[发明专利]在接合堆叠的微电子组件时的温度改变和相关衬底和组合件

说明书

本专利申请涉及在接合堆叠的微电子组件时的温度改变和相关衬底和组合件。公开用于微电子装置堆叠内的温度改变以用于所述微电子装置的相互共同接合的方法和设备和相关衬底和组合件。

优先权要求

本申请要求2020年3月17日申请的题为“用于在接合堆叠的微电子组件时的温度改变的方法和设备和相关衬底和组合件(METHODS AND APPARATUS FOR TEMPERATUREMODIFICATION IN BONDING STACKED MICROELECTRONIC COMPONENTS AND RELATEDSUBSTRATES AND ASSEMBLIES)”的美国专利申请第16/821,536号的申请日的权益。

技术领域

本文中所公开的实施例涉及堆叠的微电子装置的接合。更特定来说，本文中所公开的实施例涉及用于微电子装置堆叠内的温度改变以用于所述微电子装置的相互共同接合的方法和设备和相关衬底和组合件。

背景技术

随着时间的推移，基于引线框架的微电子装置封装已为利用从其表面突出的导电元件阵列连接到另一目标微电子装置或其它衬底的端子焊盘的微电子装置提供主要市场份额。在很大程度上，通过增加电路密度、增加插脚引线的数目和在微电子装置的“占据面积”方面的较小形状因子要求来刺激转变。这种配置通常称为“倒装芯片”配置，因为微电子装置倒置，使得承载突出的导电元件的表面面向下朝向目标。虽然倒装芯片配置最初是使用所谓的C4(受控塌陷芯片连接)结构中的焊料球或凸块来实施的，但最近对较小导电元件和较紧密间距(即，导电元件之间的间隔)以适应较小形状因子与增加数目的插脚引线的组合的要求已刺激导电金属(例如铜)柱作为导电元件的使用。在一些情况下，柱承载焊料盖，所述焊料盖通常通过薄阻挡(例如镍)材料与铜柱材料隔离。在任一情况下，微电子装置的导电元件与另一微电子装置的端子焊盘之间的接合已常规地通过在回流炉中向组合件施加热以熔化焊料，或通过施加热与通过热压接合头施加的力的组合以熔化焊料或不存在焊料来实现，以实施金属柱与对准的端子焊盘之间的扩散接合。

发明内容

本公开的实施例包括一种热压接合工具，其包括：接合台，其配置成用于在其上部表面上支撑衬底；可移动接合头，其配置成用于通过包含加热装置的接合尖端向堆叠的微电子组件施加压力；和一或多个能量束产生器，其能够定位成选择性地将能量束朝向所述接合台的上部表面引导。

本公开的实施例包括一种热压接合的方法，其包括：将承载相互横向间隔开的微电子装置堆叠的衬底放置在热压接合工具的接合台上；用一或多个能量束加热邻近于微电子装置堆叠的所述衬底的上部表面；和紧接在所述加热所述衬底之后或与所述加热所述衬底同时，用所述热压接合工具的接合头向所述微电子装置堆叠施加热和压力。

本公开的实施例包括一种衬底，其包括：相互横向间隔开的位置，每一相应位置包含衬底表面上的端子焊盘阵列，用于连接到将放置在所述相应位置上的微电子装置堆叠的导电元件；和一或多个热传递结构，其位于所述衬底表面上至少接近每一相应位置，且与所述相应位置的所述端子焊盘阵列电隔离。

本公开的实施例包括一种微电子装置组合件，其包括：微电子装置堆叠，其位于横向延伸超出所述微电子装置堆叠的侧面的衬底区段上；电介质密封剂材料，其至少在所述微电子装置堆叠的侧面上方延伸且接触所述衬底区段的表面，所述表面承载一或多个金属热传递结构，所述一或多个金属热传递结构至少邻近于所述微电子装置堆叠的一或多个侧面且与所述堆叠中的所述微电子装置的电路和所述衬底的电路电隔离；和导电元件，其从所述衬底的与所述微电子装置堆叠相对的表面突出。