块的IC管芯被称为“倒装芯片”。焊料凸块通常在最终晶片处理步骤期间被沉积在晶片顶侧上的芯片焊盘上。为了将芯片安装到外部电路系统上，它被“翻转/倒装”以使得其顶侧面朝下，并且被定位成使得其焊盘与外部电路上的匹配焊盘对准。然后，使焊料凸块中的焊料流动以完成互连。在完成焊料键合之后，应用被称为底部填料的材料来填充焊料凸块之间的开放空间。然后，加热底部填料以将其键合到相邻结构。底部填料对凸块提供额外的支撑，并且帮助吸收否则可能引起焊料键合破裂的应力。

倒装芯片可以通过上述方式被直接附连到印刷电路板。在某些情况下，倒装芯片焊料凸块的大小和/或间距不同于其将附连到的印刷电路板上的焊盘的大小和/或间距。在这些情况下，可以通过将倒装芯片安装到芯片载体上并且然后将芯片载体直接附连到印刷电路板来将倒装芯片提供到集成电路（IC）封装件中。经常与倒装芯片一起使用的一种类型的芯片载体被称为球栅阵列（BGA）载体，因为它在其底表面上具有焊料球的栅格。具有可操作地安装到球栅阵列载体的顶表面上的倒装芯片的IC封装件被称为倒装芯片球栅阵列（FCBGA）封装件。在这样的封装件中，载体上的焊料球阵列在规模上通常显著地大于倒装芯片的焊料凸块栅格，但是二者均可能包含相同数目的触点。可以通过类似于倒装芯片附连的方式将FCBGA封装件附连到基板。FCBGA封装件的底部上的焊料球被布置成与基板的顶表面上的相应接触焊盘接触。然后，该组装件例如在回流炉中被加热以将焊料球键合到接触焊盘上。在焊料球之间应用焊料键合底部填充材料之后，再次加热该组装件以便将底部填料键合到封装件、基板和焊料球的相邻部分。

其他类型的倒装芯片封装包含倒装芯片/引脚栅格阵列封装、圆柱栅格阵列封装、焊区阵列封装和封装包装上的封装（package on package packages）。倒装芯片可以被连接到多种类型的电基板上（例如，印刷电路板、IC封装件中的管芯载体或其他电基板，所有这些被通称为“基板/衬底”）。

可以用不同的物质制造电基板，这取决于它们的预期用途。一些电基板是用有机材料/塑料材料制造的并且被称为有机基板或塑料基板。这样的基板通常在基板的顶表面上具有某种图案的铜焊盘，该图案与将被安装到该基板上的倒装芯片上的焊料球的图案匹配。倒装芯片被放置在基板上（如利用拾取和放置的机器），其中倒装芯片上的焊料凸块与基板上的相应焊盘接触。然后，例如在回流炉中或通过红外加热器加热该组装件，使得焊料球液化或“流动”。之后，焊料冷却并凝固，从而在物理上和电学上将倒装芯片连接到基板。

与倒装芯片相关的一个缺点是，焊料凸块不能以较长的引线能够弯曲的方式进行弯曲，因为焊料凸块是紧凑的且不顺从的。在倒装芯片装配和热循环期间由有机基板和硅倒装芯片之间的热膨胀系数CTE的差异引起的弯曲可能导致有机基板变形。这样的弯曲也可能导致底部填料从基板脱层，这可能导致相邻的焊料键合破裂。

附图说明

图1是在其上具有管芯安装区域的基板的示意性顶部平面图。

图2是具有安装在管芯安装区域内的管芯的图1的基板的示意性顶部平面图。

图3是沿着图2中的线3-3截取的横截面正视图。

图4是沿着图3中的线4-4截取的电镀穿孔的横截面图。

具体实施方式