用于具有至封裝表面的線鍵合的堆疊封裝組件的方法
【專利摘要】一種微電子組件(10)包括具有相對(duì)的第一表面和第二表面的襯底(12)。微電子元件(22)覆蓋第一表面且第一導(dǎo)電元件(28)可暴露在第一表面或第二表面中的至少一個(gè)上。一些第一導(dǎo)電元件(28)電連接至微電子元件(22)。線鍵合(32)具有聯(lián)接至導(dǎo)電元件(28)的基(34)和遠(yuǎn)離襯底與基的端面(38)，每個(gè)線鍵合限定在基和端面之間延伸的邊緣表面。封裝層(42)可從第一表面延伸且填充線鍵合之間的空隙，以使線鍵合可以通過封裝層相互分離。線鍵合(32)的未封裝部分由線鍵合的端面(38)的未被封裝層(42)覆蓋的至少部分限定。
【專利說明】用于具有至封裝表面的線鍵合的堆疊封裝組件的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是在2013年I月29日提交的美國專利申請N0.13/752,485的繼續(xù)申請，美國專利申請N0.13/752，485是在2012年2月24日提交的美國專利申請N0.13/405，125，即2013年2月12日授權(quán)的現(xiàn)在的美國專利N0.8，372，741的繼續(xù)申請，其公開內(nèi)容通過引用并入本文。
[0003]發(fā)明背景
[0004]本發(fā)明的實(shí)施例涉及制作可用于堆疊封裝組件的微電子封裝的各種結(jié)構(gòu)及方式，尤其是涉及包含線鍵合用作堆疊封裝連接的部分的結(jié)構(gòu)。
[0005]微電子器件(如半導(dǎo)體芯片)典型地要求至其他電子部件的輸入和輸出連接。半導(dǎo)體芯片或其他類似的器件的輸入和輸出觸點(diǎn)通常設(shè)置成基本覆蓋器件的表面的柵格狀圖案(一般稱為“面陣”)，或者設(shè)置成可以平行且鄰近器件的前表面的每個(gè)邊緣延伸的細(xì)長的行，或者設(shè)置在前表面的中心。典型地，器件(如芯片)必須物理地安裝在襯底(如印刷電路板)上，且器件的觸點(diǎn)必須電連接至電路板的導(dǎo)電特征。
[0006]半導(dǎo)體芯片通常設(shè)置在封裝中以便于在制備期間以及將芯片安裝到外部襯底(如電路板或其他電路面板)期間處理芯片。例如，許多半導(dǎo)體芯片設(shè)置在適于表面安裝的封裝中。已經(jīng)提出了大量這種普通類型的封裝用于各種應(yīng)用。一般而言，這種封裝包括介質(zhì)元件，一般稱為“芯片載體”，端子形成為在介質(zhì)上的電鍍或刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)。這些端子典型地通過特征(如沿芯片載體自身延伸的細(xì)跡線)以及通過在芯片的觸點(diǎn)和端子或跡線之間延伸的精細(xì)的引線或者線連接至芯片自身的觸點(diǎn)。在表面安裝操作中，將封裝放置在電路板上以使封裝上的每個(gè)端子與電路板上的相應(yīng)的觸點(diǎn)焊盤對(duì)齊。在端子和觸點(diǎn)焊盤之間設(shè)置焊錫或者其他鍵合材料。通過加熱組件以熔融或“回流”焊錫或者活化鍵合材料可以將封裝永久地鍵合在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> [0007]很多封裝包括附接至封裝的端子的焊錫球(典型地直徑約為0.1mm和0.8_(5和30毫英寸))形式的焊錫塊。具有從其底面突出的焊錫球陣列的封裝一般稱為球柵陣列或“BGA”封裝。稱為平面柵陣列或“LGA”封裝的其他封裝通過由焊錫形成的薄層或焊區(qū)緊固至襯底。這種類型的封裝可以相當(dāng)緊湊。某些封裝，一般稱為“芯片級(jí)封裝”，占用的電路板的面積等于或僅僅略大于置入封裝內(nèi)的器件的面積。這種封裝的優(yōu)勢在于減小組件的整體尺寸且允許使用襯底上的各種器件之間的短互連，這反過來限制器件之間的信號(hào)傳播時(shí)間，從而促進(jìn)組件的高速運(yùn)行。
[0008]封裝的半導(dǎo)體芯片通常設(shè)置在“堆疊”布置中，其中一個(gè)封裝設(shè)置在，例如電路板上，而另一個(gè)封裝安裝在第一個(gè)封裝的頂部。這些布置能允許許多不同芯片安裝在電路板上的單個(gè)占位面積(footprint)內(nèi)，并且通過在封裝間設(shè)置短互連能進(jìn)一步促進(jìn)高速運(yùn)行。通常，這個(gè)互連距離僅僅略大于芯片本身的厚度。為了在芯片封裝堆疊內(nèi)實(shí)現(xiàn)互連，有必要在每個(gè)封裝兩側(cè)(除了最頂部的封裝)設(shè)置用于機(jī)械連接和電連接的結(jié)構(gòu)。這個(gè)步驟可以例如，通過在安裝有芯片的襯底的兩側(cè)設(shè)置觸點(diǎn)焊盤或焊區(qū)，焊盤通過導(dǎo)電通孔等連接穿過襯底而進(jìn)行。使用焊錫球等以聯(lián)接下襯底頂部的觸點(diǎn)和下一個(gè)上襯底底部的觸點(diǎn)之間的空隙。焊錫球必須高于芯片的高度以連接觸點(diǎn)。美國專利申請公開N0.2010/0232129( “第129公開物”)提供了堆疊芯片布置和互連結(jié)構(gòu)的示例，其公開內(nèi)容全部通過引用并入本文。
[0009]可使用細(xì)長的接線柱或引腳形式的微觸點(diǎn)元件將微電子封裝連接至電路板以及用于微電子封裝的其他連接。在一些示例中，通過刻蝕包括一個(gè)或多個(gè)金屬層的金屬結(jié)構(gòu)而形成微觸點(diǎn)?？涛g工藝限制了微觸點(diǎn)的尺寸。典型地，傳統(tǒng)的刻蝕工藝不能形成具有大高寬比(在此稱為“縱橫比”)的微觸點(diǎn)。要形成具有可觀的高度和很小的相鄰微觸點(diǎn)之間的間距或間隙的微觸點(diǎn)陣列，是很困難甚至不可能的。此外，通過傳統(tǒng)刻蝕工藝形成的微觸點(diǎn)的配置是有局限性的。
[0010]盡管現(xiàn)有技術(shù)具有以上所述的優(yōu)點(diǎn)，但在微電子封裝的制作和測試上仍期待進(jìn)一步的改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]—種微電子組件可包括具有相對(duì)的第一表面及第二表面的襯底。微電子兀件可覆蓋第一表面，且第一導(dǎo)電兀件可暴露在第一表面或第二表面中的至少一個(gè)上。一些第一導(dǎo)電元件可電連接至微電子元件。線鍵合具有聯(lián)接至導(dǎo)電元件的基和遠(yuǎn)離襯底與基的端面。每個(gè)線鍵合可限定在基和端面之間延伸的邊緣表面。封裝層可從第一表面延伸且填充線鍵合之間的空隙，以使線鍵合可以通過封裝層相互分離。線鍵合的未封裝部分可由線鍵合的端面的未被封裝層覆蓋的至少部分限定。
[0012]在此公開的各種封裝結(jié)構(gòu)包含用作從導(dǎo)電元件(例如，襯底上的導(dǎo)電焊盤)向上延伸的垂直連接的線鍵合。這種線鍵合可用來與覆蓋介質(zhì)封裝的表面的微電子封裝形成堆疊封裝電連接。此外，在此公開用于制作微電子封裝或微電子組件的方法的各種實(shí)施例。
[0013]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種微電子封裝的制作方法可包括:a)從鍵合工具的毛細(xì)管進(jìn)給具有預(yù)定長度的金屬線段山)使用鍵合工具將金屬線的一部分鍵合至暴露在襯底的第一表面上的導(dǎo)電元件，從而在導(dǎo)電元件上形成線鍵合的基；c)將線的一部分夾持在鍵合工具內(nèi)；d)在被夾持部分和基部分之間的一位置處切割金屬線以至少部分地限定線鍵合的端面，線鍵合的邊緣表面限定在基和端面之間；e)重復(fù)步驟(a)-(d)以形成至襯底的多個(gè)導(dǎo)電元件的多個(gè)線鍵合；以及e)然后形成覆蓋襯底的表面的介質(zhì)封裝層，其中，封裝層形成為至少部分地覆蓋襯底的表面和線鍵合的部分，以使線鍵合的未封裝部分由線鍵合的未被封裝層覆蓋的端面或邊緣表面中的至少一個(gè)的部分限定。
[0014]因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，具有預(yù)定長度的金屬線段可從鍵合工具的毛細(xì)管進(jìn)給。鍵合工具可用于將金屬線的一部分鍵合至暴露在襯底的第一表面上的導(dǎo)電元件。此鍵合可在導(dǎo)電元件上形成線鍵合的基。線的一部分可在形成與導(dǎo)電元件的鍵合之后被夾持。被夾持的線的部分可在鍵合工具之內(nèi)。金屬線可在被夾持部分與基部分之間的一位置處被切割，且切割該線可至少部分地限定線鍵合的端面。線鍵合的邊緣表面可限定在基和端面之間。上述步驟可被重復(fù)以形成至襯底的多個(gè)導(dǎo)電元件的多個(gè)線鍵合。然后，可形成覆蓋襯底的表面的介質(zhì)封裝層。該封裝層可形成為至少部分地覆蓋襯底的表面和線鍵合的部分。線鍵合的未被封裝部分可由線鍵合的未被封裝層覆蓋的端面或邊緣表面中的至少一個(gè)的部分限定。
[0015]在一個(gè)示例中，所述金屬線可以僅被部分穿過而切割?？梢詮囊r底的表面移開鍵合工具，而線的部分仍然被夾持。在此過程中，可導(dǎo)致線在切割位置處斷裂。端面可通過切割和斷裂形成。
[0016]在一個(gè)示例中，可在大體垂直于線鍵合的邊緣表面的方向上完全穿過線段進(jìn)行切害I]。線鍵合的端面可通過切割形成。
[0017]在一個(gè)示例中，至少一個(gè)微電子元件可覆蓋襯底的第一表面。該襯底可具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，且微電子元件可位于第一區(qū)域內(nèi)，如覆蓋該第一區(qū)域。導(dǎo)電元件可以位于第二區(qū)域內(nèi)，如暴露在第二區(qū)域內(nèi)的第一表面上的導(dǎo)電元件。導(dǎo)電元件可電連接至至少一個(gè)微電子元件。介質(zhì)封裝層可形成為至少在襯底的第二區(qū)域內(nèi)覆蓋襯底的第一表面，但可在第一區(qū)域及第二區(qū)域內(nèi)覆蓋第一表面的至少一部分。
[0018]在一個(gè)示例中，封裝可以配置為該類線鍵合中的第一個(gè)線鍵合適用于承載第一信號(hào)電位且該類線鍵合中的第二個(gè)線鍵合適用于同時(shí)承載不同于第一信號(hào)電位的第二信號(hào)電位。
[0019]在一個(gè)示例中，可使用安裝在鍵合工具上的激光器切割金屬線段。在該示例中，鍵合工具的毛細(xì)管可限定其用于進(jìn)給所述線段的面。激光器可安裝在鍵合工具上或與鍵合工具一起安裝，以便可將切割光束引導(dǎo)至布置在鍵合工具的面和線鍵合的基之間的線段的一位置處。
[0020]在一個(gè)示例中，鍵合工具可包括限定其用于進(jìn)給線段的面的毛細(xì)管。毛細(xì)管可包括在其側(cè)壁中的開口，且激光器可安裝在鍵合工具上或與鍵合工具一起安裝以使切割光束可穿過開口至布置在毛細(xì)管內(nèi)的線段的一位置處。
[0021]在一個(gè)示例中，激光器可為C02、Nd:YAG或銅蒸汽激光器中的一種。
[0022]在一個(gè)示例中，可使用在毛細(xì)管內(nèi)延伸的切割刃來切割金屬線。在一個(gè)示例中，切割刃可在朝向與線段相對(duì)的所述毛細(xì)管的壁的方向上延伸。在一個(gè)示例中，可通過作為第一切割刃的切割刃和在毛細(xì)管內(nèi)延伸的第二切割刃的結(jié)合使用來切割金屬線。第二切割刃可與第一切割刃相對(duì)布置。
[0023]在一個(gè)示例中，毛細(xì)管可限定其用于進(jìn)給線段的面?？墒褂镁哂邢鄬?duì)的第一切割刃和第二切割刃的切割裝置來切割金屬線。切割裝置可安裝在所述鍵合工具上或與鍵合工具一起安裝，以使線可在鍵合工具的面和線鍵合的基之間的一位置處被切割。
[0024]該方法的一個(gè)示例可包括將模板布置在襯底上。該模板可具有覆蓋且暴露導(dǎo)電元件的至少部分的多個(gè)開口。這些開口可限定布置在襯底上的第一高度處的各個(gè)邊緣。線段可通過線抵著模板開口的邊緣的橫向移動(dòng)被切割。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種微電子封裝的制作方法可包括:將模板布置在加工用單兀上，該加工用單兀包括具有第一表面和遠(yuǎn)離第一表面的第二表面的襯底。微電子兀件可安裝至襯底的第一表面。多個(gè)導(dǎo)電兀件可暴露在第一表面上。在一個(gè)不例中，至少一些導(dǎo)電元件可電連接至微電子元件。該模板可具有覆蓋且暴露導(dǎo)電元件的至少部分的多個(gè)開口。這些開口可限定布置在襯底上的第一高度處的各個(gè)邊緣。
[0026]根據(jù)此方面，該方法可包括通過一工藝形成線鍵合，該工藝包括從鍵合工具的毛細(xì)管進(jìn)給金屬線，以使預(yù)定長度延伸超過毛細(xì)管的面且限定金屬線段。線段的一部分可聯(lián)接至多個(gè)導(dǎo)電元件的一個(gè)導(dǎo)電元件以形成線鍵合的基。該金屬線段的至少一部分可通過線抵著模板開口的邊緣的橫向移動(dòng)而從與其連接的線的另一部分剪切，以分離線鍵合與該線的剩余部分。金屬線的剪切可限定線鍵合的端面，該線鍵合具有在基和端面之間延伸的邊緣表面?？墒褂迷撃０宓囊粋€(gè)或多個(gè)開口多次重復(fù)如上所述的金屬線的進(jìn)給、鍵合及剪切，以在多個(gè)導(dǎo)電元件上形成多個(gè)線鍵合。
[0027]在此方法的一個(gè)示例中，介質(zhì)封裝層可形成在加工用單元上，其中封裝層形成為至少部分地覆蓋第一表面和線鍵合的部分。線鍵合的未封裝部分可由線鍵合的未被封裝層覆蓋的端面或邊緣表面中的至少一個(gè)的部分限定。
[0028]在此方法的一個(gè)示例中，延伸超過毛細(xì)管的面且在剪切金屬線之后剩余的金屬線的一部分具有足以形成至少下一個(gè)線鍵合的基的長度。
[0029]在此方法的一個(gè)示例中，模板可限定在沿著該類孔中的一個(gè)的軸線延伸的方向(例如，背離襯底的表面的垂直方向)上的厚度。這類孔中的一些或全部可具有貫穿模板厚度的一致的或恒定的直徑。
[0030]在此方法的一個(gè)示例中，模板可限定在該類孔或開口中的一個(gè)的軸線方向(例如，背離襯底的表面的垂直方向)上的厚度。模板中的這類孔或開口中的一些或全部可從開口內(nèi)的暴露邊緣處的第一寬度或較小直徑逐漸變成該類孔或開口內(nèi)且更鄰近襯底的另一位置處的第二較大寬度或較大直徑。
[0031 ] 在一個(gè)示例中，模板可包括具有在襯底的厚度的方向上的第一厚度且沿著襯底的一個(gè)或多個(gè)邊緣延伸的邊緣件。第一厚度可限定第一高度。中心部分可包括該類孔或開口且可由邊緣件界定。中心部分可具有背離襯底的外表面。該外表面可設(shè)置在第一高度處。該中心部分可具有小于第一厚度的厚度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微電子封裝；
[0033]圖2示出圖1中的微電子封裝的俯視正視圖；
[0034]圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)可選實(shí)施例的微電子封裝；
[0035]圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)可選實(shí)施例的微電子封裝；
[0036]圖5不出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)可選實(shí)施例的微電子封裝；
[0037]圖6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括微電子封裝的堆疊微電子組件；
[0038]圖7示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)可選實(shí)施例的微電子封裝；
[0039]圖8A-8E示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的微電子封裝的一部分的詳細(xì)視圖；
[0040]圖9示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)可選實(shí)施例的微電子封裝的一部分的詳細(xì)視圖；
[0041]圖10A-10D示出根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的微電子封裝的一部分的詳細(xì)視圖；
[0042]圖11-14示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例在各個(gè)制造步驟中的微電子封裝；
[0043]圖15示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)可選實(shí)施例的一個(gè)制造步驟中的微電子封裝；
[0044]圖16A-16C示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在各個(gè)制造步驟中的微電子封裝的一部分的詳細(xì)視圖；
[0045]圖17A-17C示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)可選實(shí)施例的在各個(gè)制造步驟中的微電子封裝的一部分的詳細(xì)視圖；
[0046]圖18示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)可選實(shí)施例的微電子封裝的俯視正視圖；
[0047]圖19示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)可選實(shí)施例的微電子封裝的一部分的俯視正視圖；
[0048]圖20示出根據(jù)本發(fā)明另一可選實(shí)施例的微電子封裝的俯視圖；
[0049]圖21示出權(quán)利要求20所示的微電子封裝的前正視圖；
[0050]圖22示出根據(jù)本發(fā)明另一可選實(shí)施例的微電子封裝的前正視圖；
[0051]圖23示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的系統(tǒng)；
[0052]圖24示出根據(jù)本發(fā)明另一可選實(shí)施例的微電子封裝的前正視圖；
[0053]圖25示出根據(jù)本發(fā)明另一可選實(shí)施例的微電子封裝的前正視圖；
[0054]圖26示出根據(jù)圖25所示的實(shí)施例的變型的微電子封裝的俯視圖；
[0055]圖27示出根據(jù)本發(fā)明另一可選實(shí)施例的微電子封裝的前正視圖；
[0056]圖28示出根據(jù)圖27所示的實(shí)施例的變型的微電子封裝的俯視圖；
[0057]圖29示出根據(jù)另一實(shí)施例的微電子封裝的剖視圖；
[0058]圖30示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的微電子封裝的剖視圖；
[0059]圖31A-C是根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施例的微電子封裝實(shí)施例的示例的剖視圖；
[0060]圖32A和圖32B示出在根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的方法的各個(gè)階段中形成各種線鍵合通孔所用的機(jī)器的一部分；
[0061]圖33示出在根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的方法中形成各種線鍵合通孔所用的機(jī)器的一部分；
[0062]圖34A-C示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在制作線鍵合的方法中所用的裝置的各種形式。

【具體實(shí)施方式】
[0063]現(xiàn)在來看附圖，其中使用類似的標(biāo)號(hào)用以指示類似的特征，圖1所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的微電子組件10。圖1所示的實(shí)施例是以封裝的微電子元件形式的微電子組件(例如，用于電腦或其他電子設(shè)備的半導(dǎo)體芯片組件)。
[0064]圖1所不的微電子組件10包括具有第一表面14和第二表面16的襯底12。襯底12典型地為基本上平坦的介質(zhì)元件的形式。介質(zhì)元件可為片狀且可以很薄。在特定實(shí)施例中，介質(zhì)元件可包括但不限于一層或多層有機(jī)介質(zhì)材料或復(fù)合介質(zhì)材料，例如，聚酰亞胺，聚四氟乙烯(“PTFE”)，環(huán)氧樹脂，環(huán)氧玻璃，F(xiàn)R-4，BT樹脂，熱塑性材料或熱固性塑料材料。第一表面14和第二表面16優(yōu)選為基本上相互平行,且在垂直于表面14和16的方向上相互間隔開一段距離以限定襯底12的厚度。襯底12的厚度優(yōu)選為本發(fā)明大體可接受厚度范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一表面14和第二表面16之間的距離大約為25μηι-500μηι。為了上述目的，第一表面14可布置成相對(duì)于或遠(yuǎn)離第二表面16。這種描述以及在此使用的元件的相對(duì)位置(即這些元件的垂直或水平位置)的任何其他描述僅僅是相應(yīng)于附圖中的元件的位置所作的示意性說明，不用于限定本發(fā)明。
[0065]在優(yōu)選實(shí)施例中，襯底12可分成第一區(qū)域18和第二區(qū)域20。第一區(qū)域18位于第二區(qū)域20內(nèi)且包括襯底12的中心部分并從中心部分向外延伸。第二區(qū)域20基本環(huán)繞第一區(qū)域18，且從第一區(qū)域18向外延伸至襯底12的外邊緣。在這個(gè)實(shí)施例中，襯底自身不存在具體特征物理地劃分為這兩個(gè)區(qū)域，但是為了在此討論關(guān)于應(yīng)用于這兩個(gè)區(qū)域的處理或包含在這兩個(gè)區(qū)域中的特征，兩個(gè)區(qū)域被區(qū)分開。
[0066]微電子元件22可以安裝至襯底12的第一區(qū)域18內(nèi)的第一表面14。微電子元件22可為半導(dǎo)體芯片或另一個(gè)可類比的器件。在圖1的實(shí)施例中，微電子元件22安裝至第一表面14，以稱為常規(guī)的或“面朝上”的方式。在這個(gè)實(shí)施例中，可以使用引線24將微電子元件22電連接至暴露在第一表面14處的多個(gè)導(dǎo)電元件28中的一些導(dǎo)電元件。引線24還可以聯(lián)接至襯底12內(nèi)的跡線(未示出)或其他導(dǎo)電特征，跡線(未示出)或其他導(dǎo)電特征又連接至導(dǎo)電元件28。
[0067]導(dǎo)電元件28包括暴露在襯底12的第一表面14處的各個(gè)“觸點(diǎn)”或焊盤30。如本文中使用的，當(dāng)導(dǎo)電元件描述為“暴露在”具有介質(zhì)結(jié)構(gòu)的另一元件表面時(shí)，這說明導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可以與在垂直于介質(zhì)結(jié)構(gòu)表面的方向上從介質(zhì)結(jié)構(gòu)外部向介質(zhì)結(jié)構(gòu)表面移動(dòng)的理論點(diǎn)接觸。因此，暴露在介質(zhì)結(jié)構(gòu)的表面的端子或其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可從這樣的表面突出；可與這樣的表面平齊；或者可相對(duì)于這樣的表面凹入并通過介質(zhì)中的孔或凹入部暴露。導(dǎo)電元件28可為平且薄的元件，其中焊盤30暴露在襯底12的第一表面14處。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電元件28可基本為圓形，且可彼此互連或通過跡線(未示出)連接至微電子元件22。至少在襯底12的第二區(qū)域20內(nèi)形成導(dǎo)電元件28。此外，在某些實(shí)施例中，也可在第一區(qū)域18內(nèi)形成導(dǎo)電元件28。當(dāng)將微電子元件122 (圖3)以稱為“倒裝”的配置安裝至襯底112時(shí)，這樣的布置特別有用，其中微電子元件122上的觸點(diǎn)可通過布置在微電子元件122下的焊錫凸塊126等連接至第一區(qū)域118內(nèi)的導(dǎo)電元件128。在如圖22所示的另一個(gè)配置中，微電子元件622可面朝下安裝在襯底612上，且通過在襯底612的面向外的表面(如表面616)上延伸的引線624電連接至芯片上的導(dǎo)電特征。在所示實(shí)施例中，引線625穿過襯底612中的開口 625且可通過包膠模具699密封。
[0068]在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電元件28可由固體金屬材料形成，固體金屬材料例如為銅，金，鎳或其他該應(yīng)用可接受的材料，包括各種合金，該合金包含銅、金、鎳或其組合中的一種或多種。
[0069]至少一些導(dǎo)電元件28可互連至相應(yīng)的第二導(dǎo)電元件40，例如，暴露在襯底12的第二表面16處的導(dǎo)電焊盤。使用形成在襯有或填充有導(dǎo)電金屬的襯底12中的通孔41以完成這種互連，襯底12可以襯有或填充同導(dǎo)電元件28和40相同的材料?？蛇x地，導(dǎo)電元件40可通過襯底12上的跡線進(jìn)一步互連。
[0070]微電子組件10進(jìn)一步包括聯(lián)接至至少一些導(dǎo)電元件28 (如導(dǎo)電元件28的焊盤30)的多個(gè)線鍵合。線鍵合32在其基34處聯(lián)接至導(dǎo)電元件28，且可延伸至遠(yuǎn)離各個(gè)基34和遠(yuǎn)離襯底12的自由端部36。線鍵合32的端部36的自由的特征在于其沒有電連接或以其他方式聯(lián)接至微電子元件22或微電子組件10中的任何其他導(dǎo)電特征，這些其他導(dǎo)電特征又連接至微電子元件22。換句話說，自由端部36可以直接或間接地通過焊錫球或在此所述的其他特征電連接至組件10外部的導(dǎo)電特征。端部36通過封裝層42 (舉例而言)保持在預(yù)定的位置或以其他方式聯(lián)接或電連接至另一個(gè)導(dǎo)電特征，這并不意味著端部36不是如在此所述的“自由”，只要任何這種特征沒有電連接至微電子元件22即可。相反地，如在此所述，基34不是自由的，因?yàn)樗苯踊蜷g接地電連接至微電子元件22。如圖1所示，基34的形狀基本為圓形，且從基34和端部36之間限定的線鍵合32的邊緣表面37向外延伸。基34的特定尺寸和形狀可根據(jù)用于形成線鍵合32的材料類型，線鍵合32和導(dǎo)電元件28之間連接的預(yù)期強(qiáng)度，或用于形成線鍵合32的特定工藝而改變。制作線鍵合28的示例性方法在美國專利N0.7，391，121，0tremba和美國專利申請公開N0.2005/0095835 (描述一種線鍵合的形式的楔形鍵合工藝)中描述，兩者的公開內(nèi)容皆通過引用全部并入本文?？蛇x實(shí)施例也是可行的，其中線鍵合32可另外地或可選地聯(lián)接至暴露在襯底12的第二表面16上且從第二表面16延伸的導(dǎo)電兀件40。
[0071]線鍵合32可由導(dǎo)電材料(如銅、金、鎳、焊錫、鋁等)制成。此外，線鍵合32可由各種材料的組合制成，例如由芯和涂布在芯上的涂層制成，芯由導(dǎo)電材料(如銅或鋁)制成。涂層可由第二導(dǎo)電材料(如鋁，鎳等)制成?？蛇x地，涂層可由絕緣材料(如絕緣夾套)制成。在一個(gè)實(shí)施例中，用于形成線鍵合32的線可具有約15 μ m-150 μ m的厚度(即橫穿線的長度的尺寸)。在包括其中使用楔形鍵合的其他實(shí)施例中，線鍵合32可具有厚達(dá)約500 μ m的厚度。一般而言，線鍵合使用本領(lǐng)域已知的專用設(shè)備而形成在導(dǎo)電元件(例如導(dǎo)電元件
28、焊盤、跡線等)上。線段的引導(dǎo)端經(jīng)加熱且壓著線段所鍵合的容納表面，典型地，形成聯(lián)接至導(dǎo)電元件28的表面的球狀或類似于球狀的基34。從鍵合工具拉伸出用于形成線鍵合的線段的預(yù)期長度，然后該鍵合工具可在預(yù)期長度處切割線鍵合。例如，可用于形成鋁線鍵合的楔形鍵合是一種工藝，其中線被加熱的部分被拖曳跨過容納表面以形成大體與表面平行的楔子。然后經(jīng)楔形鍵合形成的線鍵合可向上彎曲(如果需要)，且在切割之前延伸至預(yù)期長度或位置。在特定實(shí)施例中，用于形成線鍵合的線的橫截面可為圓柱形。另外，從工具進(jìn)給的用于形成線鍵合或經(jīng)楔形鍵合的線鍵合的線可具有多邊形橫截面，例如矩形或梯形。
[0072]線鍵合32的自由端部36具有端面38。端面38可形成由多個(gè)線鍵合32的各個(gè)端面38形成的陣列中的觸點(diǎn)的至少一部分。圖2示出這種由端面38形成的觸點(diǎn)陣列的示例性圖案。這種陣列可形成為面陣配置，使用在此所述的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)陣列變型。這種陣列可用于電連接和機(jī)械連接微電子組件10至另一個(gè)微電子結(jié)構(gòu)，例如印刷電路板(“PCB”)，或其他封裝的微電子元件(圖6示出一個(gè)示例)。在這種堆疊布置中，線鍵合32和導(dǎo)電元件28和40可通過該布置承載多個(gè)電子信號(hào)，每個(gè)電子信號(hào)具有不同的信號(hào)電位以允許不同的信號(hào)由單個(gè)堆疊中不同的微電子元件處理。焊錫塊52可用于這種堆疊中微電子組件的互連，例如通過將端面38電附接和機(jī)械附接至導(dǎo)電元件40。
[0073]微電子組件10進(jìn)一步包括由介質(zhì)材料形成的封裝層42。在圖1所示的實(shí)施例中，封裝層42形成在襯底12的第一表面14的未被微電子元件22或?qū)щ娫?8覆蓋或占據(jù)的部分上。類似地，封裝層42形成在導(dǎo)電元件28 (包括導(dǎo)電元件28的焊盤30)的未被線鍵合32覆蓋的部分上。封裝層42也可基本覆蓋微電子元件22，線鍵合32 (包括線鍵合32的基34和線鍵合32的邊緣表面37的至少一部分)。線鍵合32的一部分可保持不被封裝層42覆蓋，該部分也可稱為未封裝的，由此使線鍵合能夠電連接至位于封裝層42外部的特征或元件。在一個(gè)實(shí)施例中，線鍵合32的端面38保持不被封裝層42覆蓋在封裝層42的主表面44內(nèi)。其他實(shí)施例也是可行的，其中邊緣表面37的一部分未被封裝層42覆蓋，除了或者替代具有未被封裝層42覆蓋的端面38。換句話說，封裝層42可覆蓋微電子組件10的除線鍵合36的一部分(例如端面38、邊緣表面37或二者的組合)之外的第一表面14及以上的所有特征。在如圖所示的實(shí)施例中，封裝層42的表面(如主表面44)可以一段足以覆蓋微電子元件22的距離與襯底12的第一表面14間隔開。因此，其中線鍵合32的端面38與表面44平齊的微電子組件10的實(shí)施例將包括高于微電子元件22的線鍵合32以及用于倒裝連接的任何底層焊錫凸塊。但是，封裝層42的其他配置也是可行的。例如，封裝層可具有不同高度的多個(gè)表面。在這種配置中，內(nèi)部布置有端面38的表面44可高于或低于其下設(shè)置有微電子元件22的面朝上的表面。
[0074]封裝層42用于保護(hù)微電子組件10內(nèi)的其他元件，特別是線鍵合32。這保障更加堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，以使在對(duì)其檢測或運(yùn)輸或組裝至其他微電子結(jié)構(gòu)的過程中不太可能被損壞。封裝層42可由具有絕緣性能的介質(zhì)材料形成，例如美國專利申請公開N0.2010/0232129中描述的，其公開內(nèi)容全部通過引用并入本文。
[0075]圖3示出微電子組件110的實(shí)施例，微電子組件110包括線鍵合132，線鍵合132具有未直接布置在線鍵合132的各個(gè)基34之上的端部136。換言之，考慮到襯底112的第一表面114在兩個(gè)橫向上延伸，以大體上限定平面，端部136或至少一個(gè)線鍵合132在這些橫向中的至少一個(gè)上從基134的相應(yīng)的橫向位置移動(dòng)。如圖3所示，線鍵合132沿著其縱向軸線基本是直的，如圖1的實(shí)施例所示，縱向軸線相對(duì)于襯底112的第一表面114成角度146。雖然圖3的剖視圖只示出在垂直于第一表面114的第一平面的角度146，線鍵合132在垂直于第一平面和第一表面114的另一個(gè)平面內(nèi)相對(duì)于第一表面114成一個(gè)角度。這個(gè)角度可基本等于或不同于角度146。換言之，端部136可相對(duì)于基134在兩個(gè)橫向上移動(dòng)，且可以在每個(gè)橫向上移動(dòng)相同或不同的距離。
[0076]在一個(gè)實(shí)施例中，各個(gè)線鍵合132可在不同方向上移動(dòng)且可以在組件110內(nèi)移動(dòng)不同量。這種布置允許組件I1具有配置在不同于襯底12所在水平面的表面144的水平面上的陣列。例如，與襯底112的第一表面114相比較，陣列在表面144上可比在第一表面114水平面處覆蓋較小的總面積或具有較小間距。進(jìn)一步，一些線鍵合132可具有布置在微電子元件122之上的端部136，以容納不同大小的封裝的微電子元件的堆疊布置。在如圖19所示的另一示例中，線鍵合132可以配置為一個(gè)線鍵合132A的端面138A大體布置另一個(gè)線鍵合132B的基134B之上，線鍵合132B的端面138B布置在其他地方。這種布置可稱為相對(duì)于第二表面116上的相應(yīng)的觸點(diǎn)陣列的位置，在觸點(diǎn)陣列內(nèi)改變觸點(diǎn)端面138的相對(duì)位置。在這種陣列中，觸點(diǎn)端面的相對(duì)位置可如所期待的根據(jù)微電子組件的應(yīng)用或其他要求而改變或變化。
[0077]在如圖30所示的進(jìn)一步示例中，線鍵合132可布置為基134布置成具有間距的第一圖案。線鍵合132可配置為其未封裝部分139 (包括端面138)可設(shè)置成在封裝層142的主表面144的位置處的圖案，未封裝部分139具有大于附接至導(dǎo)電元件128的線鍵合的各相鄰基134之間的最小間距的最小間距。相應(yīng)地,在封裝表面146上相鄰線鍵合之間的最小間距可大于線鍵合所附接的襯底的導(dǎo)電元件128之間的相應(yīng)最小間距。
[0078]為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，線鍵合可成角度(如圖30所示)，或可以如圖4所示彎曲，以使端面138從如上所述的基134在一個(gè)或多個(gè)橫向上移動(dòng)。如圖30進(jìn)一步所示，導(dǎo)電元件128和端面138可布置成各行或各列，且在一行中的端面138的橫向位移可大于另一行中的位移。為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，線鍵合132可相對(duì)于襯底112的表面116成不同角度146AU46B(舉例而曰)。
[0079]圖4示出微電子子組件210的進(jìn)一步實(shí)施例，該微電子子組件210包括線鍵合232，線鍵合232具有相對(duì)于基234位于移動(dòng)的橫向位置的端部236。在圖4的實(shí)施例中，線鍵合132通過包括其彎曲部分248而實(shí)現(xiàn)橫向移動(dòng)。彎曲部分248可在線鍵合形成過程的額外步驟中形成，且(舉例而言)當(dāng)線部分被拉伸至預(yù)期長度時(shí)，可出現(xiàn)彎曲部分248。利用可用的線鍵合設(shè)備可進(jìn)行這一步驟，其中包括使用單個(gè)機(jī)器。
[0080]根據(jù)需要，彎曲部分248可采用多種形狀以達(dá)到線鍵合232的端部236的預(yù)期位置。例如，彎曲部分248可形成為各種形狀的S型曲線(如圖4所示的S型曲線)或更平滑的形式(如圖5所示的)。此外，彎曲部分248可布置在比接近端部236而更接近基234的位置，反之亦然。彎曲部分248可為螺旋形或環(huán)形,或?yàn)榘ǘ鄠€(gè)方向上的或不同形狀或性質(zhì)的曲線的組合。
[0081]圖5示出微電子封裝310的進(jìn)一步示例性實(shí)施例，微電子封裝310包括具有導(dǎo)致基334和端部336之間各種相對(duì)的橫向位移的各種形狀的線鍵合332的組合。線鍵合332A中的一些基本上是直的且端部336A布置在線鍵合各個(gè)基334A之上，而其他線鍵合332B包括導(dǎo)致端部336B和基334B之間略微相對(duì)的橫向位移的略微彎曲的部分348B。進(jìn)一步，一些線鍵合332C包括具有流線型形狀的彎曲部分348C，該彎曲部分348C導(dǎo)致端部336C從相關(guān)的基334C橫向移動(dòng)一段大于端部334B移動(dòng)的距離的距離。圖5也不出一對(duì)不例性的這種線鍵合332Ci和332Cii，線鍵合332Ci和332Cii具有布置在襯底所在水平面的陣列中同一行的基334Ci和334Cii，以及布置在相應(yīng)的襯底所在水平面的陣列的不同行的端部336Ci 和 336Cii。
[0082]線鍵合332D的進(jìn)一步變型配置為在其側(cè)表面47上不被封裝層342覆蓋。在這個(gè)實(shí)施例中，自由端部336D未被覆蓋,但是,邊緣表面337D的一部分可另外地或可選地不被封裝層342覆蓋。這種配置可用于通過電連接至適當(dāng)?shù)奶卣鞫鴮⑽㈦娮咏M件10接地，或用于機(jī)械或電連接至橫向布置在微電子組件310上的其他特征。此外，圖5示出封裝層342的經(jīng)過刻蝕、模塑或其他方式形成的區(qū)域，以限定布置為比主表面342更接近襯底12的凹入表面345。一個(gè)或多個(gè)線鍵合(如線鍵合332A)可在沿著凹入表面345的區(qū)域內(nèi)不被覆蓋。在圖5所示的示例性實(shí)施例中，端面338A和邊緣表面337A的部分未被封裝層342覆蓋。這種配置可提供至另一個(gè)導(dǎo)電元件的連接，例如通過焊錫球等，通過允許焊錫吸附在邊緣表面337A且聯(lián)接至邊緣表面337A和端面338。線鍵合的一部分可不被封裝層342沿著凹入表面345覆蓋的其他配置也是可行的，這些配置包括其中端面大體與凹入表面345平齊的配置或在此所示的關(guān)于封裝層342的任何其他表面的其他配置。類似地，線鍵合332D沿著側(cè)表面347的一部分未被封裝層342覆蓋的其他配置可類似于本文其他地方所述的關(guān)于封裝層的主表面的變型。
[0083]圖5進(jìn)一步示出在一個(gè)示例性布置中具有兩個(gè)微電子元件322和350的微電子組件310，其中微電子元件350面朝上堆疊在微電子元件322上。在這種布置中，引線324用于將微電子元件322電連接至襯底312上的導(dǎo)電特征。各種引線用于將微電子元件350電連接至微電子元件310的各種其他特征。例如，引線380將微電子元件350電連接至襯底312的導(dǎo)電特征，且引線382將微電子元件350電連接至微電子元件322。此外，在結(jié)構(gòu)上類似于各個(gè)線鍵合332的線鍵合384用于在電連接至微電子元件350的封裝層342的表面344上形成觸點(diǎn)表面386。這可以用于將另一個(gè)微電子組件的特征從封裝層342之上電連接至微電子元件350。當(dāng)只包括該微電子元件而不包括附接在其上的第二微電子元件350時(shí)，還可以包括連接至微電子元件322的引線。封裝層342上形成有開口(未示出)，且開口從封裝層342的表面344延伸至沿例如引線380的點(diǎn)，由此提供至引線380的通道用于通過位于表面344外的元件電連接至引線380?？梢栽谄渌魏我粋€(gè)引線或線鍵合332上形成類似的開口，例如，在遠(yuǎn)離線鍵合332的端部336C的點(diǎn)處的線鍵合332C上形成開口。在這個(gè)實(shí)施例中，端部336C可以布置在表面344之下，且開口提供用于電連接至其上的唯一通道。
[0084]圖6示出微電子組件410和488的堆疊封裝。在這種布置中，焊錫塊452將組件410的端面438電連接和機(jī)械連接至組件488的導(dǎo)電元件440。堆疊封裝可包括另外的組件且可最終附接至PCB 490等上的觸點(diǎn)492，以供在電子器件中使用。在這種堆疊布置中，線鍵合432和導(dǎo)電元件430可通過其承載多個(gè)電子信號(hào)，每個(gè)信號(hào)具有不同的信號(hào)電位以允許不同的信號(hào)由單個(gè)堆疊中的不同的微電子元件(如微電子元件422或微電子元件489)處理。
[0085]在圖6的示例性配置中，線鍵合432可配置有彎曲部分448，以使至少一些線鍵合432的端部436延伸至覆蓋微電子元件422的主表面424的區(qū)域內(nèi)。這個(gè)區(qū)域可由微電子元件422的外圍限定，且從外圍向上延伸。圖18以面朝襯底412的第一表面414的視角示出這種配置的一個(gè)示例，其中線鍵合432覆蓋微電子元件422的背面的主表面，微電子元件422在其前面425處倒裝鍵合至襯底412。在另一個(gè)配置(圖5)中，微電子元件422可面朝上安裝至襯底312，且前面325背離襯底312，且至少一個(gè)線鍵合336覆蓋微電子元件322的前面。在一個(gè)實(shí)施例中，這種線鍵合336未與微電子元件322電連接。鍵合至襯底312的線鍵合336也可覆蓋微電子元件350的前面或背面。如圖18所示的微電子組件410的實(shí)施例使得導(dǎo)電元件428布置成形成第一陣列的圖案，其中導(dǎo)電元件428布置成環(huán)繞微電子元件422的行和列，且可具有各個(gè)導(dǎo)電元件428之間的預(yù)定間距。線鍵合432聯(lián)接至導(dǎo)電元件428，以使線鍵合432的各個(gè)基434遵循導(dǎo)電元件428設(shè)置的第一陣列的圖案。但是，線鍵合432配置為線鍵合432的各個(gè)端部436可以根據(jù)第二陣列配置布置成不同的圖案。在所示的實(shí)施例中，第二陣列的間距可不同于，且在一些情況下小于第一陣列的間距。但是，其他實(shí)施例也是可行的，其中第二陣列的間距大于第一陣列的間距，或?qū)щ娫?28未設(shè)置成預(yù)定陣列，而線鍵合432的端部436設(shè)置成預(yù)定陣列。此外，導(dǎo)電元件428可配置在遍及襯底412的陣列組中，且線鍵合432配置為端部436在不同的陣列組或單個(gè)陣列中。
[0086]圖6進(jìn)一步示出沿著微電子元件422的表面延伸的絕緣層421。在形成線鍵合之前，絕緣層421可由介質(zhì)或其他電絕緣的材料形成。絕緣層421可保護(hù)微電子元件不與在其上延伸的線鍵合423中的任何一個(gè)接觸。特別地，絕緣層421可避免線鍵合之間的短路以及線鍵合與微電子元件422之間的短路。通過這種方式，絕緣層421可幫助避免由于線鍵合432和微電子元件422之間的誤電接觸導(dǎo)致的故障或可能的損壞。
[0087]圖6和圖18所示的線鍵合配置可允許微電子組件410連接至另一個(gè)微電子組件(如微電子組件488)，在例如微電子組件488和微電子組件422的相對(duì)尺寸不允許的某些情況下。在圖6的實(shí)施例中，微電子組件488的尺寸形成為一些觸點(diǎn)焊盤440位于面積小于微電子兀件422的前表面424或后表面426的面積的區(qū)域內(nèi)的陣列中。在具有大體垂直的導(dǎo)電特征(如接線柱)的微電子組件中，代替線鍵合432，導(dǎo)電元件428和焊盤440之間的直接連接是不可行的。但是，如圖6所示，具有適當(dāng)配置的彎曲部分448的線鍵合432可在適當(dāng)位置具有端部436，以實(shí)現(xiàn)微電子組件410和微電子組件488之間必要的電連接。這種布置可用于制作堆疊封裝，其中微電子組件418為例如具有預(yù)定的焊盤陣列的DRAM芯片等，且其中微電子元件422為用于控制DRAM芯片的邏輯芯片。這允許單個(gè)類型的DRAM芯片與不同尺寸的多個(gè)不同的邏輯芯片(包括那些比DRAM芯片大的邏輯芯片)一起使用，因?yàn)榫€鍵合432可具有布置在必要位置以和DRAM芯片形成期待的連接的端部436。在一個(gè)可選實(shí)施例中，微電子封裝410可安裝在另一配置內(nèi)的印刷電路板490上，其中線鍵合432的未封裝表面436電連接至電路板490的焊盤492。此外，在這個(gè)實(shí)施例中，另一個(gè)微電子封裝(如封裝488的變型)可通過聯(lián)接至焊盤440的焊錫球452安裝在封裝410上。
[0088]具有多個(gè)微電子元件的微電子封裝的其他布置如圖31A-C所示。這些布置可與例如圖5所示及圖6所示的堆疊封裝布置中的線鍵合的布置結(jié)合使用，如下文進(jìn)一步討論的。具體來講，圖31A示出一種布置，其中下微電子元件1622倒裝鍵合至襯底1612的表面1614上的導(dǎo)電兀件1628。第二微電子兀件1650面朝上安裝在第一微電子兀件1622的頂部且通過線鍵合1688連接至其他導(dǎo)電元件1628。圖31B示出一種布置，其中第一微電子元件1722面朝上安裝在表面1714上且通過線鍵合1788連接至導(dǎo)電元件1728。第二微電子元件1750通過第二微電子元件1750的一組觸點(diǎn)1726倒裝安裝在第一微電子元件1722的頂部，該組觸點(diǎn)1726面向且聯(lián)接至第一微電子元件1722的前面上的相應(yīng)觸點(diǎn)。第一微電子元件1722上的觸點(diǎn)又可通過第一微電子元件1722的電路圖案相連接且通過一些線鍵合1788連接至襯底1712上的導(dǎo)電元件1728。
[0089]圖31C不出一種布置,其中第一微電子兀件1822和第二微電子兀件1850并排安裝在襯底1812的表面1814上。微電子元件(以及另外的微電子元件)中的一個(gè)或者兩個(gè)可以以如上所述的面朝上或倒裝配置安裝。此外，這種布置中采用的微電子元件中的任何一個(gè)可通過一個(gè)或兩個(gè)這種微電子元件上，或襯底上，或前述兩種上的電路圖案相互連接，電路圖案電連接與微電子元件電連接的各個(gè)導(dǎo)電元件1828。
[0090]圖7示出具有沿著封裝層42的表面44延伸的再分布層54的圖1所示的類型的微電子組件10。如圖7所示，跡線58電連接至內(nèi)觸點(diǎn)焊盤61，內(nèi)觸點(diǎn)焊盤61電連接至線鍵合32的端面38且穿過再分布層54的襯底56延伸至暴露在襯底56的表面62上的觸點(diǎn)焊盤60。然后，另一個(gè)微電子組件可通過焊錫塊等連接至觸點(diǎn)焊盤60。類似于再分布層54的結(jié)構(gòu)(稱為扇出層(fan-out layer))可以沿著襯底12的第二表面16延伸。扇出層可允許微電子組件10連接至與導(dǎo)電元件40陣列原本允許的配置不同的配置的陣列。
[0091]圖8A-8E示出可實(shí)施于類似圖1-7的結(jié)構(gòu)中的線鍵合32的端部36的結(jié)構(gòu)中或其附近的各種配置。圖8A示出一種結(jié)構(gòu)，其中腔64形成在封裝層42的一部分中，以使線鍵合32的端部36突出在腔64處的封裝層的次表面43上。在所示的實(shí)施例中，端面38布置在封裝層42的主表面44下，且腔64構(gòu)造成在表面44處暴露端面38以允許電子結(jié)構(gòu)與端面38連接。其中端面38大體與表面44平齊或在表面44上間隔開的其他實(shí)施例也是可行的。進(jìn)一步地，腔64可配置為線鍵合32的端部36附近的端面37的一部分可不被腔64內(nèi)的封裝層42覆蓋。這可允許從端面38及端部36附近的端面37的未覆蓋部分進(jìn)行從組件10的外部至線鍵合32的連接，例如焊錫連接。這種連接在圖SB中示出且可使用焊錫塊52提供至第二襯底94的更為穩(wěn)健的連接。在一個(gè)實(shí)施例中，腔64可在表面44下方具有約10 μ m-50 μ m的深度，且可具有約100 μ m-300 μ m的寬度。圖8B示出具有類似于圖8A所示的結(jié)構(gòu)但具有錐形側(cè)壁65的腔。進(jìn)一步地，圖SB示出第二微電子組件94，第二微電子組件94通過觸點(diǎn)焊盤96處的暴露于其襯底98的表面處的焊錫塊52電連接和機(jī)械連接至線鍵合32。
[0092]腔64可通過在腔64的預(yù)期區(qū)域中移除封裝層42的一部分而形成。這可通過已知的工藝進(jìn)行，該工藝包括激光刻蝕、濕法刻蝕、研磨等?？蛇x地，在其中可通過注射成型形成封裝層42的一個(gè)實(shí)施例中，腔64可通過在模具中包括相應(yīng)的特征而形成。這種工藝在美國專利申請公開N0.2010/0232129中論述，該美國專利申請全部通過引用并入本文。圖SB所示的腔64的錐形形狀可為其形成中使用的特殊刻蝕工藝的結(jié)果。
[0093]圖8C和圖8E示出包括線鍵合32上的大體圓形的端部分70的端部結(jié)構(gòu)。圓形端部分70配置成具有寬于基34和端部36之間的線鍵合32的部分的橫截面的橫截面。進(jìn)一步地，圓形端部分70包括邊緣表面71，邊緣表面71在其與線鍵合32的邊緣表面37之間的過渡處從邊緣表面37向外延伸。圓形邊緣部分70的并入可用于通過提供錨定特征而將線鍵合32緊固在封裝層42內(nèi)，其中表面71方向的改變給予封裝層42在三個(gè)側(cè)面上包圍端部70的位置。這可幫助防止線鍵合32與襯底12上的導(dǎo)電元件28分離，從而導(dǎo)致電連接失敗。此外，圓形端部分70可提供可進(jìn)行電連接的表面44內(nèi)不被封裝層42覆蓋的增加表面面積。如圖8E所示，圓形端部分70可在表面44上延伸。可選地，如圖SC所示，圓形端部分70可進(jìn)一步碾磨或以其他方式變平以提供與表面44大體齊平的表面，且可具有大于線鍵合32的橫截面的面積。
[0094]圓形端部分70可通過在用于制作線鍵合32的線的端部處以火焰或火花的形式施加局部熱量而形成。已知的線鍵合機(jī)器可改裝用于執(zhí)行此步驟，該步驟可在切割線以后立即進(jìn)行。在此過程中，熱量在線的端部處使線熔化。液體金屬的局部可通過其表面張力而變圓且當(dāng)金屬冷卻時(shí)仍保持圓形。
[0095]圖8D示出微電子組件10的配置，其中線鍵合32的端部36包括在封裝層42的主表面44之上間隔開的表面38。這種配置可體現(xiàn)類似于以上關(guān)于腔64所述的益處，具體地，通過使用焊錫塊68提供更為穩(wěn)健的連接，該焊錫塊68沿著邊緣表面37的表面44上的未被封裝層42覆蓋的部分吸附。在一個(gè)實(shí)施例中，端面38可以約10 μ m-50 μ m的距離在表面42上間隔開。此外，在圖8D所示的實(shí)施例及其中邊緣表面37的一部分在封裝層42表面上且未被封裝層42覆蓋的其他實(shí)施例中，端部可包括在其上形成的保護(hù)層。這種保護(hù)層可包括氧化保護(hù)層，包括由金、氧化物涂料或OSP制作的氧化保護(hù)層。
[0096]圖9示出具有形成在線鍵合32的端面38上的凸點(diǎn)72的微電子組件10的實(shí)施例。凸點(diǎn)72可在制作微電子組件10之后通過應(yīng)用在端面44的頂部且任選地沿著表面44的一部分延伸的另一個(gè)改變的線鍵合而形成。在不拉伸線的長度的情況下，在其基的附近切割或以其他方式剪切改變的線鍵合。含有某些金屬的凸點(diǎn)72可直接應(yīng)用于端部38，而無需首先應(yīng)用諸如UBM的鍵合層，因此提供了形成與不通過焊錫直接潤濕的鍵合焊盤的導(dǎo)電互連的方式。當(dāng)線鍵合32由不可潤濕的金屬制成時(shí)，這極為有用。一般而言，基本上由銅、鎳、銀、鉬及金中的一種或多種組成的凸點(diǎn)可以這種方式應(yīng)用。圖9示出形成在凸點(diǎn)72上的焊錫塊68，以用于電連接或機(jī)械連接至另外的微電子組件。
[0097]圖10A-10D示出包括彎折或彎曲形狀的線鍵合32的端部36的配置。在每個(gè)實(shí)施例中，彎曲線鍵合32的端部36以使其一部分74大體平行于封裝層42的表面44而延伸，以使邊緣表面76的至少一部分不被，例如，主表面44覆蓋。邊緣表面37的部分可在表面44之外向上延伸或可經(jīng)碾磨或以其他方式變平以便與表面44大體齊平地延伸。圖1OA的實(shí)施例包括在端部36的部分74處的線鍵合32中的突然彎折，該突然彎折平行于表面44且終止于大體垂直于表面44的端面38。圖1OB不出端部36,端部36具有在平行于表面44的端部36的部分74附近的比圖1OA所示更為平緩的彎曲。其他配置也是可行的，包括其中根據(jù)圖3、圖4或圖5所示的線鍵合的一部分包括其一部分大體平行于表面44且其邊緣表面的一部分在表面44內(nèi)的一位置處且不被封裝層42覆蓋的一端的配置。此外，圖1OB所示的實(shí)施例包括其端部上的鉤狀部分75，鉤狀部分75將端面38布置在封裝層42內(nèi)在表面44下。這可為端部36提供不太可能會(huì)從封裝層42內(nèi)移動(dòng)的更為堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。圖1OC和圖1OD示出分別類似于圖1OA和圖1OB所示的結(jié)構(gòu)但通過形成于封裝層42中的腔64而在沿著表面44的一位置處不被封裝層42覆蓋的結(jié)構(gòu)。這些腔可在結(jié)構(gòu)上類似于圖8A和圖8B所述的結(jié)構(gòu)。包括端部36 (包括平行于表面44而延伸的其一部分74)可由于延長的未被覆蓋的邊緣表面75為與其的連接提供增加的表面積。這一部分74的長度可大于用于形成線鍵合32的線的橫截面的寬度。
[0098]如圖29所示的進(jìn)一步示例中，多個(gè)線鍵合1432可聯(lián)接在單個(gè)導(dǎo)電元件1428上。這樣一組線鍵合1432可用于制作封裝層1442上的另外的連接點(diǎn)以與導(dǎo)電元件1428電連接。共同聯(lián)接的線鍵合1432的暴露部分1439可在尺寸例如大約是導(dǎo)電元件1428本身的尺寸的區(qū)域或接近鍵合塊的預(yù)定尺寸的另一區(qū)域內(nèi)在封裝層1442的表面1444上的分組，以形成線鍵合1432組的外部連接。如圖所示，這種線鍵合1432可為如上所述的導(dǎo)電元件1428上的球形鍵合或邊緣鍵合。在形成與襯底上的導(dǎo)電元件的多個(gè)線鍵合時(shí)，可采用在此所述的用于在線鍵合過程中切斷金屬線的各種技術(shù)(例如，通過激光器或其他切割裝置)。
[0099]圖11-15示出微電子組件10制造方法的各個(gè)步驟中的微電子組件10。圖11示出其中微電子元件22已電連接且機(jī)械連接至襯底12在其第一表面14上且在第一區(qū)域18內(nèi)的一步驟的微電子組件10’。如圖11所示，微電子元件22以倒裝布置安裝在襯底12上，例如，通過面向且聯(lián)接至襯底的相對(duì)表面14上的相應(yīng)觸點(diǎn)的微電子元件22上的觸點(diǎn)。舉例而言，可通過諸如塊26的導(dǎo)電材料(如導(dǎo)電膏、導(dǎo)電基質(zhì)材料、焊錫塊)來制作微電子元件的觸點(diǎn)和襯底的觸點(diǎn)之間的聯(lián)接，且該觸點(diǎn)可采用諸如焊盤、接線柱(如微柱、凸點(diǎn)等)以及其他任何適合的配置。本文使用的“倒裝鍵合”意指微電子元件和襯底的相應(yīng)觸點(diǎn)之間，或微電子元件和另一個(gè)微電子元件之間面對(duì)面的電鍵合的布置。
[0100]可選地，可使用諸如圖1的示例所示的微電子元件的觸點(diǎn)至襯底的面朝上的線鍵合代替。在圖11所示的這個(gè)方法步驟的實(shí)施例中，介質(zhì)填充層66設(shè)置在微電子元件22和襯底12之間。
[0101]圖12不出微電子組件10",其具有應(yīng)用于暴露在襯底12的第一表面14上的導(dǎo)電元件28的焊盤30上的線鍵合32。如所討論的，線鍵合32可通過加熱線段的端部以軟化端部，以使當(dāng)被壓至導(dǎo)電元件28時(shí)，形成至導(dǎo)電元件28的沉積鍵合，形成基34而得以應(yīng)用。然后將線從導(dǎo)電元件28中拉出，如果需要，則在切斷或以其他方式切斷以形成線鍵合32的端部36和端面38之前以特定形狀操作。可選地，線鍵合32可由例如鋁線通過楔形鍵合形成。楔形鍵合通過加熱鄰近線鍵合端部的線部分且將該部分沿著導(dǎo)電元件28通過施加在其上的壓力拉出而形成。這種工藝在美國專利N0.7，391，121中進(jìn)一步描述，其公開內(nèi)容全部通過引用并入本文。
[0102]在圖13中，封裝層42通過用于襯底的第一表面14上，從第一表面14且沿著線鍵合32的邊緣表面37向上延伸而被附加在微電子組件10"'上。封裝層42還覆蓋填充層66。如圖12所示，通過在微電子組件10”上沉積樹脂而形成封裝層42。通過將組件10”放在適當(dāng)配置的模具內(nèi)進(jìn)行上述操作，該模具具有在可容納組件10’的封裝層42中的所需形狀的腔。這種模具和這種形成封裝層的方法可在美國專利申請公開N0.2010/0232129示出和描述，其公開內(nèi)容通過引用全部并入本文?？蛇x地，使用至少部分柔性的材料將封裝層42預(yù)先制造成所需形狀。在這種配置中，介質(zhì)材料的柔性性質(zhì)允許封裝層42被壓入線鍵合32和微電子元件22之上的位置。在這個(gè)步驟中，線鍵合32穿過柔性材料在其里面形成各個(gè)孔，封裝層42通過各個(gè)孔接觸邊緣表面37。此外，微電子元件22可使柔性材料變形，以使微電子元件22可容納進(jìn)去。柔性介質(zhì)材料可壓縮以將端面38暴露在外表面44上?？蛇x地，任何額外的柔性介質(zhì)材料可從封裝層移除以形成表面44，在表面44上，線鍵合32的端面38未被覆蓋，或形成腔64以在表面63內(nèi)的位置處不覆蓋端面38。
[0103]在圖13所示的實(shí)施例中，封裝層形成為其表面44最初在線鍵合32的端面38之上間隔開。為了暴露端面38，在端面38之上的封裝層42的部分可被移除，暴露大體與端面42齊平的新表面44’ (如圖14所示)。可選地，形成腔64(諸如圖8A和SB所示的腔)，其中端面38未被封裝層42覆蓋。進(jìn)一步可選地，封裝層42可以形成為表面44大體與端面48齊平，或表面44布置在端面48之下(如圖8D所示)。如果必要，可通過碾磨、干法刻蝕、激光刻蝕、濕法刻蝕、研磨等移除封裝層42的部分。如果需要，線鍵合32的端部36的部分也可以在相同步驟或其他的步驟中移除以獲得大體與表面44齊平的且大體為平坦的端面
38。如果需要，在這個(gè)步驟后形成腔64，或也可應(yīng)用如圖10所示的凸點(diǎn)。所得的微電子組件10可附接在PCB上或以其他方式并入另外的組件(例如圖6所示的堆疊封裝)中。
[0104]在圖15所示的一個(gè)可選實(shí)施例中，線鍵合32最初成對(duì)地形成為線環(huán)86的部分32’。在這個(gè)實(shí)施例中，環(huán)86以上述的線鍵合的形式制成。線段向上拉伸，然后在具有其至少一個(gè)部件的方向上在襯底13的第一表面14的方向上彎折且拉伸至大體覆蓋相鄰的導(dǎo)電元件28的一位置。然后在切割或以其他方式切斷該線之前將其大體向下拉伸至相鄰的導(dǎo)電元件28的附近的一位置處。然后加熱該線且通過沉積鍵合等將該線連接至相鄰的導(dǎo)電元件28以形成環(huán)86。然后形成封裝層42以大體覆蓋環(huán)86。然后通過碾磨、刻蝕等，通過也可通過移除環(huán)86的一部分以使環(huán)被切斷且分成其兩部分32’的工藝來移除封裝層42的一部分，由此形成具有在沿著形成在封裝層42上的表面44的一位置處未被封裝層42覆蓋的端面38的線鍵合32。后續(xù)的修整步驟可應(yīng)用于組件10，如上文所述。
[0105]圖16A-16C示出用于制作環(huán)繞線鍵合32的端部36的腔64的可選實(shí)施例中的步驟(如上文所述)。圖16A示出關(guān)于圖1-6所述的一般類型的線鍵合32。線鍵合32具有應(yīng)用于其端部36上的犧牲材料塊78。犧牲材料塊78的形狀大體為球形(此可由其形成過程中的材料表面張力所致)，或?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員可理解的其他所需的形狀。可通過將線鍵合32的端部36浸在焊錫膏中以涂布其端部而形成犧牲材料塊78。在浸潰之前可調(diào)節(jié)焊錫膏的粘度，以控制由于吸附及表面張力而附接至端部36的焊錫塊的量。相應(yīng)地，這可影響應(yīng)用于端部36上的塊78的大小。可選地，可通過將可溶材料沉積在線鍵合32的端部36上而形成塊78。其他可能的塊78可為各個(gè)焊錫球，或在端部上的其他塊，或通過其他手段使用在微電子部件制造過程中所用的稍后可移除的其他材料，如銅或金閃鍍。
[0106]在圖16B中，所示介質(zhì)層42已添加至組件10,包括沿著線鍵合32的邊緣表面37向上。該介質(zhì)層也沿著犧牲材料塊78的表面的一部分延伸，以使其由此與線鍵合32的端部36間隔開。隨后，移除犧牲材料塊78，例如通過在溶劑中洗滌或漂洗，熔融，化學(xué)刻蝕或其他技術(shù)，從而在移除塊78之前在介質(zhì)層42內(nèi)留下大體為塊78的負(fù)形的腔64，且暴露線鍵合32的端部36附近的邊緣表面37的一部分。
[0107]可選地，犧牲材料塊78可形成為通過沿著線鍵合32的邊緣表面37延伸而大體涂布于所有線鍵合32。這種布置在圖17A中示出。該涂層可在形成組件10之后應(yīng)用于線鍵合32上(如上所述)，或可作為涂層應(yīng)用于制作線鍵合32的線。基本上，這將為經(jīng)涂布的線或兩部分的線的形式，例如具有銅內(nèi)核及焊錫涂層。圖17B示出應(yīng)用于線鍵合32和犧牲塊78上的介質(zhì)層42，以沿著犧牲塊78的邊緣表面79延伸，從而大體沿著線鍵合的長度將介質(zhì)層42與線鍵合32間隔開。
[0108]圖17C示出由移除犧牲材料塊78的一部分從而形成繞著端部36且暴露邊緣表面37的一部分的腔64所致的結(jié)構(gòu)。在這個(gè)實(shí)施例中，大多數(shù)或至少一部分犧牲材料塊78可留在介質(zhì)層42和線鍵合32之間的位置處。圖17C進(jìn)一步示出電連接且機(jī)械連接線鍵合32至另一個(gè)微電子結(jié)構(gòu)1A的觸點(diǎn)焊盤40A的焊錫塊52。
[0109]在形成線段和將其鍵合至導(dǎo)電元件以形成線鍵合(尤其是上述的球形鍵合)之后，線鍵合(例如圖1中的32)在毛細(xì)管(如圖32A中的804)內(nèi)與線的剩余部分分離。這可以在遠(yuǎn)離線鍵合32的基34的任何位置進(jìn)行，且優(yōu)選在遠(yuǎn)離基34至少足夠限定線鍵合32的所需高度的一段距離處進(jìn)行?？赏ㄟ^設(shè)置在毛細(xì)管804內(nèi)或設(shè)置在毛細(xì)管804外的在面806和線鍵合32的基34之間的機(jī)構(gòu)執(zhí)行上述分離。在一種方法中，線段800可通過利用火花或火焰有效燃燒在所需分離點(diǎn)穿過線800來進(jìn)行分離。為了對(duì)線鍵合高度獲得更大的精確度，可用不同形式切割線段800。如在此所述，切割可用來描述部分切割，可在所需位置磨損線或完全切斷線，以將線鍵合32與剩余線段800完全分離。
[0110]在圖32所示的示例中，切割片805可被集成至鍵合頭組件，例如毛細(xì)管804內(nèi)。如圖所示，開口 807可包括在毛細(xì)管804的側(cè)壁820內(nèi)，切割片805可延伸穿過開口 807。切割片805可在毛細(xì)管804的內(nèi)部移進(jìn)移出，以使交替地允許線800自由穿出或接合線800。相應(yīng)地，線800可被拉出，且線鍵合32形成且鍵合至導(dǎo)電元件28，切割片805在毛細(xì)管內(nèi)部外的位置處。形成鍵合之后，使用集成至鍵合頭組件的夾具803夾持線段800，以保證線的位置。然后切割片803可移動(dòng)進(jìn)入線段以完全切割線或部分切割或磨損線。完全的切割可形成線鍵合32的端面38，此時(shí)毛細(xì)管804可遠(yuǎn)離線鍵合32移動(dòng)以例如形成另一個(gè)線鍵合。類似地，如果線段800被切割片805磨損，在線仍被線夾具803保持的情況下的鍵合頭單元的移動(dòng)可以通過在由部分切割磨損的區(qū)域處斷裂線段800而引起分離。
[0111]切割片805的移動(dòng)可通過氣動(dòng)裝置或伺服電動(dòng)機(jī)使用偏心凸輪啟動(dòng)。在其他示例中，切割片805的移動(dòng)可由彈簧或膜片啟動(dòng)。啟動(dòng)切割片805的觸發(fā)信號(hào)可以基于從球形鍵合的形成開始計(jì)時(shí)的時(shí)間延遲，或通過將毛細(xì)管804移動(dòng)至線鍵合基34之上的預(yù)定高度以啟動(dòng)觸發(fā)信號(hào)。這種信號(hào)可與操控鍵合機(jī)器的其他軟件關(guān)聯(lián)，以使在任何隨后的鍵合形成之前重新設(shè)定切割片805的位置。切割機(jī)構(gòu)也可包括在與切割片805相對(duì)且間隔開的第二切割片(未示出)，以從線的相對(duì)兩側(cè)切割線。
[0112]在另一個(gè)示例中，將激光器809與鍵合頭單元組裝且定位以切割線段。如圖33所示，激光器頭809可設(shè)置在毛細(xì)管804的外部，例如通過安裝至毛細(xì)管804或安裝在包括毛細(xì)管804的鍵合頭單元上的另一個(gè)點(diǎn)。激光器可在所需時(shí)間啟動(dòng)(例如上述關(guān)于圖32中的切割片805討論的)，以切割線800，在基34之上的預(yù)定高度形成線鍵合32的端面38。在其他實(shí)施中，激光器809可以布置為弓I導(dǎo)切割光束穿過或進(jìn)入毛細(xì)管804本身，且進(jìn)入鍵合頭單元內(nèi)部。在一個(gè)示例中，可以使用二氧化碳激光器，或可選地，可以使用Nd:YAG或銅蒸汽激光器。
[0113]在另一實(shí)施例中，使用圖34A-C所示的模板824以將線鍵合32與剩余線段800分離。如圖34A所示，模板824可為具有本體的結(jié)構(gòu)，該本體在或接近線鍵合32的所需高度限定上表面826。模板824可以配置為接觸導(dǎo)電元件28或在導(dǎo)電元件28之間的襯底12的任一部分。模板824包括相應(yīng)于線鍵合32的所需位置(如在導(dǎo)電元件28之上)的多個(gè)孔828。孔828的尺寸可形成為在其中容納鍵合頭單元的毛細(xì)管804，以使毛細(xì)管延伸進(jìn)入孔到相對(duì)于導(dǎo)電元件28的位置處，以將線800鍵合至導(dǎo)電元件28以形成基34 (如通過球形鍵合等)。當(dāng)線段被拉至所需長度時(shí)，毛細(xì)管804可垂直地移出孔828。一旦從孔828清除出去，線段可以被夾持(如通過夾具803)在鍵合頭單元內(nèi)，且毛細(xì)管804在橫向(如平行于模板824的表面826的方向)上移動(dòng)，以使線段800移動(dòng)接觸由孔828的表面和模板824的外表面826的交線限定的模板824的邊緣829。這種移動(dòng)可以導(dǎo)致線鍵合32與仍保持在毛細(xì)管804內(nèi)的線段800的剩余部分分離。重復(fù)上述過程以在所需位置形成所需個(gè)數(shù)的線鍵合32。在實(shí)施中，在線分離之前，垂直移動(dòng)毛細(xì)管，以使剩余的線段突出超過毛細(xì)管804的面806 —段足以形成下一個(gè)球形鍵合的距離802。圖34B示出模板824的變型，其中孔828可逐漸變小以使孔的直徑從在表面826的第一直徑增大到遠(yuǎn)離表面826的更大直徑。在圖34C所示的另一變型中，可形成具有一定厚度的外框架821的模板，該厚度足以使表面826以所需距離與襯底12間隔開?？蚣?21可至少部分地環(huán)繞腔823，框架821配置為鄰近襯底12布置，模板824的厚度在表面826和敞開區(qū)域823之間延伸，以使模板824的包括孔828的部分與襯底12在布置在襯底12上時(shí)間隔開。
[0114]圖20和圖21示出微電子組件510的進(jìn)一步的實(shí)施例，其中線鍵合532形成在引線框架結(jié)構(gòu)上。引線框架結(jié)構(gòu)的示例示出和描述在美國專利N0.7，176，506和N0.6，765，287中，其公開內(nèi)容通過引用并入本文。一般而言，引線框架是由導(dǎo)電金屬片(如銅)形成的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電金屬片被圖案化為包括多個(gè)引線的段且可進(jìn)一步包括底盤(paddle)和框架。如果在組件制造過程中使用這種框架，其可用于緊固引線和底盤。在一個(gè)實(shí)施例中，微電子元件(如晶片或芯片)可面朝上聯(lián)接至底盤且使用線鍵合電連接至引線?？蛇x地，微電子元件可直接安裝至在微電子元件下延伸的引線上。在這個(gè)實(shí)施例中，微電子元件上的觸點(diǎn)可通過焊錫球等電連接至各個(gè)弓丨線。然后弓I線可用于形成與各種其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的電連接，這些導(dǎo)電結(jié)構(gòu)用于承載電子信號(hào)電位至微電子元件或承載來自微電子元件的電子信號(hào)電位。當(dāng)結(jié)構(gòu)的組裝(包括在其上形成封裝層)完成時(shí)，框架的臨時(shí)元件可從引線框架的引線和底盤處移除，以形成單獨(dú)的引線。為了達(dá)到本發(fā)明的目的，單獨(dú)的引線513和底盤515被看作是分開的部分，共同形成在與其一體形成的部分內(nèi)包括導(dǎo)電元件528的襯底512。此外，在這個(gè)實(shí)施例中，底盤515被看作在襯底512的第一區(qū)域518內(nèi)，引線513被看作在第二區(qū)域520內(nèi)。在圖21的正視圖中，線鍵合524將承載在底盤515之上的微電子元件22連接至引線515的導(dǎo)電元件528。線鍵合532可在線鍵合的基534處進(jìn)一步聯(lián)接至引線515上另外的導(dǎo)電元件528。封裝層542形成至組件510上，使線鍵合532的端部538在表面544內(nèi)的位置處不被覆蓋。在關(guān)于在此所述的其他實(shí)施例的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)中，線鍵合532可具有未被封裝層542覆蓋的另外的或可選的部分。
[0115]圖24-26示出具有閉合環(huán)線鍵合832的微電子封裝810的進(jìn)一步可選實(shí)施例。該實(shí)施例的線鍵合832包括可聯(lián)接至相鄰導(dǎo)電元件828a和828b的兩個(gè)基834a和834b (如圖24所示)?？蛇x地，基834a和834b兩者皆可聯(lián)接至共用導(dǎo)電元件828 (如圖25和圖26所示)。在此實(shí)施例中，線鍵合832限定在兩個(gè)基834a、834b之間以環(huán)延伸的邊緣表面837，以使邊緣表面837在各個(gè)部分837a和837b中從基向上延伸至襯底812上的封裝層842的表面844處的頂點(diǎn)839。封裝層842沿著至少一些邊緣表面部分837a、837b延伸，以使各個(gè)部分相互分離，且與封裝810中的其他線鍵合832分離。在頂點(diǎn)839處，邊緣表面837的至少一部分未被封裝層842覆蓋，以使線鍵合832可用于與另一部件電互連，另一部件可為另一微電子部件或其他部件，諸如分立元件，如電容器或電感器。如圖24-26所示，線鍵合832形成為頂點(diǎn)839跨越襯底812的表面沿著至少一個(gè)橫向從導(dǎo)電兀件828偏置。在一個(gè)不例中，頂點(diǎn)839可覆蓋微電子元件820的主表面，或以其他方式覆蓋與微電子元件820對(duì)齊的襯底812的第一區(qū)域。線鍵合832的其他配置也是可行的，包括其中頂點(diǎn)839布置在其他實(shí)施例中所述的線鍵合的端面的任何一個(gè)位置處的配置。進(jìn)一步地，頂點(diǎn)839可在孔中不被覆蓋(如圖8A所示)。更進(jìn)一步地，頂點(diǎn)839可被拉伸且可在表面844上不被覆蓋且在表面844的長度上延伸，如關(guān)于圖10A-10D中的邊緣表面所示。通過以包圍頂點(diǎn)839的未覆蓋的邊緣表面837的形式提供連接特征(其由在兩個(gè)基834a、834b (而非一個(gè))之間延伸的線鍵合832支撐)，可實(shí)現(xiàn)在由主表面844限定的方向上的連接特征的更為精確的布置。
[0116]圖27和圖28示出圖24-26中的實(shí)施例的變型，其中使用鍵合帶934代替線鍵合834。鍵合帶可為導(dǎo)電材料的大體扁平的片，例如先前所述的線鍵合的形成材料中的任何一種。與線鍵合(其橫截面大體為圓形)相比，鍵合帶結(jié)構(gòu)的寬度可大于其厚度。如圖27所示，每個(gè)鍵合帶934包括鍵合且沿著導(dǎo)電元件928的一部分延伸的第一基934a。鍵合帶932的第二基934b可聯(lián)接至第一基934a的一部分。邊緣表面937在基934a和934b之間以兩個(gè)對(duì)應(yīng)部分937a及937b延伸至頂點(diǎn)939。頂點(diǎn)939所在區(qū)域中的邊緣表面的一部分未被封裝劑942覆蓋且沿著主表面944的一部分設(shè)置。進(jìn)一步的變型也是可行的，例如關(guān)于本文公開的其他實(shí)施例中所用的線鍵合所描述的其他變型。
[0117]以上討論的結(jié)構(gòu)可用于構(gòu)造不同的電子系統(tǒng)。例如，根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例的系統(tǒng)711包括微電子組件710 (如上所述)以及其他電子部件713和715。在所描述的示例中，部件713是半導(dǎo)體芯片而部件715是顯示屏，但也可使用任何其他部件。當(dāng)然，盡管圖23只描述了兩種額外的部件(為了清楚說明)，但系統(tǒng)可包括任何數(shù)目的此類組件。如上所述的微電子組件710可為(舉例而言)以上結(jié)合圖1所述的微電子組件，或參見圖6所述的包含多個(gè)微電子組件的結(jié)構(gòu)。組件710可進(jìn)一步包括圖2-22所述的實(shí)施例中的任何一個(gè)。在進(jìn)一步變型中，可提供多個(gè)變型，且可使用任何數(shù)目的此類結(jié)構(gòu)。
[0118]微電子組件710和部件713及715安裝在共用殼體719 (以虛線示意性示出)內(nèi)，且視需要彼此電互連以形成所需的電路。在所述示例性系統(tǒng)中，系統(tǒng)包括電路板717，例如柔性印刷電路板，且該電路板包括使部件互連的很多導(dǎo)體721 (圖23僅示出其中一個(gè))。但是，這僅僅是示例性的，可使用適用于進(jìn)行電連接的任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
[0119]殼體719被描述為可用于例如移動(dòng)電話或個(gè)人數(shù)字助理類型的便攜式殼體，且屏幕715暴露在該殼體的表面處。在微電子組件710包括光敏元件(如成像芯片)的情況下，也可提供透鏡723或其他光學(xué)裝置來用于引導(dǎo)光線至該結(jié)構(gòu)。同樣，圖23所示的簡化系統(tǒng)僅僅是示例性的，可使用以上所述的結(jié)構(gòu)制作其他系統(tǒng)，包括通常被視為固定結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，如臺(tái)式電腦、路由器等。
[0120]本發(fā)明的上述實(shí)施例和變型可與除了以上具體描述的方式之外的其他方式結(jié)合。本文旨在涵蓋本發(fā)明范圍和精神之內(nèi)的所有這樣的變型。
[0121 ] 盡管本文已參考特定實(shí)施例來闡述本發(fā)明，但應(yīng)理解這些實(shí)施例僅說明本發(fā)明的原理及應(yīng)用。因此應(yīng)理解為:在不背離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神及范圍的情況下，可對(duì)說明性實(shí)施例進(jìn)行諸多修改且可設(shè)計(jì)其他布置。
【權(quán)利要求】
1.一種微電子封裝的制作方法，包括: a)從鍵合工具的毛細(xì)管進(jìn)給具有預(yù)定長度的金屬線段； b)使用所述鍵合工具將所述金屬線的一部分鍵合至暴露在襯底的第一表面上的導(dǎo)電元件，從而在所述導(dǎo)電元件上形成線鍵合的基； c)將所述線的一部分夾持在所述鍵合工具內(nèi)； d)在被夾持部分和所述基部分之間的一位置處切割所述金屬線以至少部分地限定所述線鍵合的端面，所述線鍵合的邊緣表面限定在所述基和所述端面之間； e)重復(fù)步驟(a)-(d)以形成至所述襯底的多個(gè)所述導(dǎo)電元件的多個(gè)線鍵合；以及 e)然后形成覆蓋所述襯底的所述表面的介質(zhì)封裝層，其中，所述封裝層形成為至少部分地覆蓋所述襯底的所述表面和所述線鍵合的部分，以使所述線鍵合的未封裝部分由所述線鍵合的未被所述封裝層覆蓋的端面或邊緣表面中的至少一個(gè)的部分限定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述金屬線僅被部分穿過而切割，其中，從所述襯底的所述表面移開所述鍵合工具，而所述線的所述部分仍然被夾持，以使所述線在切割位置處斷裂，所述端面通過所述切割和所述斷裂形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在大體垂直于所述線鍵合的所述邊緣表面的方向上完全穿過所述線段進(jìn)行切割，所述線鍵合的所述端面通過所述切割形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，至少一個(gè)微電子元件覆蓋所述襯底的所述第一表面，其中，所述襯底具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述微電子元件位于所述第一區(qū)域內(nèi)，所述導(dǎo)電元件位于所述第二區(qū)域內(nèi)且電連接至所述至少一個(gè)微電子元件，其中，所述介質(zhì)封裝層形成為至少在所述襯底的所述第二區(qū)域內(nèi)覆蓋所述襯底的所述第一表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述封裝配置為第一個(gè)所述線鍵合適用于承載第一信號(hào)電位且第二個(gè)所述線鍵合適用于同時(shí)承載不同于所述第一信號(hào)電位的第二信號(hào)電位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用安裝在所述鍵合工具上的激光器切割所述金屬線段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述毛細(xì)管限定其用于進(jìn)給所述線段的面，其中所述激光器安裝在所述鍵合工具之上以將切割光束引導(dǎo)至布置在所述鍵合工具的所述面和所述線鍵合的所述基之間的所述線段的一位置處。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述鍵合工具包括限定其用于進(jìn)給所述線段的面的毛細(xì)管，所述毛細(xì)管包括在其側(cè)壁中形成的壁，其中，所述激光器安裝在所述鍵合工具上以引導(dǎo)切割光束穿過所述開口至布置在所述毛細(xì)管內(nèi)的所述線段的一位置處。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述激光器是C02、Nd:YAG或銅蒸汽激光器中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用在所述毛細(xì)管內(nèi)延伸的切割刃來切割所述金屬線。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述切割刃在朝向與所述線段相對(duì)的所述毛細(xì)管的壁的方向上延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，通過作為第一切割刃的所述切割刃和在所述毛細(xì)管內(nèi)延伸以與所述第一切割刃相對(duì)的第二切割刃的結(jié)合使用來切割所述金屬線。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述毛細(xì)管限定其用于進(jìn)給所述線段的面，其中，使用具有相對(duì)的第一切割刃和第二切割刃的切割裝置來切割所述金屬線，其中，所述切割裝置安裝在所述鍵合工具上以在所述鍵合工具的所述面和所述線鍵合的所述基之間的一位置處切割所述線段。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將模板布置在所述襯底上，所述模板具有覆蓋且暴露所述導(dǎo)電元件的至少部分的多個(gè)開口，所述開口限定布置在所述襯底上的第一高度處的各個(gè)邊緣，其中，通過所述線抵著所述模板開口的所述邊緣的橫向移動(dòng)來切割所述線段。
15.—種微電子封裝的制作方法,包括: a)將模板布置在加工用單元上，該加工用單元包括具有第一表面和遠(yuǎn)離所述第一表面的第二表面的襯底，微電子元件安裝至所述襯底的所述第一表面，多個(gè)導(dǎo)電元件暴露在所述第一表面上，至少一些所述導(dǎo)電元件電連接至所述微電子元件，所述模板具有覆蓋且暴露所述導(dǎo)電元件的至少部分的多個(gè)開口，所述開口限定布置在所述襯底上的第一高度處的各個(gè)邊緣； b)通過一工藝形成線鍵合，所述工藝包括從鍵合工具的毛細(xì)管進(jìn)給具有預(yù)定長度的金屬線段，將所述線段的部分聯(lián)接至一個(gè)所述導(dǎo)電元件以形成所述線鍵合的基，以及通過所述線抵著所述模板開口的所述邊緣的橫向移動(dòng)來剪切所述線段，以分離所述線鍵合和所述線段的剩余部分且在所述線鍵合上限定端面，所述線鍵合限定在所述基和所述端面之間延伸的邊緣表面；以及 c)重復(fù)步驟(b)以在多個(gè)所述導(dǎo)電元件上形成多個(gè)線鍵合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括在所述加工用單元上形成介質(zhì)封裝層，其中，所述封裝層形成為至少部分地覆蓋所述第一表面和所述線鍵合的部分，以使所述線鍵合的未封裝部分由所述線鍵合的未被所述封裝層覆蓋的所述端面或所述邊緣表面中的至少一個(gè)的部分限定。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，延伸超過所述毛細(xì)管的面的所述線段的所述剩余部分具有足以形成至少下一個(gè)線鍵合的基的長度。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述模板限定在一個(gè)所述孔的軸線方向上的厚度，其中，至少一些所述孔具有貫穿所述模板的所述厚度的一致的直徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述模板限定在一個(gè)所述孔的軸線方向上的厚度，其中，至少一些所述孔從鄰近所述邊緣的較小直徑逐漸變成所述邊緣與所述襯底之間的一位置處的較大直徑。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述模板包括具有在所述襯底的厚度的方向上的第一厚度且沿著所述襯底的一個(gè)或多個(gè)邊緣延伸的邊緣件，所述第一厚度限定所述第一高度，且中心部分包括所述孔且由所述邊緣件界定，所述中心部分具有背離所述襯底的外表面，所述外表面設(shè)置在所述第一高度處，所述中心部分進(jìn)一步具有小于所述第一厚度的厚度。
21.—種微電子封裝的制作方法,包括: a)從鍵合工具的毛細(xì)管進(jìn)給具有預(yù)定長度的金屬線段； b)使用所述鍵合工具將所述金屬線的一部分鍵合至暴露在襯底的第一表面上的導(dǎo)電元件，從而在所述導(dǎo)電元件上形成線鍵合的基； C)將所述線的一部分夾持在所述鍵合工具內(nèi)；以及 d)在所述毛細(xì)管內(nèi)在被夾持部分和所述基之間的一位置處切割所述金屬線以至少部分地限定距所述線鍵合的所述基預(yù)定距離的所述線鍵合的端面。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括: e)重復(fù)步驟(a)-(d)以形成至所述襯底的多個(gè)所述導(dǎo)電元件的多個(gè)線鍵合；以及 f)然后形成覆蓋所述襯底的所述第一表面的介質(zhì)封裝層，其中，所述封裝層形成為至少部分地覆蓋所述襯底的所述第一表面和所述線鍵合的部分，以使所述線鍵合的未封裝部分由所述線鍵合的未被所述封裝層覆蓋的所述端面或在所述基和所述端面之間延伸的邊緣表面中的至少一個(gè)的部分限定。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述金屬線僅被部分穿過而切割，其中，從所述襯底的所述第一表面移開所述鍵合工具，而所述線的所述部分仍然被夾持，以使所述線在切割位置處斷裂，所述端面通過所述切割和所述斷裂形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，在大體垂直于在所述基和所述端面之間延伸的所述線鍵合的邊緣表面的方向上完全穿過所述線段進(jìn)行切割，所述線鍵合的所述端面通過所述切割形成。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，至少一個(gè)微電子元件覆蓋所述襯底的所述第一表面，其中，所述襯底具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述微電子元件位于所述第一區(qū)域內(nèi)，所述導(dǎo)電元件位于所述第二區(qū)域內(nèi)且電連接至所述至少一個(gè)微電子元件，其中，所述介質(zhì)封裝層形成為至少在所述襯底的所述第二區(qū)域內(nèi)覆蓋所述襯底的所述第一表面。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述封裝配置為第一個(gè)所述線鍵合適用于承載第一信號(hào)電位且第二個(gè)所述線鍵合適用于同時(shí)承載不同于所述第一信號(hào)電位的第二信號(hào)電位。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，使用安裝在所述鍵合工具上的激光器切割所述金屬線。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，使用在所述毛細(xì)管內(nèi)延伸的切割刃切割所述金屬線。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述切割刃在朝向所述毛細(xì)管的壁的方向上延伸。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述毛細(xì)管限定其用于進(jìn)給所述線的面，其中，使用具有相對(duì)的第一切割刃和第二切割刃的切割裝置來切割所述金屬線，其中，所述切割裝置安裝在所述鍵合工具上以在所述毛細(xì)管內(nèi)切割所述線。
31.一種微電子封裝的制作方法，包括: a)提供與加工用單元的襯底相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)的表面，所述襯底具有第一表面和遠(yuǎn)離所述第一表面的第二表面，多個(gè)導(dǎo)電元件暴露在所述第一表面上，所述結(jié)構(gòu)具有覆蓋且暴露所述導(dǎo)電元件的至少部分的多個(gè)開口 ；以及 b)通過一工藝形成線鍵合，所述工藝包括從鍵合工具的毛細(xì)管進(jìn)給金屬線，將所述線的部分聯(lián)接至一個(gè)所述導(dǎo)電元件以形成所述線鍵合的基，相對(duì)于所述線鍵合的所述基來移動(dòng)所述鍵合工具以為所述線鍵合提供預(yù)定長度的所述線，以及通過所述鍵合工具相對(duì)于所述結(jié)構(gòu)的所述表面的移動(dòng)來分離所述線鍵合與所述線的剩余部分，以限定遠(yuǎn)離所述線鍵合的所述基的所述線鍵合的自由端部。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)為可移除的模板。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)布置在所述襯底的所述第一表面上。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)的所述表面包括在至少一個(gè)所述開口處的邊緣，其中，通過所述線抵著所述邊緣的移動(dòng)來剪切所述線，直至所述線鍵合與所述線分離。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，微電子元件安裝至所述襯底的所述第一表面，以及至少一些所述導(dǎo)電元件電連接至所述微電子元件。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，進(jìn)一步包括: c)重復(fù)步驟(b)以在多個(gè)所述導(dǎo)電元件上形成多個(gè)線鍵合。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，進(jìn)一步包括在所述加工用單元上形成介質(zhì)封裝層，其中，所述介質(zhì)封裝層形成為至少部分地覆蓋所述線鍵合的所述第一表面和部分，以使所述線鍵合的未封裝部分由所述線鍵合的未被所述封裝層覆蓋的所述自由端部的端面或在所述基和所述端面之間延伸的邊緣表面中的至少一個(gè)的部分限定。
38.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，延伸超過所述毛細(xì)管的面的所述線的所述剩余部分具有足以形成至少下一個(gè)線鍵合的基的長度。
39.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)限定在一個(gè)所述開口的軸線方向上的厚度，其中，至少一些所述開口具有貫穿所述結(jié)構(gòu)的厚度的一致的直徑。
40.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)限定在一個(gè)所述開口的軸線方向上的厚度，其中，至少一些所述開口從鄰近布置在所述襯底上的第一高度處的所述結(jié)構(gòu)的所述表面的邊緣的較小直徑逐漸變成所述邊緣與所述襯底之間的一位置處的較大直徑。
41.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)包括具有在所述襯底的厚度的方向上的第一厚度且沿著所述襯底的一個(gè)或多個(gè)邊緣延伸的邊緣件，所述第一厚度限定所述結(jié)構(gòu)的所述表面的邊緣在所述襯底上所布置的第一高度，且中心部分包括所述開口且由所述邊緣件界定，所述中心部分具有背離所述襯底的外表面，所述外表面設(shè)置在所述第一高度處，所述中心部分進(jìn)一步具有小于所述第一厚度的厚度。
【文檔編號(hào)】H01L25/10GK104170083SQ201380013536
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月24日
【發(fā)明者】雷納爾多·柯, 勞拉·馬卡瑞米 申請人:英聞薩斯有限公司