一種電子器件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電子器件。電子器件可以包括：集成電路；導(dǎo)電連接件，耦合至集成電路；散熱層，鄰近集成電路并且與導(dǎo)電連接件相對(duì)。電子器件可以包括：封裝材料，圍繞集成電路和導(dǎo)電連接件；再分布層，具有耦合至導(dǎo)電連接件的導(dǎo)電跡線；加強(qiáng)件，位于散熱層和再分布層之間；以及扇出部件，位于散熱層和再分布層之間，并且位于封裝材料內(nèi)。本實(shí)用新型的電子器件具有改進(jìn)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，并且解決了倒裝凸塊可靠性和BGA接合可靠性的沖突。
【專利說明】一種電子器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及集成電路器件領(lǐng)域，并且更具體地涉及集成電路器件的封裝。

【背景技術(shù)】
[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封裝通常提供用于物理保護(hù)IC的小包裝以及提供用于耦合至電路板的接觸焊盤。在一些應(yīng)用中，封裝IC可以通過焊接凸點(diǎn)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(yōu)點(diǎn)，諸如減小的引線電感、近芯片尺度足跡、薄側(cè)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)以便于電路板跡線布線，并且露出的銅裸片焊盤(die-pad)技術(shù)提供增強(qiáng)的熱和電性能。QFN封裝可能正好適合于其中尺寸、重量、以及熱和電性能重要的應(yīng)用。
[0004]首先參照?qǐng)D1，現(xiàn)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(duì)加強(qiáng)件(stiffener) 203a-203b、以及位于加強(qiáng)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(dǎo)電跡線208的電路板層205、位于電路板層和加強(qiáng)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(gè)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(gè)球狀接觸件209a-209j、位于散熱層201和IC之間的粘合層202b、以及在IC周圍并且圍繞多個(gè)球狀接觸件的底部填充材料210。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的電子器件200可能存在一些潛在缺陷。由于熱膨脹系數(shù)(CTE)失配，電子器件200可能會(huì)有關(guān)于球狀接觸件207a-2071、209a-209j的可靠性問題。由于外部物理力和熱，電子器件200還可能受困于翹曲。此外，電子器件200的設(shè)計(jì)產(chǎn)生高成本制造工藝和降低的產(chǎn)量。電子器件200還受困于具有大封裝尺寸，同時(shí)還伴隨著側(cè)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(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的就在于提供一種能夠克服上述現(xiàn)有技術(shù)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(gè)導(dǎo)電連接件，耦合至集成電路；以及散熱層，鄰近集成電路并且與多個(gè)導(dǎo)電連接件相對(duì)。電子器件可以包括:封裝材料，圍繞集成電路和多個(gè)導(dǎo)電連接件；再分布層，具有耦合至多個(gè)導(dǎo)電連接件的多個(gè)導(dǎo)電跡線；加強(qiáng)件，位于散熱層和再分布層之間；以及扇出部件，位于散熱層和再分布層之間并且位于封裝材料內(nèi)。
[0008]更具體地，電子器件可以進(jìn)一步包括位于散熱層和集成電路之間的熱界面層。電子器件可以進(jìn)一步包括耦合至再分布層的多個(gè)導(dǎo)電焊球。加強(qiáng)件可以具有鄰近封裝材料的內(nèi)表面和限定電子器件的外部表面的外表面。加強(qiáng)件可以鄰接并且保持封裝材料。
[0009]再分布層可以包括介電層。多個(gè)導(dǎo)電跡線由介電層承載，并且耦合至多個(gè)導(dǎo)電連接件。扇出部件可以包括例如陶瓷材料。多個(gè)導(dǎo)電連接件可以包括焊接凸點(diǎn)和導(dǎo)柱(pillar)中的至少一個(gè)。
[0010]另一方面，提供一種電子器件，其特征在于，包括:集成電路；多個(gè)導(dǎo)電連接件，耦合至所述集成電路；散熱層，鄰近所述集成電路，并且與所述多個(gè)導(dǎo)電連接件相對(duì)；熱界面層，位于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(gè)導(dǎo)電連接件；再分布層，具有耦合至所述多個(gè)導(dǎo)電連接件的多個(gè)導(dǎo)電跡線；加強(qiáng)件，位于所述散熱層和所述再分布層之間，并且具有鄰近所述封裝材料的內(nèi)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，位于所述散熱層和所述再分布層之間，并且位于所述封裝材料內(nèi)。
[0011]更具體地，該電子器件進(jìn)一步包括耦合至所述再分布層的多個(gè)導(dǎo)電焊球。
[0012]更具體地，所述加強(qiáng)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(gè)導(dǎo)電跡線由所述介電層承載并且耦合至所述多個(gè)導(dǎo)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(gè)導(dǎo)電連接件包括焊接凸點(diǎn)和導(dǎo)柱中的至少一個(gè)。
[0016]本實(shí)用新型的電子器件具有改進(jìn)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，并且解決了倒裝凸塊可靠性和BGA接合可靠性的沖突。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電子器件的截面圖。
[0018]圖2是根據(jù)本公開的電子器件的截面圖。
[0019]圖3-圖9是用于制造圖2中電子器件的方法的各步驟的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]現(xiàn)有技術(shù)的電子器件200可能存在一些潛在缺陷。由于熱膨脹系數(shù)(CTE)失配，電子器件200可能會(huì)有關(guān)于球狀接觸件207a-2071、209a-209j的可靠性問題。由于外部物理力和熱，電子器件200還可能受困于翹曲。此外，電子器件200的設(shè)計(jì)產(chǎn)生高成本制造工藝和降低的產(chǎn)量。電子器件200還受困于具有大封裝尺寸，同時(shí)還伴隨著側(cè)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(xiàn)在將參照附圖更為全面地描述本公開，其中示出了本實(shí)用新型的若干實(shí)施例。然而，本公開可以很多不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)被解釋為限于本文所描述的實(shí)施例。當(dāng)然，提供這些實(shí)施例是為了使本公開充分和完整，并且可以向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面?zhèn)鬟_(dá)本公開的保護(hù)范圍。本文中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。
[0022]參照?qǐng)D2，描述了根據(jù)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(gè)導(dǎo)電接觸件20a_20e、連接至IC的導(dǎo)電接觸件的多個(gè)導(dǎo)電連接件21a_21e、以及鄰近IC并與多個(gè)導(dǎo)電連接件相對(duì)的散熱層11。多個(gè)導(dǎo)電連接件21a-21e可以包括多個(gè)焊接凸點(diǎn)或者多個(gè)導(dǎo)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(gè)導(dǎo)電連接件21a_21e ；再分布層16，具有耦合至多個(gè)導(dǎo)電連接件的多個(gè)導(dǎo)電跡線18a-18k ;加強(qiáng)件13，位于散熱層11和再分布層之間；以及扇出部件15，位于散熱層和再分布層之間，并且位于封裝材料內(nèi)。扇出部件15可以包括例如陶瓷和/或有機(jī)材料。扇出部件15橫向地定位在加強(qiáng)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(xiàn)有技術(shù)的問題。
[0024]更具體地，電子器件10示意性地包括位于散熱層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(gè)導(dǎo)電焊球19a-19k，以提供BGA型連接。
[0025]加強(qiáng)件13具有鄰近封裝材料14的內(nèi)表面23和限定電子器件10的外部表面的外表面22。加強(qiáng)件13可以利用內(nèi)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(gè)導(dǎo)電跡線18a_18k由介電層17承載，并且耦合至多個(gè)導(dǎo)電連接件21a_21e。有利地，電子器件10沒有如圖1的現(xiàn)有技術(shù)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，并且有利地，還可以使用晶片級(jí)封裝技術(shù)來制造電子器件10，并且電子器件10可以包括諸如電容器的集成電子部件。此外，電子器件10缺少用于扇出的硅插入件，該硅插入件而是被移至一側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)相比，電子器件10還提升了可靠性，并且解決了倒裝凸塊可靠性和BGA接合可靠性的沖突。另外，電子器件10具有改進(jìn)的散熱效率、減少的翹曲以及低材料CTE失配。
[0028]另一方面涉及一種制造電子器件10的方法。該方法可以包括:形成多個(gè)導(dǎo)電連接件21a-21e，該多個(gè)導(dǎo)電連接件耦合至IC36 ;將散熱層11定位成鄰近IC并且與多個(gè)導(dǎo)電連接件相對(duì)；以及形成封裝材料14，該封裝材料圍繞IC和多個(gè)導(dǎo)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(gè)導(dǎo)電連接件21a-21e的多個(gè)導(dǎo)電跡線18a-18k ;將加強(qiáng)件13定位成位于散熱層11和再分布層之間；以及將扇出部件15定位成位于散熱層和再分布層之間并且位于封裝材料14內(nèi)。
[0029]現(xiàn)另外參照?qǐng)D3-圖9，描述用于制造電子器件10的方法的示例性實(shí)施例。應(yīng)理解，示出的示例產(chǎn)生了兩個(gè)電子器件10a、10b，僅用于圖示目的，并且公開的方法可以使用晶片級(jí)技術(shù)同時(shí)制造更多的器件。
[0030]如圖3所示，制備用于制造步驟的基底，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(jī)將IC36a_36b、扇出部件15a-15b、和加強(qiáng)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(jīng)受研磨步驟以移除多余的封裝材料14。如圖7所示，在載體層31上反轉(zhuǎn)封裝部件，并且形成再分布層16。如圖8所示，鄰近再分布層16形成多個(gè)導(dǎo)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(shí)半路停止)分離模制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，并附接相應(yīng)的散熱層lla、llb。
[0031]本領(lǐng)域技術(shù)人員在得到上文描述和相關(guān)附圖中呈現(xiàn)的教導(dǎo)之后能夠想到本公開的很多修改和其他實(shí)施例。因此，應(yīng)理解，本公開不旨在限于披露的特定實(shí)施例，而是旨在將各種修改和實(shí)施例包含在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電子器件，其特征在于，包括: 集成電路； 多個(gè)導(dǎo)電連接件，耦合至所述集成電路； 散熱層，鄰近所述集成電路，并且與所述多個(gè)導(dǎo)電連接件相對(duì)； 封裝材料，圍繞所述集成電路和所述多個(gè)導(dǎo)電連接件； 再分布層，具有耦合至所述多個(gè)導(dǎo)電連接件的多個(gè)導(dǎo)電跡線； 加強(qiáng)件，位于所述散熱層和所述再分布層之間；以及 扇出部件，位于所述散熱層和所述再分布層之間，并且位于所述封裝材料內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子器件，其特征在于，進(jìn)一步包括位于所述散熱層和所述集成電路之間的熱界面層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子器件，其特征在于，進(jìn)一步包括耦合至所述再分布層的多個(gè)導(dǎo)電焊球。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子器件，其特征在于，所述加強(qiáng)件具有鄰近所述封裝材料的內(nèi)表面和限定所述電子器件的外部表面的外表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子器件，其特征在于，所述加強(qiáng)件鄰接所述封裝材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子器件，其特征在于，所述再分布層包括介電層；以及其中，所述多個(gè)導(dǎo)電跡線由所述介電層承載并且耦合至所述多個(gè)導(dǎo)電連接件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子器件，其特征在于，所述扇出部件包括陶瓷材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子器件，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電連接件包括焊接凸點(diǎn)和導(dǎo)柱中的至少一個(gè)。
9.一種電子器件,其特征在于,包括: 集成電路； 多個(gè)導(dǎo)電連接件，耦合至所述集成電路； 散熱層，鄰近所述集成電路，并且與所述多個(gè)導(dǎo)電連接件相對(duì)； 熱界面層，位于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(gè)導(dǎo)電連接件； 再分布層，具有耦合至所述多個(gè)導(dǎo)電連接件的多個(gè)導(dǎo)電跡線； 加強(qiáng)件，位于所述散熱層和所述再分布層之間，并且具有鄰近所述封裝材料的內(nèi)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，位于所述散熱層和所述再分布層之間，并且位于所述封裝材料內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子器件，其特征在于，進(jìn)一步包括耦合至所述再分布層的多個(gè)導(dǎo)電焊球。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子器件，其特征在于，所述加強(qiáng)件鄰接所述封裝材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子器件，其特征在于，所述再分布層包括介電層；以及其中，所述多個(gè)導(dǎo)電跡線由所述介電層承載并且耦合至所述多個(gè)導(dǎo)電連接件。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子器件，其特征在于，所述扇出部件包括陶瓷材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子器件，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電連接件包括焊接凸點(diǎn)和導(dǎo)柱中的至少一個(gè)。
【文檔編號(hào)】H01L23/31GK204243030SQ201420590059
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】欒竟恩 申請(qǐng)人:意法半導(dǎo)體有限公司