连接衬底和芯片组件的方法_2

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称为背表面1061)和 与第一主表面1061相对的第二主表面1062 (其还可W被称为前表面1062)。衬底106的其 上可定位第一主表面1061的侧面可W被称为第一侧或背侧。衬底106的其上可定位第二 主表面1062的侧面可W被称为第二侧或前侧。第一主表面1061和第二主表面1062可W 通过衬底106的侧表面106s来连接。
[0030] 在各个实施例中,衬底106可W包括半导体材料或主要由半导体材料组成。衬底 106例如可W包括来自由娃、错、神化嫁、錬化铜、砸化锋和硫化儒组成的半导体材料组的至 少一种材料或者来自III-V或II-VI族化合物半导体的任何其他材料。衬底106例如可W 为忍片106,例如高性能忍片106、功率忍片106或晶片106。
[0031] 在各个实施例中,衬底106可W包括导电材料(例如金属)或者主要由导电材料 组成。衬底106例如可W包括来自半导体材料组(主要由铜、侣、儀、铜合金、儀合金和侣合 金组成)的至少一种材料。衬底106例如可W是引线框106。
[0032] 在各个实施例中,衬底102可W包括介电材料或者主要由介电材料组成。衬底102 例如可W包括来自由陶瓷和聚合物组成的介电材料组的至少一种介电材料。
[0033] 在各个实施例中,如图2B所示,至少一个凸起208可形成在衬底106的第一主表 面1061上。至少一个凸起208可具有在大约0. 5 Jim至大约2 Jim的范围内(例如大约1 Jim) 的高度HP。至少一个凸起可具有在大约50 ym至大约200 ym范围内(例如大约IOOy m) 的宽度。衬底106的包括至少一个凸起的第一主表面1061可W被称为衬底106的结构化 表面1061。结构化表面1061可W包括位于至少一个凸起208上的接触表面212 (凸起208 可利用该接触表面接触载体102)、在至少一个凸起208外部的至少一个凹陷表面214 W及 位于接触表面212和凹陷表面214之间的凸起208的侧表面。
[0034] 在各个实施例中,至少一个凸起208可W被成形为至少一个壁208,例如形成在衬 底206的周界处或衬底206的周界附近的壁208。换句话说,至少一个凸起208可沿着衬底 106的至少一个边缘(例如沿着所有边缘,例如直接在衬底106的一个边缘或多个边缘处, 或者基本与边缘平行且距衬底106的边缘一定距离,例如在大约5 Ji m至大约20 Ji m范围内 (例如大约10 y m)的小距离)形成在衬底106的第一主表面1061上。
[0035] 至少一个凸起208可被成形为多个壁208,它们可W被布置为栅格208。换句话说, 至少一个凸起208可W包括壁的第一集合(例如基本平行壁的集合)和壁的第二集合(例 如基本平行壁的集合,其与壁的第一集合呈一定角度(例如基本为直角)并且与壁的第一 集合交叉布置)(还参见图3至图5)。
[0036] 在各个实施例中,至少一个凸起208可被成形为壁或多个壁208,其可W被布置为 环,例如包围矩形区域的矩形环或者多个同屯、环(例如同屯、矩形环)。
[0037] 在各个实施例中,至少一个凸起208可W具有任何其他形状。例如,其可W被成形 为销或多个销、壁和销的组合、圆圈、只有一组基本平行壁等。
[0038] 例如,在形成多个凸起108 (例如栅格结构)或者一个凸起108与接合端形成结构 (例如形成为(不是必须为圆形)环或多个(例如,同屯、)环)的情况下,通过形成至少一 个凸起208,在衬底106的第一主表面1061上可W形成至少一个凹部210。至少一个凹部 210可W通过至少一个凸起208(例如在栅格的壁之间、两个同屯、环之间等)限定(例如,界 定)。
[0039] 在各个实施例中,至少一个凹部210的深度可W对应于凸起208的高度HP。凹 部210的宽度和长度可W在大约IOOym至大约Imm的范围内,例如在大约200 ym至大约 600 y m的范围内,例如在大约400 y m至大约500 y m的范围内,其中凹部210的宽度可W不 同于凹部210的长度。
[0040] 至少一个凸起208的宽度与凹部210的宽度和/或长度的比率可W在大约1/20至 大约1/5的范围内,例如大约1/10。例如,凸起的宽度可W大约为50 ym且凹部21的宽度 可W大约为500 ym,使得至少一个凸起208的宽度与凹部210的宽度的比率在1/10左右。
[0041] 至少一个凸起208可W被沉积在衬底106的第一主表面1061上,例如通过化学气 相沉积或通过电锻。在运种情况下,至少一个凸起可W形成在衬底106的未结构化的原始 第一主表面1061的第一主表面1061上方的附加层级中。换句话说,可W通过衬底106的 原始第一主表面1061的一部分形成凹陷表面214。
[0042] 例如使用掩模,至少一个凸起可W通过蚀刻衬底106的第一主表面1061来形成, 例如干蚀刻或湿蚀刻。蚀刻可用于从衬底的第一主表面1061去除一些材料,使得至少一个 凸起208可W保留。
[0043] 如图2C所示,在各个实施例中,固定剂108可形成在衬底106的第一主表面1061 上方。固定剂108可形成在凸起208上方和凹陷表面214上方。固定剂108例如可W覆盖 衬底106的整个第一主表面1061,例如作为固定剂108的层。
[0044] 在各个实施例中,固定剂108可包括如下任何材料或者主要由如下任何材料组 成,其中上述材料可被配置成在载体102上布置衬底106期间具有粘性(例如液体)并且 此后例如在固化之后可W将衬底106固定至载体102。
[0045] 固定剂108可W包括焊料108(例如扩散焊料108)或者主要由焊料108组成。焊料 108例如可W包括焊料组(包括Sn、In、化、Bi、Ga或它们的二元组合如AuSn、SnAg、InSn、 Auln、ZnSn、Bi化、BiSn,其中可能具有少量附加第S、第四或第五元素)中的至少一种焊料 或者主要由上述至少一种焊料组成。
[0046] 固定剂108可W包括粘合剂108(例如胶,例如导电和/或导热胶108,例如晶片背 侧涂覆胶)或者主要由粘合剂108组成。
[0047] 固定剂108可W包括焊料膏108或者主要由焊料膏108组成。
[0048] 在各个实施例中,在固定剂108和衬底106之间,可W布置一种材料或多种材料 (例如一层或多层)(未示出)。材料例如可W包括形成在衬底106上的第一材料(例如接 触层)或者主要由第一材料组成。例如,在衬底106包括半导体材料或者由半导体材料组 成的情况下,第一材料(例如接触层)可W被配置为改进衬底106和形成在第一材料上方 的第二材料(例如第二层)(例如固定剂108或阻挡层)之间的接触。第二材料(例如阻 挡层)可W被配置为防止朝向固定剂108或在反向上从衬底106和/或第一层扩散。第一 层例如可W包括神(As)、金(Au)、侣(Al)、铁(Ti)和/或铭(化)。第二层例如可W包括铁 灯i)、鹤(W)、鹤铁合金灯iW)、氮化铁灯iN)、粗灯a)、氮化粗灯aN)、钻(Co)等或者由它们 组成。 W例在各个实施例中,固定剂108可W具有在大约0. 5 y m至大约2 y m的范围内的厚 度,例如1 ym左右。
[0050] 在各个实施例中,可W选择固定剂108的厚度(例如固定剂108的层的厚度),使 得布置在第一主表面1061上方的固定剂108的体积可W对应于至少一个凹部210的总体 积。Vfix= TFXAMsi,VREC,t〇tai= nXVREc,例如 dXArecXHP,其中 Vfu 可 W 是固定剂的体积,TF 可W是固定剂108的厚度,Amsi可W是第一主表面1061的面积,Vkk, 1。1。1可W是至少一个凹 部210的总体积,n可W是凹部的数量(其中在该实例中,假设可W形成n个基本相同的凹 部210。更具体地,Vkec,1。1。1二SVkec,1,i = l至n),Akec可W是各个凹部210的面积,并且 HP可W是凸起208的高度(其可W对应于凹部210的深度)。如果固定剂108的体积对应 于至少一个凹部21的总体积,则固定剂108的厚度TF可W是TF = hXAkkXHP/Amsi。在如 图2D所示将衬底106固定至载体102之后,固定剂108的该厚度TF可W导致至少一个凹 部210可W被固定剂108填充(例如完全填满)而在至少一个凸起208和载体102之间基 本没有固定剂108的情况。从而,可W使得溢出最小化,同时仍然确保驻留在至少一个凹部 中的固定剂108可W在
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