[发明专利]形成一致的刚性互连结构的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一种形成一致的刚性互连结构的系统和方法。

背景技术

通常，现代电子器件设计中的驱动因素之一是能够被强塞入给定空间中的计算能力量和存储量。众所周知的摩尔定律指出在给定器件上的晶体管数量每十八个月将大致地翻倍。为了将更多处理能力压缩到越来越小的封装件中，晶体管的尺寸被减小到了进一步缩小晶体管尺寸的能力受到了材料和工艺的物理特性的限制的程度。设计者试图通过将越来越大的子系统封装到一个芯片(系统或芯片)中，或通过减小芯片之间的距离并随即减小互连件距离来克服晶体管尺寸的限制。

一种用于减小各个芯片之间的距离从而形成系统的方法是堆叠芯片，其中，电互连件垂直地作用。这可以包括多个衬底层，其中，芯片处在衬底的上表面和下表面上。一种将芯片施加在衬底的上面和下面的方法被称为“倒装芯片”封装，其中，衬底具有穿过衬底设置的用于在上表面和下表面之间提供电连接的导电通孔。这些用于倒装芯片的中介层衬底通常是设置在穿过中介层的通孔中的硅、玻璃或一些其他的带有铜、金、或其他导电体的绝缘体。

硅通孔(TSV)也被用来产生3D集成电路，并且由于该技术在给定的空间量中允许基本上更高的通孔密度，并且由于连接的长度更短，所以硅通孔优于引线接合或其他连接技术。3D封装件，诸如，封装件中系统、芯片堆叠多芯片模块(MCM)等包括两个或多个垂直地堆叠的芯片(集成电路，IC)，由此使得他们占据的空间较小和/或具有更大的连接性。堆叠中的不同的管芯可以是异质的，例如，将CMOS逻辑、DRAM以及III-V材料结合成单个IC。3D封装件的可选类型是硅载体封装技术，其中，IC不是堆叠的，但包括了TSV的载体衬底被用于将封装件中的多个IC连接在一起。在大多数IC封装件中，堆叠的芯片是沿着其边缘相互布线的，该边缘布线略微增大了封装件的长度和宽度并且经常需要位于芯片之间的中介层。在一些3D封装件中，硅通孔通过产生穿过芯片主体的纵向连接而替代了边缘布线。所得到的封装件不具有增加的长度或宽度。由于不需要中介层，TSV 3D封装件也能够优于边缘布线的3D封装件。TSV技术优势也被称为TSS(穿透硅堆叠(Trough-Silicon-Stacking)或者穿过硅堆叠(Thru-Silicon-Stacking))。3D集成电路(3D IC)是通过堆叠硅晶圆和/或管芯并且将其纵向互连件使得他们作为单个的器件运作所形成的单个集成电路。通过使用TSV技术，3D IC能够将大量供能装入小的足迹(footprint)中。

然后，使用引线接合将封装件结合在一起，在此，导电引线是点焊的或与焊盘相焊接，并且随后被切割并与第二焊盘相焊接。然后使用金来接合焊盘和引线两者，使用金的原因主要是由于金的抗氧化和相对较低的焊接温度。有时也使用焊料球栅阵列技术来结合封装件，焊球阵列被沉积在第一封装件的接合焊盘上，而结合在其自身的接合焊盘上的第二封装件则通过焊球设置在第一焊盘上。具有焊料球栅阵列的环境被加热直至焊球熔融并且压缩封装件从而导致焊球与两个封装件上的焊盘相接触。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种制造封装件上封装件组件的方法，包括：提供目标封装件，所述目标封装件具有一个或多个设置在其第一面上的装配焊盘；形成一个或多个互连件，每个互连件均具有位于第一端的装配节点；通过将所述装配节点与所述装配焊盘相接合，来将所述一个或多个互连件中的每一个装配至所述装配焊盘；以及将所述互连件修整至预定高度。

所述方法中，所述装配包括：将所述互连件超声波焊接至所述装配焊盘。

所述方法中，通过引线接合系统来形成所述互连件，并且通过对所述第一端应用电火炬工艺来形成所述装配节点。

所述方法中，使用激光执行所述修整。

所述方法中，在相同的激光行程中修整两个或更多互连件，其中，所述互连件被修整成基本一致的高度。

所述方法中，还包括：在修整过程中，在所述互连件的尾部处支撑每个互连件。

所述方法中，使用接触型修整系统来执行所述修整，从而修整所述互连件被支撑的尾部。

所述方法中，还包括：通过将顶部封装件上的装配焊盘与所述至少一个互连件相接合，来将至少一个所述顶部封装件装配至所述组件。