DE102016100279B4 - Öffnung im pad zum bonden einer integrierten passiven vorrichtung in ein info-package - Google Patents
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Abstract
Package (100), umfassend:ein erstes leitendes Pad (136) mit mehreren Öffnungen (44), die durch das erste leitende Pad (136) hindurchgehen;eine Dielektrikumschicht (114), die das erste leitende Pad (136) umgibt, wobei die Dielektrikumschicht Abschnitte umfasst, welche die mehreren Öffnungen (44) füllen;eine erste Under-Bump Metallurgie (UBM) (130), umfassend einen ersten Durchkontaktierungsabschnitt (130B), der sich in die Dielektrikumschicht in Kontakt mit dem ersten leitenden Pad erstreckt;eine Lötregion (22) über und in Kontakt mit der ersten UBM (130); undeine integrierte passive Vorrichtung (20), wobei die Lötregion die erste UBM an die integrierte passive Vorrichtung bondet, und wobei sich das erste leitende Pad (136) seitlich über Ränder der ersten UBM (130) hinaus erstreckt.
Description
- HINTERGRUND
- Beim Packaging integrierter Schaltungen gibt es verschiedene Arten von Packaging-Verfahren und Strukturen. Zum Beispiel wird in einem herkömmlichen Package-on-Package- (POP) Prozess ein oberes Package an ein unteres Package gebondet. In das obere Package und das untere Package können Die-Bauelemente gepackt sein. Durch Anwenden des PoP-Prozesses wird das Integrationsniveau der Packages erhöht.
- In einem bestehenden PoP-Prozess wird zuerst das untere Package gebildet, das ein Die-Bauelement enthält, das an ein Package-Substrat gebondet ist. Eine Formmasse wird auf das Package-Substrat gegossen und das Die-Bauelement wird in der Formmasse geformt. Auf dem Package-Substrat sind ferner Lotkugeln gebildet, wobei sich die Lotkugeln und die Die-Bauelement auf derselben Seite des Package-Substrats befinden. Die Lotkugeln werden zum Verbinden des oberen Packages mit dem unteren Package verwendet.
-
US 2012 / 0 025 394 A1 - Aus
US 2014 / 0 124 949 A1 US 2010 / 0 140 736 A1 US 2015 / 0 348 877 A1 - Figurenliste
- Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung am besten verständlich, wenn diese mit den beiliegenden Figuren gelesen wird. Es wird betont, dass gemäß der Standardpraxis in der Industrie verschiedene Merkmale nicht im Maßstab gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale der deutlichen Besprechung wegen beliebig vergrößert oder verkleinert sein.
-
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Packages gemäß einigen Ausführungsformen. -
2 zeigt eine Draufsicht einer integrierten passiven Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen. -
3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Packages gemäß einigen Ausführungsformen. -
4 bis7 zeigen die Draufsichten von Metall-Pads und UBMs zum Bonden einer integrierten passiven Vorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Die folgende Offenbarung sieht viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zur Implementierung verschiedener Merkmale der Offenbarung vor. Spezielle Beispiele von Komponenten und Anordnungen sind in der Folge zur Vereinfachung der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und nicht als Einschränkung gedacht. Zum Beispiel kann die Bildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen enthalten, in welchen das erste und zweite Merkmal in direktem Kontakt gebildet sind, und kann auch Ausführungsformen enthalten, in welchen zusätzliche Merkmale zwischen den ersten und zweiten Merkmalen gebildet sein können, so dass die ersten und zweiten Merkmale nicht in direktem Kontakt sein mögen. Zusätzlich kann die vorliegende Offenbarung Bezugsnummern und/oder - buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Klarheit und legt selbst kein Verhältnis zwischen den verschiedenen besprochenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen fest.
- Ferner können raumbezogene Begriffe, wie „unterhalb“, „unter“, „niedriger“, „oberhalb“, „oberer“ und dergleichen hier zur einfachen Beschreibung verwendet werden, um ein Verhältnis eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Element(en) oder Merkmale(en) zu beschreiben, die in den Figuren dargestellt sind. Die raumbezogenen Begriffe sollen unterschiedliche Orientierungen der Vorrichtung in Verwendung oder Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung beinhalten. Die Vorrichtung kann anders orientiert (90 Grad oder in anderen Orientierungen gedreht) sein und die raumbezogenen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können ebenso dementsprechend interpretiert werden.
- Gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen sind ein integriertes Fan-Out (InFO) Package, das in einer Package-on-Package- (PoP) Struktur verwendet werden kann, und das Verfahren zu dessen Herstellung vorgesehen. Die Zwischenstufen zur Bildung des InFO-Packages sind dargestellt. Es werden einige Variationen einiger Ausführungsformen besprochen. In den verschiedenen Ansichten und veranschaulichenden Ausführungsformen werden gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Elemente verwendet.
-
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines PoP-Package400 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das PoP-Package400 enthält ein unteres Package100 und ein oberes Package200 über dem unteren Package100 und an dieses gebondet. Sowohl das untere Package100 wie auch das obere Package200 können vorgeformt und dann aneinander gebondet werden, um eine Package-on-Package- Struktur zu bilden. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält das untere Package100 ein Die-Bauelement102 , wobei die Vorderseite des Die-Bauelements102 nach unten zeigt und an Umverdrahtungen (Redistribution Lines, RDL)112 gebondet ist. Das untere Package100 kann auch zwei oder mehr Die-Bauelemente enthalten. Das Die-Bauelement102 kann ein Halbleitersubstrat108 und integrierte Schaltungsvorrichtungen (wie aktive Vorrichtungen, die zum Beispiel Transistoren und/oder Dioden enthalten können)104 an der Vorderfläche (der nach unten weisenden Oberfläche) des Halbleitersubstrats108 enthalten. Das Die-Bauelement102 kann ein logisches Die-Bauelement wie ein zentrales Verarbeitungseinheits- (Central Processing Unit, CPU) Die, ein Mikrosteuerungseinheits- (Micro Control Unit, MCU) Die, ein Grafikverarbeitungseinheits- (Graphic Processing Unit, GPU) Die, ein Mobilanwendungs-Die oder dergleichen sein. - Das Die-Bauelement
102 ist in Einkapselungsmaterial120 eingekapselt (geformt), welches das Die-Bauelement102 umgibt. Das Einkapselungsmaterial120 kann eine Formmasse, eine gegossene Unterfüllung, ein Harz, ein Epoxid und/oder dergleichen enthalten. Die Bodenfläche120A des Einkapselungsmaterials120 kann mit dem unteren Ende des Die-Bauelements102 in einer Ebene liegen. Die Deckfläche120B des Einkapselungsmaterials120 kann in einer Ebene mit oder höher als die Rückfläche108A des Halbleitersubstrats108 liegen. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird die Rückfläche108A des Halbleitersubstrats108 von einem Die-Haftfilm110 überlappt, der das Die-Bauelement102 an die darüber liegende(n) Dielektrikumschicht(en)118 klebt. Das Die-Bauelement102 kann ferner Metallsäulen106 (die Kupfersäulen enthalten können) in Kontakt mit, und gebondet an, RDLs112 enthalten. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen sind die Metallsäulen106 in einer Dielektrikumschicht107 angeordnet, die eine Polymerschicht sein kann. Die Dielektrikumschicht107 kann gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen aus Polybenzoxazol (PBO ), Benzocyclobuten (BCB ), Polyimid oder dergleichen gebildet sein. - Das untere Package
100 kann Front-Side-RDLs112 enthalten, die unter dem Die-Bauelement102 und Einkapselungsmaterial120 liegen. In der gesamten Beschreibung gibt der Begriff „Front-Side-RDL“ an, dass die entsprechenden RDLs an der Vorderseite des Die-Bauelements102 gebildet sind, und der Begriff „Back-Side-RDL“ gibt an, dass sich die entsprechenden RDLs an der Rückseite des Die-Bauelements102 befinden. Front-Side-RDLs112 sind in Dielektrikumschichten114 (einschließlich114A ,114C , und114D ) gebildet und Back-Side-RDLs142 sind in Dielektrikumschicht(en)118 gebildet. Die RDLs112 und142 können aus metallischem Material oder metallischen Materialien gebildet sein, wie Kupfer, Aluminium, Nickel, Legierungen davon oder Mehrfachschichten daraus. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind Dielektrikumschichten114 und118 aus organischen Materialien gebildet, wie Polymeren, diePBO ,BCB , Polyimid oder dergleichen enthalten können. Gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind die Dielektrikumschichten114 und118 aus anorganischen Materialien gebildet, wie Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid oder dergleichen. - Durchkontaktierungen
122 sind in dem Einkapselungsmaterial120 eingekapselt und durchdringen dieses daher. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung haben Durchkontaktierungen122 Deckflächen, die in einer Ebene mit der Deckfläche des Einkapselungsmaterials120 liegen. Die Durchkontaktierungen122 können auch Bodenflächen in einer Ebene mit der Bodenfläche des Einkapselungsmaterials120 haben. Die Durchkontaktierungen122 koppeln/verbinden die Front-Side-RDLs112 und das Die-Bauelement102 elektrisch mit den Back-Side-RDLs142 . Die Durchkontaktierungen122 können auch in physischem Kontakt mit einigen Front-Side-RDLs112 und Back-Side-RDLs142 sein. - Leitende Pads
124 und136 , die aus einem Nicht-Lötmittel metallischen Material (Materialien) gebildet sind, sind an der Bodenfläche des unteren Packages100 gebildet. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden leitende Pads124 und136 als Metall-Pads124 und136 bezeichnet, obwohl sie Formen (wie Säulen) aufweisen können die sich von Pads unterscheiden. Metall-Pads124 und136 (die Teile der entsprechenden RDLs sein können) können aus einem metallischen Material wie Kupfer, Aluminium, Nickel, Palladium, Gold oder einer Legierung davon gebildet sein. - Under-Bump Metallurgien (UBMs)
128 und130 sind an der Bodenfläche des Packages100 gebildet. UBMs128 und130 werden so genannt, da sie unter (bei Betrachtung des umgedrehten Packages100 ) Lötregionen126 liegen, die manchmal als Lötbumps bezeichnet werden. - Lötregionen
126 werden zum Bonden von Metall-Pads124 des unteren Packages100 an eine Package-Komponente300 verwendet. Die Package-Komponente300 kann eine gedruckte Leiterplatte (Printed Circuit Board, PCB), ein Package, einen Interposer oder eine andere Art von Package-Komponente enthalten. Wenn auch nicht dargestellt, kann die Package-Komponente300 auch leitende Zwischenverbindungen wie Pads an der Bodenfläche der Package-Komponente300 und leitende Bahnen, Durchkontaktierungen, leitende Rohre, oder dergleichen enthalten, die in die Package-Komponente300 eingebaut sind. Die leitenden Zwischenverbindungen werden zum Anschließen der leitenden Pads302 an der Deckfläche der Package-Komponente300 an die leitenden Merkmale an der Bodenfläche der Package-Komponente300 verwendet. Lötregionen126 können mit leitenden Pads302 in der Package-Komponente300 verbunden sein. - Die Back-Side-RDLs
142 enthalten einige Metall-Pads148 . Gemäß einigen Ausführungsformen befinden sich Metall-Pads148 in der obersten RDL-Schicht in Package-Komponente100 . Eine Dielektrikumschicht132 ist über den Metall-Pads148 und Dielektrikumschicht(en)118 gebildet. Die Dielektrikumschicht132 kann aus einem Polymer wiePBO oder anderen organischen oder anorganischen Materialien gebildet sein. In der gesamten Beschreibung wird die Dielektrikumschicht132 als Polymerschicht132 bezeichnet, obwohl sie auch aus einem dielektrischen Material gebildet sein kann, das kein Polymer ist. Gemäß einigen Ausführungsformen befindet sich ein Band134 über der Dielektrikumschicht132 und ist an ihr befestigt. Das Band134 bietet Schutz und Verstärkung für die darunterliegende Struktur, wie die Polymerschicht132 , Dielektrikumschicht(en)118 , und RDLs142 . Das Band134 kann vorgeformt sein und das vorgeformte Band134 wird an die Dielektrikumschicht132 geklebt. Gemäß alternativen Ausführungsformen wird kein Band134 gebildet und die Polymerschicht132 ist die obere Dielektrikumschicht der Package-Komponente100 . - Öffnungen
158 (belegt von Lötregionen206 ) sind in der Polymerschicht132 und dem Band134 gebildet und Metall-Pads148 liegen zu den Öffnungen158 frei. Die Lötregionen206 haben Bodenabschnitte, die die Öffnungen158 füllen, wobei die Lötregionen206 mit den Metall-Pads148 in Kontakt stehen. - Das obere Package
200 ist durch die Lötregionen206 an das untere Package100 . gebondet Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält des obere Package200 ein Package-Substrat202 und Die-Bauelement(e)204 , die an das Package-Substrat202 gebondet sind. Das Bonden der Die-Bauelemente204 an das Package-Substrat202 kann durch Drahtbonden, Flip-Chip-Bonden oder dergleichen erreicht werden. Ferner sind die Lötregionen206 mit Metall-Pads208 an der Bodenfläche der Package-Komponente200 in Kontakt. Daher sind die Deckflächen der Lötregionen206 mit Metall-Pads208 in Kontakt und die Bodenflächen sind mit den Deckflächen der Metall-Pads148 in Kontakt. - Unter dem Package
100 befindet sich eine integrierte passive Vorrichtung (IPD)20 , die eine eigenständige passive Vorrichtung ist, die nicht in demselben Die wie die aktiven Vorrichtungen, wie Transistoren und Dioden, gebildet ist. Daher kann die IPD20 frei von darin eingebauten aktiven Vorrichtungen sein. Die IPD20 wird manchmal auch als oberflächenmontierte Vorrichtung (Surface Mount Device, SMD) bezeichnet, da die passive Vorrichtung an der Oberfläche von anderen Package-Komponenten montiert und nicht in dasselbe Die-Bauelement eingebaut ist, in dem die aktiven Vorrichtungen gebildet sind. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hat die IPD20 zwei Anschlussklemmen24 , durch welche die IPD20 elektrisch an UBMs130 angeschlossen ist. Gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, kann die IPD20 drei oder mehr Anschlussklemmen für einen elektrischen Anschluss enthalten. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist die IPD20 ein Kondensator, ein Induktor, ein Widerstandselement oder eine andere Art von passiver Vorrichtung. Die IPD20 kann auf Silizium basieren, wobei die passive Vorrichtung darin beginnend mit einem Halbleitersubstrat wie einem Siliziumsubstrat gebildet wird. Die IPD20 kann auch auf Keramik basieren. Die IPD20 kann zum Abstimmen der Leistung der jeweiligen PoP-Struktur verwendet werden. -
2 zeigt eine Draufsicht der IPD20 . Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält die IPD20 Anschlussklemmen24 , die streifenförmig sind, mit Längen, die größer als die entsprechenden Breiten sind. Die Anschlussklemmen24 können leitende Pads wie Metall-Pads, Metallsäulen oder dergleichen sein. Die Anschlussklemmen24 können parallel zueinander sein und können eine wesentliche Fläche (wie mehr als 20 Prozent) der Fläche der IPD20 in der Draufsicht belegen. -
3 zeigt eine Querschnittsansicht der IPD20 , UBM130 und Metall-Pads136 , wie in1 dargestellt. Es ist klar, dass die in3 dargestellten Merkmale in Bezug auf die in Region150 in1 dargestellten Merkmale umgedreht sind. Die Querschnittsansicht der IPD20 , wie in3 dargestellt, geht durch eine der UBMs130 , wie in1 dargestellt. Daher zeigt3 eine UBM130 , obwohl zwei oder mehr UBMs130 gemäß verschiedenen Ausführungsformen vorhanden sein können. - Unter erneuter Bezugnahme auf
3 können die UBMs130 und die entsprechenden darüber liegenden Anschlussklemmen24 durch Lötregionen22 verbunden sein, die auf der IPD20 vorgeformt werden können, bevor die IPD20 an UBMs130 gebondet wird. Nach dem Wiederaufschmelzen der Lötregionen22 werden die Lötregionen22 mit UBMs130 verbunden. Die UBMs130 können Titan, Nickel, Kupfer, Gold, Palladium, Legierungen davon und/oder Mehrfachschichten daraus enthalten. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten UBMs130 eine Titanschicht140 und eine Kupferschicht141 über der Titanschicht140 . - Die Dielektrikumschichten
114 enthalten Dielektrikumschicht114A , die aus einem organischen Material wie Polymer gebildet sind. Die UBMs130 enthalten Pad-Abschnitte130A , die höher als die Polymerschicht114A sind, und Durchkontaktierungsabschnitte130B , die sich in die Dielektrikumschicht114A erstrecken. Die Durchkontaktierungsabschnitte130B sind auch mit den Deckflächen der Metall-Pads136 in Kontakt. Gemäß einigen Ausführungsformen befinden sich die UBM-Durchkontaktierungsabschnitte130B wie auch die Metall-Pads136 in derselben Dielektrikumschicht114A , die eine homogene Schicht ist, die aus einem homogenen dielektrischen Material wiePBO ,BCB , Polyimid oder dergleichen gebildet ist. Gemäß alternativen Ausführungsformen enthält die Dielektrikumschicht114A eine Dielektrikumschicht114A-1 und eine Dielektrikumschicht114A-2 über der Dielektrikumschicht114A-1 , wobei die Schichten114A-1 und114A-2 in unterschiedlichen Prozessschritten gebildet werden. Daher kann eine unterscheidbare Grenzfläche137 zwischen den Dielektrikumschichten114A-1 und114A-2 vorhanden sein (oder nicht). - In der Folge wird ein kurzer Prozess zur Bildung der Struktur in
3 besprochen. Zuerst werden die Durchkontaktierungen122 und das Die-Bauelement102 (siehe auch1 ) im Einkapselungsmaterial120 eingekapselt, gefolgt von einem chemisch-mechanischen Polieren (CMP), um die Deckflächen der Durchkontaktierungen122 , des Die-Bauelements102 und des Einkapselungsmaterials120 zu ebenen. Anschließend wird die Dielektrikumschicht114D über dem Einkapselungsmaterial120 und den Durchkontaktierungen122 und in Kontakt mit diesen gebildet. Öffnungen (die von den Durchkontaktierungsabschnitten146 der RDLs112 belegt sind) werden dann in der Dielektrikumschicht114D durch einen Lithographieprozess gebildet. Dann werden die RDLs112 gebildet. Die RDLs112 enthalten Bahnabschnitte, die höher als die Dielektrikumschicht114D und Durchkontaktierungsabschnitte146 sind, die sich in die Dielektrikumschicht114D erstrecken. Die Durchkontaktierungsabschnitte146 kontaktieren die Durchkontaktierungen122 und Metall-Pads106 (nicht dargestellt in3 , siehe1 ) im Die-Bauelement102 . - Anschließend wird die Dielektrikumschicht
114C gebildet. Die Deckfläche der Dielektrikumschicht114C ist höher als die Deckflächen der RDLs112 . Dann werden Öffnungen im oberen Abschnitt des Dielektrikums114C gebildet, um die darunterliegenden RDLs112 freizulegen, gefolgt von der Bildung von RDLs, die Metall-Pads136 und Durchkontaktierungen144 enthalten. Die Metall-Pads136 werden mit Öffnungen44 strukturiert, wie in4 bis7 dargestellt ist. Die Strukturierung der Metall-Pads136 wird durch Gestalten der Maske (nicht dargestellt) erreicht, die zum Plattieren von Metall-Pads136 mit der Struktur aus Öffnungen44 verwendet wird. Dann wird eine Dielektrikumschicht114A gebildet. Die Deckfläche der Dielektrikumschicht114A ist höher als die Deckfläche der Metall-Pads136 . Die Öffnungen44 in den Metall-Pads136 werden mit dem Material der Dielektrikumschicht114A gefüllt. - Anschließend wird die Dielektrikumschicht
114A zum Beispiel durch Belichtung und Entwicklung strukturiert, wenn die Dielektrikumschicht114A aus einem lichtempfindlichen Material wiePBO gebildet ist. Dann werden die UBMs130 mit UBM-Durchkontaktierungsabschnitten130B , die sich in die Öffnungen erstrecken, um mit den Metall-Pads136 in Kontakt zu gelangen, und Pad-Abschnitten130A , die höher als die Dielektrikumschicht114A sind, gebildet. In einem anschließenden Schritt wird die IPD20 über den UBMs130 angeordnet, wobei die vorgeformten Lötregionen22 mit den UBMs130 in Kontakt gelangen. Dann findet ein Wiederaufschmelzen statt, um die IPD20 an die UBMs130 zu bonden. - Jede Dielektrikumschicht
114A ,114C , und114D kann auch aus einem Polymer wiePBO ,BCB oder Polyimid gebildet werden, wobei die Bildung ein Abgeben und Härten enthält. Ferner können einige oder alle der Dielektrikumschichten114A ,114C , und114D aus einem lichtempfindlichen Material gebildet sein. Daher kann die Strukturierung der Dielektrikumschichten114A ,114C , und114D vereinfacht werden, indem sie einen Belichtungs- (mit einer Lithographiemaske) und einen Entwicklungsschritt enthält. Die Bildung der RDLs112 , RDLs136/144 und UBMs130 kann ein Bilden einer Blanket-Seed-Schicht (nicht dargestellt) und Bilden einer strukturierten Opfermaske (nicht dargestellt) enthalten, wobei Abschnitte der Seed-Schicht durch die Öffnungen in der strukturieren Opfermaske freiliegen. Die entsprechenden RDLs112 , RDLs136/144 und UBMs130 werden durch Plattieren gebildet. Die strukturierte Opfermaske wird dann entfernt, gefolgt von einem Ätzen der Abschnitt der Seed-Schicht, die von der entfernten strukturierten Opfermaske bedeckt sind. -
4 bis7 zeigen die Draufsichten der Metall-Pads136 , UBMs130 und IPD20 gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Beispielhafte Querschnittsansichten der4 und5 sind in3 dargestellt, wobei die Querschnittsansicht aus der Ebene erhalten wird, die die Linie3-3 in4 und5 beinhaltet. Obwohl in4 bis7 die Metall-Pads136 , UBMs130 und IPD20 in denselben Draufsichten dargestellt sind, befinden sich diese Merkmale tatsächlich auf verschiedenen Niveaus (wie in1 und3 dargestellt) und liegen daher nicht in derselben horizontalen Ebene. - Unter Bezugnahme auf
4 sind vier Metall-Pads136 gebildet. Jedes der Metall-Pads136 ist an einen entsprechenden Durchkontaktierungsabschnitt130B eines der UBMs130 angeschlossen, wie in3 dargestellt. Jedes der UBMs130 ist an zwei Metall-Pads136 angeschlossen. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind die Durchkontaktierungsabschnitte130B an die gegenüber liegenden Endabschnitte der jeweiligen UBM Pad-Abschnitte130A angeschlossen. In der folgenden Besprechung wird eines der Metall-Pads136 als Beispiel besprochen, während die Offenbarung bei anderen Metall-Pads angewendet werden kann. - Wie in
4 dargestellt, sind mehrere Öffnungen44 (auch in3 dargestellt) im Metall-Pad136 gebildet. Die Öffnungen44 werden mit einem dielektrischen Material wie dem Material der Dielektrikumschicht114A gefüllt, wie in3 dargestellt. Die mehreren Öffnungen44 können zu einem Ring ausgerichtet werden, der einen Innenabschnitt136A des Metall-Pads136 umgibt. Zusätzlich enthält das Metall-Pad136 auch einen Außenabschnitt136C außerhalb des Rings der Öffnungen44 . Es sind mehrere Streifen136B (von welchen einer markiert ist), die Teile des Metall-Pads136 sind, zwischen benachbarten Öffnungen44 vorhanden, wobei jeder der Metall-Pad-Streifen136B den Innenabschnitt136A und Außenabschnitt136C verbindet. Gemäß einigen Ausführungsformen ist der Innenabschnitt136A groß genug, damit der UBM-Durchkontaktierungsabschnitt130B darauf angeordnet sein kann. - Die Draufsichtform der Öffnungen
44 kann aus Rechtecken, Kreisen, Sechsecken, Achtecken, Dreiecken oder jeder anderen Form bestehen. Die Draufsichtform des UBM-Durchkontaktierungsabschnitts130B ist als Kreis dargestellt, während jede andere Form wie ein Rechteck, ein Kreis, ein Sechseck, ein Achteck oder ein Dreieck, ebenso verwendet werden kann. - Die Breite
W1 des Metall-Pads136 ist größer als eine BreiteW2 der UBM130 . Daher kann sich das Metall-Pad136 über die Ränder der jeweils darüber liegenden UBM130 hinaus erstrecken. Zum Beispiel kann sich das obere linke Metall-Pad136 nach oben, über den oberen Rand 130TE der UBM130 hinaus, nach unten, über den unteren Rand 130BE der UBM130 hinaus, nach links, über den linken Rand 130LE der UBM130 hinaus, erstrecken. Das Bilden eines Metall-Pads136 , das sich über die Ränder der UBMs130 hinaus erstreckt, kann in vorteilhafter Weise dazu beitragen, die Belastung zu absorbieren, die durch die IPD20 und UBM130 ausgeübt wird. Unter Erneuter Bezugnahme zum Beispiel auf3 , steht die Bodenfläche 130BS der UBM130 mit der Deckfläche der Dielektrikumschicht114A in Kontakt und kann eine Kraft (beispielsweise während Thermozyklen) auf die Dielektrikumschicht114A ausüben. Wenn ein großes Metall-Pad136 direkt unter der UBM130 liegt und sich über die Ränder der UBM130 hinaus erstreckt, kann die Belastung besser absorbiert werden. Insbesondere, wenn sich das Metall-Pad136 über drei Ränder der jeweils darüber liegenden UBM130 erstreckt, kann die Absorption der Belastung maximiert werden. Andererseits kann ein großes Metall-Pad136 zu einer Rissbildung an der Dielektrikumschicht114A führen, zum Beispiel an den Positionen, die mit 46 in3 dargestellt sind, die entlang der Ränder des Metall-Pads136 und der benachbarten Metallbahn138 verlaufen. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein Bilden der Öffnungen44 im Metall-Pad136 die Belastung verringern, die durch das große Metall-Pad136 verursacht wird, und zu einer verringerten Möglichkeit einer Rissbildung führen. - Unter erneuter Bezugnahme auf
4 , ist die BreiteW2 der UBM130 größer als die BreiteW3 des UBM-Durchkontaktierungsabschnitts130B . Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen ist ein Abstand E zwischen dem Metall-Pad136 und der am nächsten liegenden Metallbahn138 größer als etwa 40 µm, so dass die Möglichkeit einer Rissbildung in der Dielektrikumschicht114A verringert ist. Gemäß einigen Ausführungsformen sind Länge und Breite F der Öffnungen44 größer als etwa 10 µm, und die Breite G des Metall-Pad-Streifens136B ist größer als etwa 10 µm. Die Breiten F und G können auch gleich der kleinsten Abmessung sein, die durch die Herstellungstechnologie der Metall-Pads136 erreichbar ist. Das Verhältnis der Gesamtfläche aller Öffnungen44 in einem Metall-Pad136 zur Gesamtfläche des Metall-Pads136 (einschließlich der Flächen der Öffnungen44 ) kann hoch sein, um die Belastungsverringerung zu verbessern. -
5 zeigt die Draufsicht der Metall-Pads136 , UBMs130 , und IPD20 gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Gemäß einigen Ausführungsformen haben die Öffnungen44 in den Metall-Pads 136 L-Formen oder andere unregelmäßige Formen. Ferner begrenzen in einem der Metall-Pads136 die Innenränder der Öffnungen44 einen rechteckigen Innenabschnitt136A des Metall-Pads136 . Die Außenränder der Öffnungen44 begrenzen die Innengrenzen des Außenabschnitts136C des Metall-Pads136 . Metall-Pad-Streifen136B verbinden den Innenabschnitt136A und Außenabschnitt136C . Die Durchkontaktierungsabschnitte130B der UBM130 sind mit dem Innenabschnitt136A der Metall-Pads136 in Kontakt. Zusätzlich dehnen sich in der Draufsicht die Metall-Pads136 auch über die Ränder der jeweiligen UBMs130 hinaus aus. -
6 zeigt die Draufsicht der Metall-Pads136 , UBMs130 und IPD20 gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen. Gemäß einigen Ausführungsformen werden die Durchkontaktierungsabschnitte130B gestaltet als in den Ausführungsformen, die in4 und5 dargestellt sind, und es gibt mehrere Durchkontaktierungsabschnitte130B , die ein Metall-Pad136 mit der darüber liegenden UBM130 verbinden. Mit mehr Durchkontaktierungsabschnitten130B , ist daher die gesamte Fläche in der Draufsicht aller Durchkontaktierungsabschnitte130B , die mit demselben Metall-Pad136 in Kontakt sind, ausreichend groß, um den erforderlichen Strom zu leiten. Andererseits ist das Layout der Öffnungen44 und Durchkontaktierungsabschnitte130B flexibel. Zum Beispiel, wie in6 dargestellt, können die Durchkontaktierungsabschnitte130B die Außenabschnitte (oder Innenabschnitte) des entsprechenden Metall-Pads136 kontaktieren. Andererseits können die mehreren Öffnungen44 als eine sich wiederholende Struktur angelegt sein, wie ein Array, um die Gesamtfläche der Öffnungen44 zu maximieren und die Belastung, die durch große Metall-Pads136 verursacht wird, zu minimieren. -
7 zeigt die Draufsicht der Metall-Pads136 , UBMs130 und IPD20 gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen, in welchen ein einzelnes Metall-Pad136 oder mehr als zwei Metall-Pads136 an dieselbe UBM130 angeschlossen sind. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können einige oder alle der dargestellten Metall-Pads136-1 ,136-2 und136-3 in jeder Kombination gebildet werden, vorausgesetzt, es ist zumindest ein Metall-Pad136 an jede der UBMs130 angeschlossen. Daher sind die Metall-Pads136 in Strichlinien dargestellt um anzugeben, dass jede von ihnen gebildet sein kann oder nicht. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen werden die Metall-Pads136-2 gebildet, während die Metall-Pads136-1 und136-3 nicht gebildet sind. Gemäß alternativen Ausführungsformen werden alle der Metall-Pads136-1 ,136-2 und136-3 gebildet. - Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung haben einige vorteilhafte Merkmale. Durch Vergrößern der Metall-Pads und derartiges Gestalten, dass sich die Metall-Pads über die Außenränder der jeweiligen UBMs hinaus erstrecken, wird die Belastung, die durch die IPD auf die darunterliegenden Dielektrikumschichten und RDLs ausgeübt wird, besser absorbiert. Ein Vergrößern der Metall-Pads kann jedoch während Thermozyklen zu einer Rissbildung der Dielektrikumschichten führen. In den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird dieses Problem durch Bilden von Öffnungen (Schlitzen) in den Metall-Pads gelöst. Da die Ausdehnung der Metall-Pads, die durch die Temperaturerhöhung verursacht wird, proportional zur linearen Dimension (Länge, Breite und Dicke) der Metall-Pads ist, werden die großen Metall-Pads durch Bilden von Öffnungen teilweise durch die Öffnungen als kleiner Abschnitte getrennt und die Ausdehnung der Metall-Pads ist verringert, was zu einer verringerten Möglichkeit einer Rissbildung führt.
- Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält ein Package ein leitendes Pad mit mehreren Öffnungen, die durch das leitende Pad hindurchgehen. Eine Dielektrikumschicht umgibt das leitende Pad. Die Dielektrikumschicht hat Abschnitte, welche die mehreren Öffnungen füllen. Eine UBM enthält einen Durchkontaktierungsabschnitt, der sich in die Dielektrikumschicht erstreckt, um das leitende Pad zu kontaktieren. Eine Lötregion liegt über und in Kontakt mit der UBM. Eine integrierte passive Vorrichtung ist durch die Lötregion an die UBM gebondet.
- Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält ein Package ein Die-Bauelement, eine Durchkontaktierung, ein Einkapselungsmaterial, welches das Die-Bauelement und die Durchkontaktierung darin einkapselt, und mehrere Umverdrahtungen über dem Einkapselungsmaterial und elektrisch an das Die-Bauelement und die Durchkontaktierung gekoppelt. Die mehreren Umverdrahtungen enthalten ein erstes Metall-Pad und ein zweites Metall-Pad. Das erste Metall-Pad hat mehrere Durchgangsöffnungen. Eine integrierte passive Vorrichtung hat eine erste Anschlussklemme und eine zweite Anschlussklemme, wobei die erste Anschlussklemme einen Abschnitt des ersten Metall-Pads und des zweiten Metall-Pads überlappt und an diesen elektrisch gekoppelt ist. Eine Polymerschicht enthält Abschnitte, die sich in die mehreren Durchgangsöffnungen erstrecken.
- Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthält ein Package ein leitendes Pad mit mehreren Öffnungen, die durch das leitende Pad gehen, und eine Dielektrikumschicht, die das leitende Pad umgeben. Die Dielektrikumschicht enthält Abschnitte, die die mehreren Öffnungen füllen. Eine UBM hat einen Durchkontaktierungsabschnitt, der sich in die Dielektrikumschicht in Kontakt mit dem leitenden Pad erstreckt, und einen Pad-Abschnitt, der höher als die Dielektrikumschicht ist. Der Pad-Abschnitt überlappt die mehreren Öffnungen. Das leitende Pad erstreckt sich seitlich über Ränder des Pad-Abschnitts der UBM hinaus. Das Package enthält ferner eine Lötregion über und in Kontakt mit der UBM und eine integrierte passive Vorrichtung, wobei die Lötregion die UBM an die integrierte passive Vorrichtung bondet.
- Zuvor wurden Merkmale von mehreren Ausführungsformen angeführt, so dass Fachleute auf dem Gebiet die Aspekte der vorliegenden Offenbarung besser verstehen können. Fachleute auf dem Gebiet sollten zu schätzen wissen, dass sie die vorliegende Offenbarung leicht als Basis zur Gestaltung oder Modifizierung anderer Prozesse und Strukturen zur Ausführung derselben Zwecke und/oder zum Erreichen derselben Vorteile der hier vorgestellten Ausführungsformen verwenden können. Fachleute auf dem Gebiet sollten auch erkennen, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht vom Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass sie hier verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abänderungen vornehmen können, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Claims (16)
- Package (100), umfassend: ein erstes leitendes Pad (136) mit mehreren Öffnungen (44), die durch das erste leitende Pad (136) hindurchgehen; eine Dielektrikumschicht (114), die das erste leitende Pad (136) umgibt, wobei die Dielektrikumschicht Abschnitte umfasst, welche die mehreren Öffnungen (44) füllen; eine erste Under-Bump Metallurgie (UBM) (130), umfassend einen ersten Durchkontaktierungsabschnitt (130B), der sich in die Dielektrikumschicht in Kontakt mit dem ersten leitenden Pad erstreckt; eine Lötregion (22) über und in Kontakt mit der ersten UBM (130); und eine integrierte passive Vorrichtung (20), wobei die Lötregion die erste UBM an die integrierte passive Vorrichtung bondet, und wobei sich das erste leitende Pad (136) seitlich über Ränder der ersten UBM (130) hinaus erstreckt.
- Package nach
Anspruch 1 , des Weiteren umfassend: mehrere Umverdrahtungen (112, 144), die unter dem ersten leitenden Pad (136) liegen; ein Einkapselungsmaterial (120), das unter den mehreren Umverdrahtungen (112, 144) liegt; eine Durchkontaktierung (122), die im Einkapselungsmaterial (120) eingekapselt ist; und ein Die-Bauelement (102), das in der Einkapselungsmaterial (120) eingekapselt ist. - Package nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mehreren Öffnungen (44) zu einem Ring ausgerichtet sind, wobei das erste leitende Pad (136) einen Außenabschnitt außerhalb des Rings und einen Innenabschnitt innerhalb des Rings hat, und der erste Durchkontaktierungsabschnitt (130B) eine Bodenfläche hat, die mit einer Deckfläche des Innenabschnitts des ersten leitenden Pads in Kontakt steht.
- Package nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste UBM (130) mehrere Durchkontaktierungsabschnitte (130B) umfasst, die mit dem ersten leitenden Pad (136) in Kontakt stehen, wobei der erste Durchkontaktierungsabschnitt einer der mehreren Durchkontaktierungsabschnitte ist.
- Package nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die mehreren Öffnungen (44) von einer Deckfläche des ersten leitenden Pads (136) zu einer Bodenfläche des ersten leitenden Pads (136) erstrecken.
- Package nach einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend ein zweites leitendes Pad (136), mit zusätzlichen mehreren Öffnungen (44), die durch das zweite leitende Pad hindurchgehen, und wobei sich die Dielektrikumschicht (114) in die zusätzlichen mehreren Öffnungen (44) erstreckt.
- Package nach
Anspruch 6 , wobei die erste UBM (130) ferner einen zweiten Durchkontaktierungsabschnitt (130B) umfasst, wobei das zweite leitende Pad (136) mit einer Bodenfläche des zweiten Durchkontaktierungsabschnitts in Kontakt steht. - Package nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die integrierte passive Vorrichtung (20) eine erste Anschlussklemme (24) und eine zweite Anschlussklemme (24) umfasst, wobei die erste UBM (130) an die erste Anschlussklemme (24) angeschlossen ist und das Package ferner eine zweite UBM (130) umfasst, die an die zweite Anschlussklemme (24) angeschlossen ist.
- Package nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die integrierte passive Vorrichtung (20) einen Kondensator umfasst.
- Package (100), umfassend: ein Die-Bauelement (102), eine Durchkontaktierung (122); ein Einkapselungsmaterial (120), welches das Die-Bauelement und die Durchkontaktierung (122) darin einkapselt; mehrere Umverdrahtungen (112) über dem Einkapselungsmaterial (120) und elektrisch an das Die-Bauelement (102) und die Durchkontaktierung (122) gekoppelt, wobei die mehreren Umverdrahtungen (112) ein erstes Metall-Pad (136) und ein zweites Metall-Pad (136) umfassen, wobei das erste Metall-Pad (136) mehrere Durchgangsöffnungen (44) hat; eine integrierte passive Vorrichtung (20), umfassend eine erste Anschlussklemme (24) und eine zweite Anschlussklemme (24), wobei die erste Anschlussklemme (24) einen Abschnitt des ersten Metall-Pads (136) und des zweiten Metall-Pads (136) überlappt und elektrisch an diese gekoppelt ist; eine Polymerschicht (114), umfassend Abschnitte, die sich in die mehreren Durchgangsöffnungen (44) erstrecken; und eine Under-Bump Metallurgie (UBM) (130), umfassend einen ersten Durchkontaktierungsabschnitt (130B) und einen zweiten Durchkontaktierungsabschnitt (130B), die sich an gegenüberliegenden Enden der UBM befinden, wobei sich der erste Durchkontaktierungsabschnitt (130B) in die Polymerschicht (114) in Kontakt mit dem ersten Metall-Pad (136) erstreckt und der zweite Durchkontaktierungsabschnitt (130B) sich in die Polymerschicht (114) in Kontakt mit dem zweiten Metall-Pad (136) erstreckt, und wobei sich jedes von dem ersten Metall-Pad (136) und dem zweiten Metall-Pad (136) seitlich über Ränder der UBM (130) hinaus erstreckt.
- Package nach
Anspruch 10 , wobei die mehreren Durchgangsöffnungen (44) zu einem Ring ausgerichtet sind, wobei das erste Metall-Pad (136) einen Außenabschnitt außerhalb des Rings und einen Innenabschnitt innerhalb des Rings hat, und die UBM (130) eine Bodenfläche in Kontakt mit einer Deckfläche des Innenabschnitts des Rings hat. - Package nach
Anspruch 10 oder11 , des Weiteren umfassend eine Lötregion (22), die das erste Metall-Pad (136) überlappt und elektrisch an dieses gekoppelt ist. - Package (100), umfassend: ein erstes leitendes Pad (136) mit mehreren Öffnungen (44), die durch das erste leitende Pad gehen; eine Dielektrikumschicht (114A), die das erste leitende Pad umgibt, wobei die Dielektrikumschicht Abschnitte umfasst, welche die mehreren Öffnungen füllen; eine Under-Bump Metallurgie (UBM) (130), umfassend: einen ersten Durchkontaktierungsabschnitt (130B), der sich in die Dielektrikumschicht in Kontakt mit dem ersten leitenden Pad erstreckt; und einen Pad-Abschnitt (130A), der höher als die Dielektrikumschicht (114A) ist, wobei der Pad-Abschnitt (130A) die mehreren Öffnungen überlappt und wobei sich das erste leitende Pad seitlich über Ränder des Pad-Abschnitts (130A) der UBM (130) hinaus erstreckt; eine Lötregion (22) über und in Kontakt mit der UBM; und eine integrierte passive Vorrichtung (20), wobei die Lötregion die UBM (130) an die integrierte passive Vorrichtung (20) bondet.
- Package nach
Anspruch 13 , des Weiteren umfassend: mehrere Umverdrahtungen (112, 144), die unter dem ersten leitenden Pad (136) liegen; ein Einkapselungsmaterial (120), das unter den mehreren Umverdrahtungen (112, 144) liegt; eine Durchkontaktierung (122), die im Einkapselungsmaterial (120) eingekapselt ist; und ein Die-Bauelement (102), das im Einkapselungsmaterial (120) eingekapselt ist. - Package nach
Anspruch 13 oder14 , des Weiteren umfassend ein zweites leitendes Pad (136) mit zusätzlichen mehreren Öffnungen (44), die durch das zweite leitende Pad hindurchgehen, wobei sich die Dielektrikumschicht (114A) in die zusätzlichen mehreren Öffnungen (44) erstreckt. - Package nach
Anspruch 15 , wobei die UBM (130) des Weiteren einen zweiten Durchkontaktierungsabschnitt (130B) umfasst, wobei das zweite leitende Pad (136) eine Bodenfläche des zweiten Durchkontaktierungsabschnitts kontaktiert.
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