半导体器件以及在lab期间控制翘曲的方法
技术领域
1.本发明总体上涉及半导体器件，并且更特别地涉及半导体器件以及在lab期间控制翘曲的方法。
背景技术：
2.半导体器件通常在现代电子产品中被找到。半导体器件执行宽泛范围的功能，诸如信号处理、高速计算、发射和接收电磁信号、控制电子器件、光电、以及为电视显示器创建视觉图像。半导体器件在通信、功率转换、网络、计算机、娱乐和消费产品的领域中被找到。半导体器件也在军事应用、航空、汽车、工业控制器和办公设备中被找到。
3.半导体器件通常连接到衬底以用于结构支撑和电气互连。将半导体器件接合到衬底的一种已知技术涉及激光辅助接合（lab），在其中，激光发射被投射到接合表面以熔化可熔材料。当激光发射被去除时，可熔材料再固化并且将半导体器件接合到衬底。已知激光发射会由于在大面积上存在热量而在半导体器件中诱发应力和可能的翘曲，特别是对于大的和/或薄的半导体晶圆或管芯而言。压缩lab（clab）已经被用于处理具有对翘曲的高敏感性的器件。在激光发射期间，对半导体晶圆或管芯施加压缩压力。然而，clab引入了复杂的过程控制参数，诸如压缩工具的平面度、工件（work block）的平面度、接触速度、力控制和位置控制。而且，在clab期间，存在凸块焊盘未对准的高风险。利用红外（ir）相机进行温度监视是不切实际的。
附图说明
4.图1a-1b图示了具有由锯道（saw street）分开的多个半导体管芯的半导体晶圆；图2a-2r图示了使用lab将覆盖有pi带的电气部件接合到衬底的过程；图3图示了在没有翘曲的情况下接合到衬底的电气部件；以及图4图示了具有安装到印刷电路板（pcb）的表面的不同类型的封装的pcb。
具体实施方式
5.在参考附图的以下描述中，在一个或多个实施例中描述了本发明，其中类似的数字表示相同或相似的元件。虽然在实现本发明目的的最佳模式方面描述了本发明，但是本领域技术人员将领会到，本发明旨在覆盖如由所附权利要求及其等同物所限定的本发明的精神和范围内可以包括的替代方案、修改和等同物，所附权利要求及其等同物由以下公开和附图支持。本文中使用的术语“半导体管芯”指代单词的单数和复数形式两者，并且因此可以指代单个半导体器件和多个半导体器件两者。
6.半导体器件通常使用两种复杂的制造过程来制造：前端制造和后端制造。前端制造涉及在半导体晶圆的表面上形成多个管芯。晶圆上的每个管芯包含有源和无源电气部件，其被电连接以形成功能电路。有源电气部件（诸如晶体管和二极管）具有控制电流流动的能力。无源电气部件（诸如电容器、电感器和电阻器）创建了对于执行电路功能所必要的
电压与电流之间的关系。
7.后端制造指代将所完成的晶圆切割或单体化成个体半导体管芯，并且封装半导体管芯以用于结构支撑、电气互连和环境隔离。为了使半导体管芯单体化，沿着被称为锯道或划线的晶圆的非功能区对晶圆进行刻划和断裂。使用激光切割工具或锯片对晶圆进行单体化。在单体化之后，个体半导体管芯被安装到封装衬底，该封装衬底包括用于与其他系统部件互连的引脚或接触焊盘。然后，在半导体管芯上形成的接触焊盘连接到封装内的接触焊盘。电连接可以用导电层、凸块、螺柱凸块、导电胶或引线接合来实现。密封剂或其他成型（molding）材料被沉积在封装上，以提供物理支撑和电隔离。然后，将所完成的封装插入到电气系统中，并且使得半导体器件的功能对其他系统部件可用。
8.图1a示出了具有基础衬底材料102的半导体晶圆100，基础衬底材料102诸如硅、锗、磷化铝、砷化铝、砷化镓、氮化镓、磷化铟、碳化硅、或用于结构支撑的其他块体材料。多个半导体管芯或电气部件104形成在晶圆100上，由非有源管芯间晶圆区域或锯道106所分开。锯道106提供了切割区域以将半导体晶圆100单体化成个体半导体管芯104。在一个实施例中，半导体晶圆100具有100-450毫米（mm）的宽度或直径。
9.图1b示出了半导体晶圆100的一部分的截面图。每个半导体管芯104具有背部或非有源表面108和有源表面110，所述有源表面110包含被实现为有源器件、无源器件、导电层和电介质层的模拟或数字电路，所述有源器件、无源器件、导电层和电介质层形成在管芯内并且根据管芯的电气设计和功能而电气互连。例如，该电路可以包括在有源表面110内形成的一个或多个晶体管、二极管和其他电路元件，以实现模拟电路或数字电路，诸如数字信号处理器（dsp）、专用集成电路（asic）、存储器或其他信号处理电路。半导体管芯104还可以包含用于rf信号处理的ipd（诸如电感器、电容器和电阻器）以及其他电路。表面108可以经受背部研磨以对半导体管芯104进行平面化。
10.使用pvd、cvd、电解电镀、无电镀过程或其他合适的金属沉积过程来在有源表面110上形成导电层112。导电层112可以是铝（al）、铜（cu）、锡（sn）、镍（ni）、金（au）、银（ag）或其他合适的导电材料的一个或多个层。导电层112作为与有源表面110上的电路电连接的接触焊盘而操作。
11.使用蒸发、电解电镀、无电镀、球滴或丝网印刷过程来在导电层112上沉积导电凸块材料。凸块材料可以是al、sn、ni、au、ag、pb、bi、cu、焊料及其组合，具有可选的焊剂溶液（flux solution）。例如，凸块材料可以是共晶sn/pb、高铅焊料或无铅焊料。使用合适的附着或接合过程将凸块材料接合到导电层112。在一个实施例中，通过将材料加热到其熔点以上来使凸块材料回流，以形成球或凸块114。在一个实施例中，凸块114形成在具有润湿层、阻挡层和粘合层的凸点下金属化（ubm）上。凸块114也可以压接或热压接至导电层112。凸块114表示可以在导电层112上形成的一种类型的互连结构。互连结构还可以使用接合线、导电胶、螺柱凸块、微凸块或其他电气互连。
12.图2a-2r图示了使用lab将电气部件接合到衬底的过程。电气部件的背面被覆盖有pi带，以减少应力和翘曲。图2a示出了设置在背部研磨带120上的来自图1b的半导体晶圆100，其中有源表面110和凸块114朝向该带的粘性表面122而定向。使半导体晶圆100达到与背部研磨带120接触，其中凸块114粘附到粘性表面122，如图2b中所示。背部研磨带120在随后的背部研磨操作期间将半导体晶圆100牢固地保持就位。
13.在图2c中，半导体晶圆100的背面108经受利用研磨机126的研磨操作，以将半导体晶圆100从780μm的原始厚度减小到大约70-300μm的厚度。研磨操作还对半导体晶圆100的背面128进行平面化。图2d示出了具有减小的厚度和平面化的背面128的半导体晶圆100。
14.在图2e中，支撑带130被粘附到半导体晶圆100的背面128。在一个实施例中，支撑带130是聚酰亚胺（pi）带，其具有在厚度上总计达250μm的粘合剂涂层。粘合剂涂层可以是硅树脂或丙烯酸粘合剂。pi带130与半导体晶圆100的背面128进行直接物理接触，并且用粘合剂涂层来固定。pi带130用于提供结构支撑并且在lab期间减少器件上的应力和翘曲。pi带130耐热至400 ℃，并且在近红外（nir）范围中具有高透射率，因此几乎没有吸收激光功率。pi带130具有0.95的明确定义的发射率，从而使得它适合于利用红外（ir）相机进行温度监视。其他材料可以用于支撑带，所述支撑带具有相似的结构和绝缘性质，该性质足以提供结构支撑并且在lab期间减少器件上的应力和翘曲。
15.图2f图示了具有pi带的多个层的另一实施例。在这种情况下，pi带130a被粘附到半导体晶圆100的背面128。pi带130b被粘附到pi带130a，以将总厚度增加到大于250μm，并且提供附加的结构支撑和应力消除。
16.返回到图2e的实施例，切割带132被施加到pi带130，如图2g中所示。切割带132与pi带130进行直接物理接触。在图2h中，将该组件倒置（invert），并且去除背部研磨带120。
17.在图2i中，利用锯片或其他切割工具138将半导体晶圆100单体化成多个半导体管芯104。特别地，切割工具138将半导体晶圆100和pi带130单体化，同时使切割带132处于基本上完整。半导体晶圆100被单体化成多个个体半导体管芯104，每个被背面128上的pi带130所覆盖，并且仍然附着到切割带132。个体半导体管芯104被指定为电气部件140。在另一实施例中，电气部件140可以是半导体管芯、半导体封装、表面安装器件、分立电气器件、分立晶体管、二极管、ipd或其他电气器件。
18.在图2j中，弹出工具142抵靠着切割带132的表面144来推进，以从切割带释放电气部件140。每个具有设置在背面128上的pi带130的电气部件140与切割带132分离。可以检查个体电气部件140并且对其进行电气测试，以用于标识单体化后kgd。
19.图2k示出了以规则的矩形形状完全覆盖半导体晶圆100的背面128的pi带130的透视图。pi带130可以具有其他几何形状和图案以优化结构支撑和应力消除，诸如图2l中的平行条带和图2m中的绝缘材料的岛（island）。
20.在图2n中，使用拾取和放置操作将来自图2j的个体电气部件140定位在互连衬底150上。互连衬底或pcb 150包括导电层152和绝缘层154。导电层152可以是al、cu、sn、ni、au、ag或其他合适的导电材料的一个或多个层。导电层152提供跨衬底150的水平电气互连以及衬底150的顶表面156和底表面158之间的垂直电气互连。取决于电气部件140的设计和功能，导电层152的部分可以是电公共的或电隔离的。绝缘层154包含二氧化硅（sio2）、氮化硅（si3n4）、氮氧化硅（sion）、五氧化二钽（ta2o5）、氧化铝（al2o3）、阻焊剂、聚合物、聚酰亚胺、苯并环丁烯（bcb）、聚苯并噁唑（pbo）以及具有类似绝缘和结构性质的其他材料的一个或多个层。绝缘层154提供导电层152之间的隔离。图2o示出了设置在互连衬底150的表面156上的电气部件140，其中凸块114与导电层152进行接触。
21.在图2p中，具有背面128上的pi层130的电气部件140当被设置在互连衬底150的表面156上时经受lab过程，其中激光器164投射激光发射166以将电气部件140的凸块114机械
地和电气地接合到互连衬底150的导电层152。激光发射166将凸块114加热到回流状态，以将凸块机械地和电气地接合到导电层152。替代地，电气部件140可以再次使用lab、用焊剂、非导电胶、非导电膜、各向异性导电胶等接合到互连衬底150。特别地，背面128上的pi带130提供了耐热性和高透射率，以几乎没有吸收激光功率。pi带130向电气部件140提供结构支撑，并且显著减少激光发射166期间的翘曲。利用pi带130的lab可以在利用ir相机取得温度测量结果的同时完成，而对制造吞吐量几乎没有影响。在lab之前设置在电气部件140的背面128上的pi带130在lab期间经受激光发射166时显著地减小了电气部件上的应力和翘曲。如背景技术中所讨论的，利用pi带130的lab具有的通过制造所处理的每小时单位（uph）大于clab的每小时单位。
22.在图2q中，pi带130通过热量、机械剥离、化学剥离或其他带去除程序来从背面128被去除。在图2r中，用锯片或其他切割工具170将互连衬底150单体化，从而留下具有电气部件140和互连衬底150的一部分的个体半导体封装172。电气部件140不会由于在lab期间使用pi带130作为电气部件的背面上的结构支撑而经历翘曲。
23.图3图示了具有被安装到互连衬底150的电气部件140的半导体封装172，其中凸块114使用lab被接合到导电层152。电气部件140不会由于在lab期间使用pi带130而经历翘曲。在lab之前设置在电气部件140的背面128上的pi带130在lab期间经受激光发射166时显著地减小了电气部件上的应力和翘曲。
24.图4图示了具有芯片载体衬底或pcb 402的电子设备400，其中在pcb 402的表面上安装了多个半导体封装，包括半导体封装172。取决于应用，电子设备400可以具有一种类型的半导体封装或多种类型的半导体封装。
25.电子设备400可以是使用半导体封装来执行一个或多个电气功能的独立系统。替代地，电子设备400可以是更大系统的子部件。例如，电子设备400可以是平板电脑、蜂窝电话、数字相机、通信系统或其他电子设备的一部分。替代地，电子设备400可以是图形卡、网络接口卡、或可以被插入到计算机中的其他信号处理卡。半导体封装可以包括微处理器、存储器、asic、逻辑电路、模拟电路、rf电路、分立器件、或其他半导体管芯或电气部件。小型化和轻量化对于使产品被市场接受是至关重要的。半导体器件之间的距离可以减小，以实现更高的密度。
26.在图4中，pcb 402针对安装在pcb上的半导体封装的结构支撑和电气互连提供了通用衬底。使用蒸发、电解电镀、无电镀、丝网印刷或其他合适的金属沉积过程来在pcb 402的表面上或层内形成导电信号迹线404。信号迹线404提供了半导体封装中的每一个、安装的部件和其他外部系统部件之间的电气通信。迹线404还向半导体封装中的每一个提供电源和接地连接。
27.在一些实施例中，半导体器件具有两个封装级别。第一级封装是用于将半导体管芯机械地和电气地附接到中间衬底的技术。第二级封装涉及将中间衬底机械地和电气地附接到pcb。在其他实施例中，半导体器件可以仅具有第一级封装，其中管芯被机械地和电气地直接安装到pcb。出于说明的目的，pcb 402上示出了若干类型的第一级封装，包括接合线封装406和倒装芯片408。另外，若干类型的第二级封装被示出安装在pcb 402上，包括球栅阵列（bga）410、凸块芯片载体（bcc）412、连接盘网格阵列（lga）416、多芯片模块（mcm）或sip模块418、四方无引脚扁平封装（qfn）420、四方扁平封装422、嵌入式晶圆级球栅阵列（ewlb）
424和晶圆级芯片尺度封装（wlcsp）426。在一个实施例中，ewlb 424是扇出晶圆级封装（fo-wlp），并且wlcsp 426是扇入晶圆级封装（fi-wlp）。取决于系统要求，以第一和第二级封装风格的任何组合来配置的半导体封装的任何组合以及其他电子部件可以连接到pcb 402。在一些实施例中，电子设备400包括单个附接的半导体封装，而其他实施例要求多个互连的封装。通过在单个衬底上组合一个或多个半导体封装，制造商可以将预制部件并入到电子设备和系统中。因为半导体封装包括复杂的功能，所以可以使用较不昂贵的部件和简化的制造过程来制造电子器件。结果得到的器件较不可能发生故障并且制造起来较不昂贵，从而导致了消费者的较低成本。
28.虽然已经详细说明了本发明的一个或多个实施例，但是技术人员将领会，在不脱离如以下权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下，可以作出对那些实施例的修改和改编。
技术领域
1.本发明总体上涉及半导体器件，并且更特别地涉及半导体器件以及在lab期间控制翘曲的方法。
背景技术：
2.半导体器件通常在现代电子产品中被找到。半导体器件执行宽泛范围的功能，诸如信号处理、高速计算、发射和接收电磁信号、控制电子器件、光电、以及为电视显示器创建视觉图像。半导体器件在通信、功率转换、网络、计算机、娱乐和消费产品的领域中被找到。半导体器件也在军事应用、航空、汽车、工业控制器和办公设备中被找到。
3.半导体器件通常连接到衬底以用于结构支撑和电气互连。将半导体器件接合到衬底的一种已知技术涉及激光辅助接合（lab），在其中，激光发射被投射到接合表面以熔化可熔材料。当激光发射被去除时，可熔材料再固化并且将半导体器件接合到衬底。已知激光发射会由于在大面积上存在热量而在半导体器件中诱发应力和可能的翘曲，特别是对于大的和/或薄的半导体晶圆或管芯而言。压缩lab（clab）已经被用于处理具有对翘曲的高敏感性的器件。在激光发射期间，对半导体晶圆或管芯施加压缩压力。然而，clab引入了复杂的过程控制参数，诸如压缩工具的平面度、工件（work block）的平面度、接触速度、力控制和位置控制。而且，在clab期间，存在凸块焊盘未对准的高风险。利用红外（ir）相机进行温度监视是不切实际的。
附图说明
4.图1a-1b图示了具有由锯道（saw street）分开的多个半导体管芯的半导体晶圆；图2a-2r图示了使用lab将覆盖有pi带的电气部件接合到衬底的过程；图3图示了在没有翘曲的情况下接合到衬底的电气部件；以及图4图示了具有安装到印刷电路板（pcb）的表面的不同类型的封装的pcb。
具体实施方式
5.在参考附图的以下描述中，在一个或多个实施例中描述了本发明，其中类似的数字表示相同或相似的元件。虽然在实现本发明目的的最佳模式方面描述了本发明，但是本领域技术人员将领会到，本发明旨在覆盖如由所附权利要求及其等同物所限定的本发明的精神和范围内可以包括的替代方案、修改和等同物，所附权利要求及其等同物由以下公开和附图支持。本文中使用的术语“半导体管芯”指代单词的单数和复数形式两者，并且因此可以指代单个半导体器件和多个半导体器件两者。
6.半导体器件通常使用两种复杂的制造过程来制造：前端制造和后端制造。前端制造涉及在半导体晶圆的表面上形成多个管芯。晶圆上的每个管芯包含有源和无源电气部件，其被电连接以形成功能电路。有源电气部件（诸如晶体管和二极管）具有控制电流流动的能力。无源电气部件（诸如电容器、电感器和电阻器）创建了对于执行电路功能所必要的
电压与电流之间的关系。
7.后端制造指代将所完成的晶圆切割或单体化成个体半导体管芯，并且封装半导体管芯以用于结构支撑、电气互连和环境隔离。为了使半导体管芯单体化，沿着被称为锯道或划线的晶圆的非功能区对晶圆进行刻划和断裂。使用激光切割工具或锯片对晶圆进行单体化。在单体化之后，个体半导体管芯被安装到封装衬底，该封装衬底包括用于与其他系统部件互连的引脚或接触焊盘。然后，在半导体管芯上形成的接触焊盘连接到封装内的接触焊盘。电连接可以用导电层、凸块、螺柱凸块、导电胶或引线接合来实现。密封剂或其他成型（molding）材料被沉积在封装上，以提供物理支撑和电隔离。然后，将所完成的封装插入到电气系统中，并且使得半导体器件的功能对其他系统部件可用。
8.图1a示出了具有基础衬底材料102的半导体晶圆100，基础衬底材料102诸如硅、锗、磷化铝、砷化铝、砷化镓、氮化镓、磷化铟、碳化硅、或用于结构支撑的其他块体材料。多个半导体管芯或电气部件104形成在晶圆100上，由非有源管芯间晶圆区域或锯道106所分开。锯道106提供了切割区域以将半导体晶圆100单体化成个体半导体管芯104。在一个实施例中，半导体晶圆100具有100-450毫米（mm）的宽度或直径。
9.图1b示出了半导体晶圆100的一部分的截面图。每个半导体管芯104具有背部或非有源表面108和有源表面110，所述有源表面110包含被实现为有源器件、无源器件、导电层和电介质层的模拟或数字电路，所述有源器件、无源器件、导电层和电介质层形成在管芯内并且根据管芯的电气设计和功能而电气互连。例如，该电路可以包括在有源表面110内形成的一个或多个晶体管、二极管和其他电路元件，以实现模拟电路或数字电路，诸如数字信号处理器（dsp）、专用集成电路（asic）、存储器或其他信号处理电路。半导体管芯104还可以包含用于rf信号处理的ipd（诸如电感器、电容器和电阻器）以及其他电路。表面108可以经受背部研磨以对半导体管芯104进行平面化。
10.使用pvd、cvd、电解电镀、无电镀过程或其他合适的金属沉积过程来在有源表面110上形成导电层112。导电层112可以是铝（al）、铜（cu）、锡（sn）、镍（ni）、金（au）、银（ag）或其他合适的导电材料的一个或多个层。导电层112作为与有源表面110上的电路电连接的接触焊盘而操作。
11.使用蒸发、电解电镀、无电镀、球滴或丝网印刷过程来在导电层112上沉积导电凸块材料。凸块材料可以是al、sn、ni、au、ag、pb、bi、cu、焊料及其组合，具有可选的焊剂溶液（flux solution）。例如，凸块材料可以是共晶sn/pb、高铅焊料或无铅焊料。使用合适的附着或接合过程将凸块材料接合到导电层112。在一个实施例中，通过将材料加热到其熔点以上来使凸块材料回流，以形成球或凸块114。在一个实施例中，凸块114形成在具有润湿层、阻挡层和粘合层的凸点下金属化（ubm）上。凸块114也可以压接或热压接至导电层112。凸块114表示可以在导电层112上形成的一种类型的互连结构。互连结构还可以使用接合线、导电胶、螺柱凸块、微凸块或其他电气互连。
12.图2a-2r图示了使用lab将电气部件接合到衬底的过程。电气部件的背面被覆盖有pi带，以减少应力和翘曲。图2a示出了设置在背部研磨带120上的来自图1b的半导体晶圆100，其中有源表面110和凸块114朝向该带的粘性表面122而定向。使半导体晶圆100达到与背部研磨带120接触，其中凸块114粘附到粘性表面122，如图2b中所示。背部研磨带120在随后的背部研磨操作期间将半导体晶圆100牢固地保持就位。
13.在图2c中，半导体晶圆100的背面108经受利用研磨机126的研磨操作，以将半导体晶圆100从780μm的原始厚度减小到大约70-300μm的厚度。研磨操作还对半导体晶圆100的背面128进行平面化。图2d示出了具有减小的厚度和平面化的背面128的半导体晶圆100。
14.在图2e中，支撑带130被粘附到半导体晶圆100的背面128。在一个实施例中，支撑带130是聚酰亚胺（pi）带，其具有在厚度上总计达250μm的粘合剂涂层。粘合剂涂层可以是硅树脂或丙烯酸粘合剂。pi带130与半导体晶圆100的背面128进行直接物理接触，并且用粘合剂涂层来固定。pi带130用于提供结构支撑并且在lab期间减少器件上的应力和翘曲。pi带130耐热至400 ℃，并且在近红外（nir）范围中具有高透射率，因此几乎没有吸收激光功率。pi带130具有0.95的明确定义的发射率，从而使得它适合于利用红外（ir）相机进行温度监视。其他材料可以用于支撑带，所述支撑带具有相似的结构和绝缘性质，该性质足以提供结构支撑并且在lab期间减少器件上的应力和翘曲。
15.图2f图示了具有pi带的多个层的另一实施例。在这种情况下，pi带130a被粘附到半导体晶圆100的背面128。pi带130b被粘附到pi带130a，以将总厚度增加到大于250μm，并且提供附加的结构支撑和应力消除。
16.返回到图2e的实施例，切割带132被施加到pi带130，如图2g中所示。切割带132与pi带130进行直接物理接触。在图2h中，将该组件倒置（invert），并且去除背部研磨带120。
17.在图2i中，利用锯片或其他切割工具138将半导体晶圆100单体化成多个半导体管芯104。特别地，切割工具138将半导体晶圆100和pi带130单体化，同时使切割带132处于基本上完整。半导体晶圆100被单体化成多个个体半导体管芯104，每个被背面128上的pi带130所覆盖，并且仍然附着到切割带132。个体半导体管芯104被指定为电气部件140。在另一实施例中，电气部件140可以是半导体管芯、半导体封装、表面安装器件、分立电气器件、分立晶体管、二极管、ipd或其他电气器件。
18.在图2j中，弹出工具142抵靠着切割带132的表面144来推进，以从切割带释放电气部件140。每个具有设置在背面128上的pi带130的电气部件140与切割带132分离。可以检查个体电气部件140并且对其进行电气测试，以用于标识单体化后kgd。
19.图2k示出了以规则的矩形形状完全覆盖半导体晶圆100的背面128的pi带130的透视图。pi带130可以具有其他几何形状和图案以优化结构支撑和应力消除，诸如图2l中的平行条带和图2m中的绝缘材料的岛（island）。
20.在图2n中，使用拾取和放置操作将来自图2j的个体电气部件140定位在互连衬底150上。互连衬底或pcb 150包括导电层152和绝缘层154。导电层152可以是al、cu、sn、ni、au、ag或其他合适的导电材料的一个或多个层。导电层152提供跨衬底150的水平电气互连以及衬底150的顶表面156和底表面158之间的垂直电气互连。取决于电气部件140的设计和功能，导电层152的部分可以是电公共的或电隔离的。绝缘层154包含二氧化硅（sio2）、氮化硅（si3n4）、氮氧化硅（sion）、五氧化二钽（ta2o5）、氧化铝（al2o3）、阻焊剂、聚合物、聚酰亚胺、苯并环丁烯（bcb）、聚苯并噁唑（pbo）以及具有类似绝缘和结构性质的其他材料的一个或多个层。绝缘层154提供导电层152之间的隔离。图2o示出了设置在互连衬底150的表面156上的电气部件140，其中凸块114与导电层152进行接触。
21.在图2p中，具有背面128上的pi层130的电气部件140当被设置在互连衬底150的表面156上时经受lab过程，其中激光器164投射激光发射166以将电气部件140的凸块114机械
地和电气地接合到互连衬底150的导电层152。激光发射166将凸块114加热到回流状态，以将凸块机械地和电气地接合到导电层152。替代地，电气部件140可以再次使用lab、用焊剂、非导电胶、非导电膜、各向异性导电胶等接合到互连衬底150。特别地，背面128上的pi带130提供了耐热性和高透射率，以几乎没有吸收激光功率。pi带130向电气部件140提供结构支撑，并且显著减少激光发射166期间的翘曲。利用pi带130的lab可以在利用ir相机取得温度测量结果的同时完成，而对制造吞吐量几乎没有影响。在lab之前设置在电气部件140的背面128上的pi带130在lab期间经受激光发射166时显著地减小了电气部件上的应力和翘曲。如背景技术中所讨论的，利用pi带130的lab具有的通过制造所处理的每小时单位（uph）大于clab的每小时单位。
22.在图2q中，pi带130通过热量、机械剥离、化学剥离或其他带去除程序来从背面128被去除。在图2r中，用锯片或其他切割工具170将互连衬底150单体化，从而留下具有电气部件140和互连衬底150的一部分的个体半导体封装172。电气部件140不会由于在lab期间使用pi带130作为电气部件的背面上的结构支撑而经历翘曲。
23.图3图示了具有被安装到互连衬底150的电气部件140的半导体封装172，其中凸块114使用lab被接合到导电层152。电气部件140不会由于在lab期间使用pi带130而经历翘曲。在lab之前设置在电气部件140的背面128上的pi带130在lab期间经受激光发射166时显著地减小了电气部件上的应力和翘曲。
24.图4图示了具有芯片载体衬底或pcb 402的电子设备400，其中在pcb 402的表面上安装了多个半导体封装，包括半导体封装172。取决于应用，电子设备400可以具有一种类型的半导体封装或多种类型的半导体封装。
25.电子设备400可以是使用半导体封装来执行一个或多个电气功能的独立系统。替代地，电子设备400可以是更大系统的子部件。例如，电子设备400可以是平板电脑、蜂窝电话、数字相机、通信系统或其他电子设备的一部分。替代地，电子设备400可以是图形卡、网络接口卡、或可以被插入到计算机中的其他信号处理卡。半导体封装可以包括微处理器、存储器、asic、逻辑电路、模拟电路、rf电路、分立器件、或其他半导体管芯或电气部件。小型化和轻量化对于使产品被市场接受是至关重要的。半导体器件之间的距离可以减小，以实现更高的密度。
26.在图4中，pcb 402针对安装在pcb上的半导体封装的结构支撑和电气互连提供了通用衬底。使用蒸发、电解电镀、无电镀、丝网印刷或其他合适的金属沉积过程来在pcb 402的表面上或层内形成导电信号迹线404。信号迹线404提供了半导体封装中的每一个、安装的部件和其他外部系统部件之间的电气通信。迹线404还向半导体封装中的每一个提供电源和接地连接。
27.在一些实施例中，半导体器件具有两个封装级别。第一级封装是用于将半导体管芯机械地和电气地附接到中间衬底的技术。第二级封装涉及将中间衬底机械地和电气地附接到pcb。在其他实施例中，半导体器件可以仅具有第一级封装，其中管芯被机械地和电气地直接安装到pcb。出于说明的目的，pcb 402上示出了若干类型的第一级封装，包括接合线封装406和倒装芯片408。另外，若干类型的第二级封装被示出安装在pcb 402上，包括球栅阵列（bga）410、凸块芯片载体（bcc）412、连接盘网格阵列（lga）416、多芯片模块（mcm）或sip模块418、四方无引脚扁平封装（qfn）420、四方扁平封装422、嵌入式晶圆级球栅阵列（ewlb）
424和晶圆级芯片尺度封装（wlcsp）426。在一个实施例中，ewlb 424是扇出晶圆级封装（fo-wlp），并且wlcsp 426是扇入晶圆级封装（fi-wlp）。取决于系统要求，以第一和第二级封装风格的任何组合来配置的半导体封装的任何组合以及其他电子部件可以连接到pcb 402。在一些实施例中，电子设备400包括单个附接的半导体封装，而其他实施例要求多个互连的封装。通过在单个衬底上组合一个或多个半导体封装，制造商可以将预制部件并入到电子设备和系统中。因为半导体封装包括复杂的功能，所以可以使用较不昂贵的部件和简化的制造过程来制造电子器件。结果得到的器件较不可能发生故障并且制造起来较不昂贵，从而导致了消费者的较低成本。
28.虽然已经详细说明了本发明的一个或多个实施例，但是技术人员将领会，在不脱离如以下权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下，可以作出对那些实施例的修改和改编。
再多了解一些
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