專利名稱：將金屬表面附著到載體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
各個(gè)實(shí)施方式總體上涉及將金屬表面附著到載體的方法、將芯片附著到芯片載體的方法、芯片封裝(packaging)模塊以及封裝模塊。
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及在芯片和芯片載體之間產(chǎn)生可靠且穩(wěn)定的連接并且維持與芯片包覆(encapsulation)層的穩(wěn)定的連接。已知用于將芯片連接至芯片包覆層的多種不同方法，但是，很少知道用于可靠地將芯片連接至芯片載體的方法。迄今，已通過改變芯片載體的表面來進(jìn)行改進(jìn)芯片對(duì)于芯片載體的粘附的嘗試。但是，特別是在使用粘合劑(例如漿糊或膠水)時(shí)，進(jìn)行穩(wěn)定的芯片連接仍然存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施方式是一種將金屬表面附著到載體的方法，該方法包括在金屬表面上形成第一聚合物層；在載體的表面上形成第二聚合物層；并且使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種。


在附圖中，在不同示圖之間一般用相似的參考符號(hào)表示相同的部分。附圖沒有必要成比例、強(qiáng)調(diào)，而是總體上基于說明本發(fā)明的原理而設(shè)置。在以下說明中，本發(fā)明的各實(shí)施方式通過參考以下附圖進(jìn)行了描述，其中圖I示出了根據(jù)實(shí)施方式的將表面(例如金屬表面)附著到載體的方法。圖2A到圖2G示出了根據(jù)實(shí)施方式的將表面(例如金屬表面)附著到載體的方法。圖3示出了根據(jù)實(shí)施方式的將芯片附著到芯片載體的方法。圖4A到圖4B示出了根據(jù)實(shí)施方式的封裝模塊。圖5A到圖5B示出了根據(jù)實(shí)施方式的芯片封裝模塊。圖6示出了在芯片表面上的聚酰亞胺包覆層的超聲波圖像。
具體實(shí)施例方式下面的詳細(xì)說明參考附圖，以舉例方式示出了可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)和實(shí)施方式。本文使用的詞匯“示例性”意為“用作示例、實(shí)例或說明”。本文中描述為“示例性”的任何實(shí)施方式或設(shè)計(jì)不應(yīng)理解為比其他實(shí)施方式和設(shè)計(jì)優(yōu)選或者更好。通過在芯片載體上和在芯片背側(cè)涂布薄的聚合物層，使之能夠進(jìn)行穩(wěn)定的芯片附著，以及包覆層與芯片載體的穩(wěn)定連接。本文中用于描述在一側(cè)或表面“上”形成層的用語“上”，可以用于表示該層“直接”形成于所述側(cè)或表面“之上”，例如與所述側(cè)或表面直接接觸。本文中用于描述在一側(cè)或表面“上”形成層的用語“上”，也可以用于表示該層“間接”形成于所述側(cè)或表面“之上”，其中一個(gè)或多個(gè)附加層配置于所述側(cè)或表面與所形成的層之間。圖I示出了用于將金屬表面附著到載體的方法100，該方法包括在金屬表面上形成第一聚合物層(110);在載體的表面上形成第二聚合物層(120);以及使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種(130)；圖2A到圖2G示出了根據(jù)各實(shí)施方式的將表面202 (例如金屬表面202)附著到載體206的方法。圖2A示出了圖示200，根據(jù)方法100，其中方法100包括在表面202 (例如金屬表面202)上形成第一聚合物層204 (如110中所不)。表面202 (例如金屬表面202)可以是結(jié)構(gòu)212 (例如芯片)的表面。圖2B示出了圖示202，根據(jù)方法100，其中方法100包括在載 體206的表面222上形成第二聚合物層208 (如120)。第一聚合物層204和第二聚合物層208可以分別在其各表面202、222上通過諸如旋轉(zhuǎn)涂布、濺射、化學(xué)氣相沉積的沉積技術(shù)而形成。可以通過旋轉(zhuǎn)涂布獲得至少Iym的聚合物層厚度。可以通過濺射沉積或化學(xué)氣相沉積CVD獲得IOOnm以上5 μ m以下的聚合物層厚度。第一聚合物層204可以具有從約IOOnm到約100 μ m、例如從約500nm到約50 μ m、例如從約I μ m到約10 μ m的厚度。第二聚合物層204可以具有從約IOOnm到約100 μ m、例如從約500nm到約50 μ m、例如從約I μ m到約10 μ m的厚度。第一聚合物層204 (或第二聚合物層208)可以具有小于第二聚合物層208 (或第一聚合物層204)的厚度。第一聚合物層204 (或第二聚合物層208)可以具有小于約10 μ m的厚度而第二聚合物層208 (或第一聚合物層204)可以具有小于約IOOym的厚度。圖2C示出了根據(jù)方法100的圖示220，其中，方法100包括使第一聚合物層204和第二聚合物層208物理接觸。至少一個(gè)壓力處理和溫度處理(例如加熱)可以用于將表面(例如金屬表面)202連接到載體206。通過施加壓力，在表面202上形成的第一聚合物層和在載體上形成的第二聚合物層可以互相對(duì)向擠壓。第一聚合物層204和第二聚合物層208可以向?qū)Ψ綌U(kuò)散從而形成粘結(jié)的穩(wěn)定的互相連接。約O. lN/mm2到約10N/mm2之間、例如約
O.5N/mm2到8N/mm2之間、例如約lN/mm2到5N/mm2之間的范圍的壓力值可以施加到表面202和載體206。第一聚合物層204和第二聚合物層208可以被加熱至約100° C到約250° C、例如約120° C到約230° C、例如約150° C到約200° C的范圍內(nèi)的溫度。第一聚合物層204和第二聚合物層208之間的穩(wěn)定連接依賴于形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214。最高處理溫度可以是約400° C。在各種實(shí)施方式中，最高處理溫度可以小于等于250° C。因此，可以使用方法100實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)粘附處理(例如焊接)所用的溫度更低的處理溫度。通過互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214，聚合物到聚合物的連接技術(shù)可以用于在結(jié)構(gòu)212的表面和載體206的表面222之間形成穩(wěn)定的連接。第一聚合物層204可以根據(jù)結(jié)構(gòu)212的性質(zhì)來選擇和優(yōu)化，例如，選自聚酰亞胺、聚酰亞胺前體、其他熱固性樹脂如環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯和它們的前體、特定的熱塑性樹脂如聚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚苯硫醚、液晶聚合物以及這些聚合物的混合物的組。第二聚合物層208可以根據(jù)載體206的性質(zhì)來選擇和優(yōu)化，例如，選自聚酰亞胺、聚酰亞胺前體、其他熱固性樹脂如環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯和它們的前體、特定的熱塑性樹脂如聚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚苯硫醚、液晶聚合物以及這些聚合物的混合物的組。如圖2D的圖示230所示，互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214可以在第一聚合物層204和第二聚合物層208之間形成。互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214可以包括第一聚合物層204和第二聚合物層208，其中，互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214可以包括來自第一聚合物層204和第二聚合物層208的材料的物理混合。互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214可以包括第一聚合物層204和第二聚合物層208的分子的物理混合?；ハ酀B透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214可以包括第一聚合物層204和第二聚合物層208的分子的非化學(xué)鍵合?；ハ酀B透的聚合物結(jié) 構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214可以包括第一聚合物層204和第二聚合物層208中的一個(gè)在第一聚合物層204和第二聚合物層208中的另一個(gè)中的物理網(wǎng)絡(luò)?；ハ酀B透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214可以包括第一聚合物層204和第二聚合物層208中的一個(gè)在第一聚合物層204和第二聚合物層208中的另一個(gè)中靠近兩個(gè)聚合物的表面區(qū)域的物理纏結(jié)(entanglement)?；ハ酀B透和互相擴(kuò)散中的至少一種的區(qū)域，即互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214的厚度可以處于約2nm到約500nm、例如約5nm到約400nm、例如約IOnm到約IOOnm的范圍內(nèi)?；ハ酀B透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214可以包括第一聚合物層204和第二聚合物層208。第一聚合物層204和第二聚合物層208可以各自包括下列材料的組中的至少一種聚酰亞胺、聚酰亞胺前體、其他熱固性樹脂如環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯和它們的前體、特定的熱塑性樹脂如聚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚苯硫醚、液晶聚合物以及這些聚合物的混合物的組。第一聚合物層204和第二聚合物層208可以在高溫例如升到約300° C時(shí)保持穩(wěn)定，并可以在其各表面202、222上表現(xiàn)出非晶態(tài)特性。第一聚合物層204和第二聚合物層208可各自包括相同的材料。第一聚合物層204和第二聚合物層208可以由相同的材料形成。第一聚合物層204和第二聚合物層208也可以包括自由選擇的不同的材料。圖2E示出了圖示240，其中包覆層224可以在結(jié)構(gòu)212 (例如芯片)的至少一部分上形成，并且可以在載體206的至少一部分上形成。包覆層224可以在第二聚合物層208的至少一部分上形成，并且可以與第二聚合物層208互相擴(kuò)散以形成與載體206的穩(wěn)定連接。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層204和第二聚合物層208中的至少一個(gè)可以包括非晶材料。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層204和第二聚合物層208中的至少一個(gè)可以包括低結(jié)晶性材料。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層204和第二聚合物層208中的至少一個(gè)可以包括低粘性材料。在各種實(shí)施方式中，低粘性材料可以包括具有從約500到O. 5Pa*s的范圍內(nèi)的粘性、例如從約100到IPa · s的范圍內(nèi)的粘性、例如從約50到2Pa · s的范圍內(nèi)的粘性的材料。在各種實(shí)施方式中,低粘性材料可以包括諸如5Pa · s的材料。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層204和第二聚合物層208中的至少一個(gè)包括高粘性材料。在各種實(shí)施方式中，高粘性材料可以包括具有從約5000到約500Pa · s的范圍內(nèi)的粘性、例如從約2000到約IOOOPa · s的范圍內(nèi)的粘性、例如從約1000到約500Pa · s的范圍內(nèi)的粘性的材料。在各種實(shí)施方式中，高粘性材料可以包括具有諸如約IOOOPa · S、例如從約5000Pa · s到約500Pa · S、例如從約2000Pa · s到約IOOOPa · s的范圍內(nèi)的粘性、例如從約IOOOPa · s到約500Pa · s的范圍內(nèi)的粘性的材料。在各種實(shí)施方式中，高粘性材料可以包括諸如500Pa · s的材料。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層204和第二聚合物層208中的至少一個(gè)可以包括導(dǎo)電聚合物。第一聚合物層204和第二聚合物層208中的至少一個(gè)可以包括金屬。圖2F示出了圖示250，其中，第一聚合物層204和第二聚合物層208中的至少一個(gè)可以密集填充有 金屬(例如銀)粒子。圖2G示出了圖示260，其中聚合物對(duì)聚合物連接技術(shù)可以用于產(chǎn)生穩(wěn)定的連接。該聚合物對(duì)聚合物連接，例如第一聚合物層204對(duì)第二聚合物層208的連接可以應(yīng)用于結(jié)構(gòu)212 (例如芯片)和載體206 (例如芯片載體)之間。第一聚合物層204可以涂布于表面202 (例如金屬表面202)，其中表面202可以形成芯片背側(cè)的至少一部分。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層204可以包括有機(jī)聚合物，例如固化環(huán)氧樹脂成型化合物。第二聚合物層208可以包括聚酰亞胺?；ハ酀B透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214可以包括糾纏的界面，具有例如厚約Inm到約50nm、例如約IOnm到約40nm、例如約20nm到約30nm的范圍內(nèi)的規(guī)模(厚度)。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層204 (或第二聚合物層208)可以由比形成第二聚合物層208 (或第一聚合物層204)的分子218更小的分子216形成。較小的分子216可以包括單體鏈228。較小的分子216可以包括低聚物鏈226。第一聚合物層204 (或第二聚合物層208)的較小的分子216可以互相滲透和/或互相擴(kuò)散至第二聚合物層208 (或第一聚合物層204)中，例如，第一聚合物層204 (或第二聚合物層208)的較小的分子216可以穿過第二聚合物層208 (或第一聚合物層204)的較大的分子218之間的間隙，從而機(jī)械地將第一聚合物層204與第二聚合物層208相結(jié)合?；ハ酀B透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214可以形成在第一聚合物層204和第二聚合物層208之間的界面區(qū)域中。根據(jù)圖I和圖2所述的特征的基本功能將在所有下面更詳細(xì)描述的各種實(shí)施方式中參考和可應(yīng)用。與圖2A到圖2G中所述的相同的特征使用相同的參考標(biāo)號(hào)來表示。根據(jù)實(shí)施方式，載體206可以包括芯片載體306。結(jié)構(gòu)212可以包括芯片312，例如半導(dǎo)體芯片312。芯片載體306可以包括下列中的至少一個(gè)印刷電路板、另一芯片(further chip)、半導(dǎo)體晶片和引線框架。圖3描述了用于將芯片312附著到載體30的方法300。方法300可以包括在芯片的表面上形成第一聚合物層(310);在芯片載體的表面上形成第二聚合物層(320);使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種(330)。載體206的特征的基本功能適用于芯片載體306 ;結(jié)構(gòu)212的特征的基本功能適用于半導(dǎo)體芯片312。載體306和芯片312的特征的基本功能以及根據(jù)圖I和圖2所述的特征，適用于方法300以及所有下面將要更詳細(xì)描述的各種實(shí)施方式。圖4A示出了封裝模塊410的圖示400，包括金屬表面202和載體206 ;在金屬表面202上形成的第一聚合物層204 ;在載體206的表面上形成的第二聚合物層208 ;在第一聚合物層204和第二聚合物層208之間形成的互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214。圖4B示出了封裝模塊410的另一實(shí)施方式，封裝模塊430，其中，第一聚合物層204 (或第二聚合物層208)可以由比形成第二聚合物層208 (或第一聚合物層204)的分子218更小的分子216形成。在圖4B的情況中，示出了第一聚合物層204由比形成第二聚合物層208的分子218更小的分子216形成。較小的分子216可以包括單體鏈228和低聚物鏈226中的至少一種。圖5示出了芯片封裝模塊510的圖示500，包括芯片312和芯片載體306 ;在芯片312的表面202上形成的第一聚合物層204 ;在芯片載體306的表面222上形成的第二聚合物層208 ;在第一聚合物層204和第二聚合物層208之間形成的互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214。圖5B示出了芯片封裝模塊510的另一實(shí)施 方式，芯片封裝模塊530，其中，第一聚合物層204 (或第二聚合物層208)可以由比形成第二聚合物層208 (或第一聚合物層204)的分子218更小的分子216形成。在圖5B的情況中，示出了第一聚合物層204由比形成第二聚合物層208的分子218更小的分子216形成。較小的分子216可以包括單體鏈228和低聚物鏈226中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式，互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種214可以包括用于芯片312的凸點(diǎn)下金屬化層(underbump metallization)。芯片封裝模塊510可以包括倒裝芯片(flipchip)封裝模塊。芯片可以包括倒裝芯片。圖6示出了使用掃描聲學(xué)顯微鏡拍攝的芯片上表面(die front，小片前端)的聚酰亞胺包覆層的超聲波圖像。濕度敏感級(jí)別(moisture sensitivity level MSL)1/3X260。C IR-Reflow (紅外回流)&1000TC (-65° C/+150。C)。方法 100 和方法 300的至少一個(gè)可以用于在芯片和芯片載體之間以及包覆層和芯片載體之間形成沒有分層的穩(wěn)定的連接。這些超聲波圖像證明了在半導(dǎo)體封裝中高壓后互相滲透的網(wǎng)絡(luò)的粘附性方面的高性能能力。披露了一種用于將金屬表面附著到載體的方法，該方法包括在金屬表面上形成第一聚合物層；在載體的表面上形成第二聚合物層；使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間產(chǎn)生互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式，在金屬表面上形成第一聚合物層包括形成具有從約IOOnm到約5μπι的范圍內(nèi)的厚度的第一聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式，在載體的表面上形成第二聚合物層包括形成具有從約IOOnm到約5μπι的范圍內(nèi)的厚度的第二聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式，在金屬表面上形成第一聚合物層和在載體的表面上形成第二聚合物層包括形成具有比第二 (或第一)聚合物層更厚的厚度的第一(或第二)聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式，在金屬表面上形成第一聚合物層和在載體的表面上形成第二聚合物層包括以比形成第二 (或第一)聚合物層的分子更小的分子形成第一(或第二)聚合物層。
根據(jù)實(shí)施方式，以比形成第二 (或第一)聚合物層的分子更小的分子形成第一(或第二)聚合物層包括以包括單體鏈和低聚物鏈中的至少一種的更小的分子形成第一(或第
二)聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式，使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種包括使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，從而通過滲透第二 (或第一)聚合物層的第一(或第二)聚合物層的較小的分子而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式，使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸從而在第一聚合物層 和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種包括使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，在第一聚合物層和第二聚合物層之間的界面區(qū)域中形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式，使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種包括使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成包括第一聚合物層和第二聚合物層的互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式，在金屬表面上形成第一聚合物層和在載體的表面上形成第二聚合物層包括形成第一和第二聚合物層，它們各自包括下列材料的組中的至少一種聚酰亞胺、聚酰亞胺前體、熱固性樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯和它們的前體、熱塑性樹脂、聚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚苯硫醚、液晶聚合物。根據(jù)實(shí)施方式，在金屬表面上形成第一聚合物層和在載體的表面上形成第二聚合物層包括形成第一和第二聚合物層，其中，第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括導(dǎo)電聚合物、金屬、非晶材料和低結(jié)晶性材料中的至少一種。披露了一種用于將芯片附著到芯片載體的方法，該方法包括在芯片的表面上形成第一聚合物層；在芯片載體的表面上形成第二聚合物層；使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式，在芯片的表面上形成第一聚合物層包括形成具有從約IOOnm到約5μπι的范圍內(nèi)的厚度的第一聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式，在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括形成具有從約IOOnm到約5 μ m的范圍內(nèi)的厚度的第二聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括形成具有比第二 (或第一)聚合物層更厚的厚度的第一(或第二)聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括以比形成第二 (或第一)聚合物層的分子更小的分子形成第一(或第二)聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式，以比形成第二 (或第一)聚合物層的分子更小的分子形成第一(或第二)聚合物層包括以包括單體鏈和低聚物鏈中的至少一種的更小的分子形成第一(或第
二)聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式，使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種包括使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，從而通過滲透第二 (或第一)聚合物層的第一(或第二)聚合物層的更小的分子而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一 聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括以比形成第二 (或第一)聚合物層的分子更小的分子來形成第一(或第二)聚合物層，該更小的分子包括單體鏈和低聚物鏈中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式，使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種包括使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，從而通過滲透第二 (或第一)聚合物層的第一(或第二)聚合物層的更小的分子而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括形成第一和第二聚合物層，第一和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括下列材料的組中的至少一個(gè)聚酰亞胺、熱固性塑料如聚酰亞胺、聚酰亞胺前體、熱固性樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯和它們的前體、熱塑性樹脂、聚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚苯硫醚、液晶聚合物。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括形成第一和第二聚合物層，其中第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括導(dǎo)電聚合物。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括形成第一和第二聚合物層，其中第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括金屬，例如銀。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括形成第一和第二聚合物層，其中第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括非晶材料。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括形成第一和第二聚合物層，其中第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括低結(jié)晶性材料。根據(jù)實(shí)施方式，使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種包括使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成包括第一聚合物層和第二聚合物層的互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式，使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種還包括在同一處理中加熱第一聚合物層和第二聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括在芯片的表面上形成第一聚合物層和在包括印刷電路板的芯片載體的表面上形成第二聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括在芯片的表面上形成第一聚合物層和在包括另一芯片的芯片載體的表面上形成第二聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括在芯片的表面上形成第一聚合物層和在包括半導(dǎo)體晶片的芯片載體的表 面上形成第二聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上形成第一聚合物層和在芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括在芯片的表面上形成第一聚合物層和在包括引線框架的芯片載體的表面上形成第二聚合物層。披露了一種封裝模塊，該封裝模塊包括金屬表面和載體；在金屬表面上形成的第一聚合物層；在載體的表面上形成的第二聚合物層；在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成的互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種；根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上的第一聚合物層具有從約IOOnm到約5 μ m范圍內(nèi)的厚度。根據(jù)實(shí)施方式，在芯片載體的表面的第二聚合物層具有從約IOOnm到約5 μ m范圍內(nèi)的厚度。根據(jù)實(shí)施方式，第一(或第二)聚合物層具有小于第二 (或第一)聚合物層的厚度。
根據(jù)實(shí)施方式，第一(或第二)聚合物層由比形成第二 (或第一)聚合物層的分子更小的分子形成。根據(jù)實(shí)施方式，該更小的分子包括單體鏈和低聚物鏈中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式，互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)包括滲透第二 (或第一)聚合物層的第一(或)聚合物層的更小的分子。根據(jù)實(shí)施方式，互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)在第一聚合物層和第二聚合物層之間的界面區(qū)域中形成。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括下列材料的組中的至少一種聚酰亞胺、聚酰亞胺前體、熱固性樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯和它們的前體、熱塑性樹脂、聚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚苯硫醚、液晶聚合物。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括導(dǎo)電聚合物。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括金屬，例如銀。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括非晶材料。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括低結(jié)晶性材料。根據(jù)實(shí)施方式，互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種包括第一聚合物層和第二聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式，載體包括印刷電路板。根據(jù)實(shí)施方式，載體包括另一芯片。
根據(jù)實(shí)施方式，載體包括半導(dǎo)體晶片。根據(jù)實(shí)施方式，載體包括引線框架。披露了一種芯片封裝模塊，芯片封裝模塊包括芯片和芯片載體；在芯片的表面上形成的第一聚合物層；在芯片載體的表面上形成的第二聚合物層；在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成的互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種；根據(jù)實(shí)施方式,在芯片的表面上的第一聚合物層具有從約IOOnm到約5 μ m范圍內(nèi)的厚度。根據(jù)實(shí)施方式，在芯片載體的表面的第二聚合物層具有從約IOOnm到約5 μ m范圍內(nèi)的厚度。根據(jù)實(shí)施方式，第一(或第二)聚合物層具有小于第二 (或第一)聚合物層的厚度。 根據(jù)實(shí)施方式，第一(或第二)聚合物層由比形成第二 (或第一)聚合物層的分子更小的分子形成。根據(jù)實(shí)施方式，該更小的分子包括單體鏈和低聚物鏈中的至少一種。根據(jù)實(shí)施方式，互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)包括滲透第二 (或第一)聚合物層的第一(或第二)聚合物層的更小的分子。根據(jù)實(shí)施方式，互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)在第一聚合物層和第二聚合物層之間的界面區(qū)域中形成。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括下列材料的組中的至少一種聚酰亞胺、聚酰亞胺前體、熱固性樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯和它們的前體、熱塑性樹脂、聚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚苯硫醚、液晶聚合物。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括導(dǎo)電聚合物。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括金屬，例如銀。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括非晶材料。根據(jù)實(shí)施方式，第一聚合物層和第二聚合物層中的至少一個(gè)包括低結(jié)晶性材料。根據(jù)實(shí)施方式，互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種包括第一聚合物層和第二聚合物層。根據(jù)實(shí)施方式，芯片載體包括印刷電路板。根據(jù)實(shí)施方式,芯片載體包括另一芯片。根據(jù)實(shí)施方式，芯片載體包括半導(dǎo)體晶片。根據(jù)實(shí)施方式，芯片載體包括引線框架。雖然已根據(jù)具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了特別的展示和說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在不背離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的要旨和范圍的前提下進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種變化。所以，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來表示，因此旨在包括處于權(quán)利要求的等同物的含義和范圍內(nèi)的所有變化。
權(quán)利要求
1.ー種將金屬表面附著到載體的方法,所述方法包括 在所述金屬表面上形成第一聚合物層； 在所述載體的表面上形成第二聚合物層；以及 使所述第一聚合物層與所述第二聚合物層物理接觸，從而在所述第一聚合物層和所述第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在所述金屬表面上形成第一聚合物層包括形成 具有從約IOOnm到約5 μ m范圍的厚度的第一聚合物層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在所述載體的表面上形成第二聚合物層包括形成具有從約IOOnm到約5 μ m范圍的厚度的第二聚合物層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在所述金屬表面上形成第一聚合物層和在所述載體的表面上形成第二聚合物層包括形成厚度比第二聚合物層更小的第一聚合物層，或者形成厚度比第一聚合物層更小的第二聚合物層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在所述金屬表面上形成第一聚合物層和在所述載體的表面上形成第二聚合物層包括以比形成第二聚合物層的分子更小的分子形成第一聚合物層，或者以比形成第一聚合物層的分子更小的分子形成第二聚合物層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，以比形成第二聚合物層的分子更小的分子形成第一聚合物層或者以比形成第一聚合物層的分子更小的分子形成第二聚合物層包括以包括單體鏈或低聚物鏈中的至少ー種的更小的分子形成第一聚合物層或第二聚合物層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，使所述第一聚合物層與所述第二聚合物層物理接觸從而在所述第一聚合物層和所述第二聚合物層之間產(chǎn)生互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種包括使所述第一聚合物層與所述第二聚合物層物理接觸，從而使得互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種由互相滲透和/或互相擴(kuò)散至所述第二聚合物層的所述第一聚合物層的更小的分子形成，或者由互相滲透和/或互相擴(kuò)散至所述第一聚合物層的所述第二聚合物層的更小的分子形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，在所述金屬表面上形成第一聚合物層和在所述載體的表面上形成第二聚合物層包括形成第一聚合物層和第二聚合物層，其中，所述第一聚合物層和所述第二聚合物層中的至少ー個(gè)包括導(dǎo)電聚合物、金屬、非晶材料和低結(jié)晶性材料中的至少ー種。
9.ー種將芯片附著到芯片載體的方法，所述方法包括 在所述芯片的表面上形成第一聚合物層； 在所述芯片載體的表面上形成第二聚合物層；以及 使所述第一聚合物層與所述第二聚合物層物理接觸，從而在所述第一聚合物層和所述第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述芯片的表面上形成第一聚合物層包括形成具有從約IOOnm到約5 μ m范圍的厚度的第一聚合物層。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述芯片的表面上形成第一聚合物層和在所述芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括以比形成第二聚合物層的分子更小的分子形成第一聚合物層或者以比形成第一聚合物層的分子更小的分子形成第二聚合物層，其中，所述更小的分子包括單體鏈和低聚物鏈中的至少ー種。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，使所述第一聚合物層與所述第二聚合物層物理接觸從而在所述第一聚合物層和所述第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種包括使所述第一聚合物層與所述第二聚合物層物理接觸，從而使得互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種由互相滲透和/或互相擴(kuò)散至所述第二聚合物層的所述第一聚合物層的更小的分子形成，或者由互相滲透和/或互相擴(kuò)散至所述第一聚合物層的所述第二聚合物層的更小的分子形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述芯片的表面上形成第一聚合物層和在所述芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括形成第一聚合物層和第二聚合物層，其中，所述第一聚合物層和所述第二聚合物層中的至少ー個(gè)包括以下這組材料中的至少ー種聚酰亞胺、聚酰亞胺前體、熱固性樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯及它們的前體、熱塑性樹脂、聚醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚苯硫醚、聚醚砜、液晶聚合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，使所述第一聚合物層與所述第二聚合物層物理接觸從而在所述第一聚合物層和所述第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種包括使所述第一聚合物層與所述第二聚合物層物理接 觸，從而使得包括所述第一聚合物層和所述第二聚合物層的互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種形成在所述第一聚合物層和所述第二聚合物層之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，使所述第一聚合物層與所述第二聚合物層物理接觸從而在所述第一聚合物層和所述第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種還包括在同一處理中加熱所述第一聚合物層和所述第ニ聚合物層。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述芯片的表面上形成第一聚合物層和在所述芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括在所述芯片的表面上形成第一聚合物層和在包括印刷電路板的所述芯片載體的表面上形成第二聚合物層。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述芯片的表面上形成第一聚合物層和在所述芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括在所述芯片的表面上形成第一聚合物層和在包括另ー芯片的所述芯片載體的表面上形成所述第二聚合物層。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述芯片的表面上形成第一聚合物層和在所述芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括在所述芯片的表面上形成第一聚合物層和在 包括半導(dǎo)體晶片的所述芯片載體的表面上形成所述第二聚合物層。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述芯片的表面上形成第一聚合物層和在所述芯片載體的表面上形成第二聚合物層包括在所述芯片的表面上形成第一聚合物層和在包括引線框架的所述芯片載體的表面上形成所述第二聚合物層。
20.ー種封裝模塊，包括 金屬表面和載體； 在所述金屬表面上形成的第一聚合物層； 在所述載體的表面上形成的第二聚合物層；以及 在所述第一聚合物層和所述第二聚合物層之間形成的互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的封裝模塊，其中，所述載體包括印刷電路板。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的封裝模塊，其中，所述載體包括另ー芯片。
23.一種芯片封裝模塊，包括 芯片和芯片載體； 在所述芯片的表面上形成的第一聚合物層； 在所述芯片載體的表面上形成的第二聚合物層；以及 在所述第一聚合物層和所述第二聚合物層之間形成的互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的芯片封裝模塊，其中，所述互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少ー種包括所述第一聚合物層和所述第二聚合物層。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的芯片封裝模塊，其中，所述芯片載體包括引線框架。
全文摘要
本發(fā)明提供了將金屬表面附著到載體的方法、將芯片附著到芯片載體的方法、芯片封裝模塊以及封裝模塊，其中將金屬表面附著到載體的方法包括在金屬表面上形成第一聚合物層；在載體的表面上形成第二聚合物層；使第一聚合物層與第二聚合物層物理接觸，從而在第一聚合物層和第二聚合物層之間形成互相滲透的聚合物結(jié)構(gòu)和互相擴(kuò)散的聚合物結(jié)構(gòu)中的至少一種。
文檔編號(hào)H01L23/29GK102856218SQ201210216348
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者哈利勒·哈希尼, 弗朗茨-彼得·卡爾茨, 約阿希姆·馬勒, 曼弗雷德·門格爾 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司