專利名稱：柔性導電互連的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及附著管芯(die)至封裝件(package)的互連。
背景技術：
通常當固定管芯于有機襯底時，在附著組裝工藝中，管芯中的層間電介質 (ELD)易于破碎。這種破碎是由于這樣的事實，即較低介電常數的層間電介 質比絕大多數傳統的ILD材料機械性更脆弱。
具體而言，現今的倒裝芯片技術用焊點來提供襯底和硅管芯之間的機滅和 電連接。最嚴重的應力狀況之一發(fā)生在芯片附著工藝中。應力產生于襯底和硅 管芯間膨脹系數不匹配的狀況。硅，焊盤材料(pad material),和襯底材料比 管芯內部的層間電介質更強硬。
在芯片附著工藝中，產生于在溫度變化中管芯和襯底的熱膨脹系數不匹配 和焊接所需要的升高的溫度的應力，通過焊點直接傳遞到管芯中。既然層間電 介質是管芯中最脆弱的材料，它可能受到損害。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的一些實施方案，導電聚合物可以用作附著管芯至封裝件的互 連的一部分。導電聚合物可以用在封裝件或管芯上。導電聚合物可以具有足夠 的柔性以斷氏在管芯中的層間電介質層中的應力。
如在這里所用的，導電聚合物是一種具有電導率至少為1E6西門子每米 (S/m)以上或者電阻率不超過銅的一至兩個數量級量值的聚合物。導電聚合 物的例子包括有機聚合物，共聚物，和共軛聚合物。具體的例子包括l^胺， 聚吡咯，聚噻吩(聚乙烯二氧噻吩，和聚(3-環(huán)己基噻吩))，聚(對亞苯基亞 乙烯基)，聚乙炔，聚(芴)聚萘和對棘硫。
在一些實施方案中，通過插入導電添加劑如 粒或金屬纖維如銅或銀纖 維，導電或不導電的聚合物可以變得導電或更加導電。在許多情況中，有機導 電聚合物具有離域(delocalized)的導帶，通常包括產生沒有定域態(tài)的能帶結 構的芳香族單元。已被導入導帶或價帶中的電荷載流子顯著地提升了導電能
力。
根據本發(fā)明的一些實施方案，理想的導電聚合物可以具有其表面法線方向
的大于7mm./N的撓度和在切線方向大于10mm./N的搬。


圖1是本發(fā)明的一 個實 案的局部放大圖； 圖2是本發(fā)明的另一個實 案的局部放大亂 圖3是本發(fā)明的另一個實施方案的局部放大圖；以及 圖4是根據本發(fā)明的一個實施方案的系統圖。 具體實施方案
參考圖1，根據本發(fā)明的一個實施方案，集成電路或管芯12可以固定于 襯底14。在本發(fā)明的一個實施方案中，集成電路12是包括焊料球22的倒裝芯 片，以形成集成電路12和襯底14的表面安裝連接。阻焊膜20可以環(huán)繞接觸區(qū)域。
襯底14可以包括較低的金屬或銅跡線16,,垂直的電連接或穿過介電 層18的通孔30耦合。介電層18,位于電通路的附近，可以由阻悍膜20覆蓋。 穿過阻焊膜的開口為跡線16和焊料球22之間的電連，供空間。
在本發(fā)明的一個實施方案中， 一對金屬焊盤26和24可以夾著插入的導電 聚合物28。在本發(fā)明的一個實施方案中焊盤26和24可以是銅。在這樣的實施 方案中，通 L 30可以也由銅來形成，盡管也可以用其它材料。在一個實施方 案中導電聚合物28的厚度可以為約10至50微米。在一些實施方案中，焊盤26、 24和聚合物28的總阻抗可以是約5毫歐或更少。
作為圖1中所示的布局的結果，肖辦得到皿線16到集成電路12的電導 通，與此同時提供緩沖給集成電路12。此緩沖產生于導電聚合物28相對于金 屬的更大的柔性。此緩沖可以保護集成電路12內部的層間電介質避免失效。 這可能是減小機械負載和與緩沖相關的機械擠壓的結果。導電聚合物的應用也 可以為集成電路12和襯底14之間的相應熱膨脹留有余地，因為壓力或張力可 以被吸收在聚合物28中。
參考圖2,根據本發(fā)明的另一個實施方案，可以使用單獨的一個金屬焊盤 24與導電聚合物28a,在一些實施方案中，它可以更厚。通常，導電聚合物28 或28a可以比傳統的用來形成互連的金屬諸如銅更具有柔性。i!M用導電聚合物作為互連的一部分，可以減小集成電路中層間電介質內 的應力。在一些實施方案中，導電聚合物沒有取代焊錫凸塊，僅僅只是用來減 小應力的附加層。
聚合物28或28a的形成可以Sii多種不同的方法完成。在一個實 案 中，聚合物可以被絲網印刷。另一種可替換的方式是將聚合物旋涂在上面，接 著，用光亥鵬從不需要聚合物的地方除去聚合物。同樣，可以用掩膜以便可以 淀積聚合物，之后除去掩膜。其它可能的技術包括濺射、浸漬、電鍍、電子束 淀積、噴射和真空淀積。
作為另一種替換方式，會形成導電聚合物的單體可以與聚合催化劑混合以 形成分散體。 一種合適的聚合催化劑是Baytron C催化劑，它是甲苯磺酸鐵m 鹽和正丁炔醇，由德國Gostar的H.C.Starck GmbH出售。Baytron C催化劑是 商業(yè)上可獲得的催化劑，用于Baytron M聚合物，即3， 4-乙烯二氧噻吩，是 由德國Gostar的H.C.Starck GmbH出售的單體。
一旦形成催化劑的分散體，多種技術可以用來施加聚合物，包括以上描述 的任何一種技術。在一些實施方案中，可以愈合或固化導電聚合物。固化可以 發(fā)生在每次導電聚合物層施加之后或者在整個導電聚合物涂層的施加之后。在 一些實施方案中，可以皿浸漬到電解液如磷酸和/或硫酸溶液中，然后對溶液 施加恒定電壓直到電流減小到預定水平，來固化導電聚合物。
參考圖3，集成電路管芯40的連接也可以如圖3所示il^柔性導電聚合 物28a完成。例如，可以在如互驗其它金屬線的導電鵬42上定錄性導 電聚合物28a。導電觸點或焊盤24可以定義在聚合物28a上，而且例如M31焊 料球22可以對其進行適當連接。另外，除了這是與集成電路管芯連接的事實 外，前面的討論等同地適用于本實施方案。鈍化層44可以環(huán)繞激蟲區(qū)域并且 覆蓋跡線42。在一些情況下層44可以小于10微米厚。
參考圖4,根據本發(fā)明的一個實施方案，集成電路10可以是處理器，如 例所示，它可以安裝在諸如計算機的電子組件36中。處理器可以與包括總線 的板30耦合，它接著將處理器與其它器件如存儲器32和輸鳩出接口 34電
豐禺合。
這樣，在一些實施方案中，板30可以與襯底14相對應。在其它實施方案 中，管芯可以是通過導電聚合物固定于襯底的處理器，可以封裝管芯和襯底成
為集成電路封裝件，之后安裝其至例如印刷電路板的板上。然而，通常，可以
耦合襯底14至板30。其它的排布也是可以的。當然，基于處理器的系統的構 造和它的應用是極其多變的。例如，除了形成母板上的集成電路或其它元件， 本發(fā)明可以用在多種集成電路中，提及的一些例子包括存儲集成電路，邏輯集 成電路，和通信電路。
通常，獲得集成電路至板或其它襯底的表面安裝，同時4頓相當低的介電 常數的材料，由于在處理集成電路和板的過程中熱膨脹系數的不匹配，擠壓， 和熱的施加，它可能易于破碎，實施例將應用于這樣的情況。
貫穿本說明書中的參照"一個實施方案"或"實施方案"意指與該實施 方案有關聯的特定的特征、結構或者特性包括在圍繞本發(fā)明內的至少一種實施 方式中。這樣，短語"一個實施方案"或"在實施方案中"的出現不一定是指 同樣的實施方案。另外，特定的特征，結構，或者特性可以存在于除了示出的 特定實施方案外的其它適當形式，并且所有的這些形式可以包含在本申請的權 利要求中。
盡管參照有限數目的實施方案描述本發(fā)明，本領域技術人員可以懂得大量 的由其而來的修改例和變形例。所附的權利要求意圖覆蓋所有的這些修改例和 變形例，只要是落入在本發(fā)明的確切精神和范圍內。
權利要求
1、一種方法，其包括通過導電聚合物電耦合具有焊料球的集成電路至襯底。
2、 根據權利要求l的方法，包括在襯底上提供導電聚合物。
3、 根據權利要求2的方法，包括用所述焊料球耦合所述集成電路至所述襯底。
4、 根據權利要求3的方法，包括在所述導電聚合物上提供金屬觸點，所 述金屬觸點接觸所述焊料球。
5、 根據權利要求4的方法，包括在所述導電聚合物下提供金屬觸點。
6、 根據權利要求5的方法，包括提供穿過所述襯底的通孔，所艦孔耦合至所述焊料球。
7、 根據權禾頓求l的方法，包括〗頓具有導電添加齊啲導電聚^1。
8、 根據權利要求1的方法，包括^ffi成形為導電的聚合物材料的導電聚合物。
9、 根據權利要求1的方法，包括使用具有至少1E6 S/m電導率的導電聚 合物進行的電耦合。
10、 根據權利要求1的方法，包括耦^成電路至襯底，所述集成電路包 括層間電介質。
11、 一種互連，包括 襯底；Sil焊料球表面安裝在所述襯底上的管芯；以及 所述襯底包括其上固定有所述焊料球的導電聚合物。
12、 根據權利要求11的互連，包括位于所述導電聚合物的至少一面上的金屬焊盤。
13、 根據權利要求ll的互連，包括位于所述聚合物的兩面上的導電焊盤。
14、 根據權利要求11的互連，包括通孔和跡線，所MM L和所皿線電耦合至所述導電聚合物。
15、 根據權利要求ll的互連，其中所述導電聚合鵬括導電的聚^t)。
16、 根據權利要求11的互連，其中所述導電聚合物包括聚合物和在所述 聚合物中肖嫩使電流被所述導電聚合物導通的材料。
17、 根據權利要求11的互連，其中所述導電聚合物具有至少1E6 S/m的電導率。
18、 根據權利要求n的互連，其中所皿，裝在集成電路封裝件中。
19、 根據權利要求ll的互連，其中所述集成電路包括層間電介質。
20、 根據權利要求11的互連，其中所述導電聚合物具有其表面法線方向 的大于7mm每牛頓的撓度。
21、 一種襯底，包括 結構；在所述結構上的金屬焊盤；以及 在所述結構和所述金屬焊盤之間的導電聚合物。
22、 根據權利要求21的襯底，其中所述襯底是印刷電路板。
23、 根據權利要求21的襯底，其中所述襯底是用，成電路封裝的襯底。
24、 根據權利要求21的襯底，包括位于所述導電聚合物的兩面上的金屬 焊盤。
25、 根據權利要求21的襯底，包括位于所述結構上的跡線和穿過所述結 構的通孔，所述通孔耦合至所，線和所述導電聚合物。
26、 根據權利要求21的襯底，其中所述導電聚合物具有至少1E6 S/m的電導率。
27、 根據權利要求21的襯底，其中所述導電聚合物具有其表面法線方向 的大于7mm每牛頓的撓度。
28、 根據權利要求21的襯底，其中所述導電聚合^a括導電的聚合物。
29、 根據權利要求21的襯底，其中所述導電聚合物包括聚合物和在所述 聚合物中育灘使電流被所述導電聚合物導通的材料。
30、 根據權利要求21的襯底，其中所述襯底是管芯。
全文摘要
柔性導電互連，包括由于工藝條件而易于失效的層間電介質的集成電路可通過借助導電聚合物上的焊料球將集成電路連接至襯底而得到保護。導電聚合物允許將電流導入或導出集成電路，并提供對包括機械撓動和熱膨脹以及收縮的應力的緩沖。結果，可以使用相對較低的介電常數的材料作為集成電路中的層間電介質。
文檔編號H01L23/48GK101106102SQ200710138509
公開日2008年1月16日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權日2006年6月27日
發(fā)明者F·華, J·馬維蒂, L·莫斯利 申請人:英特爾公司