專利名稱：帶柔性平面引線的集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及集成電路，更 (^地，涉及ilh^太陽能面板的包括^^及 管的集成電路封裝，其適于耐受極端熱循環(huán)(諒如，在空間環(huán)境中發(fā)生的)。
背景技術(shù)：
微電子裝置典型地包^f皮包圍于封裝中的絲電路^^及管管芯(die),該 封裝具有多個(gè)允許至印刷電g的電附連的夕NP引線。這些半#裝置可用作 商用裝置，并且一些可用作高可靠#^置，例如用于軍事應(yīng)用中，包括^jU 于空間環(huán)境中那些應(yīng)用，例如衛(wèi)星、空間交通工具和太陽能面板。在空間環(huán)境 中，微電子裝置需要能耐受極端的麟環(huán)，例如從-197。C至+ 150。C。
所有材^pT熱膨脹系數(shù)，其是作為溫度的函數(shù)的用于表示材料膨賊收
縮的相對禾UL的熱學(xué)指標(biāo)(index)。材料在^卩時(shí)4姊，而受熱時(shí)則膨脹。因 此，微電子裝置^^J熱膨脹系數(shù)相近似的材料以使它們能耐受極端的熱循環(huán)。 裝置中熱膨脹系數(shù)相近似的部絲i^占附劑、膠、焊辨將彬匕固著，并因此 i^t在熱循環(huán)中分離。
在空間應(yīng)用中， 一個(gè)典型的集成電路包括可以接合到太陽能電池面板上的 太陽能電池_=1^1管。這些太陽能電池J^l管經(jīng)受一些最嚴(yán)酷的熱循環(huán)環(huán)境，假 定在M個(gè)生命周期中多次暴露于太陽下然后再被與其遮蔽開。常規(guī)上，這些 太陽能電池裝置包括玻璃，并^k^H^接(solder)或焊接(weld)至太陽能面 板，并Jit過剛'l^t料(例如剛性軸心引線)互i^M電路。這些剛性引線 能夠在一段時(shí)間內(nèi)承受極端熱循環(huán)，《錄生命周械P艮。這些軸心引線連接的裝置被設(shè)計(jì)用于至太陽能面板的焊料附連。在此設(shè)計(jì)中，由于熱膨脹失配、焊
料重結(jié)晶以;Si^Hf變(creep),焊辦點(diǎn)的繊環(huán)能力有限。于Ai^辦點(diǎn) 會(huì)斷裂，歸與電路的電連接斷開。
最近以來，太陽能面板制造商轉(zhuǎn)而通iiif^連接附連軸心引線連接的裝置。
軸心引線本身不易萍接。太陽能面板制造商努力解決萍接附連的問題。將平面
引線雜至圓的軸心引線的;1^^導(dǎo)致可靠'1"沐將一致性問題。因此，需要 一種更簡單更可靠的方法。
由于傳導(dǎo)損耗，集成電路在操怍期間產(chǎn)生熱量。為了正常工作，這些熱量 必須^Mv^置中排出。軸心引線連接的玻璃^L管尤其難于^^量^面^Ji并 有效移除熱量。太陽能面板制造商已*努力解決與軸心引線連接的玻璃^1 管相關(guān)的熱量問題。因此，需^~"種更高^ 散熱的裝置。
需^"-種 tii微電子的裝置，其適于耐受極端的熱循環(huán)，如空間環(huán)境中所 酬的綠

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明作為一種包括微電子電路和平面柔性引線的微電子裝1^技術(shù)上取 得了若干優(yōu)點(diǎn)。所述平面柔性引線適于4^咸應(yīng)力期間和極端溫度循環(huán)期間彎 曲和撓曲(flex)，并JUi樹過簡單的焊接或焊^^^lf所^^置直^^^ 構(gòu)件上。


圖1為才財(cái)居本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有平面柔性引線的微電子封裝的分解 艦圖2為圖1的孩吏電子^J"裝的i^f見圖； 圖3為沿圖2中3-3 ^#^的剖面圖； 圖4為一個(gè)多維的示例性例子的頂視圖； 圖5為圖4中示例性例子的,財(cái)見圖；以及 圖6為圖4中示例性例子的廟規(guī)圖。
M實(shí)施方式參見圖l，在10處一^L'1^示出了微電子裝置，可以看到其包括插A^E— 對平面柔性引線14和16之間的絲電5^且件12。如圖所示，可以看出，絲 電路組件12包^iO^鉬絲26^Ji的微電子電路22 (例如，管芯)，其中 26固著于撓曲引線16上。環(huán)28形成于基仗26上，，^!顛己置用于容 納微電子裝置的管芯附鄉(xiāng)38 (參見圖3)。
有利地，平面柔性引線14和16每一^f皮形成為薄片，例:Mf它們配置為 撓曲，尤其是在經(jīng)受W^力和極端繊環(huán)期間。平面柔性引線14和16可以 形成為膜(membrane)，但也可以具有其他的形狀和輪廓，并具有允許將電信 號從管芯22傳輸^^^到相應(yīng)的柔性引線14或16的另一構(gòu)件的導(dǎo)電部分。根 據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，整個(gè)柔性引線14和16包括導(dǎo)電構(gòu)件的平面薄片，如 金屬或金^^r，例如銅、金或銀，^^^可以^f^l^Mt^f^fiLit^^"發(fā)明 的范圍內(nèi)。在另一實(shí)施例中，柔性引線可以包鄉(xiāng)絲另一材料上的導(dǎo)電構(gòu)件， 例如支撐構(gòu)件(backing member)。在一^N^實(shí)施例中，柔性引線14和16 的厚度為3密耳，但其厚度可以達(dá)30密耳，這M于材料的期望的電導(dǎo)率和熱 導(dǎo)率、所期望的柔性、和與其意圖環(huán)嫂的^^性。
現(xiàn)在參見圖2，示出了組裝的微電子裝置10,可以看出其包括共線 (collinear)的平面柔性引線14和16， ^CS&置來將組件12夾在其相應(yīng)的端部 之間。
J脈參見圖3，示出了沿圖2中3-3 M^的裝置10的剖面圖。可以看出， 基^26具有下^4面32，其例^itit^用銅焊(brazing)、焊接、導(dǎo)電粘附 劑、或雞用于將絲電路絲結(jié)合至電極的^^a^固著于下柔性引線16的 頂表面。還可以看出，g26具有Ji^面34，管芯22已固著于其上，通過 iMl銅焊、；kf^或?qū)щ娔z固著于其。可以看到，上部構(gòu)件20與皿26粉^L 結(jié)合到管芯22的頂表面，并^S己置來向管芯22提供才A^iL撐。皿26和上部 構(gòu)件20還提供從管芯22的電路勤目應(yīng)的平面柔性引線14和16的一個(gè)或多個(gè) 導(dǎo)電路徑。如圖中所示，可以看到，環(huán)28固著在管芯22周界周圍，并在管芯 22周圍形成管芯附，38。環(huán)28用作在集成電路芯片22和柔性引線14與16 之間的積p^沖，以將引線14和16中的積械應(yīng)力與員電路芯片22隔離開。 可以看到，環(huán)形蓋構(gòu)件40設(shè)X^環(huán)28的表面上。蓋構(gòu)件40通過環(huán)形構(gòu)件42 (例如，1密耳厚的^JE胺層，也可以^^^N"料)與頂部平面柔性引線14 ，以形成密封。環(huán)28M包括合金，例如合金42,而構(gòu)件40可以包括 金屬，例如銅。皿26和上部構(gòu)件20M包括鉬，^fa^M^料^it合用作基 底和上部構(gòu)件。裝置10的所有構(gòu)件具有非常相近的熱膨脹系數(shù)，使得構(gòu)件棘 端，環(huán)期間不射目對于^tb^itl地應(yīng)變或itl地壓縮。在圖3所示的實(shí)施 例中，管芯22的厚度可以為5密耳，并且柔性引線14和16的厚度可以為3密 耳。
柔性引線14和16的厚;tA—個(gè)關(guān)鍵的P艮制因素。有利的，平面乘It引線 14和16包括合適的材料，并具有合適的厚度，以^f吏^"有^夠的枳械強(qiáng)度以將 組件12固著到另一構(gòu)件上，例如直接固著到太陽能面板上，同時(shí)，它仍足夠薄 以實(shí)現(xiàn)柔性絲受4MMi力(例如在太陽能面絲4^i中布署期間)而不沒有 劣^iU新裂。因此，期望的是，平面柔性引線的厚度不大于約30密耳，然而，
這并不奮M該厚度將局l^^t一嚴(yán)格的尺寸內(nèi)。
平面柔性引線14和16可以形成帶狀引線，當(dāng)附連于如太陽能電池面板的 敘內(nèi)構(gòu)件期間，或在^fM期間，在必要時(shí)其可以彎曲甚至扭曲。平面柔性引線 相對于常規(guī)的剛性軸心？ 1 mc得的技術(shù)優(yōu)勢在于這些平面《1線適于是可:kW 的，逸寸于經(jīng)歷極端熱循環(huán)的、例如空間環(huán)境中需要的裝Jjl優(yōu)選的附連方法。 軸心引M^IW方面并不十分理想。
盡管乘f生平面引線14和16的一^H^實(shí)施例為導(dǎo)電材料，例如金屬、合 金或^N"料，但是如果需要的話，這些引線也可以包括一種以上的材料，例 如，包樹目同或不同材料的多層構(gòu)件。例如，引線可以包括兩個(gè)平面構(gòu)件其沿 它們的主表面結(jié)合，或者，甚至可以包括在平面第二材料上的第一材料條 (strip)。因此，并不局限于包括單個(gè)材料的平面柔性引線。
管芯22可以包括太陽育^l管,并且需要時(shí)也可以包括，絲電路設(shè)計(jì)， 例i^^器、傳感器、或雞電學(xué)裝置。^ ^l管的情況下，上部柔性引線14 可以連接至^^f及管的陽極，并且下部柔性引線16可以連接J^fel管的陰極。組 件12可以,皮密^t地封閉，或者需要時(shí)也可以半密封地封閉。裝置10中所^^] 的所有^t料滿足空間放^!b范(space outgassing regulations)，并J^if過自 動(dòng)氧氣膝露M^ (automatic oxygen exposure regulations)。裝置10在尺寸上
T按比例縮》文，以it應(yīng)幾乎^fr^r管芯尺寸。由于其平面設(shè)計(jì)，裝置io是平的，
而JL輪廓非常低，這進(jìn)一步便于在需要時(shí)將裝置直4^^裝到太陽能面^LL。在封裝中可以使用各種硅二極管芯片，并且這些硅二極管芯片可以用于阻塞
(blocking)應(yīng)用和旁路(by-pass)應(yīng)用。該裝置^feit合于與當(dāng)前在空間中布 署的新的撓曲的太陽能電池面板-"^使用。對于熱管理，該裝置可以^Jl皿 沉至太陽能面板。有利的是，通過保護(hù)管芯結(jié)以避免太陽光，減少了反向泄漏 功率損失。由于所產(chǎn)生的熱量較少，也可以使用大的管芯來提^^低的正向電 壓降(Vf)。對于極低Vf應(yīng)用，也可以^^I肖特基管芯。該裝置能夠耐受-197。C
(液氮)直至+ 150。C脅液體。
盡管已經(jīng)就M的to實(shí)施例描述了本發(fā)明，^^; M頁域技權(quán)員而言， 在閱讀了本申請后，許多的變動(dòng)和改變將是顯而易見的。因此，意圖^w技
術(shù)的基礎(chǔ)Ji^可能寬泛的對所附權(quán)利要^i^ff^釋，以包括所有這些變動(dòng)和改 變。
權(quán)利要求
1.一種微電子裝置，包括基底，其具有上主表面和下主表面；集成電路，其耦接至所述基底上主表面；以及第一平面柔性引線，其耦接至所述基底并適于路由電信號。
2. :H5U'虔求1所述的微電子裝置，其中所錄一柔性引^^至所錄底下^4面，并^csi置用于對所iii^yi^yi力減輕。
3. ^M'溪求1所述的微電子裝置，其中所鄉(xiāng)一柔性引線包括導(dǎo)電材料。
4. :HsU，J要求l所述的微電子裝置，其中所述第一柔性引線具有導(dǎo)電平面部分。
5. :M5U'J要求4所述的微電子裝置，其中所述平面部分^fe金屬材料。
6. 如權(quán)利要求1所述的微電子裝置，其中所錄一柔性引線的厚度不大于 約30密耳。
7. 如;i5U'J要求1所述的微電子裝置，其中所鄉(xiāng)一柔性引^f顛己置為是可 焊接的。
8. :H5U'J要求1所述的微電子裝置，其中所iiJ^包括絲。
9. :N5U，虔求8所述的微電子裝置，進(jìn)一步包^iM在所^J4MUi并包 圍所述M電路的環(huán)。
10. ^M'J^求9戶斤述的孩先電子^L置，其中所^J^包^i5Xi^所述M 電路和所述第一乘lt《1線之間的導(dǎo)電部分。
11. :N5U，J^求1所述的孩i電子裝置，進(jìn)一步包"M^^J^斤述員電路的 第二平面柔性引線。
12. ^Mi虔求11所述的微電子裝置，其中所絲一柔性引線和所鄉(xiāng)二 柔性《1 M^S己置用于夾著所述絲電路。
13. :H5U'J^求12所述的微電子裝置，進(jìn)一步包^ilf^所述M電路和 所^二柔性 1狀間的構(gòu)件。
14. :i^慎求13所述的微電子裝置，所順件包括互絲所述絲電路 和所^二柔性引^:間的導(dǎo)電部分。
15. :H5U'漆求13所述的微電子裝置，其中所ii^ft^^至所iti^。
16. :M5U'澳求11所述的微電子裝置，進(jìn)一步包括^a^斤i4i^、 ^fi殳 J^所述M電路周圍的環(huán)，并且該環(huán)4皮iO^所iiJ^所,件之間。
17. :H5L利要求16所述的微電子裝置，進(jìn)一步包^iU^所述絲電路周 圍的M電^^腔。
18. 力^5U'漆求1所述的微電子裝置，其中所述絲電路為管芯。
19. ^5U'J^求1所述的孩i電子裝置，其中所述絲電路為>^1管。
20. ^^U'澳求1所述的微電子裝置，其中所iiiJ^包括鉬。
21. :H5U'漆求1所述的微電子裝置，其中所述柔性引線包総合至電多嫁 聚綠材料的銅、金或糾料，所甜料電錄聚楊材沐妙^iE胺。
全文摘要
一種微電子裝置，包括微電子電路和至少一個(gè)平面柔性引線。這些平面柔性引線配置成在機(jī)械應(yīng)力下可以彎曲和撓曲，以便直接將該裝置安裝至構(gòu)件上，而且能承受極端的熱循環(huán)，例如在太空中遇到的例如，-197℃至+150℃。
文檔編號H01L23/051GK101681889SQ200880014697
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者T·奧特麗 申請人:美高森美公司