[发明专利]柔性基板上无焊料集成多个半导体裸片的方法和设备

说明书

用于在柔性基板上无焊料集成多个半导体裸片的方法和设备。在一些实施例中，一种用于在柔性基板上无焊料集成多个半导体裸片的方法包括，在第一载体上布置一个或多个半导体裸片，有源侧朝下，然后在其上沉积牺牲材料。在一些实施例中，该方法进一步包括移除第一载体，并且随后在一个或多个半导体裸片的有源侧和牺牲材料上构建晶圆级再分布层(RDL)。在一些实施例中，该方法包括对晶圆级RDL进行图案化，以形成最终模块封装的轮廓，并且随后将第二载体应用于晶圆级RDL。在一些实施例中，该方法还可以包括从一个或多个半导体裸片和晶圆级RDL移除牺牲材料，以实现该一个或多个半导体裸片的集成。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2018年4月10日提交的美国临时专利申请序列号62/655,545的优先权，该申请的全部公开通过引用纳入在本文中。

技术领域

本文所公开的主题一般涉及集成电路。更具体地说，本文所公开的主题涉及电路组件在柔性基板上的集成。

背景技术

在当今的电子器件中，集成电路几乎应用于每个家庭、消费者和企业的电子设备中。在日常电子器件中构建所使用的集成电路的方法之一是异构集成。异构集成是指将多个单独制造的电路组件集成到单个封装中，以改善功能和提高运行特性。异构集成允许封装具有不同功能、不同工艺技术，有时还允许不同的制造商的组件。目前用于异构集成的方法和工艺的缺点之一是在这些工艺中使用焊料。随着越来越多的电子器件变得具有柔性，或至少要求其集成电路具有柔性基板，期望一种制造异构集成电路的新方法。

在诸如可穿戴设备和智能织物等现代电子器件中所使用的柔性应用中，焊料不是非常可靠。因此，在一些应用中，期望利用无焊方法将异构硅集成到一个模块上。此外，用于制造异构集成电路的基板、模块和工艺需要更加可靠、性能更高，并且成本效益更高，以满足这些设备在现代消费电子器件中不断增长的需求。在本上下文中，如那些本领域普通技术人员所理解的那样，也需要围绕传统的集成电路封装技术进行设计。通常，传统集成电路封装技术不允许高度的定制，而不需要通常伴随集成电路设备的刚性印刷电路板(PCB)或各种基板以及引线框架。通过克服传统集成电路封装技术的这些缺陷，本公开的主题可以帮助最小化集成电路封装内对刚性结构的需求，并增加在柔性应用中使用的集成电路设备的柔性。

发明内容

根据本公开，公开了用于在柔性基板上无焊料集成电路组件的设备和方法。本文所公开的设备和方法试图提供将满足上述一些要求的集成电路。在一个方面，提供了一种用于封装一个或多个半导体裸片以供柔性电子器件使用的方法，所述方法包括：在牺牲材料层内以所需的构造布置一个或多个半导体裸片，每个半导体裸片至少包括有源侧；在所述一个或多个半导体裸片的每个的有源侧和牺牲材料层上构建晶圆级再分布层(RDL)，其中晶圆级RDL与所述一个或多个半导体裸片的每个的有源侧形成直接金属化连接；图案化(patterning)晶圆级RDL的一部分，以形成最终模块封装的轮廓；将第一载体接合到构建在一个或多个半导体裸片的有源侧和牺牲材料层上的晶圆级RDL；从所述一个或多个半导体裸片和所述晶圆级RDL移除所述牺牲材料层的至少一部分，以实现所述一个或多个半导体裸片的集成；以及从所述一个或多个半导体裸片的有源侧移除所述第一载体，或从所述第一载体单独移除集成半导体裸片及其各自的晶圆级RDL；其中所述晶圆级RDL包括柔性基板材料并作为所述一个或多个半导体裸片的柔性支撑基板。

根据本公开的另一方面，提供一种集成电路设备，所述集成电路设备包括：一个或多个半导体裸片，每个半导体裸片至少包括有源侧；以及晶圆级再分布层(RDL)，其与一个或多个半导体裸片的每个的有源侧形成直接金属化并且包括柔性基板材料，当允许晶圆级RDL相对于一个或多个半导体裸片的大幅移动时，其将一个或多个半导体裸片支撑在一起。