特許 6576038 マイクロ表面実装デバイスパッケージング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6576038

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】マイクロ表面実装デバイスパッケージング

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20190909BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 23/31 20060101ALI20190909BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/12 501P

   H01L21/78 Q

   H01L21/92 604J

   H01L23/30 R

【請求項の数】12

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-543559(P2014-543559)

(86)(22)【出願日】2012年11月21日

(65)【公表番号】特表2015-504608(P2015-504608A)

(43)【公表日】2015年2月12日

(86)【国際出願番号】US2012066272

(87)【国際公開番号】WO2013078323

(87)【国際公開日】20130530

【審査請求日】2015年11月18日

【審判番号】不服2018-3986(P2018-3986/J1)

【審判請求日】2018年3月22日

(31)【優先権主張番号】13/303,053

(32)【優先日】2011年11月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390020248

【氏名又は名称】日本テキサス・インスツルメンツ合同会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507107291

【氏名又は名称】テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド

(74)【上記1名の代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(72)【発明者】

【氏名】アニンディヤ ポダー

(72)【発明者】

【氏名】タオ フェン

(72)【発明者】

【氏名】ウィル ケイ ウォン

【合議体】

【審判長】 井上 信一

【審判官】 山澤 宏

【審判官】 石坂 博明

(56)【参考文献】

【文献】 特開平３−９４４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９８００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１９４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１１８８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３００５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９７９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第７２５６１１６（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01L21/56

H01L23/12-23/15

H01L23/28-23/31

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

集積回路をパッケージする方法であって、
プラスチックキャリア上に複数のダイを搭載することであって、前記ダイの各々が、それに固定されるワイヤボンドされたコンタクトスタッドを有する複数のＩ／Ｏパッドを含む、前記搭載することと、
封止材キャリア構造を形成するために前記ダイを封止材材料で覆うことであって、前記封止材材料がスクリーン印刷とステンシル印刷との一方により付けられる、前記覆うことと、
前記コンタクトスタッドの露出された部分が、滑らかで、前記封止材の第１の表面と実質的に同一平面にあるように、前記封止材の前記第１の表面と前記コンタクトスタッドとをグラインドすることと、
前記封止材キャリア構造の上に導電性再分配構造を形成することであって、前記コンタクトスタッドの少なくとも幾つかが前記導電性再分配構造と電気的に通信しており、前記導電性再分配構造が複数のはんだパッドを含み、前記はんだパッドの各々が関連するコンタクトスタッドに電気的に接続され、前記はんだパッドの少なくとも幾つかが、それらの関連するコンタクトスタッドの中心に対してオフセットされる中心を有する、前記形成することと、
前記はんだパッド上にはんだバンプをつくることと、
前記はんだバンプの少なくとも一部を埋め込み、前記再分配構造を覆う第２の封止層を前記封止材キャリア構造の上に付けることと、
を含む、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、
前記第２の封止材層の露出された頂部表面から前記キャリアへ延びるシンギュレーション溝を切り込むことと、
前記シンギュレーション溝の形成後に、前記キャリアを薄化するように、しかし前記キャリアを完全には犠牲にしないように前記キャリアの裏面をグラインドすることであって、それにより、その裏面グラインドの後に、前記ダイのいかなる部分も周囲光に露出されないように前記キャリアと前記封止材材料との関連する部分により各ダイが囲まれる、前記グラインドすることと、
を更に含み、
前記キャリアの裏面のグラインドが、前記シンギュレーション溝を露出させるために充分な前記キャリアを犠牲にし、それにより、複数の個別のパッケージを形成するために前記封止材キャリア構造のシンギュレーションを達成する、方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法であって、
前記第２の封止材が付けられた後に、はんだバンプの一部をレーザーデフラッシュすることを更に含む、方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法であって、
前記キャリアがトランスファモールディングにより形成される、方法。

【請求項5】

請求項１に記載の方法であって、
前記第２の封止材層がスクリーン印刷により付けられる、方法。

【請求項6】

集積回路をパッケージする方法であって、
プラスチックキャリア上に複数のダイを搭載することであって、前記ダイの各々が、それに固定されるワイヤボンディングされたコンタクトスタッドを有する複数のＩ／Ｏパッドを含む、前記搭載することと、
封止材キャリア構造を形成するために前記ダイと前記コンタクトスタッドの少なくとも一部とを封止材材料で覆うことと、
前記コンタクトスタッドの露出された部分が、滑らかで、実質的に前記封止材と同一平面上となるように、前記封止材の第１の表面と前記コンタクトスタッドとをグラインドすることと、
前記封止材キャリア構造の上に導電性再分配構造を形成することであって、前記コンタクトスタッドの少なくとも幾つかが前記導電性再分配構造と電気的に通信しており、前記導電性再分配構造が複数のはんだパッドを含み、前記はんだパッドの各々が関連するコンタクトスタッドに電気的に接続され、前記はんだパッドの少なくとも幾つかが、それらの関連するコンタクトスタッドの中心に対してオフセットされる中心を有する、前記形成することと、
前記はんだパッド上にはんだバンプをつくることと、
を含む、方法。

【請求項7】

請求項６に記載の方法であって、
はんだバンプの少なくとも一部を埋め込み、前記再分配構造を覆う第２の封止材を前記封止材キャリア構造の上に付けることを更に含む、方法。

【請求項8】

請求項７に記載の方法であって、
前記第２の封止材を付けた後に、前記キャリアを薄化するように、しかし前記キャリアを完全には犠牲にしないように前記キャリアの裏面をグラインドすることであって、それにより、その裏面グラインドの後に、前記ダイのどの部分も周囲光に露出されないように各ダイが前記キャリアと前記封止材材料との関連する部分により囲まれる、前記グラインドすることを更に含む、方法。

【請求項9】

請求項８に記載の方法であって、
前記封止材キャリア構造の頂部表面から前記キャリアへ延びるシンギュレーション溝を切り込むことを更に含み、
前記シンギュレーション溝が、前記第２の封止材を付けた後で、前記キャリアの前記裏面のグラインド前に切り込まれ、
前記キャリアの前記裏面のグラインドが、前記シンギュレーション溝を露出させるために充分な前記キャリアを犠牲にし、それにより、複数の個別のパッケージを形成するために前記封止材キャリア構造のシンギュレーションを達成する、方法。

【請求項10】

請求項６に記載の方法であって、
前記キャリアを薄化するように、しかし前記キャリアを完全には犠牲にしないように前記キャリアの裏面をグラインドすることであって、それにより、その裏面グラインドの後に、前記ダイのいかなる部分も周囲光に露出されないように前記キャリアと前記封止材材料との関連する部分により各ダイが囲まれる、前記グラインドすることを更に含む、方法。

【請求項11】

請求項１０に記載の方法であって、
前記キャリアの前記裏面のグラインドの前に、前記封止材キャリア構造の頂部表面から前記キャリアへ延びるシンギュレーション溝を切り込むことを更に含み、
前記キャリアの前記裏面のグラインドが、前記シンギュレーション溝を露出させるために充分な前記キャリアを犠牲にし、それにより、複数の個別のパッケージを形成するために前記封止材キャリア構造のシンギュレーションを達成する、方法。

【請求項12】

請求項６に記載の方法であって、
前記キャリアがプラスチックから形成される、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、概して半導体パッケージングに関し、更に具体的には、本発明は、非常に低コストのマイクロ表面実装デバイス（μＳＭＤ）パッケージ、及びこのようなパッケージを形成するためのプロセスに関連する。

【背景技術】

【0002】

今日市販されている集積回路パッケージングには多くの異なるスタイルがある。このようなパッケージスタイルの一つは、マイクロ表面実装デバイス（μＳＭＤ）と呼ばれる。概して、μＳＭＤパッケージは、そのパッケージが保護するダイのフットプリントと同じスケールのフットプリントを有する。多くの応用例において、ダイを環境への露出から保護するため及び／又はダイを周囲光への露出から保護するため、そのダイの周りに幾つかの構造を提供することが望ましい。従って、シンプルなフリップチップ実装ダイとは異なり、μＳＭＤパッケージはダイの周りに提供される何らかのレベルの保護を有する。

【0003】

現在、μＳＭＤパッケージを作成するために用いられるアプローチは多数ある。幾つかの応用例において、μＳＭＤパッケージ上のコンタクトは、その中に入れられるダイ上のボンドパッドと整合される。他の応用例において、コンタクトは、下にあるダイ上のコンタクトに関連して再分配される。μＳＭＤパッケージングに対する従来のアプローチの一つは、シリコンキャリアに形成される対応するキャビティに複数のダイを配置することである。その後、ウエハの頂部表面の上にスピンオンポリマー被覆が付けられる。このポリマー被覆に穴が形成され、堆積プロセスが用いられてポリマー被覆の上に再分配層が形成される。外部デバイスへの電気的接続を促進するため、再分配層の上にはんだバンプが形成される。このようなパッケージングアプローチは多くの場合にうまく機能するが、このようなプロセスにおいて用いられるキャリア、及び再分配層形成工程の両方が、比較的高価となりがちであり、そのため、全体的なパッケージングコストが比較的高い。従って、よりコスト効率のよいマイクロ表面実装デバイスパッケージング手法を開発するための取り組みが進められている。

【発明の概要】

【0004】

集積回路をパッケージングするための種々の改善されたアプローチを説明する。１つの説明されるアプローチにおいて、キャリア上に複数のダイが搭載される。キャリアはプラスチックから形成されることが好ましいが、プラスチックキャリアが必ずしも必要とされるわけではない。各ダイは、その関連するＩ／Ｏパッドに固定される複数のワイヤボンディングされたコンタクトスタッドを有する。封止材キャリア構造を形成するため、ダイとコンタクトスタッドの少なくとも一部とを覆うようにキャリアの上に封止材が付けられる。幾つかの好ましい実施例において、封止材を付けるためにスクリーン印刷が用いられる。封止材が付けられた後、封止材の第１の表面とコンタクトスタッドがグラインドされて、コンタクトスタッドの露出された部分が、滑らかで、且つ、封止材と実質的に同一平面となるようにされる。これらの工程は、ダイに対する相互接続層を形成するための非常に低コストなアプローチを定義する。

【0005】

幾つかの実施例において、封止材キャリア構造の上に再分配層構造が形成される。そのような実施例では、コンタクトスタッドがダイと再分配層との間の相互接続層を形成するように、コンタクトスタッドの幾つかが導電性再分配構造と電気的に通信している。再分配層が形成された後、結果のパッケージに対する電気的Ｉ／Ｏコンタクトとして機能するため再分配層にはんだバンプが取り付けられ得る。

【0006】

幾つかの実施例において、封止材キャリア構造の上に第２の封止材層（コンタクト封止材層と呼ぶこともある）が付けられる。第２の封止材層は、はんだバンプの少なくとも一部を埋め込むように、及び再分配構造（存在する場合）を覆うように配される。

【0007】

幾つかの実施例において、コンタクト封止材層の露出された頂部表面にシンギュレーション溝が切り込まれる。シンギュレーション溝はキャリア内に延びる。その後、キャリアの裏面が、キャリアを薄化するように、しかしキャリアを完全には犠牲にしないようにグラインドされる。グラインドは好ましくは、シンギュレーション溝に達するために充分なキャリアを取り除く。そのため、キャリアのバックグラインドは、結果のパッケージの薄化及びシンギュレートの両方を行う。この配置では、関連するダイが中に完全に入る、非常に薄いμＳＭＤパッケージが形成され得る。

【0008】

改善されたμＳＭＤパッケージも説明される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

例示の実施例を添付の図面を参照して説明する。

【図1A】本発明の一実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図1B】本発明の一実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図1C】本発明の一実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図1D】本発明の一実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図1E】本発明の一実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図1F】本発明の一実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図1G】本発明の一実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図1H】本発明の一実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図1I】本発明の一実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図1J】本発明の一実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図2】図１に示すプロセスに従って形成されるシンギュレートされた集積回路を図示する。

【図3A】第２の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図3B】第２の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図3C】第２の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図3D】第２の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図3E】第２の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図4A】第３の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図4B】第３の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図4C】第３の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図4D】第３の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図5A】第４の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図5B】第４の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図5C】第４の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図5D】第４の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【図5E】第４の実施例に従って集積回路をパッケージングするためのプロセスにおける工程を図示する。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明は、概して、完全に封止されるマイクロ表面実装デバイス（μＳＭＤ）パッケージを形成するためのウエハレベルアッセンブリ手法を用いた非常に低コストパッケージングに関連する。本発明は概して「ウエハ」レベルパッケージングアプローチを考え、このアプローチでは、多数のダイが適切なキャリア上に搭載され、残りのパッケージング工程の殆どが並列に、ポピュレート（実装）された（populated）キャリア上にそのキャリアを支持構造として用いて実行される。キャリアが用いられるため、ダイ及び対応する封止材層などのパッケージ内の種々の構造は、所望とされる場合著しく薄化され得、それにより、結果のパッケージの全体的な厚みを低減することを助ける。幾つかの好ましい実施例において、非常に低コストキャリア（例えばプラスチック／エポキシキャリア）が用いられ、非常に薄いμＳＭＤパッケージの作成を促進するためキャリア構造の殆どが（例えばバックグラインドにより）最終的に犠牲にされる。

【0011】

まず図１Ａ〜図１Ｊを参照すると、１つの典型的なパッケージング方法が説明される。この実施例において、ダイは、それらがキャリア上に搭載される前にワイヤボンディングスタッドを用いてバンプされる（bumped）。ダイポピュレートされたキャリアは、スクリーン印刷などの低コスト封止手法を用いて覆われる（封止される）。その後、ワイヤボンディングスタッドは、封止材の頂部表面をグラインドすることにより露出及び平坦化される。結果の封止材キャリア構造は、種々の再分配手法の任意のものを用いて所望なように再分配され得る露出された電気的コンタクトを備えた、平坦な頂部表面を有する。その後、封止材キャリア構造はバンプされ、付加的な構造的強化を提供するために付加的な封止材材料がコンタクトバンプの一部の周りに任意で堆積されてもよい。キャリア（ウエハ、ストリップなど）はその後、低プロファイルパッケージを形成するため適宜グラインディング又は他の適切な手法により薄化され得る。封止されるキャリア構造は、バックグラインドが結果のμＳＭＤパッケージをシンギュレーションするようにも機能するように、バックグラインドオペレーションの前にハーフダイスされ得る。幾つかの実施例において、ダイを受けるためレーザーアブレーションを介してキャリアにキャビティ及び／又は他の構造が形成される。下記の詳細な説明から明らかなように、非常に経済的に、高い資本コストパッケージング装置を必ずしも必要とすることなくアセンブルされ得るパッケージを提供するため多数の手法が組み合わせて用いられる。

【0012】

まず図１Ａに示すように適切なキャリア１０５が形成される。概して、キャリア１０５は、任意の適切なキャリア形成手法を用いて様々の材料から形成され得る。例示の実施例において、キャリア１０５はプラスチックから形成されるが、これは厳密な要件ではなく、代替の実施例において、シリコンウエハ、アルミニウムキャリアなどを含む他の適切なキャリア構造が用いられ得る。プラスチックキャリアを用いる一つの利点は、それらが非常に廉価に形成され得、キャリア構造としてうまく機能する点である。プラスチックキャリア１０５が用いられるとき、それらは任意の適切な方式で形成され得、それらは種々のエポキシを含む任意の適切なプラスチック材料から形成され得る。エポキシタイプの材料を用いる利点は、キャリア１０５を製造するトータル償却原価（amortized cost）が非常に低くなるように、トランスファモールディングなどの非常に低い資本コストのモールディング手法を用いてキャリアが形成され得ることであることに留意されたい。もちろん、他の実施例において、キャリアウエハを形成するために、インジェクションモールディング、スタンピングなどを含む種々のその他の利用可能なプロセスのうちの任意のものが用いられ得る。

【0013】

キャリア上に搭載されるダイ１２１は好ましくは、外部デバイスへの電気的接続を促進する多数のＩ／Ｏパッド１２２（通常はボンドパッドと呼ばれる）を有する。高くされた導電性「バンプ」１２３がＩ／Ｏパッド上に形成されることが好ましい。当業者であれば、多数の従来のバンプ技術があり、従って、バンプは任意の適切な方式で形成され得ることが理解されよう。例として、はんだバンプ、ワイヤボンディングスタッドバンプ、銅ピラー、無電解ニッケルバンプ、及び／又は任意の他の適切なバンプ手法が用いられ得る。種々の適切なダイバンプ手法が用いられ得るが、図１Ｂに図示するようなワイヤボンディングされたスタッドバンプは、それらが、大抵のパッケージング施設において容易に利用可能な比較的低資本コストの装置である従来のワイヤボンディングマシンのみを用いて形成され得るため、特にコスト効率がよいことに留意されたい。典型的に、スタッドバンプ１２３は、金又は銅ボンディングワイヤから形成される。しかし、スタッドバンプを形成するために他の適切な材料から形成されるボンディングワイヤが代替として用いられてもよいことを理解されたい。例示の実施例において、ダイはそれらがキャリア上に搭載される前にバンプされる。このアプローチが好ましいのだが、これは厳格な要件ではない。

【0014】

キャリア１０５及びダイ１２１が選択された後、ダイ１２１は、従来のダイ取り付け手法を用いてキャリア１０５上に搭載されて、図１Ｃで見られる構造となる。単に例示の目的で、図１Ｃの概略的表示において、２つのみのダイ１２１がキャリア１０５上に搭載されるように示されている。しかし、実際の実施例において、典型的に多数のダイ１２１がキャリア１０５上に搭載されることを理解されたい。任意のキャリア／ウエハ上に搭載されるダイの実際の数は、特定の応用例のニーズによって変化し得る。しかし、例として、多くの実施例において、数十、数百、又は数千のダイが各キャリア１０５上に搭載され得る。キャリア１０５は、その後用いられるパッケージング装置と共に用いるのに適する任意の幾何学的フォームファクタを有し得る。例として、キャリアは実質的に円形のジオメトリ又は従来のシリコンウエハのジオメトリを有し得る。代替として、キャリア１０５は、実質的に矩形形状のパネル又はストリップを有し得るか、又は任意の他の適切なジオメトリを仮定し得る。

【0015】

ダイ１２１がキャリア１０５に取り付けられた後、図１Ｄに図示するようにキャリアの上のバッチとしてダイ及びそれらのスタッド１２３が「封止される」。ダイは、スクリーン印刷、ステンシル印刷、モールディング、スピンオン被覆などを含む任意の適切な封止手法を用いてプラスチック封止材材料１３２で封止され得る。任意の適切な封止手法が用いられ得るが、スクリーン及びステンシル印刷手法が、特にコスト効率がよく、キャピタル装置をわずかしか必要としないことに留意されたい。封止の結果は、封止材キャリア構造１３０である。種々の異なる材料が封止材材料１３２として用いられ得る。しかし、封止後に封止されたキャリア構造が歪まない（或いは過剰に歪まない）ように、封止材の特性（例えば熱膨張係数（ＣＴＥ）及びヤング率（Ｅ））を、キャリア及びダイと適切に合致させることが概して望ましい。概して、キャリア１０５と同様のＣＴＥ及びＥ特性を有する封止材１３２はうまく機能しがちであるが、これは要件ではない。実際、幾つかの実施例において同じ種類のエポキシがキャリア１０５及び１３２双方として用いられ得るが、異なる充填材及び／又は他の特性を有することが望ましいことがしばしばある。例として、日立化成株式会社から入手可能な２９５０−Ｌ２は、封止材材料として用いるために適したエポキシ材料の１つである。

【0016】

ダイ１２１が封止された後、図１Ｅに図示するようにスタッドバンプ１２３の露出された表面を露出させ、且つ、滑らかにするように、結果の封止材キャリア構造１３０の頂部表面がグラインドされ（或いはその他の方式で薄化され）得る。このグラインドはまた、封止材キャリア構造１３０の頂部表面を平坦化する。その結果、スタッドバンプ１２３は、封止材１３２を介する相互接続を形成し、平坦化された相互接続１２３の露出された表面１３３は、後続の処理工程に用いることができる良好なコンタクトを形成する。

【0017】

ダイＩ／Ｏパッドを再分配することが望ましい実施例において、図１Ｆに図示するように封止材層１３２の平坦化された頂部表面１３３の上に再分配／配路配置１３６が形成され得る。再分配／配路層１３６は、銅堆積及びエッチングなどを含む任意の適切な再分配層形成手法を用いて形成及びパターニングされ得る。再分配／配路配置１３６は、図１Ｆに図示するように単一層という形を取り得るか、又は複数のサブ層（図示せず）を含み得る。再分配層１３６が形成された後、はんだバンプ１３８（又は任意の他の適切なデバイス相互接続）が、図１Ｇに示すように再分配層に画定される適切なＩ／Ｏパッド上に形成され得る。例示の実施例において、ファンアウトタイプの再分配が示されている（例えば、はんだバンプ及びそれらの関連するＩＯパッドが、結果のパッケージにおいてそれらの関連するダイコンタクトパッドに対して横方向外方に位置する）。しかし、他の実施例において、ファンイン又は他の再分配パターンが用いられ得る。

【0018】

任意の再分配層形成手法が用いられ得るが、導体印刷手法がこの種の応用例において特にコスト効率がよくなり得ると考えられている。再分配を必要としない実施例において、相互接続１２３の平らな露出された表面１３３は、バンプされ得るか、又はその結果生じるパッケージのためのＩ／Ｏパッドとしてその他の方式で直接的に用いられ得る。

【0019】

例示の実施例において、図１Ｈに図示するようにキャリア構造１５３を作成するため再分配層１３６の上に付加的な封止材層１５１が形成される。コンタクト封止材層１５１は、パッケージに対する外部Ｉ／Ｏコンタクトを形成するはんだバンプを少なくとも部分的に埋め込み、結果のパッケージに対する付加的な構造的サポートを提供するように機能する。

【0020】

コンタクト封止材層１５１は、スクリーン印刷、スピンオンコーティング、ウエハモールディングなどの任意の適切な手法を用いてコンタクトバンプ１４１の上に付けられ得る。コンタクト封止材層１５１が付けられた後、キャリア構造１５３上のはんだバンプ１３８は、レーザーを用いて適宜又は必要に応じて任意の他の適切な手法により、デフラッシュされ得る。

【0021】

コンタクト封止材層の適切な厚みは、外部ＩＯコンタクトを形成するはんだバンプの高さのための設計要件に部分的に依存し得る。しかし、多くの応用例において、はんだバンプの所望の高さは、良好な温度サイクル性能を促進するため比較的大きい可能性があり、これにより、比較的厚いコンタクト封止材層の形成が可能となる。この特性は、結果のパッケージのための構造的サポートを提供するため有利に用いられる。コンタクト封止材層は、結果のパッケージに対する構造的サポートに寄与し、キャリアは実質的に薄化され得、これは、結果のパッケージの全体的な厚みの低減に著しく寄与し得る。超薄パッケージの形成を促進するためコンタクト封止材層を用いる幾つかの他の利点は、２０１１年６月２４日に出願された米国出願番号１３／１６８，７０１に記載されており、これは、参照として本明細書に組み込まれる。米国出願番号１３／１６８，７０１は、コンタクト封止層を形成するための種々のアプローチも記載している。

【0022】

コンタクト封止材層１５１が付けられた後、モールディングされたキャリア構造は、米国出願番号１３／１６８，７０１に記載されるようにパッケージの薄化及びシンギュレーションの両方のため、ハーフダイスされ得（図１Ｉ）、バックグラインドされ得る（図１Ｊ）。シンギュレーション溝１５６は、従来のギャングソーイング、レーザーアブレーションにより、又は任意の他の適切な手段により形成され得る。米国出願番号１３／１６８，７０１に記載されるように、ハーフダイシングの利点の一つは、それにより、シンギュレーション溝の深さが、バックグラインドがシンギュレーション溝より下のキャリア１０５の全てを犠牲にすることを保証するのに充分である限り、パッケージがバックグラインドオペレーションにより便宜的に分離され得る点である。バンプされモールディングされたキャリア構造１５３の頂部表面１５４は典型的に、バックグラインドオペレーションの間、取り外し可能なマウントテープに固定され得ることを理解されたい。

【0023】

例示の実施例において、バックグラインドの間、キャリア１０５の多く（しかしすべてではない）が犠牲にされることに留意されたい。これにより、光干渉から良好に保護される、複数の完全に封止されるダイとなる。もちろん、代替の実施例において、更に多くの又は全てのキャリア構造１０５が、ダイの裏面を露出させるために犠牲にされてもよく、所望な場合、バックグラインドは更に、結果のパッケージを更に薄くするため、ダイ１２１及び周りの封止材層１３２を薄化することもできる。

【0024】

説明されたプロセスは、多くのパッケージング施設において利用可能であることが多い低コスト製造装置及び／又は装置を用いて達成され得ることを理解されたい。これにより、ダイを完全に封止し、且つ、ダイＩ／Ｏパッドを現在可能であるよりずっと低コストで再分配するμＳＭＤパッケージの作成が促進される。例として、適度な製造レベルで、エポキシキャリア１０５を形成するためトランスファモールディング、スタッドバンプ相互接続１２３を形成するためのワイヤボンディング、封止手法としてのスクリーン印刷、及び低コスト再分配層形成手法の利用により、パッケージングのウエハ（キャリア）毎のトータル償却原価が実質的に低減され得ることが推定される。

【0025】

さらに、説明されたアプローチは、特殊なモールドの作成、又は実装するために長い準備期間がかかりがちである処理工程を必要としないため、プロトタイピング及び製造が非常に速く達成され得ることも理解されたい。

【0026】

図２の実施例において、結果のパッケージ１６０は、プラスチックベース１０５上に搭載されるダイ１２１を含み、ダイ１２１は、その上に複数のボンドパッド１２２を有する。ワイヤボンディングされたスタッドバンプ１２３が、関連するボンドパッド１２２に取り付けられる。プラスチック封止材材料１３２が、ダイ１２１を覆い、且つ、ダイ１２１のどの部分も周囲光に露出されないようにダイを入れるためプラスチックベース１０５と協働する。スタッドバンプ１２３の頂部表面は、滑らかで、且つ、プラスチック封止材材料１３２の頂部表面と実質的に平行である。プラスチック封止材材料１３２の上に導電性再分配層１３６が形成される。再分配層１３６は、複数のトレース及びはんだパッドを含む。これらのトレースは、関連するスタッドバンプ１２３を関連するはんだパッドに電気的に接続し、はんだパッドの少なくとも幾つかがそれらの関連するスタッドバンプに対して横方向にオフセットされる。再分配層において関連するはんだパッドにはんだバンプ１３８が取り付けられる。コンタクト封止材層１５１が、導電性再分配層を覆い、結果のパッケージに対する付加的な機械的サポートを提供するためはんだバンプ１３８を少なくとも部分的に埋め込む。ベース１０５の厚みは幅広く変化し得るが、幾つかのμＳＭＤパッケージ応用例において、ベースの厚みは、ダイ１２１の厚みより小さく、且つ、コンタクト封止層１５１の厚みより小さくし得る。

【0027】

次に図３Ａ〜図３Ｅを参照して第２の実施例を説明する。この実施例は、図３Ｂに見られるようにキャリア３０５に多数のダイ凹部３０７が形成されることを除き、図１に関連して上述したプロセスに非常に類似するパッケージングプロセスを用いる。ダイ凹部３０７は、図３Ｃに図示するようにダイ１２１を受けるように配される。この実施例において、ダイ１２１は、それらが凹部に配置されるとき従来のダイ取り付け手法を用いてキャリアに積極的に取り付けられるわけではない。そうではなく、ダイは、キャリアに積極的に取り付けられることなく、ピックアンドプレース装置を用いて凹部３０７に挿入され得る。凹部は、ダイを適所に保持し、図３Ｄに示す後続のダイ封止のためキャリアに対してダイの位置を適切に定めるように機能する。ダイがキャリアの上で封止されるとき、封止材材料１３２の一部がダイ１２１の周り（即ち、ダイ１２１の側部）の凹部３０７における如何なるボイドをも充填し、それによりダイを適所に固定する。

【0028】

第１の説明された実施例にあるように、キャリア３０５は低コストプラスチックから形成されることが好ましい。凹部は任意の適切な方式で形成され得る。しかし、好ましいアプローチにおいて、凹部はレーザーアブレーションによって形成される。レーザーアブレーションの利点の幾つかは、（１）プラスチックが非常に容易にアブレーションされるため凹部が比較的容易に形成され得ること、（２）レーザーアブレーション装置が比較的低コストのキャピタル装置であること、（３）凹部がインジェクションモールディングプロセスの一部として形成される場合に必要とされるような特別なモールドが必要とされないこと、（４）凹部が従来のエッチング手法により形成される場合に必要とされるような特別なエッチング装置又はケミカルが必要とされないこと、及び（５）所望な場合、他の印又は特徴（例えば、基準など）が、凹部と並列にキャリア上に容易につくられ得ることである。

【0029】

凹部３０７の実際のサイズは、凹部３０７が受けるダイに対して変化してもよい。幾つかの実施例において、凹部は、それらが受けるダイのフットプリントよりわずかに大きいフットプリントを有する。比較的最小許容差があっても、従来のピックアンドプレース装置は、ダイをそれらの関連する凹部に容易に配置することができ、凹部は、後続の処理のためダイの位置を定めるための処理および封止の間、ダイの動きを適切に抑制する。他の実施例において、凹部はダイより著しく大きい可能性があり、キャリアを単に傾けて振動又は揺動させて、ダイがそれらの関連する凹部の基準角に自然に落ちるようにすることにより、ダイはそれらのそれぞれの凹部内に適切に配置され得る。配置され及び封止されると、封止材層１３２はダイを適所に保持する。このアプローチの潜在的な利点の一つは、それにより、より精密でないピックアンドプレース装置の利用が可能となる点である。更に他の実施例において、比較的従順な材料がキャリア３０５に用いられるとき、ダイが適所に積極的に押し入れられるように、ダイは凹部３０７よりわずかに大きくされ得る。このアプローチにより、ダイはキャリア自体によって適所に一層しっかりと保持される。

【0030】

ダイ１２１が凹部３０７に配置された後、第１の実施例に関して上述したように及び図３Ｄに図示するようにダイがプラスチック封止材材料１３２で封止され得る。前述のように、ダイとそれらの関連する凹部との間にギャップがあるとき、封止材材料１３２の一部が、ダイ１２１の周り（即ち、その側部）の凹部３０７における如何なるボイドをも充填する。キュア又は硬化されると、封止材材料（これは例えばエポキシタイプの材料であり得る）はダイを適所に固定する。半導体パッケージングにおいて用いられる封止材材料に精通する者であれば、多くの封止が充填材材料を包含することが理解されよう。凹部３０７におけるギャップ及びボイドは非常に狭い可能性があり、典型的に、ボイドを封止材で充填することが望ましいため、より小さな直径の充填材を備えた又は充填材を全く備えない封止材を用いることが望ましい場合がある。

【0031】

封止材層１３２が堆積された後、封止されたキャリア構造３３０が前述の実施例に類似する方式で処理され得、図３Ｅに図示するようなシンギュレーションされた集積回路パッケージ３６０となる。

【0032】

図１Ａ〜図３Ｅに示す実施例において、ダイは完全に封止され、ダイ上のコンタクトの少なくとも幾つかが、再分配層１３６を介して再分配される。しかし、幾つかの実施例において、コンタクトの再分配を提供する必要はない。そのような実施例では、パッケージングプロセスは更に簡略化され得る。例として、幾つかの実施例において、ボンドパッド又は露出されたスタッドバンプのいずれかの直接上にはんだバンプが形成され得る。図４Ａ〜図４Ｄを参照して、完全に封止されるマイクロ表面実装デバイスを形成するためのこのようなプロセスの１つを次に説明する。この実施例において形成されるパッケージは、それらの下にあるダイに関連して再配分されないはんだバンプ４３８を含む。

【0033】

まず、任意の適切なダイ取り付け手法を用いて図４Ａに図示するように、プラスチックキャリア４０５上に複数のはんだバンプされたダイ４２１が搭載される。図４Ｂに図示するようにダイ４２１の上にコンタクト封止層４５１が付けられる。上記の実施例にあるように、コンタクト封止層４５１は、スクリーン印刷、スピンオンコーティング、モールディングなどを含む任意の適切な手法を用いて付けられ得る。その後、コンタクト封止されたキャリア構造４５３上のはんだバンプ４３８は、適宜レーザーを用いて又は任意の他の適切な手法によりデフラッシュされ得る。

【0034】

コンタクト封止材４５１が付けられた後、図４Ｃに示すようにキャリア構造はハーフダイスされ得る。ここでも、シンギュレーション溝４５６は、それらがキャリア４０５内に延びるようにダイ４２１より下に延びるように切り込まれることが好ましい。溝４５６が切り込まれた後、図４Ｄに図示するように結果のパッケージの薄化及びシンギュレーションの両方のため、キャリア４０５の裏面がバックグライディング又は他の適切な手法により薄化され得る。例示される環境において、キャリア４０５のバックグラインドは、キャリア４０５を実質的に薄化するがキャリア４０５をなくすことはない。従って、結果のパッケージ４６０におけるダイ４２１は完全に封止される。つまり、それらは、キャリア４０５の残りの部分とコンタクト封止材材料４５１との組み合わせにより完全に囲まれる。

【0035】

図４Ａ〜図４Ｄに示す実施例において、ダイ４２１はキャリア４０５の平坦な表面上に搭載される。しかし、代替の実施例において、キャリアは、図５Ａに示すようにダイキャビティを含み得、これは、図３Ａ〜図３Ｅにおいて用いられるキャリアに類似する。この実施例において、図５Ｂに示すようにキャリア５０５に形成されるダイキャビティ５０６内にダイ５２１が置かれる。ここでも、ダイキャビティ５０６は、例えばレーザーアブレーションなど、任意の適切なメカニズムを用いて形成され得る。図５Ｃに図示するようにダイ５２１の上にコンタクト封止層５５１が付けられる。上記の実施例にあるように、コンタクト封止層５５１は、スクリーン印刷、スピンオンコーティング、モールディングなどを含む任意の適切な手法を用いて付けられ得る。その後、コンタクト封止されたキャリア構造５５３上のはんだバンプ５３８は、適宜レーザーを用いて又は任意の他の適切な手法によりデフラッシュされ得る。その後、図５Ｄに示すようにキャリア構造はハーフダイスされ得、図５Ｅに図示するように結果のパッケージの薄化及びシンギュレーションの両方のため、キャリア５０５の裏面はバックグライディング又は他の適切な手法により薄化され得る。

【0036】

本発明の幾つかの実施例のみが詳細に説明されたが、本発明は、本発明の特許請求の範囲を逸脱することなく、多くの他の形式において実装され得ることを理解されたい。幾つかの非常に低コストの構成要素及び工程（例えばプラスチックキャリア、スクリーン印刷、ボンディングワイヤ相互接続、グラインディング、レーザーアブレーションなどの利用）が、μＳＭＤパッケージを形成するための非常に低コストアプローチを提供するために協働する。説明した組み合わせは非常にうまく機能するが、幾つかの場合において、１つ又は複数の説明した工程に対する他の既知のプロセスを代替するために一層適切とし得る及び／又はコスト効率のよい、利用可能な特定の装置を施設が有する可能性があることを理解されたい。そのため、説明したプロセスは、このような利用可能な資源を用いるように改変され得ると考えられる。従って、説明される実施例は、限定的ではなく例示的なものと考えるべきであり、本発明は本明細書に記載した詳細に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内で変更され得る。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図1G】

【図1H】

【図1I】

【図1J】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】