一種電子器件的製作方法
2023-10-22 14:11:47 1
一種電子器件的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電子器件。電子器件可以包括：集成電路；導電連接件，耦合至集成電路；散熱層，鄰近集成電路並且與導電連接件相對。電子器件可以包括：封裝材料，圍繞集成電路和導電連接件；再分布層，具有耦合至導電連接件的導電跡線；加強件，位於散熱層和再分布層之間；以及扇出部件，位於散熱層和再分布層之間，並且位於封裝材料內。本實用新型的電子器件具有改進的散熱效率、減少的翹曲以及低材料CTE失配。另外提升了可靠性，並且解決了倒裝凸塊可靠性和BGA接合可靠性的衝突。
【專利說明】一種電子器件
【技術領域】
[0001]本公開涉及集成電路器件領域，並且更具體地涉及集成電路器件的封裝。
【背景技術】
[0002]在具有集成電路(IC)的電子器件中，IC典型地安裝在電路板上。為了電路板和IC之間的電耦合連接，IC典型地被「封裝」。IC封裝通常提供用於物理保護IC的小包裝以及提供用於耦合至電路板的接觸焊盤。在一些應用中，封裝IC可以通過焊接凸點耦合至電路板。
[0003]IC封裝的一種手段包括方形扁平無引腳(QFN)封裝。QFN封裝可以提供一些優點，諸如減小的引線電感、近晶片尺度足跡、薄側面以及低重量。另外，QFN封裝典型地包括周界I/O焊盤(perimeter I/O pad)以便於電路板跡線布線，並且露出的銅裸片焊盤(die-pad)技術提供增強的熱和電性能。QFN封裝可能正好適合於其中尺寸、重量、以及熱和電性能重要的應用。
[0004]首先參照圖1，現在描述典型的球柵陣列(BGA)電子器件200。電子器件200包括散熱層201、一對加強件(stiffener) 203a-203b、以及位於加強件和散熱層之間的粘合層202a、202c。電子器件200包括其中具有導電跡線208的電路板層205、位於電路板層和加強件203a-203b之間的另一粘合層204a_204b、以及由電路板層承載的多個球狀接觸件207a-2071。電子器件200包括IC206、將IC耦合至電路板層205的多個球狀接觸件209a-209j、位於散熱層201和IC之間的粘合層202b、以及在IC周圍並且圍繞多個球狀接觸件的底部填充材料210。
[0005]現有技術的電子器件200可能存在一些潛在缺陷。由於熱膨脹係數(CTE)失配，電子器件200可能會有關於球狀接觸件207a-2071、209a-209j的可靠性問題。由於外部物理力和熱，電子器件200還可能受困於翹曲。此外，電子器件200的設計產生高成本製造工藝和降低的產量。電子器件200還受困於具有大封裝尺寸，同時還伴隨著側面厚、布線差、散熱不良、噪聲控制不好、以及射頻(RF)屏蔽不佳的問題。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的就在於提供一種能夠克服上述現有技術缺陷的電子器件。
[0007]總體地，電子器件可以包括:集成電路；多個導電連接件，耦合至集成電路；以及散熱層，鄰近集成電路並且與多個導電連接件相對。電子器件可以包括:封裝材料，圍繞集成電路和多個導電連接件；再分布層，具有耦合至多個導電連接件的多個導電跡線；加強件，位於散熱層和再分布層之間；以及扇出部件，位於散熱層和再分布層之間並且位於封裝材料內。
[0008]更具體地，電子器件可以進一步包括位於散熱層和集成電路之間的熱界面層。電子器件可以進一步包括耦合至再分布層的多個導電焊球。加強件可以具有鄰近封裝材料的內表面和限定電子器件的外部表面的外表面。加強件可以鄰接並且保持封裝材料。
[0009]再分布層可以包括介電層。多個導電跡線由介電層承載，並且耦合至多個導電連接件。扇出部件可以包括例如陶瓷材料。多個導電連接件可以包括焊接凸點和導柱(pillar)中的至少一個。
[0010]另一方面，提供一種電子器件，其特徵在於，包括:集成電路；多個導電連接件，耦合至所述集成電路；散熱層，鄰近所述集成電路，並且與所述多個導電連接件相對；熱界面層，位於所述散熱層和所述集成電路之間；封裝材料，圍繞所述集成電路和所述多個導電連接件；再分布層，具有耦合至所述多個導電連接件的多個導電跡線；加強件，位於所述散熱層和所述再分布層之間，並且具有鄰近所述封裝材料的內表面和限定所述電子器件的外部表面的外表面；以及扇出部件，位於所述散熱層和所述再分布層之間，並且位於所述封裝材料內。
[0011]更具體地，該電子器件進一步包括耦合至所述再分布層的多個導電焊球。
[0012]更具體地，所述加強件鄰接所述封裝材料。
[0013]更具體地，所述再分布層包括介電層；以及其中，所述多個導電跡線由所述介電層承載並且耦合至所述多個導電連接件。
[0014]更具體地，所述扇出部件包括陶瓷材料。
[0015]更具體地，所述多個導電連接件包括焊接凸點和導柱中的至少一個。
[0016]本實用新型的電子器件具有改進的散熱效率、減少的翹曲以及低材料CTE失配。另外提升了可靠性，並且解決了倒裝凸塊可靠性和BGA接合可靠性的衝突。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是根據現有技術的電子器件的截面圖。
[0018]圖2是根據本公開的電子器件的截面圖。
[0019]圖3-圖9是用於製造圖2中電子器件的方法的各步驟的截面圖。
【具體實施方式】
[0020]現有技術的電子器件200可能存在一些潛在缺陷。由於熱膨脹係數(CTE)失配，電子器件200可能會有關於球狀接觸件207a-2071、209a-209j的可靠性問題。由於外部物理力和熱，電子器件200還可能受困於翹曲。此外，電子器件200的設計產生高成本製造工藝和降低的產量。電子器件200還受困於具有大封裝尺寸，同時還伴隨著側面厚、布線差、散熱不良、噪聲控制不好、以及射頻(RF)屏蔽不佳的問題。
[0021]現在將參照附圖更為全面地描述本公開，其中示出了本實用新型的若干實施例。然而，本公開可以很多不同的形式實施，並且不應被解釋為限於本文所描述的實施例。當然，提供這些實施例是為了使本公開充分和完整，並且可以向本領域技術人員全面傳達本公開的保護範圍。本文中相同的標號表示相同的元件。
[0022]參照圖2，描述了根據本公開的電子器件10。電子器件10示意性地包括IC36，該IC具有多個導電接觸件20a_20e、連接至IC的導電接觸件的多個導電連接件21a_21e、以及鄰近IC並與多個導電連接件相對的散熱層11。多個導電連接件21a-21e可以包括多個焊接凸點或者多個導柱(例如，銅、鋁)。
[0023]電子器件10示意性地包括:封裝材料14，圍繞IC36和多個導電連接件21a_21e ；再分布層16，具有耦合至多個導電連接件的多個導電跡線18a-18k ;加強件13，位於散熱層11和再分布層之間；以及扇出部件15，位於散熱層和再分布層之間，並且位於封裝材料內。扇出部件15可以包括例如陶瓷和/或有機材料。扇出部件15橫向地定位在加強件13和IC36之間。有利地，解決了電路板層205和球狀接觸件207a-2071、209a-209j的CTE失配的現有技術的問題。
[0024]更具體地，電子器件10示意性地包括位於散熱層11和IC36之間的熱界面層12。電子器件10示意性地包括由再分布層16承載的多個導電焊球19a-19k，以提供BGA型連接。
[0025]加強件13具有鄰近封裝材料14的內表面23和限定電子器件10的外部表面的外表面22。加強件13可以利用內表面23鄰接和/或保持封裝材料14。
[0026]再分布層16示意性地包括介電層17。多個導電跡線18a_18k由介電層17承載，並且耦合至多個導電連接件21a_21e。有利地，電子器件10沒有如圖1的現有技術手段一樣在IC36下方使用襯底。在電子器件10中,襯底被替換為再分布層16。
[0027]附加地，並且有利地，還可以使用晶片級封裝技術來製造電子器件10，並且電子器件10可以包括諸如電容器的集成電子部件。此外，電子器件10缺少用於扇出的矽插入件，該矽插入件而是被移至一側。與現有技術的設計相比，電子器件10還提升了可靠性，並且解決了倒裝凸塊可靠性和BGA接合可靠性的衝突。另外，電子器件10具有改進的散熱效率、減少的翹曲以及低材料CTE失配。
[0028]另一方面涉及一種製造電子器件10的方法。該方法可以包括:形成多個導電連接件21a-21e，該多個導電連接件耦合至IC36 ;將散熱層11定位成鄰近IC並且與多個導電連接件相對；以及形成封裝材料14，該封裝材料圍繞IC和多個導電連接件。該方法可以包括:定位再分布層16，該再分布層16具有耦合至多個導電連接件21a-21e的多個導電跡線18a-18k ;將加強件13定位成位於散熱層11和再分布層之間；以及將扇出部件15定位成位於散熱層和再分布層之間並且位於封裝材料14內。
[0029]現另外參照圖3-圖9，描述用於製造電子器件10的方法的示例性實施例。應理解，示出的示例產生了兩個電子器件10a、10b，僅用於圖示目的，並且公開的方法可以使用晶片級技術同時製造更多的器件。
[0030]如圖3所示，製備用於製造步驟的基底，該基底包括載體層31以及在載體層31上的粘合層32。如圖4所示,例如使用貼裝(PnP, pick and place)機將IC36a_36b、扇出部件15a-15b、和加強件13a-13b放置在粘合層32上。如圖5所示，在載體層31上方形成封裝材料14。如圖6所示，使載體層31的上表面經受研磨步驟以移除多餘的封裝材料14。如圖7所示，在載體層31上反轉封裝部件，並且形成再分布層16。如圖8所示，鄰近再分布層16形成多個導電焊球19a_19k。如圖9所示，使用圖示的切割刀(saw blade) 33 (切割刀在通過粘合層32時半路停止)分離模製的面板或晶片或封裝部件。下一步可以包括分解粘合層32以釋放電子器件10a、10b，並附接相應的散熱層lla、llb。
[0031]本領域技術人員在得到上文描述和相關附圖中呈現的教導之後能夠想到本公開的很多修改和其他實施例。因此，應理解，本公開不旨在限於披露的特定實施例，而是旨在將各種修改和實施例包含在所附權利要求的範圍內。
【權利要求】
1.一種電子器件，其特徵在於，包括: 集成電路； 多個導電連接件，耦合至所述集成電路； 散熱層，鄰近所述集成電路，並且與所述多個導電連接件相對； 封裝材料，圍繞所述集成電路和所述多個導電連接件； 再分布層，具有耦合至所述多個導電連接件的多個導電跡線； 加強件，位於所述散熱層和所述再分布層之間；以及 扇出部件，位於所述散熱層和所述再分布層之間，並且位於所述封裝材料內。
2.根據權利要求1所述的電子器件，其特徵在於，進一步包括位於所述散熱層和所述集成電路之間的熱界面層。
3.根據權利要求1所述的電子器件，其特徵在於，進一步包括耦合至所述再分布層的多個導電焊球。
4.根據權利要求1所述的電子器件，其特徵在於，所述加強件具有鄰近所述封裝材料的內表面和限定所述電子器件的外部表面的外表面。
5.根據權利要求1所述的電子器件，其特徵在於，所述加強件鄰接所述封裝材料。
6.根據權利要求1所述的電子器件，其特徵在於，所述再分布層包括介電層；以及其中，所述多個導電跡線由所述介電層承載並且耦合至所述多個導電連接件。
7.根據權利要求1所述的電子器件，其特徵在於，所述扇出部件包括陶瓷材料。
8.根據權利要求1所述的電子器件，其特徵在於，所述多個導電連接件包括焊接凸點和導柱中的至少一個。
9.一種電子器件,其特徵在於,包括: 集成電路； 多個導電連接件，耦合至所述集成電路； 散熱層，鄰近所述集成電路，並且與所述多個導電連接件相對； 熱界面層，位於所述散熱層和所述集成電路之間； 封裝材料，圍繞所述集成電路和所述多個導電連接件； 再分布層，具有耦合至所述多個導電連接件的多個導電跡線； 加強件，位於所述散熱層和所述再分布層之間，並且具有鄰近所述封裝材料的內表面和限定所述電子器件的外部表面的外表面；以及 扇出部件，位於所述散熱層和所述再分布層之間，並且位於所述封裝材料內。
10.根據權利要求9所述的電子器件，其特徵在於，進一步包括耦合至所述再分布層的多個導電焊球。
11.根據權利要求9所述的電子器件，其特徵在於，所述加強件鄰接所述封裝材料。
12.根據權利要求9所述的電子器件，其特徵在於，所述再分布層包括介電層；以及其中，所述多個導電跡線由所述介電層承載並且耦合至所述多個導電連接件。
13.根據權利要求9所述的電子器件，其特徵在於，所述扇出部件包括陶瓷材料。
14.根據權利要求9所述的電子器件，其特徵在於，所述多個導電連接件包括焊接凸點和導柱中的至少一個。
【文檔編號】H01L23/31GK204243030SQ201420590059
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月11日 優先權日:2014年10月11日
【發明者】欒竟恩 申請人:意法半導體有限公司