TW200531227A - Structure and method of making capped chips having vertical interconnects - Google Patents

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200531227 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於微電子封裝。微電子晶片通常為薄的扁平 體，其具有相反面對且通常呈平面之前表面及後表面且具 有在此等表面之間延伸的邊緣。晶片具有通常位於該前表 面上之接觸件，其電連接至晶片内的電路。特定晶片需要 遍及整個前表面或一部分前表面之一保護元件，其在本文 中被稱為蓋帽或罩盍。舉例而言，被稱為表面聲波或，，SAW，， 晶片的晶片在其前表面之上倂入聲學活性區域，其必須藉 由一盍帽加以保護從而免受物理及化學損害。微機電或 MEMS"晶片包括微觀機電裝置（例如，諸如麥克風的聲能 轉換器），其必須由蓋帽加以覆蓋。用於MEMS及SAW晶片 的蓋帽必須自晶片的前表面間隔至活性區域中之蓋帽之下 的開放充氣空隙或真空空隙，使得該蓋帽並不接觸聲學或 機械元件。諸如光學感測晶片及發光晶片的某些電光晶片 具有亦須由一罩蓋加以保護的感光元件。有時壓控振盈器 (VCO)亦需要一置放於活性區域上之蓋帽。 【先前技術】 可以由諸如鈮酸鋰或鈕酸鋰材料的聲學活性材料而形成 的晶圓之形式或以可倂入該聲學活性材料之晶圓的形式來 製成微型S A W裝置。對該晶圓加以處理以形成大量s A W裝 置，且通常該晶圓亦具有用於在SAW裝置與其它電路元件 之間形成電連接的導電接觸件。在此處理之後，晶圓被切 斷以提供個別裝置。在切斷之前’以晶圓形式製造而成的 96376.doc 200531227 SAW裝置可具有蓋帽，同時仍呈晶圓形式。舉例而言，如 美國專利第6,429,511號中所揭示，可對由諸如矽之材料形 成的覆蓋晶圓加以處理以形成大量中空突出物且接著將其 結合至活性材料晶圓之頂表面，其中該等中空突出物朝向 活性晶圓。在結合之後，研磨該覆蓋晶圓以移除覆蓋晶圓 的材料直至突出物。此使得當蓋帽位於活性材料晶圓之上 時突出物處於適當位置，且因此形成了一複合晶圓，其中 每一 SAW裝置之活性區域由蓋帽加以覆蓋。 可切斷此複合晶圓以形成獨立單元。可將藉由切斷此晶 圓而獲得的單元安裝於諸如晶片載體或電路面板的基板之 ^:在安裝之後藉由線結合至活性晶圓上之接觸件而將該 等單兀電連接至基板上之導體，但此要求該等蓋帽呈有豆 大小足以容納引線結合過程之孔。此可增加形成每二單： 所需之活性晶圓的面積、要求額外操作並導致產生一顯著 大於該單元自身之總成。 在由，5U專利所揭示之另一替代例中，端子可形成於蓋帽 之頂表面之上且可在切斷之前（例如）藉由在組裝之前形成 於覆盖晶圓中之金屬通路而電連接至活性晶圓上之接觸 ^ °然而’蓋帽上之端子及用於將該等端子連接至活性晶 ®上之接觸件的通路之形成需要一系列相對複雜的步驟。 在為跑MS裝置提供端子之過程中可出現相似的問題。 币=此寻及其它原因，將需要對用於封裝SAW、MEMS、 笔光及其它蓋帽式裝置之過程及結構進 【發明内容】 民 96376.doc 200531227 根據本發明之—態樣，提供了一蓋 一晶片，該晶片且有_ 1 # 日日，"已括. 襯塾FK由ΛΛ 曝露於該前表面處之結合 襯墊£域中的複數個結合 件呈右—r笞主 盍巾目構件，該蓋帽構 愈底表面义面、與該頂表面相對的-底表面及在頂表面 = 延伸的複數個通孔，該蓋帽構件被安裝至該 日日仔〜底表面面向該晶片並與其間隔 複數個固能|雷、去μ 成伸並至少部分地穿過㈣通孔以形 成延伸穿過該等通孔之密封件。 根據本發明之一較伟能样 /u $，甘 孕又“樣，提供了-蓋帽式晶片，其中 至>、某些互連曝露於該蓋帽構 ㈣件之―個或乡個邊緣處，使 寻已曝路之互連界定出若干邊緣單元連接。 2據本發明之另-較佳態樣，該晶片包括與前表面相對 =一，表面，且該蓋帽式晶片進一步包括曝露於該底表面 干底°卩單70連接，其巾該等底部單元連接被導電地 連接至該等結合襯墊。 曰根據本發明之-較佳態樣’該蓋帽構件之底表面面向該 晶片之前表面。該等互遠鉍# 开！連榖佳包括可接合至該等結合襯墊 之可科電材料及可流料電材财之至少一者。 包括·蓋帽式晶片之總成進—步包括_具有複數個端子 之电路面板，其中該等互連被接合至該電路面板之端子。 ^蓋帽式晶片可進—步包括安置於通孔之壁上的可浸潤 區其中該至少一種材料接觸該等可浸潤區域。該蓋帽 式晶片亦可包括一密封件 1 丁什其包括選自可熔材料、黏接劑、 玻璃、熱塑性塑料及擴散結合媒體中之至少—種密封材 96376.doc 200531227 料，該密封件安置於該蓋帽構件之底表面與該晶片之前表 面的一部分之間，該密封件至少大體上密封該結合襯塾區 域及該空隙。 根據本發明之一較佳態樣’晶片之前表面與蓋帽構件之 底表面藉由（a)自晶片或蓋帽構件中之任—者突出的一特徵 部分；及（b)提供於密封材料中之間隔元件中之至少一者而 得以保持一受控間隔。 晶片可進—步包括—曝露於前表面處之表面聲波（SAW) 裝置’且在此狀況下，蓋帽構件可包括—具有被緊密匹配 至歸裝置之CTE的CTE之材料，該蓋帽式晶片進—步包括 -額外密封件，其將蓋帽構件之至少周邊邊緣密封至晶片 之周邊邊緣。 根據本發明之另一較佳能槐 / 1 土心、樣省寺互連包括與結合襯^ 形成導電連通的柱形凸嬙，兮楚^ ' A ^ ^違寺柱形凸塊延伸並至少部, 地穿，過該等通孔。 ) 較佳地，至少草4b知# A a > /、一#形凸塊具有可鄰接蓋帽構件之 面的肩狀物，該箄盾此"、 寺肩狀物保持晶片 < 前表面與蓋帽構件之 底表面之間的受控間隔。 為等枉形凸塊藉由以下材料中之 而得以密封：（a)#逡雪# W 材枓 導電材料.…得枉形凸塊突出穿過該非 等私材科，及（b)導電有機材料。 在一特疋貫施例中，該一 一 · 至少一種材料為可流動之導電材 料，且盍帽構件包括不合士 ,,^ , 曰被了机動之導電材料浸潤之έ士槿 材枓及由可被覆蓋通孔之辟 構 土的T机動之導體材料浸潤的材 96376.doc 200531227 料形成的概塾。 根據本發明之另-較佳態樣，通孔之至少若干部分呈錐 形，在自底表面朝頂表面之方向上逐漸變小，該等複數個 固態導電互連自晶片之結合襯墊延伸並至少部分地穿過該 等通孔。 ~ 根據本發明之另-較佳態樣，該蓋帽構件基本上由選自 由陶变、金屬、玻璃及半導體材料組成之群的至少一種材 料組成。 根據本如明之一特定較佳態樣，通孔之側壁被定向成與 頂表面具有約90度之角度。 -種用於製造根據本發明之一較佳態樣的蓋帽式晶片之 方法具有若干步驟，包括：將—蓋帽構件與_包括一個或多 個晶片之晶片構件對準，使得自該晶片構件突出之導電元 件延伸進人罩蓋構件中之通孔内且在平行於前表面之一個 或多個水平方向上至少部分地控料蓋構件相對於晶片構 件之位置。此方法亦包括形成延伸穿過罩蓋構件之互連， 使得該等互連包括導電元件。 較佳地’晶片構件包括接觸焊墊，且導電元件包括以下 物件中之至少-者：a)自該等接觸焊墊突出之柱形凸塊； 及b)女裝至該等接觸焊墊之導 在此方法之S車乂仏悲、樣中，在形成步驟期間該等導 元件將蓋帽構件固持於晶片構件之上，使得在結束該形 步驟時蓋帽構件與晶片構件之間存在一間隔。 根據此方法之另一較佳態樣’晶片構件為一包括複數 96376.doc •10· 200531227 曰曰片之單曰曰圓構件，該方法進一步包括在形成步驟之後 切斷該蓋帽構件及該晶圓構件以便提供複數個個別單元， 其中每一單元均包括一個或多個晶片、一蓋帽及一個或多 個互連。 根據本發明之另—較佳態樣，提供了—方法，其包括形 成在該單-晶圓構件與該蓋帽構件之間延伸之複數個環形 密封件的步驟’使得每—環形密封件均環繞-個或多個互 連’執行該切斷步驟使得每一單元均包括一個或多個環形

密封件。 V 【實施方式】 圖^-3C說明了 一蓋帽式晶片及在一用於製造根據本發明 之只轭例之盍帽式晶片的方法中的階段。特定言之，圖 3C說明了蓋帽式晶片2〇〇。 —諸如SAW裝置及MEM之特定類型的裝置需要加以氣密地 密封以在裝置之使用壽命期間適當地發揮作用。對於許多 :半導體裝置而言，若一封裝具有低於1χΐ〇_8 h We。之 氦、;戈漏率，則其被認為具有氣密性。諸如電光裝置之其它 震置不需要氣密性，但仍然最好封裝於—保護性罩蓋^ 如’一具有光透射性之罩蓋）之下’以作為防止微粒到達電 光裝置之表面的方法。 在-種用以形成蓋帽式晶片之方法中，將(例如)如包含於 含士重蓋帽之元件100或晶圓中的複數個蓋帽1〇2同時安裝 :複數個晶片(例如，一包含該等晶片之晶圓)，且接著將該 等晶片切斷以形成單元300,如最佳於圖 ^ I 77丨兄。在此方 96376.doc -11 - 200531227 法中’如圖1中所示，苔+ΤΞ7 L?—, 、 "丁 風巾目式兀件10Θ包括在邊界101處接合 之複數個盖帽1 〇 2。該菩炉斗—丄 意巾目式凡件100可具有剛性或稍微具 有可撓性，且多種材料可用於其構造。在一實施例中，當 待接合之盍帽式π件⑽及晶片之面積相當大時，蓋帽式元 件100基本上由-種或多種材料或若干材料之組合物構 成，該組合物之熱膨脹係數（下文中稱為"CTE")與待被覆蓋 之晶片的熱膨脹係數相似。舉例而言，蓋帽式元件⑽可包 括諸如陶竟、金屬、玻璃及半導體材料之__種或多種材料 或由其組成°當將晶片提供於⑪晶圓或具有相對低之cte 的其它此半導體晶圓之上日夺，蓋帽式元件1〇〇可由諸如石夕或 八匕半‘體銘錄合金（包括彼等具有特別低之CTE的合 金，諸如鎳與鐵之合金及鎳與鈷之合金）之CTE匹配材料組 成。其它CTE匹配金屬包括鉬。 當裝置區域2 0 8包括S A W裝置時，需要蓋帽式元件由一種 具有與SAW裝置之CTE相匹配的CTE的材料構造而成，當此 4 SAWI置被製造成组酸經晶圓時，由於銘具有與saw裝 置之CTE相匹配的CTE且可加以氧化從而（例如，藉由，，陽極 氧化）形成一絕緣介電材料氧化鋁，所以對蓋帽式元件而 言一較佳選擇為鋁。以此方式，將絕緣層形成於頂表面、 底表面及通孔之上，其中藉由該等絕緣層使隨後所形成之 電互連中之個別電互連彼此隔離。 如圖1中之進一步展示，蓋帽式元件1〇〇及其每一蓋帽1〇2 具有頂表面105及底表面103。在如所展示之一實施例中， 4頂表面及该底表面界定各自之平面。通孔104提供於蓋帽 96376.doc •12- 200531227 式元件100之中，該蓋帽式元件1〇〇在每個晶片中通常具有 一個或多個it孔。#由適用於特定材料或可製得該蓋帽式 兀件之材料的任何技術來提供通孔。舉例而言，當蓋帽式 兀件100主要包括矽、金屬、陶瓷及玻璃時，可藉由諸如蝕 刻或鑽孔之消減過程來提供通孔。或者，當蓋帽式元件100 包括一聚合物時，更需要藉由模製方法來提供該等通孔。 在圖1中所展示之實施例中，蓋帽式元件1〇〇主要由諸如玻 璃、陶瓷或矽晶圓之介電或半導體材料組成。應用於此等 材料之晶圓的典型蝕刻方法可導致產生通孔，如圖所示其 呈錐形以自一表面朝向另一表面逐漸變小，使得其具有一 呈大體上截頭圓錐體之形狀。在圖i中所展示之此實施例 中，使該等通孔呈錐形以在自頂表面朝向底表面之方向上 逐漸變小。在圖1中所展示之實施例中，將結合層（例如， 可藉由諸如焊料、錫或共晶組合物之可熔媒體而被直觀地 浸潤之區域106)提供於通孔104之側壁1 〇7之上。通孔之錐 形輪麼通常有助於允許可濩潤區域藉由沉積而形成於通孔 104之側壁107之上。適當的結合層將隨蓋帽式元件之材料 及用於形成結合之可溶材料而變化。特定可溶媒體可影塑 所形成之結合的阻抗特徵。為與諸如低熔點的以錫為主之 焊料的可炫媒體及半導體、陶瓷或玻璃蓋帽式元件1〇〇 一起 使用，一例示性結合層包括一上覆通孔104之側壁的01 μη1 厚的鈦層、一上覆該鈦層的額外〇·1 μηι厚的鉑層及一上覆 該鉑層的0 · 1 /xm厚的已曝露之金層。 如圖2A中所示，將蓋帽式元件ι〇〇對準至複數個附著晶片 96376.doc -13- 200531227 202，諸如包含於晶圓2〇 1或晶圓之一部分中並由密封媒體 206而密封至不透水。作為說明，密封媒體2〇6包括黏接劑、 玻璃（尤其是彼等具有低熔點的玻璃）、諸如焊料之可熔材料 或形成至元件之擴散結合的另一材料，例如，密封媒體可 使仔形成至一結合環之結合，如下文中將參考圖W對 其進行展示及描述。密封材料較佳地包括諸如下列材料中

之任一種或多種之材料··熱塑性塑料、黏接劑、及低熔點 玻璃，其通常將蓋帽之底表面5〇2直接結合至晶片之前表面 601，而無需插入電鍍金屬。否則，可由焊料、共晶組合物 或能夠與提供於晶片之前表面6〇1上之電鍍金屬（例如，密 封環802及為此而提供於蓋帽5〇〇之底表面上之對應的電鍍 、屬804)开^成擴散結合的一種或多種金屬來執行結合。當 被封材料具有與焊料流動溫度相一致的附著溫度時，由於 盍帽之鄰接底表面&晶片《前表面藉由焊米斗之遞減重量而 被聚集在一起，所以使得密封件得以形成。

、曰日圓20 1亦展不於圖2B中之俯視圖中。作為說明，該晶圓 為包括至少一層半導體材料（包括但不限於矽、矽之合金、 其匕IV族半導體、Ιπ_ν半導體&π_νι半導體）之許多可獲得 雕，聖的日日圓中之一種。每一晶片202包括一提供於該半導 版凌置層（其包括（例如）整體地形成至晶片之半導體材料的 另们或夕個主動或被動裝置）中之半導體裝置區域204。此 凌置之實例包括（但不限於）諸如SAW裝置、MEMS裝置、 聍〇等微兒子或微機電裝置及電光裝置。當此；裝置存在 了底表面103與晶片2〇2之前表面216間隔以便界定蓋帽式 96376.doc -14- 200531227 元件100與晶片202之間的充氣空隙或真空空隙214。每一晶 片202之裝置區域2〇4藉由佈線21〇而被導電地連接至安置 於每一晶片之前表面216處之結合襯墊區域中的結合襯墊 208。在某些類型之晶片中，結合襯墊2〇8包括可由焊料浸 潤之區域’其被曝露於前表面處。在一實施例中，裝置區 域204包括一 SAW裝置，且以環繞結合襯墊2〇8及裝置區域 204之方式將密封媒體安置成環形或環狀圖案從而將將每 一蓋帽102氣密地密封至每一晶片2〇2。 圖3 A至3C為進一步的剖視圖，其說明了其中形成自每一 晶片202之結合襯墊2〇8延伸進入通孔1〇4之導電互連3〇3的 進一步階段。如圖3A中所示，在蓋帽式元件1〇〇之頂表面1〇5 處的通孔104處提供一塊體，例如可流動之導電媒體的 球。作為說明，球302包括可熔導電材料，諸如焊料、錫或 共晶組合物。如所示，可將可熔材料3〇2之塊體置放於蓋帽 式元件1〇〇上以便稍微靠在通孔1〇4内部。當可熔材料3〇2為 焊球或其它可溶材料球時，可藉由以下方法將該等球置放 於盖帽式7L件之通孔之上或之中··置放並對準蓋帽式元件 上之含孔螢幕並允許球下落穿過螢幕之孔而進入通孔1〇4 内直至-個此類球靠在其中將形成一導電互連的每一通孔 中。其後，如圖3B中所示，使得球之可溶材料形成至晶圓 之晶片202之結合襯塾·的結合。舉例而言，當導電材料 為諸如焊料、錫或共晶組合物之可溶材料時，可直接向該 等球施加熱藉由將蓋帽式元件及晶片加熱至使得材料流動 之點而向該等球施加埶。由於μ .'、、由於此過程，可熔材料流入電鍍 96376.doc -15- 200531227 金屬10 6上並將其浸潤，且、、亡 且机入結合襯墊208上並將其浸 以形成至晶片202之結合襯墊2〇8的結合。此過程之另_ 果為：可料電材料304形成統-的固態導電互連3〇3j 自結合概塾2 0 8延伸進入j丨士 & 甲運入通孔中以形成可熔導電材料之固 態塊體。由此形成之莫雷μ μ 成之V私塊體延伸穿過通孔之全寬以密封 該通孔並藉此將位於蓋帽下方之空隙214與出現於該通孔 上之周圍媒體分離。 此後，將由蓋帽式元件100及晶圓201所形成之總成在可 界定其邊界HH的切割線處切斷形成個別蓋帽式晶片，圖％ 中展不了其中一個盍帽式晶片。下文中，雖然關於個別晶 片及個別蓋帽通常描述了若干過程及附圖，但是除非另有 註解^則亦應理解為將其應用於多重附著晶片（例如晶圓） 及一蓋帽式元件之多重附著蓋帽（例如，蓋帽晶圓）之同時處 理。 圖4A及4B分別為剖視圖及自頂向下視圖，其說明了蓋帽 式晶片430之一特定實施例，其中藉由一形成於蓋帽1〇2之 頂表面上之跡線434來導電地連接電互連3〇3，以便達到再 分配電連接之目的。在此實施例中，跡線434自一提供於側 壁上之結合層106延伸穿過位於一個電互連3〇3&處之通孔 而到達一提供於另一電互連3〇3a處的結合層1〇6。跡線434 可與結合層106在分開的時間形成或與結合層1〇6同時形 成。如圖4A中所示，在位於通孔436下方之區域中的蓋帽與 晶片202之間提供密封媒體432。當將可熔導電材料置放於 通孔43 6以及通孔43 8中並加熱時，該材料形成至結合層i 〇7 96376.doc -16 - 200531227 之固態結合式連接並在結合襯墊208與電互連3〇3b之間形 成導電連接。應注意，在此過程期間，由於密封媒體432會 阻礙材料低於蓋帽102之底表面而流動，所以可熔材料不會 自通孔436流至晶片上。或者，若該配置允許晶片之兩個結 合襯墊處於相同電位（例如，以便達到分配電源或接地連 接），則晶片可包括一位於通孔436下方之結合襯墊，及並 非安置於通孔436之下的密封媒體432，使得電互連川几亦 被結合至彼結合襯塾。 諸如焊料之可料電材料以上X中所討論之方式在具有 結合襯墊之晶片±流動並與其結纟，該等結合概塾包括可 由焊料或其它可熔材料浸潤之曝露區域。在某些類型之晶 片中，尤其是彼等具有紹結合襯墊之晶片及某些類型之 SAW裝置晶片’結合襯墊不會被焊料或其它此可炫材料浸 潤’其仍呈當進行封裝時可獲得晶片之形態。㈣合概塾 在普通大氣條件下發生氧化以形成通常不會被焊料之㈣ ，潤的氧化銘之表面層。另一方面，某些類型之晶圓(尤其 疋ΠΙ ¥化。物半導體晶圓)包括由-外金層形成或包括該 外至層的、合襯塾。在本文中，存在_不同問題：使結合 襯墊之至Ik叉由焊料及其它可熔材料溶解，此可潛在地損 Q、.σ σ襯墊；k而導致在結合襯墊與連接跡線之間產生一開 路。 解決此等問題之-方法為在將蓋帽式元件結合至晶圓之 前在該晶圓之結合襯墊208上特定地形成一結合層，該結合 層可被焊料（或待使用之其它可炼材料）浸潤。可藉由諸如用 96376.doc -17- 200531227 於在晶片上形成一”凸塊下電鍍金屬"（”UBM”）之過程來形 成此結合層。然而，某些類型之晶片（尤其是SAW裝置）對污 尔非$敏感且可被用於形成結合層之過程而受到降級。 因此，在圖5 A中所說明的本發明之一實施例中，可藉由 在已將蓋帽式元件接合至晶圓之後在晶片或晶圓之結合襯 墊上形成結合層來解決此關切之事。如圖5 A中所示，在此 實施例中，將包含晶片202及蓋帽1〇2之晶圓的經接合之總 成置放於一腔室中，其中使其經受一種或多種材料之沉積 以形成結合層540，例如，一位於結合襯墊2〇8之表面上的 UBM。亦可將一遮罩（例如，接觸遮罩）定位於蓋帽2〇2之 上，使得在沉積過程中僅曝露通孔1〇4。否則，在已將晶片 接合至蓋帽且已形成電互連3〇3之後，可將經沉積之材料自 盍帽202之頂表面移除。在此沉積過程中，蓋帽2〇2亦充當 蔽陰遮罩以防止UBM沉積於晶片202之裝置區域204上。 由於沉積，亦可在通孔1〇4之側壁1〇7上同時地形成結合 層106。在此過程期間，將存在於結合襯墊2〇8之表面上的 介電氧化物移除。 上文中關於圖1-3C而描述之實施例的一限制因素在於： 在回/机過程中需要焊球3〇2(圖3A)熔化以使得經熔化之焊 球的、、弓月面（未圖示）懸掛地足夠低從而接觸經Ubm塗佈之 結合襯墊208 ’且藉此建立與結合襯墊2〇8之焊料結合。不 管焊料結合之建立是否取決於若干因素（包括經熔化之焊 球的體積、面向晶片之通孔1〇4的開口之大小及晶片1〇2與 蓋帽ιοί之間的間隔之高度125)，需要像該過程之公差相對 96376.doc •18- 200531227 緊密。此外，此過程允許選擇蓋帽1〇2與晶片202之間的間 隔之高度125具有少許自由度。如吾人所要，此高度可由設 法藉由將蓋帽置放於晶片之裝置區域（諸如當該裝置區域 包括需要一空腔之SAW裝置或MEMS裝置時）上而獲取之功 能性來判定。 圖6 A-6B中所展示之實施例可解決此關切之事。在此實施 例中’向晶片之結合襯墊208施加導電柱形凸塊662，此在 s晶片呈晶圓形態時執行最佳。其後，將蓋帽式元件對準 至晶圓並密封至該晶圓。在對準步驟中，由於柱形凸塊662 在進行對準時豎起並至少部分地穿過通孔丨〇6，所以柱形凸 塊（尤其是若其包括相對較厚之軸）可辅助將蓋帽式元件適 s地對準至晶圓之過程。可直接向結合襯墊施加包含某些 金屬之柱形凸塊而無需首先施加諸如UBM之結合層，因此 可向不可直接被焊料浸潤之結合襯墊提供用以形成導電互 連之進一步替代方法。舉例而言，可以此方式施加基本上 由銅、鎳、銀、鉑及金中之一種或多種組成之柱形凸塊。 當在結合襯墊上提供可浸潤結合層時，便可使用焊料或其 匕可炫導電材料之柱形凸塊。 接著，將上文中關於圖3 A-3B而描述之過程用於形成電互 連663其包括柱形凸塊及可溶材料以便自結合襯塾208延 伸穿過通孔665。如上述之實施例中，在晶片2〇2與蓋帽1〇2 之間提供密封媒體664。某些密封媒體存在的一個問題為： 僅藉由在施加密封媒體之後控制密封媒體之量或向晶片之 位置所施加的壓力之量難以控制密封媒體之厚度T，且因此 96376.doc -19- 200531227 難以控制晶片與蓋帽之間的空隙2丨4之厚度。 在圖6 A中所示之實施例中解決了此關切之事，其中每一 導電柱形凸塊662均具有肩狀物666，蓋帽102之底表面1〇3 靠在其上以便將底表面103與晶片之前表面216間隔有距離 T。如自圖6A中顯而易見，距離T包括在晶片之前表面216 上延伸的結合襯墊208之任何厚度Τ2以及柱形凸塊之下側，， 球’’部分自結合襯墊208至肩狀物666之厚度。 如圖7Α中所示，在一特定實施例中，單元7〇〇包括導電互 連7〇3，其包括柱形凸塊662及一將該柱形凸塊密封至蓋帽 102的導電材料7〇4。在此實施例中，導電材料7〇4為導電有 機材料，諸如導電黏接劑或導電密封劑。當形成蓋帽之材 料與晶片並非CTE匹配時，便可有利地使用在室溫下或在 稍微升高之溫度下可進行固化的導電有機材料。以此方 式’可形成至單元700之導電互連703，而不會由於CTE失 配而在晶片或蓋帽中誘發應變。 如圖7Α中及圖7Β中之俯視圖中進一步展示，單元7〇〇可 進一步包括複數個此等導電互連703，其藉由跡線706而得 以連接至個別導電接觸件7 0 8。以此方式，藉由導電互連7 〇 3 及跡線706將脫離晶片202之訊號再分配至接觸件7〇8,該等 接觸件708與裝置區域710之距離更遠且更接近蓋帽式晶片 700之邊緣712。

如圖8 Α及8Β中所示，一旦已形成了 一包括一蓋帽式晶片 之單元300，便可接著將其對準至並表面安裝至一印刷電路 板（PCB)或其它類型之電路面板802以形成總成800。圖8A 96376.doc 200531227 展不了具有對準至端子（例如，電路面板8〇2之焊盤8〇8)之互 連的可熔材料304之單元300。圖祁說明了在加熱以造成可 熔材料被結合至電路面板802之端子8〇8之後所得到之總成 8〇〇。雖然熔劑通常用於在含氧環境令接合材料之目的:但 亦可在無熔劑之情況下在能抑制污染之條件下執行接合過 程，意即，藉由在存在不含氧環境（諸如氮、氬或真空）之情 況下將單元3〇〇接合至電路面板8〇2。 根據某些表面安裝實踐，在安裝單元之前可向電路面板 施加額外焊料以增加可獲得用以形成連接之焊料的體積。 若而要，可在安裝單元之前藉由熔劑向電路面板之端子施 加焊料之此等預成型坯。圖9A&9B說明了此技術。如圖9A 中所况明，由於用於製成蓋帽式晶片單元3〇〇之過程，使得 提供於單元300之通孔的結合層917上之可熔材料916並非 完全填充通孔，而是在電路面板8〇2上之通孔的一部分中留 有空隙92卜藉由在電路面板8〇2之端子92〇上提供額外焊料 或其它可熔材料之預成型坯922，可提供足夠焊料以在單元 3〇〇與電路面板之間提供一可靠連接。圖叩說明了在加熱以 引起包含於預成型坯内及通孔内之焊料發生，熔合與接合從 而被拉伸進入通孔中以形成至端子92〇之連接924之後由單 元及電路所形成之總成900。由於添加了來自預成型坯之焊 料，所以可提供膨脹式焊料連接924，其足以建立至端子之 連接。 作為上述内容之替代，可提供焊料預成型坯以用於將該 單兀分級地焊接至電路面板。換言之，可使用在比用於將 96376-doc -21 - 200531227 單元300接合至電路面板之焊料更高溫度下熔合的焊料或 其它可熔材料來形成單元300之導電互連，使得初始更高溫 度之材料在隨後之接合操作中不會發生熔合及回流。 圖10A及10B說明了用於將單元3〇〇接合至電路面板以形 成總成1〇〇〇之另一方法，其中導電黏接劑1〇22用於將單元 300‘包地接合至電路面板1〇19之焊盤。圖說明了 I1白奴’在此階段之後已將單元3〇〇與電路面板1〇19對準而 置放使得通孔中之桿料1〇16被定位於焊盤1〇2〇之上。圖1〇B -兒明了在已將该單元加壓成與焊盤丨〇2〇接觸從而導致導電 黏接劑至少大體上填充通孔以形成連接丨〇丨8之後的一隨後 階段。然而，亦如圖10B中所示，一定量之導電黏接劑1〇24 流出焊盤1020而流至電路面板之其它區域之上。為此，如 圖10B中所不，為避免在不需要電連接之位置中形成電連 接，理想情況為該導電黏接劑為各向異性導電黏接劑 1024。此各向異性導電黏接劑包括離散導電微粒1〇26，諸 如藉由一用於運載其之流體媒體而彼此被標準地間隔之導 電球。當加壓於以等於該球之寬度而間隔的兩物體之間 日^ ’ δ亥專導電球可在該等兩物體之間提供電連接。然而， 由於導電球之間具有側向間隔，所以在兩物體之表面之間 延伸的側向方向上不提供實質電連接。 圖11Α說明了上文中所示之實施例之一變化，其中單元 3 00包括結合層Π24，其自通孔11〇4之内部延伸以具有一在 單元300之安裝面丨丨〇7上延伸的延伸部分丨丨％。較佳地將該 延伸部分1126提供作為一環繞通孔11〇4之環圈。在將單元 96376.doc -22- 200531227 300結合至電路面板iii9之前及之後，延伸部分1126為保留 丈干料111 6提供額外的表面面積。如上文中關於圖1 〇 a之討 論，單元300上的延伸部分1126及黏著至其的大量焊料可阻 礙必須在電路面板之端子112〇上提供額外焊料。 圖11B說明了另一變化，其中單元包括一位於蓋帽 1106之表面1105上的結合層1126之面向晶片11〇2的延伸部 分1128。在將蓋帽接合至晶片之過程中，延伸部分丨丨28將 焊料自通孔1104之内部拉伸至其自身上以使其更接近晶片 1102之結合襯墊1114。此又可有助於在蓋帽11〇6與晶片 1102之間形成結合。 圖12-17說明了上文中關於圖uc及圖8A_8B而描述之過 程的一特定變化，或說明了圖9a_ub中所示之用以製成一 單το並將其接合至一電路面板之替代過程中的一個過程。 與上述之”蓋帽”相似的”罩蓋”係指作為一覆蓋物而被安裝 於一晶片之前表面上的一物品。 某些類型之晶片（尤其是包括一電光裝置之晶片）需要由 一至少部分地呈光學透射之蓋帽加以封裝。術語"光學透射 ”係用於指在相關波長範圍内呈光學透明或光學半透明之 材料’而不管此等相關波長是處於光譜之可見範圍、紅外 線範圍還是紫外線範圍中。舉例而言，包括電荷搞合裝置 ("CCD")陣列之電光成像晶片需要—包括—光學透射型封 裝窗口之罩蓋，以防止灰塵或其它微粒落在ccd陣列上(立 會光學地損害CCD陣列之像素並使其變得模糊)。此罩蓋亦 可用於防止由於由大氣污染物（尤其是水蒸汽）之腐触而產 96376.doc •23- 200531227 生的損害。该罩盍可用任何適當的光學透射型材料製成， 包括（但不限於）玻璃、聚合物。在將晶片接合至罩蓋之後， 藉由（例如）焊接、黏接劑結合或使用諸如焊料之可溶材料， 將一包括透鏡及光學紅外線（IR)及/或紫外線（uv)濾光器之 轉塔式或串列總成接合至罩蓋。 在此k化中，在將罩蓋接合至晶片之前將一犧牲塗層塗 覆至罩蓋之表面，以保護罩蓋不受污染。在執行將罩蓋接 合至晶片以形成一單元進而將彼單元接合至電路面板的步 驟之後，隨後將該犧牲塗層移除。如上所述，雖然本文根 據將罩凰接合至晶片而描述了該過程，但亦應理解，適當 之修正可應用於一包含多重附著之罩蓋至一包括多重附著 :晶片之晶圓或其它基板之接合，此後沿切割線切斷經接 合之罩蓋元件及晶圓以形成個別地具有罩蓋之晶片。 當藉由上述過程中之一種過程將罩蓋接合至晶片時，將 罩蓋結合至晶片之步驟可引起污染材料。此後，將具有罩 蓋之晶片接合至電路面板之步驟可進一步引起污染：料。 >可染可由其中晶片被封裝之環境引起或由用於執行接合過 程之過程自身的性質引起。舉例而言，涉及到焊料及炼劑 之接合過程可產生不希望留在蓋帽之表面上的剩餘材料。 用於結合具有罩蓋之晶片的其它方法。 ，因，’如圖12 t所示，將犧牲塗層1252塗覆至光學透射 型罩蓋125G之表面。該犧牲塗層1252為_種可被塗覆且在 將罩蓋結合至晶片之步驟中可保留但接著被移除以使得罩 蓋之表面處於乾淨條件下而不會使總成之接合的條件降級 96376.doc -24- 200531227 的材料。在圖12中所展示之實施例中，該犧牲塗層包括一 感光抗蝕膜，其適用於罩蓋之隨後的光微影圖案化。可關 於將用於對罩盍之材料進行圖案化的姓刻劑來最佳選擇此 說蝕膜，该罩盍之材料可在諸如玻璃之無機材料與諸如聚 合物之有機材料之間變化。舉例而言，諸如氟矽酸之蝕刻 劑適於圖案化由玻璃形成之罩蓋，尤其是由已被捧雜以促 進化學蝕刻之玻璃（諸如硼矽酸玻璃）形成的罩蓋。在此狀況 中，一旋塗式光阻或熱輥疊層式光阻適用於蝕刻玻璃。此 寺光阻亦不會被知料溶合之溫度降級，亦不被焊接過程中 所用之溶劑降級。㉟而，此等光阻亦容易藉由有機溶劑而 溶解及自表面清除掉。 圖13說明了在已被曝露並顯影以在光阻層1254中產生開 口 1254之後的經圖案化之光阻抗蝕膜1252。此後，如圖 中所示，將該經圖案化之光阻抗蝕膜用作一遮罩來蝕刻罩 蓋以產生通孔1256。 此後，如圖15令所示，執行進一步步驟以在通孔之側壁 1260上沉積結合層1258。為允許諸如焊料、錫等可熔材料 以如上文中關於圖uc所描述之方式被結合至罩蓋1256之 通孔之目的而提供結合層1258。在沉積過程中，根據需要， 可將一接觸遮罩置放於光阻抗蝕膜1252上以防止該光阻抗 蝕膜被密封於結合材料内，此可干涉取決於抗蝕劑之類型 的其隨後之移除。藉由（例如）包括無電極電鍍或無電極電鍍 且接著為電鍍之沉積來提供此結合層。或者，藉由氣相沉 積（意即，諸如物理氣相沉積（PVD)、化學氣相沉積及其類 96376.doc -25 - 200531227 似物之多種沉積過程中的任何一種）來提供結合層。 圖16中展示了在已藉由一組導電互連1262將罩蓋a卯接 合至晶片1264之後及在已將具有罩蓋之晶片的互連接合至 電路面板1264之後的-隨後之製造階段。電路面板讓包 括開口 U66,或者包括一由光學透射型材料組成之窗口， 其與晶片1264之電光裝置1268對準而安置以提供至電光鲈 置及自電光裝置1268之光學透射路徑。電路面板⑽ 可為任何類型，其可具有剛性、半剛性或可挽性。在一 ^ 施例中，電路面板1264具有可撓性且具有一可挽性介電^ 件，其中導電跡線安置於該介電元件上。 亦如圖16中所展示，先前接合過程之一結果為：產生了 殘留於光阻抗敍膜1252之表面上的不需要之殘餘物質 1270 ’例如微粒、熔劑或黏接劑殘餘物等。如圖17中所說 明’接著藉由（諸如）在有機溶劑中（其中膜可溶解）沖洗經組 衣之電路面板及具有罩蓋之晶片而在用於移除光阻抗敍膜 之步驟中移除殘餘物質。此導致產生了其中已移除、 材料之總成1272,且目前其已為用以提供更高階總成之: 驟而準傷。此後，可將轉塔式、串列或其它光學元件安^ 於電路面板1264中之開口 1266之上。 、 一可以若干替代方式來修正上文中展示並描述之過程。在 -替代過程中’藉由雷射鑽孔而非化學㈣來對罩_ 圖案化。可在塗覆了犧牲塗層之後執行雷射鑽孔，此時= 喷射出的材料聚集於犧牲塗層上。此後，告 之表面移除該犧牲塗層時可防止經喷射之材料污； 96376.doc -26- 200531227 罩蓋。 在另一實施例中，該犧牲塗層無需為光阻抗蝕 對塗層加以圖宰介m ^ ..... 、 13木化以楗供一用於蝕刻罩蓋中之通孔的遮 罩。然而，在此實施例中，將犧牲塗層提供於罩蓋之面上， 且其後藉由（諸如）如上所述之密封媒體或可熔導電媒體將 罩蓋安裝至晶片。接著將具有罩蓋之晶片安裝至_額外元 件，諸如電路面板或者如上所述之轉塔或”串列，，。此後， 移除該犧牲塗層，與此同時移除自用於將罩蓋安裝至晶片 及將具有罩蓋之晶片安裝至額外元件之先前步驟所殘留的 殘餘物質。 在此實施例之一特定形式中，犧牲塗層為一可藉由（諸如） 剝落而自罩蓋之表面機械地釋放之塗層。舉例而言，此膜 可具有一黏附地支持之塑料聚合膜，其能夠經受用以將罩 蓋接合至晶片之過程及將經組合之單元接合至另一元件之 過程。舉例而t，諸如彼等用於可移除之自行黏貼便條紙 之黏接劑及食物包裝膜之材料的材料適用於此目的。或 者，可剝落之膜可為諸如鉬或其它金屬之金屬或其它剛性 或半剛性聚合物。 上文關於圖1-3C所描述之實施例的一限制因素在於（例 如）：相鄰通孔之間的側向間隔可能並非最優。晶片之漸增 的整合密度及晶片之相鄰結合襯墊之間的間隔之對應減少 需要待安裝至晶片之蓋帽在互連之間應具有對應減少的間 隔。再次參考圖3C，蓋帽102之通孔104僅自蓋帽之頂表面 105而呈錐形，其通常具有自2〇度變化至6〇度的角度，使得 96376.doc -27- 200531227 通孔104之直從在底表面i〇3處之更小直徑33〇與頂表面 處之更大直徑335之間變化。對直徑方面之變化加以利用將 對製造方法有利從而可作為一種固持焊球3〇2(圖3A)之方 式，該焊球302大於更小直徑330,其最初位於通孔1〇4内 4。取決於蓋軸102之厚度（作為說明在1〇〇與3〇〇 之間變 化）及通孔之更小直徑330(通常為約70至1〇〇/|111),通孔之更 大直徑335可在更小直徑330的兩倍與許多倍之間變化。 當鑒於形成至晶片202之緊密間隔之結合襯墊2〇8的互連 來考慮時，可看見在蓋帽之頂表面3〇5處之通孔的更大直徑 335可充分地限制形成此等互連3〇3處的間隔。關於圖18最 佳地說明了此概念。圖18分別說明了三個獨立蓋帽4〇〇、4〇2 及404,其中通孔410、412及414已分別被不同地圖案化， 且其中相鄰通孔之間的間距根據用以將蓋帽圖案化之方法 而顯著地變化。因此，由於在頂表面4〇5處存在通孔41〇之 大直徑403，所以具有若干僅自一表面（意即，頂表面4〇5) 而呈錐形的通孔410之蓋帽400具有最大間距4〇7。通常通孔 藉由自一表面各向同性地蝕刻而自蓋帽之彼一表面呈錐 形。另一方面，由於蓋帽402之通孔自蓋帽402之頂表面415 及底表面41 7兩者而呈錐形，所以該蓋帽4〇2具有更小間距 409使付通孔之餐靡包括内部邊緣413。通常藉由自蓋帽 402之頂表面及底表面兩者同時地且各向同性地蝕刻通孔 412來達成此錐形。在某些情況下，視通孔在側向方向（與 直徑409平行之方向）上被蝕刻之程度而定，内部邊緣413可 獲得’’刀口 ’’之外形。蓋帽4〇4說明了 一狀況，其中通孔414 96376.doc •28- 200531227 被圖案化而非呈錐形，其具有直的垂直側壁。由於通孔4i4 具有直的垂直輪廓，所以蓋帽404之通孔414的間距419為間 距407、409、419中之最小間距。 然而，當將蓋帽402或404接合至晶片時，蓋帽4〇2及蓋帽 404之通孔的輪廓可使得其不允許使用與上文中關於圖^至 圖3而描述的技術相同的技術。藉由上述之圖案化過程無法 輕易地將可焊電鍍金屬提供於蓋帽4〇4之通孔412的側壁 上，上述該等圖案化過程可習知地與氣相沉積及浸潤電化 學過程相結合使用以製成如上文中關於圖1至3C而描述的 呈錐形之通孔。由於圖案化將僅在面朝上之表面（意即，僅 位於内邛邊緣413上且向上的通孔之表面，包括蓋帽4〇2之 頂表面415)上達成，所以此等圖案化過程無法僅自蓋帽之 頂表面415或底表面4Γ7來執行。此預防了内部邊緣413之下 (意即，面朝底表面417)的通孔之部分被適當地金屬化。在 盍帽404之情況下，通孔414之側壁418的垂直直線輪廓使得 難以達成適當的金屬化。然而，在蓋帽4〇2之情況下，刀口 通孔輪廓仍可用於形成與上文中關於圖0A而描述之蓋帽式 曰曰片相似的蓋帽式晶片，其具有若干包括自結合襯墊延伸 的柱形凸塊之電互連。在此情況下，僅通孔412之朝向頂表 面41 5而呈錐形的部分需要加以金屬化。此需要柱形凸塊 (圖6A中之662)向上突出穿過通孔412並越過蓋帽4〇2中之 刀口 413 °另一方面，若使用諸如有機媒體之另一可流動導 i媒體以代替焊料，則通孔412在其側壁上具有結合層 1〇6(圖6A)之必要性得以減少。 96376.doc •29- 200531227 圖19至22說明了一種用以根據本發明之一實施例將蓋帽 接合至晶片之方法中的若干階段。圖19展示了在製造過程 中位於倒轉位置中的蓋帽，該蓋帽500具有底表面5〇2、 頂表面504及通孔51〇，該等通孔51〇較佳呈錐形以便自底表 面朝向頂表面變得逐漸更小。如此，該呈錐形之通孔具有 一大體上呈截頭圓錐體之形狀。通孔51〇之錐形並非絕對需 要呈錐形之通孔有助於達成由接合過程所獲得的某些潛 在益處，如將自下文描述顯而易見。 在此倒轉位置中，如上所述，可如藉由f知氣相或浸潤 電化學處理將可焊電鍍金屬515提供於通孔51〇之側壁52〇 上。在—實施例中，可焊電鍍金屬視需要延伸至蓋㈣〇之 底表面的環繞每—通孔的部分525上。 圖20况明了向一待安裝有.蓋帽5〇〇之晶片_所執行的處 理’該晶片具有焊料可浸潤結合襯塾_、裝置區域602及 將&置區域602互連至結合襯塾之佈線6()4。較佳藉由益炼 劑過程將導電球610置放於每-金屬化之結合襯堅上，以避 免熔劑蒸汽及來自其之殘餘物潛在地污染晶片6 〇 〇之表面 處的特徵部分’例如裝置區域6G2。接著進行將導電球… α至曰a片60()之過私。在—較佳實施例中，該導電球為一 焊球，其基本上由焊料或其它可科電材料（例如，锡、紹 或共晶組合物中之一種或多種或此等金屬或其它金屬之層 化配置)組成’對其加以調適從而一旦加熱至相對低的回流 溫度便可通常軟化或液化。圖2G說明了在已將焊球㈣置放 於每-結合襯塾_上並藉由特徵為”回流”之過程而被結 96376.doc -30- 200531227 合至其之後的晶片。在回流之後，焊球通常保持一基本上 呈球形之形狀。接著為其中蓋帽500被對準至晶片6〇〇的隨 後步驟之效能而將焊球之溫度再次降低。 圖21說明了該過程中之此進一步階段。在此階段中，對 晶片600加以置放，使得前表面6〇1面朝上。將蓋帽5〇〇翻 轉，使得蓋帽之底表面5〇2現面朝下而朝向晶片6〇〇之前表 面601在此卩白段，盍巾自500之被金屬化而大體上呈截頭圓 錐體的通孔5 10有助於以自定位方式將蓋帽5〇〇對準至晶片 600。此如下發生。在蓋帽5〇〇與晶片6〇〇之間達成粗對準， 使得任何未對準均小於通孔之中心線之間的間隔。若接著 允s午盍帽500靠在晶片600上，則通孔5 1〇將使其自身對準至 焊球610,從而導致蓋帽500之通孔下降至焊球61〇上，因此 將通孔510自定位至焊球610。使蓋帽5〇〇與晶片6〇〇之間的 未對準經受兩個水平自由度（X)及（γ)之變化、三個旋轉自 由度之變化··在水平面上旋轉（側轉）、向前傾翻或向後傾翻 (傾斜）及左右傾翻（滾轉）及垂直自由度之變化（意即，垂直 位移（ζ))。本文所描述之自定位機制在將蓋帽5〇〇置放於晶 片600上時關於所有此等自由度將蓋帽對準至晶片。 在圖22中所展示之階段中，進行將導電球61〇結合至提供 於蓋巾目5 00中之電鏡金屬的過程。當導電球為焊球61〇時， 此較佳地作為一回流過程而進行，其導致焊球61〇之材料被 進一步拉入通孔510中。由於此回流過程，焊球61〇在蓋帽 500之頂表面5〇4上較佳稍稍延伸。亦如圖22中所示，期望 藉由環繞裝置區域及包括晶片6 0 0之結合襯塾之區域的 96376.doc -31 - 200531227 密封材料8 10將蓋帽500密封至晶片6〇〇。該密封材料較佳包 括諸如上文中參考圖2A而描述之材料。 土 在此回流過程中，由於焊球61〇之流體性質，較佳地提供 用以保持蓋帽與晶片之相對表面5〇2、6〇1之間所要的垂直 間隔之構件。在一實施例中，將一個或多個間隔元件倂入 密封材料。舉例而t，一黏附密封材料可包括报少變形之 球形或纖維元件，因此保持了相對表面之間的預定間隔。 在-特定實施例t，將-間隔物結構倂人—個或其^帽 及晶片内。舉例而言圖23中所示，一間隔物可呈：开; 成作為蓋帽500之一部分的隆脊9〇〇之形態，該隆脊9〇〇具有 刀口 902 ’其被允許靠在晶片_之前表面術上。如圖η中 所示，可對諸如黏接劑之密封材料91〇加以安置以盘隆脊 9〇〇相接觸。其它方面，密封材料可自隆脊觸之位置發生 位移。在用於任何上文所列之密封材料的接合過程期間， 隆脊900允許蓋帽500被按壓（例如，失固之壓力）至曰曰片，同 時隆脊保持蓋帽與晶片刚之間的所要間隔。=附著 之晶片及附著之蓋帽的一陣列上同時執行上述處理時，此 後將經封裝之晶片切成方塊，意即 之晶片。 卩刀㈣成獨立的經封裝 圖24說明了上述實施例之一變化， a ^ 其中用以提供一結合 層的盍帽之電鍍金屬延伸作為一安 L 文复於盒帽1000之底表面 1002上之環狀結構1〇〇4。在一實 、+屯 j中’精由穿過蓋帽上 之远罩層（未圖示）的加寬開口之 ^ 儿積來形成環狀結構 1 004 ’在一添加過程中可穿過該等 Ί 口來沉積材料以形成 96376.doc -32- 200531227 電鍍金屬’此與圖i中所示的用以形成電鍍金屬之過程形成 對比。或者’當在蓋帽上形成一電鍍金屬層之後藉由一消 減過程形成電鍍金屬圖案時’可藉由減少安置於環狀結構 之間的遮罩圖案之尺寸來形成環狀結構1〇〇4。圖乃說明了 封裝晶片1150’其展示了進__步變化’其中導電球叫為 當加熱至結合溫度時可大體上保持剛性或具有一大體上保 持剛性之核心的類型。在此實施例中，導電球丨丨料用於在 蓋帽麵與晶片m2之⑽持—所要之垂直間隔。可在（例 如）安置於導電球之外部處的金屬與蓋帽1〇〇〇之電鍍金屬 層1001之間及在此金屬與晶片之電鍍金屬1141之間提供焊 料結合或擴散結合。亦可使用導電有機材料來實現此位置 處之接合。 如圖25中之進一步展示，提供焊料或其它導電材料1145 以填充導電球與蓋帽1000之頂表面1〇〇6之間的空間。在一 特疋貫施例中，可藉由沉積一額外密封材料而分別在蓋帽 及晶片之周邊邊緣1042、1140上提供額外密封件1。為 達成氣岔度、電隔離之目的或其它此目的，可提供額外穷 封件1130,其如期望地亦覆蓋已提供之密封材料91〇。該額 外密封件亦較佳地延伸至蓋帽之頂表面丨〇〇6及晶片之後表 面1146上。 圖26說明了進一步之實施例，其中將圖25中所展示之封 裝晶片1150安裝至其上安置有一個或多個端子12〇4及跡線 1206的電路面板1202。圖26中所展示之安襞是藉由存在於 蓋帽1000之頂表面1006處的焊料或其它導電材料丨145與安 96376.doc -33- 200531227 置於電路面板1202之端子1204上之焊料塊1205之間的焊料 結合而達成的。 參考圖27，其展示了 一種用於製成一具有垂直互連之蓋 帽式晶片的方法的另一實施例，其中在將蓋帽1300接合至 晶片1302之前蓋帽1300之通孔1310並不需要具有可焊電鐘 金屬。圖27說明了如上文中關於圖18而描述的蓋帽13〇〇之 通孔1310自頂表面1303及底表面1305兩者而呈錐形的情 況。在此實施例中，晶片1302具有安置於結合襯墊133〇上 之柱形凸塊1320。該等柱形凸塊1320提供一用於結合焊料 或其它導電材料表面以形成一自晶片1302向上延伸之垂直 互連。如上文關於其它實施例之描述，”圖框”環形密封件 1 340將晶片與蓋帽之間的間隙密封住。 如圖27中所展示，柱形凸塊132〇期望地呈錐形，如可根 據熟習此項技術者已知的若干過程來提供。在此實施例 中，柱形凸塊期望地具有一接近在施加柱形凸塊之過程中 所U侍的磨碎球直徑之軸直徑13 15及一超過一可將蓋帽 13 00密封至晶片13〇2之密封材料134〇的厚度之長度1325。 舉例而言，柱形凸塊可為彼等諸如根據公告於2〇〇3年8月28 曰之美國專利公開案第US 2003/0159276 A1號中所描述之 過程而展示並製成之柱形凸塊，其揭示内容藉此以引用方 式倂入本文。當蓋帽1300位於晶片1302上時，呈錐形之柱 形凸塊更能夠保持其向上延伸之形狀，使得與若柱形凸塊 有乍且更了麦形之輪靡相比，柱形凸塊1 3 2 〇更可能保持 與通孔1310之配准。同樣，該等柱形凸塊輔助蓋帽工以 96376.doc -34- 200531227 自定位方式與晶片1302至少在左右基礎上（意即，以至少乂 及Y自由度）變得對準。然而，如圖27中所示，當通孔131如 並不與柱形凸塊1320a完全對準時，通孔i31〇a之錐形允許 柱形凸塊1320a稍微變形，因此允許其至少進入通孔 1310a。期望地，柱形凸塊1320突出穿過該通孔以延伸於蓋 帽之頂表面1303上。 圖28A說明了圖27中所示之實施例之一變化，其中該等通 孔具有一直線垂直輪廓而非如上文中關於圖27之描述自兩 側呈錐形。如圖28A中所示，蓋帽之頂表面14〇3可視需要具 有一可焊電鍍金屬1410。該可焊電鍍金屬較佳提供作為一 環繞每一通孔之環狀結構。圖28A及28B說明了處理之兩個 階段。在處理之較早階段中（圖28A中所示），將焊球142〇安 置於電鍍金屬1410上，如藉由先前焊球模板印刷過程而置 放於其上。處理之隨後階段（圖28B中所示）說明了如藉由隨 後回Sil過私而被接合至柱形凸塊1320的經回流之焊球 1430。在此回流過程期間，藉由存在於柱形凸塊之表面處 的焊料可浸潤金屬（諸如金、錫或鉑）將焊球143〇拉至柱形凸 塊1320之表面上。結果，該焊料形成能將柱形凸塊連接至 盍帽之結合層1410並在通孔1430處將蓋帽密封住的連續固 態導電物質。 在上述過程之一變化中，在將蓋帽之通孔14〇5對準至提 供於晶片1402上之柱形凸塊1420之前，將焊球1420置放於 蓋帽1400之電巍金屬1410上並結合至其以形成一悍料凸 塊0 96376.doc -35- 200531227 圖29A^明了進一步之實施例，其中不將蓋帽15⑼上之外 部互連焊接至蓋帽之頂表面15〇2。在此情況下，將諸如可 為導電或不導電的有機材料（例如，黏接劑材料）之密封材料 1505塗覆至盍帽1500以覆蓋頂表面15〇2處之通孔Μ%。在 將蓋帽1500置放於晶片15〇1上並對準至其後，將蓋帽测 與晶片1501按壓在一起，從而導致柱形凸塊15 16之峰15 10 穿透過密封材料。在另一替代性實施例中，在已將通孔Μ% 對準至柱形凸塊1516之後可將密封材料15〇5沉積於蓋帽 1500之頂表面15u接著㈣該密封材料，從而使得 柱形凸塊之峰1510大體上無密封材料。在另一替代例中， 可將密封材料1502塗覆於柱形凸塊1516之圓周周圍。此 後，採取進一步步驟來完成互連。舉例而言，可將焊球Η% 1 a至柱形凸塊1 5 1 6以提供一表面進而形成諸如至電路面 板之進一步互連（例如，諸如上文中關於圖8八至118之展示 及描述）。或者，可藉由諸如圖29B中所示之滑動或可變形 機械接觸件1540來接觸柱形凸塊。 圖30說明了另—變化，其中在蓋帽與柱形凸塊1516 對準並接合至其之後，將可進一步包括一塗覆至其的焊料 或其它接合材料之柱形凸塊1516平面化至蓋帽15〇〇之頂表 面1502因此，柱形凸塊15 16之經平面化的表面形成一焊 盤栅格陣列以將蓋帽测互連至諸如電路面板（未圖示）之 進一步元件。 :圖3一 1及32說明了另一替代性實施例，其中將蓋帽驗對 準至具有一提供於結合襯墊1604上之柱形凸塊的晶片 96376.doc • 36 - 200531227 1600並置放於其上，且此後在壓力下變形直至柱形凸塊嚙 合通孔1606之側壁1607。以此方式，將柱形凸塊”鑄造，，成 在類似於鉚接之金屬成形操作中嚙合通孔16〇6。在此實施 例中，蓋帽1602不需要在通孔16〇6中或環繞通孔之蓋帽 1602的頂表面1605上具有焊料可浸潤電鍍金屬。期望地， 柱形凸塊具有高度可鍛金屬（諸如金或其合金），其傾向於在 以冷壓方式進行處理後保持相同形狀。當使用此可鍛金屬 時，所得經鍛造之柱形凸塊可提供至蓋帽之通孔的具有足 夠完整性之密封件。或者，此後（諸如）當需要氣密度時，可 沉積並回流諸如焊料或錫之額外可熔材料以在通孔處密封 蓋帽之頂表面1605。當柱形凸塊由金形成時，諸如焊料或 錫之可熔材料形成永久固態結合。 圖33-34B說明了一種用以同時形成蓋帽式元件（例如，蓋 帽式晶圓）之多重蓋帽與多重晶片（諸如，仍以晶圓形式而附 著之晶片）之間的周邊，，圖框”環形密封之特定方法。在此方 法中，藉由對準含晶片之晶圓上之多重蓋帽式元件並提供 一穿過蓋帽式元件之頂表面中之開口的可流動密封材料來 形成該環形密封。接著，允許或致使密封材料向下流至下 面的晶片之表面上，此時密封材料接著將個別晶片密封至 蓋帽式元件之蓋帽。此後，藉由沿每一晶片之間的切割線 切斷晶片而將蓋帽式元件及接合至其的晶圓分離為個別的 盡帽式晶片。 圖33為一自頂向下之視圖，其說明了其上均提供有裝置 區域1702之複數個晶片17〇〇。具有敏感裝置區域之晶片需 96376.doc -37- 200531227 要諸如上文中關於圖1至3C所描述之彼等蓋帽。較佳當晶片 仍呈晶圓形態時提供圖框環形密封1704以將晶片密封至蓋 帽，此為一種防止其上之裝置發生降級之可能性的方法。 現將參考圖34A-B描述用以同時形成環繞晶片之裝置區域 的密封。 圖34A為自頂向下之視圖，且圖34B為剖視圖，其說明了 諸如可提供作為用於此實施例中之多重蓋帽式元件之一部 分的蓋帽1710之結構。蓋帽1710包括環形槽1712，其展示 為上覆結合層1714，該結合層1714提供於一安置於蓋帽 1710下方的晶片之前表面上。如圖34B中所示，槽1712自蓋 帽之頂表面1716徑直延伸穿過蓋帽171〇而到達底表面 1718，且其呈錐形以在自頂表面朝向底表面之方向上逐漸 變小。將焊料結合層1726(例如，可浸潤電鍍金屬）提供於槽 1712之側壁上以作為諸如焊料之可熔材料浸潤並融合至其 之表面從而提供一固態結合。 參考圖34A’槽1712延伸為幾乎完全環繞一上覆晶片之裝 置區域的蓋帽之中心部分172〇，該槽經由橋接器⑽而連 接至中心部分1720。在與上文中參考圖卜％而描述之用以 形成互連的方法相類似之方法中，將可熔材料提供於槽中 且接著使其沿槽之側壁向下流至晶片17〇〇之結合層PM 上’如最佳於圖34B中所見。 在-替代實施例中，可以與可炫導電材料相似之方式將 :熔點玻璃或其它適當材料置放並向下流動穿過槽以形成 密封。在另-替代實施例中，流體有機黏接劑可代替可熔 96376.doc 200531227 導電材料用作密封材料。 圖3 5說明了上述實施例之一變化，其中一組離散通孔 1812配置於蓋帽式元件18〇〇之若干蓋帽181〇中，而非如上 所述之槽中。如其中所示，對蓋帽丨8丨〇加以安置以使其覆 盍一具有中心裝置區域1802、結合襯墊1804及將裝置區域 1802連接至結合襯塾18〇4之佈線18〇6的晶片，如以虛線輪 廓線形式所示。該晶片包括以環形圖案而安置於晶片之結 合襯塾1804及裝置區域1802周圍的結合層1814。在此實施 例中，離散通孔1812促進藉由具有適於置放於通孔處或其 内之大小的焊球以諸如上文中關於圖3B所述之方式將更精 確控制之量的焊料傳遞至晶片之結合層1814。為達成晶片 與蓋帽之間的良好環形密封，不應向結合層提供太少焊料 亦不應提供太多焊料。太少焊料可導致晶片與蓋帽之間的 密封具有允許空氣或其它流體（例如，水蒸汽）到達晶片之裝 置區域1 8 0 2之空隙及可能的間隙。另一方面，太多焊料可 導致知料擴散超過結合層之邊界進而造成短路。 因此，在此實施例中，將焊球置放於通孔中且加熱以導 致可熔材料沿晶片之結合層1814及蓋帽之對應結合層（未 圖示）側向流動以形成至少大體上環繞晶片之結合襯墊 1804及裝置區域18〇2的密封。藉由對結合層之尺寸及各焊 球之大小進行明智選擇，可向該等結合表面分配精確計量 之量的焊料。用於形成密封之步驟類似於上文中關於圖 1-3C或圖6A-6B而描述的用以在晶片之通孔中形成電互連 的彼等步驟。因此，在—實施例中，將用於形成環形密封 96376.doc -39- 200531227 之焊球置放於通孔1 8 12中，同時或與此相距不久，將用於 形成互連之烊球置放於可上覆結合襯墊18〇2的通孔中，且 接著藉由一個加熱操作將所有焊球熔合為一體以形成環形 密封’同時形成導電互連。 圖36A-36B說明了另一替代例，其中在多重蓋帽式元件 1900之盍帽1902中提供更少的通孔1912。通孔1912亦提供 於個別晶片之間的邊界處，藉此大大地減少了形成由蓋帽 式兀件所覆蓋之每一晶片之密封所需的通孔丨912之數目。 沿晶片1902之周《而在前表面上提供每一晶片 < 結合環形 層1914以便允許焊料自給定通孔1912内流至結合層1914上 進而密封個別晶片，因此形成了如圖36B之剖視圖中所示之 結構。應注意，如圖36B中所說明，將結合環形層192〇安置 於蓋帽之底表面1922上以作為一對應之可浸潤電鍍金屬， 其中在回流來自焊球之銲料的過程期間經熔合之焊料擴展 至該對應之可浸潤電鍍金屬上以形成密封。期望地，結合 襯塾1802及接合至其之導電互連㈣同時形成，其中藉由 將焊球置放於通孔1912中形成環形密封，同時或與此相距 不久，將用於形成互連之焊球置放於通孔1932中。此後， 可使用一同時加熱步驟來形成電互連及環形密封。 參考圖37,根據本發明之另_實施例的經封裝之微^ 裝置倂人了-封裝結，構，其包括—具有沿介電元件之底肩 面3m伸之導電跡線32的介電内插器3〇。在圖37中所描轉 之實施例中’介電元件倂入了孔隙或窗口36。呈導電：: 之形態的端子自介電元件之底表面31向下突出並電連接至 96376.doc -40- 200531227 跡線32。舉例而言，可藉由組裝其上具有突出柱之金屬片 或板電層，並蝕刻該片或板來形成跡線進而形成其上 具有柱之介電元件。該等跡線可安置於介電元件之底表面 31或頂表面33之上或介電元件之内。 將如上所述之單元10與封裝結構組裝使得覆蓋物之頂表 面24面向上朝向内插器3〇之底表面31。將單元連接18電連 接至跡線3 1，且因此連接至端子或柱38。晶片之活性區域 21與内插器中之窗口 36對準。舉例而言，當活性區域。為 光學偵測器或發射器時，活性區域可藉由窗口 36接收或發 送光。在其它實施例中，舉例而言，當活性區域為熥£馗3 結構時，可省略窗口 36。被倂入單元10中之晶片的底表面 13面朝下，且界定了處於此底表面之水平的理論水平底平 面40。期望地，柱38之高度大於單元1〇之厚度或垂直範圍， 使得柱38向下突出超過底平面4〇。因此，將單元連接18且 因此將至晶片11之電連接有效地投送至位於單元1〇下之平 面。 舉例而言，可藉由使用習知表面安裝焊接技術將柱38之 頂端焊接至接觸焊墊而將封裝安裝於一其上具有接觸焊塾 52之電路面板50上。在已完成之總成中，對單元1〇進行定 位’其中其頂表面（罩蓋12之頂表面24)面朝上而遠離電路面 板50。由於内插器30在平面面積方面大於該封裝，所以此 提供了金屬柱具有適於將結構附著至PCB(印刷電路板）的 直徑及間距之可能性。較佳地，内插器30或柱38具有某些 機械柔性度’使得該結構能夠在組裝及/或測試過程中容納 96376.doc 41 - 200531227 個別插腳之高度差異或電路面板之非平面度。期望地，機 械柔性可容納電路面板與單⑽之間的熱膨脹失配。 根據本發明之進一步實施例之封裝裝置（圖38)包括如上 文所討論之單元10以及一包括一底冑介電元件之封裝結 構，該介電元件具有底道1〇2，其延伸於被倂入單元中之晶 片的後表面13之下且因此延伸於由單元所界定之底平面4〇 之下。該介電元件進一步包括一自底道向上突出之褶皺區 域1〇4及一自該褶皺區域延伸之頂道1〇6。較佳地，介電元 件為具有沿膜延伸之一個或多個導電跡線1 〇5層的可撓 性介電膜。該等跡線沿褶皺區域自底道延伸至頂道。單元 10安置於經褶皺之介電元件的頂道1〇6與底道1〇2之間。底 道102具有若干連接至跡線105之端子1〇8。端子1〇8被曝露 於底道之底表面Π0處的通孔109，該底表面11〇界定經封裝 之裝置的底表面。單元1〇之單元連接18被結合至頂道1〇6上 之跡線105，且因此被電連接至端子108。單元連接與跡線 之間的結合將卓元1 〇機械地緊固至頂道。可為進一步緊固 而提供單元之頂表面與頂道106之間的諸如黏接劑之額外 元件。或者或額外地，可將單元之底表面緊固至底道。可 環繞單元在介電元件的道之間的空間中提供密封劑（未圖 示）。在美國專利第6,225,688號中及在共同讓渡之美國專利 申請案序列號第10/077,388號（2002年2月15日申請）、第 10/640,177 號（2003 年 8 月 13 日申請）、第 60/5 15,3 13 號（2〇〇3 年10月29曰申請）及第10/654,375號（2003年9月3曰申請）中 描述了用於習知半導體晶片的經褶皺之封裝元件，其揭示 96376.doc -42- 200531227

内容在此以引用方式倂人本文。相似結構及技術可用於晶 片及罩盍早兀之經褶皺的封裝中。再次，封裝端子⑽可且 有一不同於單元連接18之平面布局圖，且該等封裝端子較 早疋連接可具有一更大間距。舉例而言，可藉由將端子1()8 焊料結合至電路面板之接料墊而將經封裝之裝置緊固至 印刷電路面板。端子108可以一促進表面安裝之布局而配 置，其中具有足夠的端子大小及間距。寬廣範圍之尺寸及 間距可用於適合任何所要之應用，(例如)以適合-標準襯塾 布局此外』望地’封裝結構提供機械柔性使得其能夠 安全地吸收電路面板與單元之間由製造過程及服務過程中 之差熱膨脹而產生的差應變失配。再次，可不難安裝單元， 使得單元之頂表面24面朝上遠離電路面板。視需要，可在 "電元件之頂道106中提供窗口 116以允許藉由頂道及藉由 早儿之罩蓋來接收光或其它能量。如上述被倂人之申請案 中所描述，經褶皺之封裝結構亦可界定曝露於頂道1 之朝 上表面處的頂封裝端子（未圖示）。某些或所有頂封裝端子被 連接至某些或所有跡線1〇5且因此連接至某些或所有單元 連接18、連接至某些或所有底封裝端子1〇8或兩者。頂封裝 端子可用於測試或用於附著如下文中進一步討論之另外的 微電子元件以（例如）堆疊若干經封裝之裝置。上文中所討論 之圖37的封裝及圖39及4〇的封裝亦可具有頂封裝端子。 圖39之封裝裝置通常與上文中關於圖”所討論之封裝裝 置相似，除了曝露於内插器13〇之底表面132處的封裝端子 13 8呈平墊之形恕而非呈向下突出之柱的形態以外。因此， 96376.doc -43- 200531227 端子自身亚不向下突出超過單元10之底平面40。在圖39之 貝施例中’提供結合材料之呈塊150形態的諸如（舉例而言） 習知纟干球之額外元件以與該等端子接觸。此等額外元件或 鬼5向下大出超過底平面。額外元件或塊150可提供作為 封t叙置之一部分，或可藉由（例如）在安裝該封裝裝置之前 在電路面板之接觸焊墊上提供該等塊而在組裝至電路面板 、矛°中添加19亥寺額外元件或塊15 0。期望地，該等額外元 件或塊具有大於單元1〇之厚度的高度或垂直範圍。期望 地，忒等額外元件或塊15〇能提供實質機械柔性。可使用除 焊料習知焊球之外的元件。舉例而言，可使用通常被稱為 口心核心焊球的疋件，其具有一由被—層焊料覆蓋之高炼 點金屬（諸如銅）形成的核心。在進一步變化中，此球之核心 可呈中卫或可包括一由一薄層金屬覆蓋之聚合材料或其它 非金屬材料，而該薄層金屬又由焊料覆蓋。在另一變化中， 額外元件或塊150可為基於聚合物之導電材料（例如，由金 屬填充之焊料）之塊。在另_變化中，額外元件可提供作為 自電路面板向上突出之插腳（未圖示）或作為插口上之接 點，而該插口又被表面安裝至電路面板。 内插器U0在經直接結合之銅（職）陶£基板之情況下可 具有剛性、半可撓性(例如，pCB)或者具有完全可撓性(如 由介電薄膜所代表)。對用於平面内插器之材料的選擇將視 應用而定。舉例而言，可撓性介電膜將有助於吸收咖與 晶圓級封裝之間的熱膨脹失配，而賦基板將具有機械堅 固性且將促進熱自封裝之移除。該平面内插器在平面面積 96376.doc -44- 200531227 方面大於二元1G’且因此跡線132將單元連接職送至不同 二且大於早％連接之布局的布局。可將跡線⑺提供於内插 々〇之©或兩面上或提供於内插器之厚度内。當將端子 安置於内插器底表面132之平面上時，該等端子被曝露於延 伸以π刀地或完全地穿過内插器之内插器通孔(未圖示)的 底表面處。再次，内插器在單元之區域中可具有一孔隙以 促進結構之組裝或提供—用於單元與環境之間的輻射之通 道0 在圖4〇之實施例中，封裝結構包括-與上文中所討論之 用於圖37及39之實施例中的内插器相似的平面内插器 230’且其亦包括一安置於内插器之周邊區域之下、位於由 早兀Η)所佔據之區域之外的間隔物撤。該間隔物自内插器 向下犬出且向下超過由單元1〇所界定之底平面4〇。間隔物 之底表面2G4界定經封裝之裝置的底表面之—部分。間隔物 202由介電材料形成且具有若干安置於間隔物底表面2〇4上 之封裝端子206。藉由承載於間隔物2〇2上之垂直導體2〇8將 封裝端子206電連接至内插器上的跡線232。因此，封裝端 子206被電連接至單元連接18。舉例而言，間隔物2〇2可包 括一層或多層介電材料，諸如陶瓷或聚合電路板，其具有 形成於其中且由形成垂直導體2〇8之導電材料部分地或完 全填充之通路。在此配置中，包括内插器23〇及間隔物2〇2 之封裝結構界定了一用以容納單元丨〇之空腔。 在另一配置（圖41)中。封裝結構倂入了一具有通常呈”s” 型引線302之引線框。引線3〇2具有若干上覆單元之頂表面 96376.doc -45- 200531227 4的部分304’此等部分連接至單元連接i8。引線地亦且 有向下延伸部分鳩及端子部分·。該等端子部分具有; 形成封農端子的曝露表面31G。此等封裝端子被安置於單元 10之底平面觀下，且被曝露於由單元之底表面所界定的 封裝之底表面處。在所說明之實施例中，端子部分在水平 方向上向外突出。向下延伸部分3〇6亦可向外傾斜。視需 要，封裝結構可包括-環繞引線及單元且進一步將引心 固於適當原位之包覆模或密封劑32()。該包覆模或密封劑 ⑽不應覆蓋端子部分之表面31Q，使得此等表面保持曝露 以進行安裝。覆模可在單元之底彳面4〇處或之上中 ^或可延伸於單元之下。在進—步變化中，冑需要額外 機械支撐時’可藉由（例如）介電黏接劑將引線之向下延伸部 分306附著至單元1G之側面。在圖41中所描繪的實施例中， 將引線部分304展示為直接連接至單元連接18使得此等連 接將引線框實體地附著至單元。然而，可藉由中間元件（例 如，藉由線結合）將引線部分3〇4連接至單元連接。通常用 於將引線框與晶片相接合之技術可用於將引線框與單元 相接合。 在圖41之實施例中，若引線框高度超過封裝厚度，則引 線將電連接投送且散開至單元之底平面或單元之底平面下 方可將引線框製成為具有某種程度之柔性且藉此容納晶 圓級封裝與電路面板之間的熱膨脹失配。同樣地，可在平 面面積中延伸引線框以提供扇出端並達成比至晶圓級封裝 之互連更粗間距的至電路面板之連接。 96376.doc -46- 200531227 圖42中所描繪之實施例通常類似於圖4丨之實施例，除了 構成引線框422之引線的端子部分428自向下延伸部分426 向内延伸之外，使得端子部分428且因此構成封裝端子之曝 露部分42 1被安置於由單元丨〇所佔據之區域之内。因此，封 裝裝置作為一整體可佔據大約等同於或僅稍微大於由單元 10所佔據之區域的區域。引線框422之引線可具有彈性且可 藉由與單元之彈性嚙合而整體地或部分地被原位固持於單 元ίο之上。該單元被彈性地嚙合於端子部分428與引線之頂 部分424之間。或者或額外地，可藉由焊料、玻璃或有機黏 接劑將引線附於其所接觸之封裝之任何表面或所有表面 上了使用可撓性帶來製成相似結構，其中位於可撓性帶 上之跡線纏繞單元之邊緣。美國專利第5,347，159號的某些 貫施例中揭示了一具有纏繞晶片之邊緣的可撓性帶的結 構’其揭不内容以引用方式倂入本文。對於其中需要扇出 端之應用而言，金屬引線或帶可具有突出在封裝之平面區 域外^的延伸部分。在進一步變化中，包覆模或密封件（未 圖不)可覆蓋引線及單元，但期望地其不覆蓋引線之端子部 刀428的曝路表面421。在進—步變化中，位於最内部末端 423處之端子部分428可無包覆模或密封劑以增加可撓性且 因此增加引線之機械柔性。在另一變化中，不管是否採用 包覆：’位於引線之上側部分424上的面朝上表面424可保 =路以便在封裝裝置之頂部以及底部處提供經曝露之封 裝^子。如下文中參考圖50-52之進一步解釋，封裝裝置之 -^處的知？可用作測試端子或用於安裝帛外微電子裝 96376.doc -47- 200531227 置°可稭由引線422將安裝於頂封裝端子上的額外微電子裝 置連接至早兀1 〇、連接至其上安裝有底封裝端子的電路 ^板或兩者。可將此類型之封裝安裝成—堆叠配置，其中 個破置之頂知子連接至該堆疊中之下一個更高裝置 封裝端子。 在圖43中所描繪之結構中，藉由一可包括一層晶粒附著 材料之*裝結構5G2將單元1G之底表面13(由晶片u之後表 ®界定）機械地附著至平面内插器53G。如上文所討論，可 將寬廣範圍之材料用於内插器。較佳地，内插器53〇具有可 ^性且安裝結構5〇2具有可感知之機械柔性。舉例而言，安 裝結構502可包括—層柔性材料。在此實施例中，内插器53〇 &表面531界定泫封裝裝置的底表面。使端子曝露於 此底表面處。藉由可為線結合、金屬帶或其類似物之引線 :而在端子538與單元1G之頂表面上的單元連㈣之間形 成電連接。單元連接18與端子538之間的連接可包括其它導 :兀件’諸如沿内插器延伸之跡線(未圖示)及延伸穿過内插 器之通路。期望地，諸如線結合5〇6之連接具有可撓性，使 得端子538相對於單元1〇保持如由安裝結構5〇2之柔性所允 許之可移動性。内插器530可以任何所要之間距承載端子 538之相對緊密的陣列。可將某些或所有此等端子安置於内 插器530(安置於單元1〇之下）之區域中。此類型之配置可提 供高密度及至電路面板之空間有效互連。 如圖44及45中所示，單元可具有額外單元連接。在根據 本發明之-實施例之過程中，將罩蓋元件611與整體晶圓元 96376.doc -48- 200531227 件620(諸如，倂入了複數個半導體晶片622之整個晶圓或一 部分晶圓）合成一體，使得罩蓋元件之底表面612面朝該晶 圓το件之前表面624。罩蓋元件之頂表面614面朝上遠離該 晶圓元件。形成垂直互連結構626使得該等垂直互連結構自 晶片上之接點628向上延伸穿過罩蓋611以便提供曝露於罩 蓋元件611之頂表面614處的單元連接。如上述共同擁有之 被倂入的申請案第60/506,600號、第60/515,615號、第 60/532,341號及第60/568,041號中所描述，罩蓋元件可具有 與薄金屬層630成直線之通路。可藉由（例如）在與晶圓元件 組裝之前在罩蓋元件上沉積金屬並選擇性地蝕刻該金屬來 提供金屬通路襯墊630。將焊料或其它導電結合材料提供於 罩盍兀件上、晶圓元件上或兩者上並使其回流，使得結合 材料浸潤排列於通路中之金屬且浸潤晶圓元件上之接點 628從而形成垂直互連結構。在圖料之過程中，罩蓋元件在 對應於晶圓元件中之晶片之間的邊界之位置處具有額外的 列之通路632。如圖44中所描繪，此等額外通路可延伸以部 刀地穿過罩蓋或完全穿過罩蓋元件。額外通路與金屬或 其=導電材料634成直線，謂導電再分配跡線咖提供於 罩蓋之表面上，使得跡線將某些或所有額外通路632中之襯 墊’、用於$成垂直互連結構之某些或所有其它通路中之通 路襯塾630互連。可在用於製成通路襯墊㈣之相同過程步 驟期間形成額外襯墊634及跡線咖。因此，當形成垂直互 連、-構¥ ’額外通路中之導電襯墊㈣將被電連接至至少某 些垂直互連結構626。如同在中請中的中請案中所描述，在 96376.doc -49- 200531227 罩盖元件與晶圓元件間 ]於相“片之間的邊界處提供密 干在罩蓋之頂表面614與晶片之底表面625之間延伸的垂直 延伸邊緣表面649。該切斷過程切割額外通路632，使部分 通路曝露於單元之邊緣表面處。如圖45(其為一展示了一個 此邊緣表面649之正視圖）中所示，，在被切斷之通路内的 導電襯墊634形成了曝露於單元之邊緣表面處的邊緣連 接。至少某些此等邊緣連接被電連接至至少某些垂直互連 結構626且因此被電連接至晶片上之至少某些接點628。以 使得密封劑在每-晶片之周邊的周圍延伸。 t在對罩蓋元件、晶圓元件及密封劑進行組裝之後，且期 望地在形成垂直互連結構之後，沿切斷之線⑷（亦被稱 為切割線’其中—條在圖44中可見）切斷罩蓋元件、晶圓元 件及密封劑。該切斷步驟形成了個別單元，每一單元均包 括-個或多個晶片及一具有延伸穿過其之垂直互連元件的 罩蓋。如最佳於圖45之正視圖中所見，每—此單元具有若 此方式可在單元之一個、某些或所有邊緣表面上提供邊緣 連接。在此過程之一變化中，可由罩蓋元件之底表面612形 成再分配跡線636，而非在此元件之頂表面上形成。 如圖46中所見，可將邊緣連接634結合至電路面板652或 其它基板之接觸焊塾650，使得單元可安裝成··該單元之頂 表面614及底表面625延伸而橫切基板之平面，且邊緣表面 649承載面朝下朝向基板之邊緣連接。或者，可將該單元安 裝於插口 656(圖47)中，其中該插口之元件（諸如彈性爪鈞 658)σ齒合邊緣表面649上之邊緣連接634。亦可如上所述安 96376.doc -50- 200531227 裝單元，其中藉由由垂直互連結構626形成之頂部單元連接 來形成連接。 圖48及49之實施例通常類似於上文中參考圖44-47而討 論之貫施例。然而，在圖48及49之實施例中，密封劑740自 晶片之邊界向内延伸超過至少某些垂直互連結構726。執行 切斷操作以便切斷此等互連結構且因此將此等垂直互連結 構726形成為邊緣表面749處之邊緣接點734。向内延伸之密 封劑740繼續充當每一單元中之晶片與罩蓋之間的連續密 封件。圖48中所描繪之切斷操作使用沿切斷之兩條平行線 的兩個切口，其位於相鄰晶片之間的每一邊界處。在一變 化中，某些或所有接點728及相關垂直互連結構726可位於 相郴晶片之間的邊界處，使得單一切口將單一列之垂直互 連結構形成為兩個單元上之邊緣接點。可將每一單元中之 某些或所有垂直互連結構轉換成邊緣接點。可如上文中參 考圖46及47之討論來安裝以此方式所形成之單元。 在另一變化（未圖示）中，藉由將邊緣連接附於單元上（例 如，糟由將其上具有導電連接之介電載體黏ρ付地結合至單 元之邊緣表面）或藉由將離散邊緣連接元件附於單元之邊 緣表面而使在罩蓋之頂表面上具有單元連接之單元具有邊 緣連接。可藉由任何適當連接技術將經附加之邊緣連接電 連接至位於罩蓋之頂表面上的單元連接。舉例而言，若介 電載體為其上具有跡線之可撓性介電元件，則可在罩蓋之 ，緣上折疊相同物，使得跡線之部分沿罩蓋頂表面延伸至 时—、妾或者，可藉由線結合將邊緣連接連接至單元連 96376.doc 200531227 接。 根據本發明之進一步實施例之單元812(圖5〇)倂入了晶片 820,該晶片820如同上文所討論之晶片具有前面822及後面 824。晶片820具有若干曝露於前面822處之接點826。再次， 晶片具有諸如微機電元件之主動元件827、諸如SAw元件之 電聲το件或諸如感測像素之一陣列的光電子元件，其中該 主動το件安置於前面822處或與該前面822相鄰。然而，在 此實施例巾，晶片具有若干曝露於晶片之後面處的後接點 830。將某些或所有後面接點83〇電連接至前面接點826且電 連接至晶片之電路元件（包括主動元件827)。至後面接點83〇 之電連接包括若干延伸以部分地或完全穿過晶片之厚度的 ‘ ％〜構。此等導電結構不應損害單元之實體完整性，且 因此不應提供在晶片之前表面與後表面之間延伸的洩漏路 径。通常在晶片被處理為晶圓之—部分時形成此等連接。 種形成穿過+導體晶圓之厚度的導電結構之方法為藉由 離子植入或其它技術在晶片中創建對該應用而言具有足夠 低電阻的半導體材料之高度摻雜柱844。或者，可穿過半導 體之厚度切開中空通路或”導管，，846，使得該導管自後面 824延伸至前面上之接點826。藉由前面接點之金屬材料在 刖表面處岔封該導管。可藉由以金屬膜料7進行塗佈而使導 管之壁導電。在一變化中，該導管可完全由金屬（未圖示） 填充。 將如圖50中所示之可倂入許多晶片82〇之晶圓元件與一 括革瓜860之罩盍元件（其中一個罩蓋展示於圖％中）及— 96376.doc •52- 200531227 位於晶圓元件中的相鄰晶片《間的邊界處之密封劑862組 裝，且該晶圓元件具有自晶片上之至少某些頂面接點似延 伸穿過罩蓋_之垂直互連結構864以形成若干曝露於罩蓋 ,頂表面868處的頂部單元連接866。自晶圓元件切斷該等 單疋’留下圖5G中所描緣的組態中之個別單元。在此組態 中，晶片之後面接點830形成若干曝露於可構成單元之底表 面的晶片之底表面824上之底部單元連接，而頂部單元連接 _則被曝露於可構成單元之頂表面的罩蓋之頂表面、68 處。將至少某些頂部單元連接866電連接至至少某些底部單 το連接830、連接至晶片之内部電路或兩者。該單元提供至 少某些（較佳地為所有）頂部單元連接866與至少某些（較佳 地為所有）底部單元連接83〇之間的連續電路徑。 精由使用與倒裝晶片直接晶片安裝中所使用之彼等技術 相似的技術將底部單元連接83〇結合至電路面板上之接觸 焊塾來將所完成之單元812直接安裝於電路面板上。此使得 f元處於面朝上定向中，其中罩蓋及單元頂表面868面朝上 返離甩路面板。或者’可將單元8〇2封裝於中間基板或内插 器870(圖51)上，其中頂表面868避開内插器，且接著將内插 器結合至電路面板880。該内插器具有若干曝露於其底表面 處之封I端子872及可將底部單元連接83〇電連接至該等端 子之跡線874。通常，㈣插器提供再分配使得端子872以 大於底端子830之間距而被安置。該内插器亦可在單元與電 路面板880之間提供機械柔性。該内插器通常可類似於彼等 用於製造晶片級封裝的内插器。 96376.doc •53- 200531227 雨I5單S連接866可用作測試連接以允許在將單元安裝 至包路面板之可或之後嗜合測試探針。頂部單元連接提供 了有利地位於早το之頂表面上的探測點。此外，探測過程 將不曰知害將被連接至電路面板之底部單元連接。可將一 額外微電子元件連接至頂部單元連接飾以形成已完成之 〜，中的I路之—部分。該額外微電子元件可為具有相似 :之另單元812，使得該等單元如圖52中所示被垂直地 堆疊。將-個單元之頂部單元連接咖連接至堆疊中的下一 個更高單元之底部單元連接83〇。因此，該等單元形成了安 置於單元之平面區域内部的共同垂直匯流排。 在進一步實施例（圖53_55)中，藉由沿晶片之邊緣表面形 成導電跡線而非藉由提供穿過晶片之連接來提供底部單元 連接0如圖53中所示，曰η;从曰+上 Υ所不曰曰固兀件具有若干自晶片上之至少 某些頂表面接點926延伸至晶片之間的邊界的頂表面跡線 902。如上文所討論，提供了可形成頂部單元連接鳩的罩 蓋元件96〇及垂直互連結構9“。再次，藉由沿晶片之間的 邊界進行切割來切斷晶圓元件及罩蓋元件以形成個別單 元因此，在切斷之後，頂表面跡線9〇2延伸至單元之邊缘 表面904。在切斷單蓋元件之前，可執行該切斷過程以在單 元之間的邊界處形成具有傾斜邊緣之渠溝。如圖54中所 不’傾斜#溝表面在晶片上提供了傾斜邊緣表面鳩。通常 在切斷罩蓋it件之前沿此傾斜邊緣表面形成進—步跡線 910。如圖55中所示，沿晶片之底表面924形成進一步導電 跡線，以便提供底部單元連接93G。再次，將某些或所有底 96376.doc -54- 200531227 部單兀連接930連接至晶片之電路且連接至頂部單元連接 966。如上文中參考圖5〇及51之討論，可使用以此方式製成 之單元。 在本發明之進一步實施例（圖56)中，在將罩蓋元件與晶圓 70件組裝之前，在罩蓋元件1〇6〇之底表面1〇61上提供跡線 1〇〇2。該等跡線自用以形成垂直互連結構1〇64之通路延伸 至對應於晶片之間的邊界之區域。在形成垂直互連結構 1064之過程中，用以形成垂直互連結構之焊料接觸跡線 1〇〇2之内部末端。在切斷晶圓元件1020與罩蓋元件1〇6〇之 後，跡線1002之末端1〇08被曝露於單元之邊緣表面ι〇49 處。沿邊緣表面延伸之跡線1010將跡線1〇〇2與提供於晶片 之底表面1024上之底單元接點1〇3〇相連接。此配置避免了 '寸曰曰圓元件進行特殊處理以形成如上文中參考圖53而 討論之跡線902的需要。 可使用上文所討論之特徵部分的多種變化及組合。舉例 而a，可使用具有除頂部單元連接之外的底部單元連接之 單，其中如上文所討論封裝結構被連接至頂部單元連接 (例如，參考圖37及39所討論之彼等頂部單元連接）。在此配 ，I，封裝結構之端子及底部單元連接兩者均被曝露於封 裝裝置之底部處以連接至電路面板。在進一步變化中，單 兀可具有如參考圖44-49所討論之邊緣單元連接及如上文 中參考圖50-56討論之底部單元連接兩者。 明了本發明之_實施例’其中形成一額外密封 件以密封單元(意即，蓋帽式或罩蓋式晶片)之周邊邊緣，該 96376.d〇( -55- 200531227 等單元藉由（諸如）上文中炎 τ，考圖 1-6B、圖 18-28B及圖 30-32 所描述的晶圓級過程之一 — _ 種或夕種貫施例製造而成。圖60 说明了根據本發明之此者 只知例而提供的兩個此等單元2〇3〇 之結構。 在上文所討論之許多替代例中，由於具有至少某些此等 ^何被w並在周圍溫度至僅稍微升高之温度下形成結 5 b力所以有機材料為一用於形成”圖框"密封件2002 以密封晶片之活性區域的較佳材料。此等材料之使用會有 助於避免上述CTE失配問題，尤其是當含晶片之晶圓與含 罩蓋之晶圓為不同材料時。結合上述用以形成互連之低溫 過程來使用此等有機密封材料尤其有利，諸如其中將柱形 凸塊安裝至保持呈晶圓形態之晶片，且接著使罩蓋或含蓋 帽之晶圓對準並藉由導電或非導電有機材料將其密封住以 形成互連（例如，如上文中關於圖29八及3〇之展示及描述）之 彼4過矛王。某些類型之晶片（尤其是彼等含SAW裝置之晶片） 對應變尤其敏感。通常操作SAW裴置以提供窄帶通濾波器 功能，其中使通帶之中心頻率經受由於裝置中發生應變而 產生的變化。彈性有機材料之低模數可有助於有機材料減 輕由於CTE失配而在含晶片之晶圓與罩蓋晶圓之間出現的 差異應變之效應。 然而’儘管具有前述之益處’有機材料不可為某此裝置 提供足夠氣密之密封。通常藉由諸如金屬或玻璃之無機材 料而非有機材料來達成更緊密之密封，但其須經受上文所 述之困難。 96376.doc -56- 200531227 因此，在圖60中所說明之實施例中，對額外層2〇〇4進行 沉積亚圖案化以上覆單元之周邊邊緣2〇2〇，從而作為用以 密封晶片2001之邊緣2〇〇6、罩蓋之邊緣2〇〇8以及有機密封 材料2002的不可滲透之媒體。亦如圖6〇中所示，當相同層 2004具有導電材料時，期望地亦將該相同層2004圖案化以 形成被連接至每一晶片2〇〇1上之導電互連2〇12的個別互連 的金屬接點2010。 圖57-59展示了圖60中所示之用以製造單元2〇3〇的說明 性方法中之階段。如圖57中所示，展示了一對單元2〇3〇， 母一單元作為晶圓之部分而保持附著於邊界2〇34處。為參 考之便利，僅展示了兩個此等單元。然而，根據本文所述 之方法可同時處理呈晶圓形態的大量此等單元。每一晶片 均包括裝置2011(例如，作為說明，SAW或MEM裝置）、安 置於裝置上的空隙2013及自晶片2001向上延伸之導電互連 2012。 藉由光微影技術來圖案化感光抗蝕膜以在單元之罩蓋部 刀的表面2022上形成抗姓圖案2032。作為說明，因為當抗 钱膜被隨後移除時，塗覆至抗蝕膜上的任何材料塗層亦將 被移除，所以該抗蝕膜為起離薄膜。將抗蝕圖案2〇32形成 為環繞每一預先存在之互連2012的島狀物，以便在隨後移 除具有塗覆至其的金屬塗層之抗蝕圖案時使該等互連保持 彼此隔離。 此後，如圖58中所示，沿邊界2034(較佳地與晶片之切割 線重合）部分地切斷個別單元2030以產生所示之結構。在圖 96376.doc -57- 200531227 59中所Μ之進_步步驟中’沉積_種或多種金屬以產生 所不之、，、。構，其中單元之周邊邊緣2〇2〇及頂表面搬2兩者 均被，屬所覆蓋。較佳地為其在充當對包含濕氣之污染物 的I1 早蔽方面的口口質及其導電之能力來選擇金屬。不會輕易 腐蝕之金屬可較佳用於+ θ μ ^ , 1用於此目的。應較佳地選擇金屬層2004 以便形成能堅固地黏附至單元之表面以及黏附至密封材料 2002之堂層且以便在穿過該層之主要表面的方向上及在穿 過其厚度之方向上提供良好的導電性。因為此等原因，金 屬層2_較佳地由經沉積之金屬（諸如用於半導體及Μ· 製造工業中之金屬）的一聂 ^ 择且形成。可用於形成此等堆疊之 金屬的普遍實例包括：鈦、始與金之組合；以及鉻、銅與 :之、、且。’辞、鎳與鈀之組合；以及上文所列出之金屬的 夕種排列及組合。銘可姑台紅 鏢了被包括於金屬層堆疊中以提高經圖 案化之金屬提供磁屏蔽之能力。 ^ ^ ^ ^ ^ 作馮呪明，當藉由氣相沉 積來主覆該金屬層時該堆疊每一 經圖案化之金屬層的厚 =為〇.…’且當藉由水性處理來塗覆該金屬層時，此 約1 _。若材料可提供對濕氣或污染物之必需的 具有足夠導電性，則導電非蝴舉例而言，諸 如氮化欽或金屬之盆Ρ _彳卜4 /、匕鼠化物的導電氮化物）可代替金屬 而用作一塗層之一部分或全部。 ， 此後，再次參考圖60，執行 浐^ ^ ^ ^ ΛΛ ^ „ 用乂和除抗蝕圖案2032連同 不而要的金屬層之部分的步驟以 之社槿,μ 產生如上文所述的所展示 構。〜亦沿邊界2034(圖58)處 切斷成單獨單元。 丄嚷將早TC2030 96376.doc -58- 200531227 除圖60中所展示的上述實施例之外，可修正上述過程以 提供若干替代結構。圖61說明了一個此替代結構。如其中 所展示，可在互連之個別互連2012與周邊金屬密封層2〇〇4 之間建立電連接以保持密封層與晶片中之一個互連處於相 同的電位以便提供接地接觸。可將互連中之其它互連2〇14 連接至如上述自金屬層而被圖案化之接點2010。在此實施 例中，周邊金屬密封層2004較佳地延伸於單元2030之大部 分外部周邊2020及頂表面2022上。在此情況中，密封層2〇〇4 可用於為單元2030提供電磁屏蔽功能。 繼續參考圖61，在上述實施例之一變化中，將金屬層2〇〇4 圖案化以提供側向延伸於罩蓋之頂表面2022上的導電跡 線。此導電跡線可用於再分配接點（例如，以與上文中參考 圖4A-4B及7B而描述之方式相似的方式），以在（例如）單元 之互連2012的間距及側向尺寸與工業標準焊盤栅格陣列之 間距及側向尺寸之間進行轉換。 在一特定實施例中，經圖案化之金屬層2004可用於額外 功能，諸如在單元之表面2022上提供導電元件以用作電阻 1置、電感性裝置或電容式裝置（例如，為在晶片2〇〇丨之裝 置與在Ik後組裝步驟中附著有該單元之外部網路之間提供 阻抗匹配之目的）。為在切斷晶片之最後步驟之前形成此等 導電7G件中之某些導電元件，可沉積並圖案化一介電層以 上覆經圖案化之金屬層2004,接著如上文中參考圖57-59之 描述 >儿積並圖案化一個或多個額外的經圖案化之金屬層。 由於可在不偏離如由申請專利範圍所界定的本發明之情 96376.doc -59- 200531227 況下使用上文中所討論的該等特徵部分之此等及其它變化 及組合，因此應將該等較佳實施例之前述描述理解為具有 說明性而非限制如由申請專利範圍所界定之本發明。

【圖式簡單說明】 X 圖1-3C為視圖，其說明了一種用於形成根據本發明之一 實施例之蓋帽式晶片的方法。 圖4A及4B為與其對應之剖視圖及俯視圖，其說明了其中 提供有一再分配佈線跡線的本發明之一特定實施例。 +圖5為一剖視圖，其說明了其中在將蓋帽安裝至晶片之後 藉由盍帽形成晶片之結合層的一特定實施例。 圖6A-6B為剖視圖，其說明了 一種用於形成具有若干包括 柱形凸塊的電互連之蓋帽式晶片的方法。 圖7A-7B分別為剖視圖及俯視圖，其說明了在蓋帽上具有 再分配佈線跡線之蓋帽式晶片的一實施例。 圖8A-11B為剖視圖，其說明了用於將一包括蓋帽式晶片 之單元安裝至一電路面板的多種方法。 圖12-17為剖視圖，其說明了在用於圖案化及使用位於一 蓋帽構件上之一犧牲塗層以提供一蓋帽式晶片之方法中的 階段。 圖18-23為剖視圖，其說明了在用於製造蓋帽式晶片之方 法中的階段，其中晶片之導電特徵部分可辅助該蓋帽式元 件之自我定位。 圖24-26為剖視圖，其說明了圖18_23中所展示之實施例之 憂化，其中该等導電特徵部分包括若干具有固態核心的 96376.doc -60- 200531227 導電球。 圖27-32為剖視圖，其說明了蓋帽式晶片之實施例，其中 形成了包括自晶片延伸進入蓋帽中之通孔内的柱形凸塊之 電互連。 圖33及34A為俯視圖，其分別說明了複數個晶片及一蓋 帽，根據本發明之一實施例，微電子單元可由該等複數個 晶片及該蓋帽製造而成。 圖34B為由圖33-34A中所說明之晶片及蓋帽製造而成之 微電子單元的剖視圖。 圖35為俯視圖，其說明了一蓋帽元件之複數個蓋帽，根 據本發明之一實施例微電子單元由該蓋帽元件製造而成。 圖36A-36B分別為俯視圖及剖視圖，其說明了一蓋帽元件 之複數個蓋帽，根據本發明之一實施例微電子單元由該蓋 帽元件製造而成。 圖37-43為剖視圖，其根據本發明之多種實施例說明了具 有罩a式或蓋帽式晶片之微電子單元及包括此等單元之總 成的多種實施例。 圖44-49為剖視圖，其說明了用於製造具有f蓋式或蓋帽 式曰曰片（其具有邊緣連接）之微電子單元之方法及用於將該 等單元安裝至電路面板或其它元件之方法。 圖50-56包括剖視圖及正視圖，其說明了具有底部單元連 接之微電子單元及用於製成此等單元之方法的多種實施 例0 圖57-60為剖視圖，其說明了在微電子單元之製造過程中 96376.doc 200531227 的階段’其申將一不可滲透之媒體用於密封該等單元。 圖61為剖視圖’其說明了圖6G中所展示之實施例的一替 代性實施例，纟中該不可渗透之媒體具有導電性且對其加 以圖案化以形成導電跡線。 【主要元件符號說明】 10 單元 11 晶片 12 罩蓋 13 晶片之底表面/晶片之後 18 單元連接 21 晶片之活性區域 24 覆蓋物之頂表面/單元之 30 介電内插器 31 介電元件之底表面/跡線 32 導電跡線 33 介電元件之頂表面 36 孔隙或窗口 38 端子或導電柱 40 水平底平面 50 電路面板 52 接觸焊墊 100 蓋帽式元件 101 邊界/蓋帽 102 蓋帽/底道 96376.doc •62- 200531227 103 104 105 106 107 108 109 110 116 125 130 132 138 150 200 201 202 204 206 208 210 214 216 230 蓋帽之底表面 褶皺區域/通孔 導電跡線/蓋帽式元件之頂表面 區域/電鍍金屬/結合層/通孔/頂道 側壁/結合層/通孔之側壁 端子 通孔 底道之底表面 窗口 間距之南度 内插器 内插器之底表面/跡線 封裝端子 額外元件或塊 蓋帽式晶片 晶圓 晶片/間隔物 裝置區域/間隔物之底表面 封裝端子/密封媒體 垂直導體/裝置區域/結合襯墊 佈線 空隙 晶片之前表面 平面内插器 96376.doc -63- 200531227 232 300 302 303 303a 303b 304 305 306 308 310 320 330 335 400 402 403 404 405 407 409 410 412 413 跡線 早兀 導電媒體之球/可熔材料之塊體/焊球/引線 導電互連 電互連 電互連 可熔導電材料/引線部分 蓋帽之頂表面 延伸部分 端子部分 經曝露之表面 包覆模或密封劑 更小直徑 更大直徑 蓋帽 蓋帽 大直徑 蓋帽 頂表面 最大間距 更小間距/直徑 通孔 通孔 内部邊緣/刀口 96376.doc -64- 200531227 414 通孔 415 頂表面 417 底表面 418 側壁 419 間距 421 經曝露之部分 422 引線框/引線 423 最内部之末端 424 引線之頂部分/引線之上側部分/面朝上之表面 426 延伸部分 428 端子部分 430 蓋帽式晶片 432 密封媒體 434 跡線 436 通孔 438 通孔 500 蓋帽 502 蓋帽之底表面/安裝結構 504 蓋帽之頂表面 506 引線/線結合 510 通孔 515 可焊電鍍金屬 • 520 側壁 525 底表面之部分 96376.doc -65- 200531227 530 平面内插器 531 内插器之底表面 538 端子 540 結合層 600 晶片 601 晶片之前表面 602 裝置區域 604 結合襯墊之佈線 606 結合襯墊 610 導電球/焊球 611 罩蓋元件 612 罩蓋元件之底表面 614 罩蓋元件之頂表面 620 整體晶圓元件 622 半導體晶片 624 晶圓元件之前表面 625 晶片之底表面 626 垂直互連結構 628 接點 630 金屬之薄層/金屬通路襯墊 632 通路 634 導電材料/導電襯墊/邊緣連接 636 導電再分配跡線 640 密封劑 96376.doc -66- 200531227 642 切斷之線 649 邊緣表面 650 接觸焊墊 652 電路面板 656 插口 658 彈性爪鉤 662 導電柱形凸塊 663 電互連 664 密封媒體 665 通孔 666 肩狀物 700 單元/晶片 703 導電互連 704 導電材料 706 跡線 708 導電接觸 710 裝置區域 712 邊緣 726 垂直互連結構 728 接點 734 邊緣接點 740 密封劑 749 邊緣表面 800 總成

96376.doc -67- 200531227 802 電路面板/密封環/單元 804 電鍍金屬 808 焊盤/端子 810 密封材料 812 titt —- 早兀 820 晶片 822 晶片之前面 824 晶片之後面 826 接點 827 主動元件 830 後接點/底部單元連接/底端子 844 高度摻雜之柱 846 通路或導管 847 金屬薄膜 860 罩蓋 862 密封劑 864 垂直互連結構 866 頂部單元連接 868 罩蓋之頂表面 870 中間基板或内插器 872 封裝端子 874 跡線 - 880 電路面板 900 隆脊/總成 96376.doc -68- 200531227 902 刀口 /頂表面跡線 904 邊緣表面 906 傾斜邊緣表面 910 密封材料/跡線 916 可炼材料 917 結合層 920 端子 921 空隙 922 預成型坯 924 膨脹式焊料連接/晶片之底表面 926 頂表面接點 930 底部單元連接 960 罩蓋元件 964 垂直互連結構 966 頂部單元連接 1000 總成/蓋帽 1001 電鍍金屬層 1002 蓋帽之底表面/跡線 1004 環狀結構 1006 蓋帽之頂表面 1008 跡線之末端 1010 跡線 1016 焊料 1018 連接 96376.doc -69- 200531227 1019 電路面板 1020 晶圓元件/焊盤 1022 導電黏接劑 1024 晶片之底表面/導電黏接劑 1026 離散導電微粒 1030 底單元接點 1042 周邊邊緣 1049 邊緣表面 1060 罩蓋元件 1061 罩蓋元件之底表面 1064 垂直互連結構 1102 晶片 1104 通孔 1105 蓋帽之表面 1106 蓋帽 1107 安裝面 1114 結合襯墊 1116 焊料 1119 電路面板 1120 端子 1124 結合層 1126 延伸部分/結合層 1128 延伸部分 1130 額外密封件 96376.doc -70- 200531227 1140 周邊邊緣 1141 電鍍金屬 1142 晶片 1144 導電球 1145 導電材料 1146 晶片之後表面 1150 晶片

1202 電路面板 1204 端子 1205 塊 1206 跡線 1250 罩蓋 1252 犧牲塗層/光阻抗蝕膜 1254 光阻層/開口 1256 通孔/罩蓋

1258 結合層 1260 側壁 1262 導電互連 1264 晶片/電路面板 1266 開口 1268 電光裝置 1270 殘餘物質 1272 總成 1300 蓋帽 96376.doc -71 - 200531227 1302 晶片 1303 頂表面 1305 底表面 1310 通孔 1310a 通孔 1315 軸直徑 1320 柱形凸塊

1320a 柱形凸塊 1325 長度 1330 結合襯墊 1340 環形密封件 1402 晶片 1403 蓋帽之頂表面 1405 通孔 1410 可焊電鍍金屬

1420 焊球/柱形凸塊/焊球 1430 焊球 1500 蓋帽 1501 晶片 1502 蓋帽之頂表面 1505 密封材料 1506 通孔 1510 柱形凸塊之峰 1516 柱形凸塊 96376.doc -72- 200531227 1530 焊球 1540 機械接觸 1600 晶片 1602 蓋帽 1604 結合襯墊 1605 蓋帽之頂表面 1606 通孔

1607 側壁 1700 晶片 1702 裝置區域 1704 圖框環形密封件 1710 蓋帽 1712 環形槽 1714 結合層 1716 蓋帽之頂表面

1718 蓋帽之底表面 1720 蓋帽之中心部分 1722 橋接器 1726 結合層 1800 蓋帽式元件 1802 裝置區域/結合襯墊 1804 結合襯墊 1806 佈線 1810 蓋帽 96376.doc -73- 200531227 1812 離散通孔 1814 結合層 1900 蓋帽式元件 1902 蓋帽 1912 通孔 1914 結合環形層 1920 結合環形層 1922 蓋帽之底表面 1924 導電互連 1932 通孔 2001 晶片 2002 密封件 2004 額外層/金屬層/周邊金屬密封層 2006 晶片之邊緣 2008 罩蓋之邊緣 2010 金屬接點 2011 裝置 2012 導電互連 2013 空隙 2014 互連 2020 單元之周邊邊緣/外部周邊 2022 罩蓋部分之表面 2030 — 早7G 2032 抗姓圖案 2034 邊界 96376.doc -74-

Claims (1)

1. 200531227 十、申請專利範圍： 1 · 一種蓋帽式晶片，其包括·· 一晶片，該晶片具有一前表面及曝露於該前表面處之 一結合襯墊區域中的複數個結合襯塾； 一盖帽構件，該蓋帽構件具有一頂表面、與該頂表面 相對的一底表面及在該頂表面與該底表面之間延伸的複 數個通孔，該蓋帽構件安裝至該晶片使得該底表面面向 違晶片並與其間隔以界定一空隙；及 複數個固態導電互連，其至少部分地延伸穿過該等通 孔以形成延伸穿過該等通孔之密封件。 女明求項1之蓋帽式晶片，其中該等互連中之至少某此互 連係曝露於該蓋帽構件之一個或多個邊緣處，使得該等 經曝露之互連界定若干邊緣單元連接。 3·如請求項丨之蓋帽式晶片，其中該晶片進一步包括與該前 表面相對的一後表面，該蓋帽丨晶片進-步包括曝露於 該底表面處之若干底部單元連接，該等底部單元連接係 導電地連接至該等結合襯墊。 4·如明求項1之盍帽式晶片，其中該蓋帽構件之該底表面面 向該晶片之該前表面。 5·如請求項1之蓋帽式晶片，其中該等互連包括接合至該等 結合襯墊之一可熔導電材料及一可流動導電材料中的^至 6. 種包括如請求項1之蓋帽式晶片的總成，其進—步包括 具有複數個端子之電路面板，其中該等互連係接=至 96376.doc 200531227

   ，其進一步包括安置於該等通孔 该至少一種材料接觸該等可浸潤 該電路面板之該等端子 如請求項6之蓋帽式晶片 之壁上的可浸潤區域， 區域。 8.如請求項1之蓋帽式晶片，其 适梦包括一密封件，該密 封件包括選自一可熔斷材料、一 • 、 7卞 黏接劑、一玻璃、一熱 塑性塑料及一擴散結合媒體中 至；其中之一的密封材 料，该密封件安置於該蓋帽構养 丨目稱仵之该底表面與該晶片之 該前表面的一部分之間，該密封件至少大體上封住該姓 合襯墊區域及該空隙。 9.如請求項8之蓋帽式晶片，其中該晶片之該前表面與該蓋 帽構件之該底表面藉由⑷自該晶片或該蓋帽構件突出的 特试部分及（b)配置於該密封材料中之間隔元件的至少 其中之一而得以保持一受控間隔。 10·如請求項8之蓋帽式晶片，#中該晶片包括一曝露於該前 表面處之表面聲波（SAW)裝置，且該蓋帽構件包括一材 料，其具有一與該SAW裝置之一 CTE緊密匹配的CTE，該 蓋帽式晶片進一步包括一能將該蓋帽式構件之至少周邊 邊緣密封至該晶片之周邊邊緣的額外密封件。 11. 如請求項1之蓋帽式晶片，其中該等互連包括與該等結合 襯墊形成導電連通的柱形凸塊，該等柱形凸塊延伸以至 少部分地穿過該等通孔。 12. 如請求項11之蓋帽式晶片，其中該等柱形凸塊中之至少 某些柱形凸塊具有能鄰接該蓋帽式構件之該底表面的肩 96376.doc 200531227 狀物，該等肩狀物保持住該晶片之該前表面與該蓋帽式 構件之該底表面之間的一受控間隔。 η.如請求❸之蓋帽式晶片中該至少一種材料為一可流 動導電材料，且該蓋帽式構件包括-不會被該可流動導 電材料浸狀結構㈣及由可被覆蓋料通孔之壁的爷 可流動導體材料浸潤之一材料形成之襯墊。 14.如请求項1之蓋帽式晶片，纟中該等通孔中之至少若干部 分呈錐形，其在一自該底表面朝該頂表面之方向上逐漸 變小；且 該等複數個固態導電互連自該晶片之該等結合概塾延 伸以至少部分地穿過該等通孔。 15.如5月求項i之盍帽式晶片，#中該蓋帽構件基本上係選自 由以下材料組成之群的至少一種材料組成··陶竟、金屬、 玻璃及半導體材料。 16.,請求項U之蓋帽式晶片，其中該等柱形凸塊由以下至 ^其中之一密封：（a)_非導電材料，使得該等柱形凸塊 大出穿過該非導電材料；及一導電有機材料。 17. 如請求項16之蓋帽式晶片，其中該等通孔之側壁係定向 成與該頂表面呈約9〇度之一角度。 18. 種用於製成如請求項i之蓋帽式晶片的方法，其包括以 下步驟： ⑷將盍帽構件與—包括一個或多個晶片之晶片構件 子準使得自该晶片構件突出之導電元件延伸進入該蓋 中目構件中之通孔内，且在平行於該前表面之一個或多個 96376.doc 200531227 水平方向上至少 件之位置；及 部分地控制該蓋帽構件相 對於該晶 片構 、⑻形成延伸穿過該蓋帽構件之若干 … 連包括該等導電元件。 使彳于邊等互 19.如請求項丨8之方法，其巾該^ 等導雷开A A 1 匕枯接觸焊墊，且該 —▲匕Μ自該等接觸焊墊突出之柱形凸塊；及b) 女裝至該等接觸焊墊之導電球的至少其中之一。… 2 0 ·如$青求項】q夕士^ 〜中在該形成步驟期間該等導電元 :Μ盒帽構件固持於琴S只摄 狀U構件之上，使得在該形成 /上、、σ日守该蓋帽構件與該晶片構件之間存在一間隔。 ”員18之方法，其中該晶片構件為一包括複數個晶 ,單曰曰圓構件，該方法進一步包括在該形成步驟之 L斷亥風巾目構件及該晶圓構件，以便製成複數個個別 /、中母單元均包括該％晶片中之一個或多個晶 片、一盍帽及該等互連中之一個或多個互連。 22·如明求項21之方法，其進一步包括形成在該單一晶圓構 件契4盖巾I構件之間延伸之複數個環形密封件的步驟， 吏仔母 °亥％形在、封件均環繞該等互連中之一個或多個 互連’執行該切斷步驟使得每一該單元均包括該等環形 搶封件之一個或多個環形密封件。 96376.doc