[发明专利]管芯互连体

说明书

本发明提供一种管芯互连体，包括：具有芯片区域的芯片，其中该芯片区域包括：悬垂区域；刚性耦合区域，其具有一组固定耦合点，位于悬垂区域的一侧；和柔性耦合区域，其具有一组活动耦合点，位于悬垂区域的与固定耦合区域相反的一侧。

技术领域

本发明涉及芯片，尤其涉及芯片互连体。

背景技术

半导体器件的输入/输出(IO)管脚延伸出芯片表面可以使得芯片和衬底之间的刚性连接，导致芯片和衬底之间的热量失配而产生芯片应力。

半导体器件包括传感器(如压力传感器)。依赖于设计，这样的传感器对压力敏感，在硅管芯上(例如硅芯片)，硅管芯会影响传感器的灵敏度和准确度。

具有不同的机械性能的材料连接在一起时，可产生硅传感器芯片的应力。该应力是不同的热膨胀系数(CTE)和材料的系数结合产生的影响，从而导致应力。在这种情况下，温度变化导致应力变化。并且，湿度变化可以导致应力变化，特别是当使用有机材料的时候。该芯片自己一般可以处理这些应力，但是在芯片表面工作的传感器会受到小量应力变化的影响。并且，当使用有机材料或者金属时，由于这些材料的蠕变效应，随着时间发生会应力的变化(如松弛)。一些硅传感器用于测量随时间变化的应力变化的绝对值，可以引起错误的传感器信号。

把硅芯片设置在具有相似热膨胀系数的衬底上，并不一定是最好的或者最经济的方案。使用其它的选择如在预模具或空腔封装中使用焊线或柔性胶会增加尺寸和成本。

发明内容

本发明提供了：通过将芯片固定在一个相对小的区域中来达到芯片应力的最小化，使用倒装片互连，从而让芯片自由的往各个方向展开。倒装片通常是硬的结构，不会导致应力消除，但是通过使用芯片和衬底之间的具有细针距互连的小的区域，应力达到最低且位于该小的区域。芯片的其余部分无应力。通过把左右相互连接体聚集在小的区域上，热膨胀的失配减少，因此绝对应力也减少(小距离)，以致于包括传感器区域的芯片的其余部分仍然没有应力。

随着硅芯片和载体衬底之间的接触最小化，由于温度变化不会加强接触区域的应力，大多数的芯片自由地展开和收缩。与衬底接触的区域保持为最小限度。这组刚性耦合点可以位于多种芯片位置，并且可以以不同的图案排列。在这样的实施例中，应力聚集随接触的尺寸增加。接触面越小，应力越小。对应力敏感的区域可以在硅芯片的不同位置。

附图说明

图1A示出了芯片102上的管芯互连体100的一个例子；

图1B示出了衬底102上的管芯互连体100的一个例子；

图2示出了芯片102上的管芯互连体100的一个例子；

图3示出了管芯互连体100内的柔性耦合点306的一个例子；

图4示出了管芯互连体100内的刚性耦合点112的一个例子；

图5示出了实施例的制造管芯互连体的方法500。

具体实施方式

图1A示出了芯片102上的管芯互连体100的一个例子。图1B示出了衬底102上的管芯互连体100。因此，在芯片102和衬底120通过管芯互连体100被连接在一起形成封装之前，管芯互连体100可以被首先制造在芯片102或者衬底120上，芯片和管芯被用于可互换地使用于说明书中，指电路元件或者电路元件的集合。

管芯互连体100包括具有芯片区域104的芯片102，或者代替的包括具有衬底区域122的衬底120。该芯片区域104和衬底区域122包括悬垂区域106，刚性耦合区域110和柔性耦合区域116。该刚性耦合区域110包括一组刚性耦合点112，位于悬垂区域106的一侧。该柔性耦合区域116包括一组柔性耦合点306，位于悬垂区域106上与刚性耦合区域110相反的一侧。举例来说，刚性耦合点112是电连接点，柔性耦合点306是机械连接点。