[发明专利]层叠的集成电路封装

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装技术的领域。尤其是，提供一种改进的芯片载体，它有用于焊台(solder bump)或倒装片集成电路的载带网格焊球阵列(TGBA)封装技术。

背景技术

半导体集成电路(这里也叫做“小片”或“芯片”)的尺寸不断减小，从而需要适应互连密度不断提高的互连和封装技术。在不久的将来应用于芯片的预期互连密度将需要封装技术的发展，以把这些芯片连接到其它电路。尤其是，利用焊台以及所谓“倒装片”电路的集成电路包括位于芯片(必须连接到其它电路)有源一侧上的接触焊接区(contact pad)阵列。通常，在集成电路上的接触焊接区与载体或封装上的导电元件之间形成焊接连接。载体上的导电元件把每个接触焊接区耦合到载体结构中的选中地点。载体的目的是把芯片接触焊接区的非常高的密度(及相应的小尺寸)转换到密度较低的载体触点配置。载体触点可采用网格焊球阵列(BGA)的形式，它在本领域内是众所周知的。然后，例如可使用本领域内公知的标准方法把载体连接到印刷电路板。为了芯片的散热(这也可能是许多应用中的基本工程要求)也必须设置载体。倒装片所附着的载体的平整度和热稳定性也是重要的需要，随着芯片变得越来越小以及焊接区(pad)密度变得越来越高，平整度和热稳定性更难于满足。

载体的某些公知类型包括载带网格焊球阵列(TBGA)技术。该技术利用了其上形成导电迹线(trace)的柔性载带。每一迹线从可与一芯片接触焊接区相连(例如通过丝键合或倒装片技术)的点延伸到网格焊球阵列中的一个焊球。通常用粘合剂把TBGA载体附着于一相对硬的加强板(stiffener)，这从某种程度上也为封装提供了平整度。为了物理支撑，可把芯片连接到载带或加强板。通常使加强板与芯片接触或位于芯片附近，以有助于移去芯片的热量。对于丝键合的应用，可在载带中央形成一个窗口，且芯片可位于该窗口内，从而芯片上的焊接区(bond pad)(在丝键合应用中，它们通常位于芯片的边缘周围)尽可能靠近将与它们相连的导电迹线。5,663,530号美国专利(引入于此作为参考)更详细地描述了丝键合TBGA封装。′530专利的发明利用绝缘粘合剂，以在迹线与导电加强板位于柔性电路的同一侧时使柔性电路上的导电迹线与导电加强板绝缘。

在某些已有技术的倒装片附着工艺中，已利用各向异性粘合剂。在5,686,703(在这里通过参考而引入)号美国专利中提出了这种粘合剂的一个例子。

5,583,378(在这里通过参考而引入)号美国专利详细地描述了丝键合和倒装片BGA配置。如本说明书的图1所示，在′378号专利中所揭示的倒装片配置中，通过一层粘合剂22把加强板20附着到柔性载带24的一侧，导电迹线26、接触焊接区28和焊球30位于载带24上与加强板20相反的一侧。使用倒装片技术把集成电路芯片32附着到载体接触焊接区28，其中在载体-28与芯片焊接区36之间形成焊接连接34。即使绝缘载带、粘合剂和密封剂诸层可把芯片与加强板分离，但芯片32可足够靠近加强板28，以使加强板在某些应用中起到散热片的作用。

涉及这个和其它已有技术倒装片TBGA配置的问题在于，芯片32必需位于载带(以及加强板20)上与BGA焊球30相同的一侧，从而芯片32在安装时被夹在载体与印刷电路板(PCB)之间，这样阻碍了在必要时在芯片上附装散热片。此方案还需要在倒装片附着区中应用高密度高精度的焊接掩模，这是一个非常困难且费钱的处理步骤。最后，由于芯片尺寸和芯片互连密度的公差变小，所以变得难于在载体上形成足够平整的倒装片附着触点28。即使只有一个接触焊接区充分不共面，也可引起不当附着和封装器件的故障，这一点是公认的。

发明内容