表面安裝晶片的製作方法

2024-01-23 04:30:15 1

表面安裝晶片的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種表面安裝晶片，包括：在表面側上連接到外部設備的第一焊盤和第二焊盤，其中，在頂視圖中，第一焊盤具有伸長的總體形狀，並且第二焊盤為點形焊盤，其不與第一焊盤對準。
【專利說明】表面安裝晶片
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求於2012年8月2日提交的序列號為12/57536的法國專利申請的優先權，該法國專利申請在法律可允許的最大程度內通過引用併入本文。
【技術領域】
[0003]本公開涉及電子晶片領域。更具體地，本公開針對表面安裝(或倒裝晶片)晶片，即，包括在至少一個表面側上的電子連接焊盤的晶片，該電子連接焊盤旨在直接焊接到諸如印刷電路板或另一晶片之類外部設備的接觸區域。
【背景技術】
[0004]圖1A和圖1B示意性地顯示表面安裝晶片100。圖1A是頂視圖，並且圖1B是沿著圖1A的平面B-B的截面圖。晶片100包括襯底101 (例如半導體襯底)，在該襯底內和在襯底之上形成一個或若干電子部件(未不出)。在表面(在所不不例中為上表面)的一側上，晶片100包括電子連接焊盤103 (在本示例中為4個焊盤)，該電子連接焊盤旨在直接焊接到外部設備(未示出)的接觸區域。每個焊盤103包括塗敷金屬105以及覆蓋塗敷金屬105的連接元件107，塗敷金屬105例如具有圓形形狀(在頂視圖中)，連接元件107諸如焊料凸塊或固化焊料滴。
[0005]當在外部設備中組裝時，晶片被放置成使得連接元件107抵靠外部設備的對應接觸區域。之後，將組件加熱超過連接元件107的熔點以執行焊接。
[0006]一些倒裝晶片組裝的晶片(例如一些分立部件晶片或一些微電池晶片)僅包括在它們表面側上的、連接到外部設備的電子連接的兩個焊盤。
[0007]圖2A到圖2C示意性地顯示了表面安裝晶片200，其僅包括在它的表面側(在所示示例中為上表面)上的、連接到外部設備的電子連接的兩個焊盤203。圖2A是頂視圖，並且圖2B和圖2C分別是沿著圖2A的平面B-B和平面C-C的截面圖。
[0008]為了機械穩定性的緣故，焊盤203不是關於圖1描述的點形焊盤的類型，而是具有伸長的形狀(在頂視圖中)。每個焊盤203包括在襯底101的上表面側上形成的伸長形狀的塗敷金屬205，以及覆蓋塗敷金屬205的伸長連接元件207。作為示例，塗敷金屬205包括由導電帶連接的兩個圓形焊區，以及由分別布置在兩個圓形焊區上的焊料膏的兩個焊料凸塊或兩個滴形成的連接元件207。退火之後，焊接材料分布在塗敷金屬205的整個表面上，並且連接元件207獲得包括基本呈直線的上邊緣的伸長形狀。
[0009]在所示的示例中，晶片200在頂視圖中具有總體矩形的形狀。焊盤203布置成平行於最短的晶片邊緣，分別鄰近兩個相對的短的晶片邊緣。焊盤203的長度與短的晶片邊緣的長度的數量級相同。
[0010]圖2的晶片200具有在倒裝時能夠在其連接焊盤203上處於均衡的位置的優點，這使得其在外部設備中的組裝更容易。應該特別注意，如果焊盤203是關於圖1描述的點形焊盤的類型，則晶片不能僅在兩個焊盤上穩定。這使得在外部設備中的晶片組件的手持操作變得特別靈敏。進一步將會導致相對易碎的組件，並且因此導致不穩定的最終設備。
[0011]然而，伸長焊盤的使用具有在頂視圖中焊盤所佔用的表面面積比關於圖1描述的點形焊盤的類型所佔用的表面面積更大的缺點。這都將更多地減少可用於形成部件的襯底表面面積。這進一步增加焊盤和襯底之間的雜散電容。

【發明內容】

[0012]一個實施方式提供一種表面安裝晶片，其僅包括在表面側上的、連接到外部設備的兩個接觸焊盤，該晶片至少部分克服了現有晶片的一些缺點。
[0013]因此，一個實施例提供了一種表面安裝晶片，包括:在表面側上的連接到外部設備的第一焊盤和第二焊盤，其中，在頂視圖中，第一焊盤具有伸長的總體形狀，並且第二焊盤是點形焊盤，其不與第一焊盤對準。
[0014]根據一個實施方式，在頂視圖中，第一焊盤的最大尺度是第二焊盤的最大尺度的至少2倍。
[0015]根據一個實施方式，在頂視圖中，晶片具有矩形的總體形狀。
[0016]根據一個實施方式，第一焊盤基本上平行於兩個最短的晶片邊緣。
[0017]根據一個實施方式，第二焊盤到兩個最長的晶片邊緣近似等距。
[0018]根據一個實施方式，在頂視圖中，第一焊盤的最大尺度至少等於晶片的最小寬度的一半。
[0019]根據一個實施方式，在頂視圖中，第二焊盤的最大尺度小於晶片的最小寬度的百分之十。
[0020]根據一個實施方式，在頂視圖中，第一焊盤的外接矩形的最小寬度基本上等於第二焊盤的最大尺度。
[0021]根據一個實施方式，第一焊盤包括由導電帶互連的兩個導電凸塊或導電滴。
[0022]根據一個實施方式，第二焊盤包括導電凸塊或導電滴。
[0023]將在以下【具體實施方式】的非限制性描述中結合附圖詳細討論前述和其他特徵以及優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1A和圖1B是先前描述的頂視圖和截面圖，其示意性地顯示表面安裝晶片的一個示例；
[0025]圖2A至圖2C是先前描述的頂視圖和截面圖，其示意性地顯示表面安裝晶片的一個示例；
[0026]圖3是示意性地顯示表面安裝晶片的一個實施方式的頂視圖；
[0027]圖4是示意性地顯示表面安裝晶片的一個備選實施方式的頂視圖；以及
[0028]圖5A至圖5C是不意性地顯不表面安裝晶片的另一備選實施方式的頂視圖和截面圖。
[0029]為了清楚起見，在不同的繪圖中相同的元件用相同的標號標示，並且進一步地，如通常在電子晶片的表示中那樣，各種繪圖並不成比例。【具體實施方式】
[0030]圖3為一種頂視圖，其示意性地顯示表面安裝晶片的一個實施方式。圖3的晶片300包括襯底101 (例如半導體襯底)，在該襯底內和在該襯底之上可以形成一個或若干電子部件(未示出)。在表面(在本示例中是上表面)的一側上，晶片300包括兩個電子連接焊盤300a和300b，該兩個電子連接焊盤旨在直接焊接到外部設備(未示出)的接觸區域。第一焊盤303a是伸長焊盤，例如關於圖2A至圖2C描述的類型的焊盤，並且第二焊盤303b是點形焊盤，例如關於圖1A和圖1B描述的類型的焊盤。
[0031]在所示的示例中，在頂視圖中，晶片300具有近似矩形的形狀，並且焊盤303a和303b分別布置為鄰近兩個最短的晶片邊緣。在該示例中，伸長焊盤303a布置成平行於短的晶片邊緣，即，在頂視圖中，伸長焊盤303a的最大尺度平行於短的晶片邊緣，並且點形焊盤303b布置成距兩個最長的晶片邊緣近似等距。
[0032]在一方面，由於焊盤303a和303b分別定義直線支撐邊緣或帶，並且支撐點不與邊緣對準，因此伸長焊盤和點形焊盤的組合使得晶片300在倒裝時能夠在其連接焊盤上處於均衡的穩定位置；並且在另一方面，相對於具有關於圖2描述的類型的兩個伸長焊盤的晶片而言，減少了焊盤所佔用的表面面積。焊盤303a和303b所提供的支撐穩定性確保晶片在外部設備中簡單組裝，以及組件的良好機械阻性。焊盤所佔用的表面面積的減少提高可用於形成部件的襯底表面面積，並且限制焊盤和襯底之間的雜散電容。晶片300的另一優點在於:焊盤303a和303b之間的形狀差異使得更易區分兩個焊盤，並且避免部件偏置誤差。
[0033]作為示例，用於形成焊盤303a和303b的連接元件的焊料凸塊或滴具有大約範圍在75到150 μ m之間的直徑，並且伸長焊盤303a的長度大約範圍在200到350 μ m之間。
[0034]本領域技術人員有能力提供伸長焊盤303a和點形焊盤303b的提供上述優點的其他布置。這使得考慮關於晶片部件的放置的約束和/或關於外部設備的連接區域的放置的約束。例如，伸長焊盤303a可以沿著不平行於晶片的邊緣的方向定向。然而，為了獲得期望機械穩定性的效果，將確保伸長焊盤不與點形焊盤對準，即在頂視圖中，伸長焊盤的最大尺度沿著不跨點形焊盤的方向定向。
[0035]進一步地，伸長焊盤303a和點形焊盤303b可以具有除了關於圖3描述的形狀之外的其他形狀。總體而言，在本描述的上下文中，點形焊盤標示任何如下焊盤:在晶片倒裝並且焊盤駐留在平面表面上時(在焊盤被焊接到外部設備的接觸區域之前)，焊盤和該平面表面之間的接觸區域是一個點或近似一個點。也就是說，其最大尺度相較於晶片的尺度來說是微小的，例如，小於晶片的最小寬度的百分之十。在優選的實施方式中，在頂視圖中，焊盤303b的最大尺度小於晶片的最小寬度的百分之十。進一步地，此處「伸長焊盤」意味著任何如下焊盤:在晶片倒裝並且焊盤駐留在平面表面上時(在焊盤焊接到外部設備的接觸區域之前)，焊盤和該平面表面之間的接觸區域不是一個點，即其包括由相較於晶片的尺度而言由不可忽略的距離分開的至少兩個點，例如，大於晶片的最小寬度的百分之五十的距離。在優選的實施方式中，在頂視圖中，焊盤303a的最大尺度大於晶片的最小寬度的百分之五十。在頂視圖中，伸長焊盤303a的最大尺度優選地是點形焊盤303b的最大尺度的至少2倍。進一步地，伸長焊盤303a的外接矩形的最小寬度優選地基本上等於點形焊盤303b的最大尺度。進一步地，在頂視圖中，伸長焊盤303a的外接矩形的最大寬度優選地為該同一矩形的最小寬度的至少2倍。[0036]圖4是示意性地顯示表面安裝晶片的一個備選實施方式的頂視圖。圖4的晶片400包括與圖3的晶片300相同的元件，但與晶片300不同之處在於點形焊盤303b到兩個最長的晶片邊緣並非等距，而是位於鄰近晶片的一角。
[0037]圖5A至圖5C示意性地顯示表面安裝晶片的另一備選實施方式。圖5A是頂視圖，並且圖5B和圖5C分別是沿著圖5A的平面B-B和平面C-C的截面圖。圖5A到圖5C的晶片基本上由於其電子連接焊盤的形成而區別於圖3的晶片300。晶片500包括伸長焊盤503a和點形焊盤503b，伸長焊盤503a和點形焊盤503b基本布置在與圖3的晶片300的伸長焊盤303a和點形焊盤303b相同的晶片的位置上。焊盤503a和503b各自包括形成在襯底101的上表面側上的塗敷金屬，塗敷金屬分別是505a、505b。作為示例，在頂視圖中，塗敷金屬505a具有矩形帶部分的形狀，並且塗敷金屬505b具有近似正方的形狀，該正方的形狀有等於塗敷金屬503a的最小寬度的邊長。塗敷金屬505a和505b各自被連接元件507a、507b覆蓋。例如通過焊料材料的局部電沉積或通過篩網的焊料膏的沉積以覆蓋塗敷金屬的整個表面的層的形式直接製造連接元件507a和507b。
[0038]已經描述本發明的【具體實施方式】。本領域技術人員易於想到各種變換、修改以及改進。特別地，為了在外部設備中的晶片組件上加強機械強度和降低短路風險，可以將晶片連接焊盤部分地嵌入保護樹脂層中，該保護樹脂層以略小於焊盤的高度的厚度覆蓋整個晶片上表面。作為一種補充或變體，還可以在不包括連接到外部設備的焊盤的晶片側上以及在多個晶片側上提供保護樹脂層。
[0039]在上文已描述具有不同變體的各種實施方式。應該注意，在不表現創造性步驟的前提下本領域技術人員可以組合各種實施方式和變體的各種元件。
[0040]這樣的變換、修改、以及改進被認為是本公開的一部分，並且被認為在本發明的精神和範圍之內。據此，前述描述僅是作為示例，並不被認為是限制性的。本發明僅由所附權利要求及其等同物進行限定。
【權利要求】
1.一種表面安裝晶片，包括:在表面側上的僅兩個焊盤，具有伸長的形狀的第一焊盤，以及第二點形焊盤。
2.根據權利要求1所述的晶片，其中，在頂視圖中，所述第一焊盤的最大尺度是所述第二焊盤的最大尺度的至少2倍。
3.根據權利要求1所述的晶片，在頂視圖中，所述晶片具有矩形的總體形狀。
4.根據權利要求3所述的晶片，其中，所述第一焊盤基本上平行於兩個最短晶片邊緣。
5.根據權利要求3所述的晶片，其中，所述第二焊盤距兩個最長晶片邊緣近似等距。
6.根據權利要求1所述的晶片，其中，在頂視圖中，所述第一焊盤的最大尺度至少等於所述晶片的最小寬度的一半。
7.根據權利要求1所述的晶片，其中，在頂視圖中，所述第二焊盤的最大尺度小於所述晶片的最小寬度的百分之十。
8.根據權利要求1所述的晶片，其中，在頂視圖中，所述第一焊盤的外接矩形的最小寬度基本上等於所述第二焊盤的最大尺度。
9.根據權利要求1所述的晶片，其中，所述第一焊盤包括由導電帶互連的兩個導電凸塊或滴。
10.根據權利要求1所述的晶片，其中，所述第二焊盤包括導電凸塊或滴。
【文檔編號】H01L23/488GK103579157SQ201310340289
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月1日 優先權日:2012年8月2日
【發明者】O·奧裡, C·勒科克 申請人:意法半導體(圖爾)公司, 法國國立圖爾大學