[发明专利]偏置集成电路封装互连

说明书

技术领域

本发明的实施例总地涉及集成电路封装互连。

背景技术

集成电路（IC）制造是包括诸如图案化、沉积、蚀刻以及金属化的工艺的多步骤序列。典型地，在最后的处理步骤中，产生的IC裸片（die）被分开并且封装。IC封装服务数个目的，包括给电接口提供裸片、提供热量可通过其从裸片移除的热介质和/或在随后的使用和处置期间为裸片提供机械保护。

一类IC封装技术被称为“倒装芯片（flip chip）”封装。在倒装芯片封装中，在金属化工艺完成之后，焊料凸块结构（例如焊料球、焊盘等）沉积在裸片上，并且裸片与晶片（例如经由切割、切削等）分开。裸片随后被倒置并且定位在衬底上，使得焊料凸块与形成在衬底上的电连接对齐。经由焊料回流工艺施加热量以重熔（re-melt）焊料凸块并且将裸片附接到衬底。裸片/衬底组装可进一步利用非导电粘合剂进行底部填充来加固裸片和衬底之间的机械连接。

IC制造技术已使能具有越来越高的晶体管密度的较大尺寸的裸片的生产。因此，IC封装技术已遭遇对于提供支持必要数目的电连接的封装的挑战。一般而言，由于裸片的大小和到裸片的电连接的数目增加，所以封装的大小增加。进一步地，由于封装大小增加，所以裸片和封装材料的热性质变成更重要的因素。

裸片和封装材料的一个相关的热性质是热膨胀系数（CTE）。在倒装芯片封装中，例如，在焊料回流工艺期间，裸片在升高的温度附接到衬底。一旦冷却，裸片和衬底之间的CTE失配可能引起将裸片附接到衬底的焊料凸块结构上的剪切应力和/或拉张应力。因此，反复地使IC封装从操作温度到非操作温度循环可能导致焊料凸块结构的故障。

因此，本领域存在对于降低由IC封装的热循环所引起的焊料凸块结构故障的发生率的更有效方式的需要。

发明内容

本发明的一个实施例阐述包括衬底、集成电路裸片以及多个焊料凸块结构的集成电路封装。衬底具有第一热膨胀系数并且包括布置在衬底的第一表面上的第一多个互连。集成电路裸片具有第二热膨胀系数并且包括布置在集成电路裸片的第一表面上的第二多个互连。多个焊料凸块结构将第一多个互连耦连到第二多个互连。第一多个互连配置为当集成电路封装处于大约0℃到大约100℃的范围内的第一温度时与第二多个互连大致对齐。第一多个互连配置为当集成电路封装处于高于第一温度的温度时与第二多个互连偏置。

进一步的实施例提供用于制造集成电路封装的方法。

所公开的技术的一个优势在于，通过改变从焊料凸块结构是冷的并且易碎的低温到焊料凸块结构是暖的并且易延展的高温的拉张应力和剪切应力的发生率，降低了焊料凸块结构故障的可能性。

附图说明

因此，可以详细地理解本发明的上述特征，并且可以参考实施例得到对如上面所简要概括的本发明更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应当注意的是，附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不应被认为是对其范围的限制，本发明可以具有其他等效的实施例。

图1A和1B示出了具有常规配置的集成电路封装的示意图；

图2A-2C示出了具有本发明的实施例的方面的偏置集成电路封装；

图3A和3B示出了在焊料回流处理之后图2A和2B的偏置集成电路封装；以及

图4是示出根据本发明的实施例的、用于制造集成电路封装的方法的流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，将阐述大量的具体细节以提供对本发明的实施例更透彻的理解。然而，本领域的技术人员应该清楚，本发明的实施例可以在没有一个或多个这些具体细节的情况下得以实施。

图1A和1B示出了具有常规配置的集成电路（IC）封装100的示意图。常规IC封装100包括裸片110、常规衬底120、多个裸片互连130、多个衬底互连135以及多个焊料球140。多个焊料球140将裸片110电地并且机械地耦连到常规衬底120并且提供裸片互连130和衬底互连135之间的电连接。

图1A示出了当加热到操作温度时的常规IC封装100。在常规“倒装芯片”配置中，常规IC封装100经配置使得当常规IC封装100被加热到操作温度时裸片互连130与衬底互连135对齐。