专利名称：具有微粒润湿和非润湿区域的电子封装的制作方法
技术领域：
本发明涉朋于容纳絲电路芯片的絲电路封装的制造。
技术背景在某些集成电路封装中，村底可以装配一个或以上的集成电路芯片。 在衬底和芯片之间可以^层4#。有利地，这种材料填满衬底和芯片之间的区域，但是不向外过量延伸。这才科故可能^Ht装部件的操作带来不利影响。例如，当底层:^4+注入衬底和集成电路之间时，其易于向外流，产 生从絲电路管芯底部伸出的所谓的材射状物。底层填充可以通过毛细流动完成。为了获得高吞吐时间，底层填料可 被安排財衬底阻焊剂具有非常低的粘性和好的润湿性。而且， 可在升高的温度下分配。所有这些因素的结果^层:t套阡舌状物保留在封 装的絲:^t分配侧。舌状物有效增加了封装的 _区域。发明内容才財居本发明的第一方面，提供了一种方法，包括形成半，g电路封^4面；在所述表面上形成具有小于500纳米尺寸的颗粒；以及 将液体涂布到所述封^面。 ' 根据本发明的第二方面，提供了一种絲电路封装，包括 封装表面；形成于所述表面上具有小于500纳米尺寸的颗粒；以及 在所ii^贞粒上涂布的液体。根据本发明的第三方面，提供了一种絲电路封装，包括
封^4面，在所*面上具有尺寸小于500纳米的颗粒；以及 所i^4面具有大于等于70mN/m或小于等于20mN/m的表面能。
图l是根据本发明一个实施例的封装的放大横截面视图； 图2是图1所示的封装衬底的錄面的""^^々高倍放大的4械面视 图；以及图3是另一实施例的放大横截面视图。 ^K实施方式在一些半导体集成电路封装的应用中，期望得到同时具有润湿和非润 湿区域的衬底。更期望得到具有超级可润湿的和超级不可润湿的区域的村 底。换句i封兌，同样的衬底可具有半毛细(hemi-wicking)和疏水的以及半 毛细和亲水的表面区域。因此，^Jr4^+和其它焊剂可被精密地控制以在 衬底上的有限区域中散开。在本发明的一些实施例中，樣^i^层可在整个衬底表面上涂覆。例如， 该涂层可以;ljl^^衬底JiJIJ4伸到500纳米高的石B内米棒。如果村底上 表面相对亲水，则表面粗化的纳米颗粒的存在可以大大增加表面的亲水性， 这种方式叫做半毛细。相反，如^目同的表面是疏水的，则发生半毛细，不过，使得表面非常號o7jC。通常，亲水表面具有大于或等于70mN/m的表面能量。疏水表面具有 小于或等于20mN/m的表面能量。.参照图1，衬底12具有M电路管芯14,它利用焊3求16以倒^^安 装于衬^Ji，以^f芯14电'f^t4M5^4ii接到4t底12。该衬底12具有 提^f言号到管芯14和从管芯14传送信号到夕KP器件的互连部。衬底12的Ji4面可具有外围区域22 (例如22a和22b)，它们是高疏 水的或者半毛细的。相反，在管芯之下JLA人芯片下方^^Lh升的区域24是 非常疏水和半毛细的。因此，^i:^^20—旦以方向A注入，例如，利用 毛细力，将/AjI乾7JC表面22a和22b离开^t布在亲水表面24上。因为表面 22和24是半毛细的，所以常规的润湿和非润湿岁t^增强。结果，^griM 20通#与箭头A相M向上向夕卜延伸而形成舌状物的倾向,氐。#某 些情况下可以获得较小的封絲盖区域，因为衬M面不会:f紘层痴阡舌 状物消耗。作为再一示例，封装30可包括衬底36,它包含互连部44,例如焊球， 如图3所示。可在衬底36中发现电垂直通孔38，其连接水^H^金属41以 ^if处连部44齡的夕卜界与封装30中的絲电糾32a、 32b、和32c 之间分配信号。密封材料52可密封(encapsulate)集成电路块32a、 32b、 和32c。管芯32a通iiii焊56连接到衬底36上的焊点46。焊点46通:^Jc， 金属41连接到电垂直通孔38，最终，下至连接到互连部44的焊点43。这 样，建立了在夕h^组件和管芯32a之间的通信。同样，丝焊48通过接触50 连接到管芯32b。可通过多种不同方式来提供对管芯32c的连接。该管芯32c 通过管芯贴附粘合层34井^^到管芯32b。同样地，管芯32b可通过芯片贴 附粘结层34 M^到管芯32a。然而，也可以利用其它技术将^A电膝夬固这种情况下，就期望防止用于芯片贴附34的津^fij渗出。如果芯片贴 附渗出，就会污染供丝焊接触^^]的区域。因此，表面54 ^级理成高疏7K 和半毛细的。这些表面可同时提供給管芯32b的Ji4面和管芯32c的M 面。再参照图2，在本发明的一些实施例中，微粒40在衬底12上生长。该 4斜立40可以是例如纳米棒、球形颗粒、或四脚体等。但是，也可以利用其 它的成分和形状。它们由包括(但并不局限于)二氧俗f圭、氧化铝、氧化 锆、硅、或碳等的材并4^成。通常，期望这些颗粒40具有超出衬底12的 表面5到500纳米的高度。这有^l也增强了所产生的表面的疏水或亲水性。当期望在同一表面上形成亲水和疏水这两种结构时，可形成同样精细 的元件。才^i^说，相似成#尺寸的颗粒40在整个表面上形成，，汰所述
表面最终是半毛细和疏水的或半毛细和亲水的。然后，将具有疏水f生的表面可暴露于氢氟舰理。#(呆持亲水性的表面用合适的、可移除的掩模42还可使用其它疏水处理。例如，氟化硅烷是疏水的。它们可在施用 (&nctionalization)前通过醇M用等离子处理;^易地施用于表面。例如， 组分R3-Si-OH与HO-衬底阻;t衬。""^^产生IVSi-0-衬底阻附'J。该组分R 可以是，但并不局限于，烷烂、乙烯基或氟。作为名-选的方案，不同的处 理可用于产生亲水表面。例如，端暴J^M^疏水的。》"卜，烷烃珪烷(alkane silane)是疏水的。而且，长链的烷烃自践单层，表现为表面上极高密度 的硅烷。这样的单层可以通*解途径或气相淀积来淀积。此外，阻焊剂 表面的羟1^可以用适当的分支(moiety) ^结珪醇以赋予;Ur:^H"非润湿 性。表面的特定区域可以通过石拔处理来图案化以得到底层4^的非润湿 区域。在本发明一些实施例中，可浸沾(dip)该结构以施加氢氟酸。在本发 明的一些实施例中，氢氟酸可以是百分之48到51且可暴露一分冲。以纳米才奉形式生^l贞丰立40可以用斜目淀积技术来完成。斜目淀积技术 包括于衬底上在两个不同方向上旋转的物理a^目淀积。^r相形成于输入蒸 汽源和将要生"M内米棒的表面之间。在某些情况下，角度可以是从70到90 度。可以应用0.2nMs-1的淀积速率和0.05revs-1的旋4鍵度。具有石英晶体 厚 _视器的电子^^蒸发器可用于检测M^度。因此，可以有选择地将表面制作成高亲水的或高疏水的。在少数示例 中，疏水区域可以是避免焊剂、底层^M、或密封剂的侵入的有效的防止 侵入区域。相反，通过在不断收缩的封装上的狭窄沟道的M4^f^模塑 料的分散可借助制造半毛细表面来皿。纳米颗粒的至少一个尺寸通常小于100纳米。但是，如本申请中佳月 的，樣a立狄寸iiJ，j 500纳米的颗粒。在少数示例中，适当的形状包括(但 并不局限于)球体、四脚体、棒、管和小片(platelet)。适当的材料包括 (但并不局限于)二氧"^5圭、氧^4吕、氧^4太、氧4^#^碳。
代替生长颗粒，可以利用淀积颗粒。在一个实施例中，颗粒，例如至少两种不同大小的微球体混合并随即淀积。颗粒可以通过粘结涂层来保护， 但是也可以使用l其它技术。在整个说明书中提及的"一个实施例"或"一实施例"意思是结合该 实施例描述的特定的特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施方案 中。因此，短语"一个实施例"或"在一实施例中"的出现不一定指同一 实施例。而且，特定的特征、结构或特性可按不同于所说明的特定实施例 的他适当形式来建立，并且所有这样的形式可被包含在本申请的权利要 求的范围内。虽然已针对有p艮数目的实施例对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员从其中将认识到众多修改和变化。这就意味着所附的权利要求覆盖落入本发明真正##和范围的所有这些修改和变化。
权利要求
1. 一种方法，包才舌 形成半^I^M电路封^4面； 在所ii4面上形成具有小于500纳米尺寸的颗粒；以及 将液体涂布到所述封^面。
2. :H又利要求1所述的方法，包括于所述表面上在两个不同的区域 中形成所ii^贞粒，使^—个区iil^發u7K的而另一区^A亲水的。
3. :H又利要求2所述的方法，包拾以封装衬底的形式形成半争本集 成电i^去j"^4面。
4. 如权利要求3所述的方法，包拾以^i^Ui类似的尺寸形成所iiJ贞粒。
5. 如权矛J^求4所述的方法，包括通it^所述^)^Ji生长颗4i来形 成所^^4立。
6. 如权利要求1所述的方法，包括通*所*面上淀积颗粒来形 成所顿粒。
7. :H又利要求4所述的方法，其中，涂布液体包括在所述衬^Ji提 供管芯，以及在所述管芯和所述衬底之间注AA^痴fr。
8. 如权利要求7所述的方法，包括利用所述管芯周围的疏水颗斗:^ 所述衬底上P艮定防止侵入区域以及在所述管芯和所述衬底之间提供具有亲 水颗粒的区域。
9. 如权矛溪求1所述的方法，包括在所述衬^Ji生长棒来形成所述 颗粒。
10. 如权利要求9所述的方法，包括-,利用斜目淀积技术来生长所述棒。
11. 如权利要求1所述的方法，包括形成集成电路管芯的所ii^面 以及处理所述颗粒使得所述颗粒在一个区域中是疏水的而在另 一个区域中 是亲水的。
12. 如权利要求11所述的方法，包括提供管芯贴附给所i^4面，使 得所i^t水颗粒咸少管芯贴附材料的溢出。
13. —种絲电路封装，包拾 封錄面；形成于所述表面上具有小于500纳米尺寸的颗粒；以及 在所ii^、粒上涂布的液体。
14. 如权利要求13所述的封装，其中，所iif贞粒^Jlt7K的。
15. 如权利要求13所述的封装，其中，所述颗粒是亲水的。
16. 如权利要求13所述的封装，其中，所ii^贞粒中有些是亲7jc的而有 些是疏水的。
17. 力4又利要求13所述的封装，其中，所述液体A^^射牛。
18. 如权利要求13所述的封装，其中，所ii^体是管芯贴附。
19. 如权利要求13所述的封装，其中，所tt面^:管芯表面。
20. 如权利要求13所述的封装，其中所辑面是封装衬絲面。
21. 权矛决求20所述的封装，其中，疏水颗粒形成于所述衬底上，管 芯设置在所述衬底之上，所述逸t水颗4立形成于所述管芯周围的所ii^"底上， 所述管芯之下的所述衬底的表面具有形成于其上的亲水颗粒，以及在所述 管芯和所述衬底之间提供的焊球。
22. 如权矛虔求13所述的封装，其中，所#面是管芯表面以及管芯 贴附^l占附在所述管芯表面上，接触所述管芯贴附的区域是亲水的而在所 述管芯贴附周围的区域J^疏水的。
23. —种絲电路封装，包拾封装表面，在所述表面上具有尺寸小于500纳米的颗粒；以及 所#面具有大于等于70mN/m或小于等于20mN/m的表面能。
24. 如权利要求23所述的封装，其中，所*面同时包括亲水区^^口 疏水区域。
25. 如权利要求23所述的封装，其中，所i^4面是管芯表面。
26. 如权利要求23所述的封装，其中，所ii4面;l衬M面。
27. 如权利要求23所述的封装，其中，所i^面部分^M有M填料，管芯被iMA夹持在所述管芯和所述表面之间的M痴阡。
28. 如权利要求23所述的封装，其中，所ii^页粒;OL立的棒。
29. 如权利要求28所述的封装，其中，所述棒瓶氟驗理的。
30. 如权利要求23所述的封装，包括:衬底和堆叠在所述衬^Ji的管 芯，管芯贴附被设置在所述衬底和所述管芯之间，所述管芯贴附净W斤ii4 面的疏7K区i或围绕以"J斤述管芯冲妄触所^4面的亲水区域。
全文摘要
扩散或防止入侵区域可通过改变封装表面的粗糙度来形成于集成电路封装中。所述表面粗糙度可通过应用或生长具有小于500纳米尺寸的颗粒来改变。借助相同常规特性的颗粒，亲水表面可制造成半毛细的以及疏水表面可制造成半毛细的。
文档编号H01L21/56GK101145530SQ200710170129
公开日2008年3月19日 申请日期2007年9月14日 优先权日2006年9月14日
发明者J·小马塔亚巴斯, N·查克拉帕尼, V·瓦克哈卡 申请人:英特尔公司