用于低温附接的混合互连制造技术

文中描述了与具有提高的z高度和降低的回流温度的互连有关的设备、过程和系统。在实施例中，互连可以包括焊料球和用以将焊料球耦合至基板的焊料膏。焊料球和/或焊料膏可以由具有相对低的熔点的合金和具有相对高的熔点的合金构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容的实施例总体上涉及低温互连领域。
技术介绍
包含焊料球、并且特别是设置在贯穿模具的互连(TMI)中的焊料球的封装可能要求某一球高度，以在满足球高度要求的同时实现用于室温翘曲和高温翘曲二者的期望模具厚度。高度要求可以基于(例如)对在表面安装过程期间附接至底部片上系统(SOC)封装的顶部存储器封装的高度要求。在一些情况下，所述封装可以包括在沉积焊料球之后形成在封装的基板上的模具物料。模制过程的温度和压力可能导致焊料球的变形和/或塌陷。附图说明图1描绘了根据各种实施例的具有一个或多个互连的封装的示例。图2描绘了根据各种实施例的互连的更加详细的示例。图3描绘了根据各种实施例的互连中的回流前和回流后二者的不同球高度的示例。图4描绘了根据各种实施例的用于在基板上形成互连的示例性过程。图5描绘了根据各种实施例的用于在基板上形成互连的替代的示例性过程。图6描绘了根据各种实施例的用于在芯片上形成互连的示例性过程。图7描绘了根据各种实施例的用于在芯片上形成互连的替代的示例性过程。图8描绘了根据各种实施例的用于形成互连的概括性示例。图9示意性示出了根据各种实施例的计算装置。具体实施方式本公开内容的实施例总体上涉及低温互连领域。在一些实施例中，互连也可以被称为“焊料接头”。然而，为了保持一致性，本文中术语“互连”将被用作互连、焊料接头或焊料凸块的广义术语。在下面的具体实施方式中，参考形成具体实施方式的部分的附图，在附图中，始终以类似的附图标记表示类似的部分，并且在附图中以举例说明的方式示出了可以实践本公开内容的主题的实施例。应当理解，可以利用其它实施例并且可以做出结构或逻辑上的改变而不脱离本公开内容的范围。因此，不应从限制的意义上理解下述具体实施方式，并且实施例的范围仅由所附权利要求及其等价方案限定。出于本公开内容的目的，短语“A和/或B”是指(A)、(B)或者(A和B)。出于本公开内容的目的，短语“A、B和/或C”是指(A)、(B)、(c)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或者(A、B和C)。本说明书可以使用诸如顶部/底部、内/外、之上/之下等基于透视的描述。这样的描述只是用来便于讨论，并非意在使文中描述的实施例的应用局限于任何特定的取向。所述描述可以使用短语“在实施例中”，其可以指代相同或不同实施例中的一者或多者。此外，相对于本公开内容的实施例使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的。文中可以使用词语“与……耦合”连同其派生词。“耦合”可以表示下述意思中的一者或多者。“耦合”可以表示两个或更多元件直接物理或电接触。然而，“耦合”也可以表示两个或更多元件相互间接接触，但是仍然相互协作或相互作用，并且可以表示在被叙述为相互耦合的元件之间耦合或连接了一个或多个其它元件。术语“直接耦合”可以表示两个或更多元件直接接触。在各种实施例中，短语“形成、沉积或以其它方式设置在第二特征上的第一特征”可以表示第一特征形成、沉积或者设置在特征层之上，并且第一特征的至少一部分可以与第二特征的至少一部分直接接触(例如，直接物理和/或电接触)或者间接接触(例如，在第一特征和第二特征之间具有一个或更多其它特征)。可以按照对理解所主张保护的主题最有帮助的方式将各项操作依次描述为多个分立的操作。然而，不应将描述的顺序解释为暗示这些操作必然是顺序相关的。如文中使用的，术语“模块”可以指代、包括运行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或群组)和/或存储器(共享、专用或群组)、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其它适当部件，或者是其部分。文中的各附图可以描绘芯片、基板或互连的一个或多个层或元件。将文中描绘的元件描绘为不同元件的相对位置的示例。仅出于举例说明的目的来描述元件，并且所述元件并不是按比例绘制的。因此，不应根据附图来假定元件的相对尺寸，并且对于一些实施例而言，只有在具体指示或讨论的地方才可以假定大小、厚度或尺寸。图1描绘了示例性封装100。封装100包括可以是有机层压材料或陶瓷材料的基板105。封装100可以包括一个或多个互连110。可以使互连110与设置在基板105上的焊盘115耦合。在一些实施例中，焊盘115可以由铜构成，尽管在其它实施例中，焊盘115可以由一些其它导电或导热材料(例如，镍、金、钯、铂或其合金)构成。在一些实施例中，焊盘115可以具有一般设置在焊盘115的外表面上并且置于焊盘115与互连110之间的表面加工或表面处理(finish)。表面处理可以由诸如镍、钯、金、铜或有机可焊性保存剂(preservative)等材料构成。在一些实施例中，封装100还可以包括一般设置在互连110和/或焊盘115周围并与之横向相邻的模具物料120。模具物料120可以包括一个或多个贯穿模具的通孔125。可以使用一种或多种方法(例如，物理、化学或光学蚀刻)在模具物料120中形成通孔125。在一些实施例中，可以将模具物料120挤到基板105上，以使其至少部分地覆盖互连110，并且然后可以将通孔125蚀刻到模具物料120中。在其它实施例中，可以将模具物料120挤到基板105上，并且可以例如通过使用罩或其它遮蔽元件来保护互连110，以使模具物料120不覆盖互连110。图2更加详细地描绘了诸如互连110等互连的示例。具体而言，图2描绘了可以与互连110之一类似的互连200。互连200由焊料球205以及大
致置于焊料球205与焊盘215之间的焊料膏210组成，焊盘215可以与图1的焊盘115类似。在一些实施例中，金属间化合物(IMC)220通常可以置于焊料膏210与焊盘215之间，如下文将更加详细解释的。焊盘215可以设置在可以与图1的基板105类似的基板225上。在一些实施例中，焊料球205可以由包括锡、银和铜(SAC)的合金构成。在其它实施例中，焊料球205可以是锡和锑的合金、无共晶(off-eutectic)锡和铜、具有铜芯的SAC壳球、具有聚合物芯的SAC壳球、或者一些其它类型的具有相对高的熔点的焊料球，如下文更加详细描述的。在一些实施例中，焊料球205可以是无铅的。在一些实施例中，焊料球205的熔点可以是217摄氏度。在其它实施例中，焊料球205的熔点可以高于217摄氏度，例如240摄氏度或更高。在其它实施例中，焊料球205的熔点可以处于大约180摄氏度与大约280摄氏度之间。如文中所使用的，焊料球205或者包括焊料球205的合金或材料的熔点可以被称为“相对高的”熔点，以将焊料球205的熔点与焊料膏210或者下文讨论的低温焊料(LTS)合金的熔点区分开。例如，在一些实施例中，焊料膏210可以是LTS合金。例如，LTS合金可以是或者包括：锡和铋的合金(SnBi)；锡、铋、镍和铜的合金(SnBiNiCu)；锡、铋、铜和锑的合金(SnBiCuSb)；锡、银和铋的合金(SnAgBi)；锡和铟的合金(SnIn)；锡、铟和铋的合金(SnlnBi)；或者铋和/或铟以及与焊料球205的熔点相比具有相对低的熔点的一些其它合金的组合。在一些实施例中，焊料膏210可以是无铅的。在一些实施例中，焊料膏210可以具有低于200摄氏度的熔点，例如175摄氏度的熔点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：基板，其具有设置于所述基板上的焊盘；与所述焊盘耦合的焊料球，所述焊料球包括锡、银和铜的合金；以及总体上置于所述焊盘与所述焊料球之间的焊料膏，所述焊料膏包括所述合金以及熔点低于或等于所述合金的熔点的低温焊料(LTS)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：基板，其具有设置于所述基板上的焊盘；与所述焊盘耦合的焊料球，所述焊料球包括锡、银和铜的合金；以及总体上置于所述焊盘与所述焊料球之间的焊料膏，所述焊料膏包括所述合金以及熔点低于或等于所述合金的熔点的低温焊料(LTS)。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述焊盘包含铜并且具有镍、钯、金、铜或有机可焊性保存剂的表面处理。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述合金为无铅合金。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述LTS包括铟或铋。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述焊料膏包括近似等量的所述合金和所述LTS。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的设备，还包括：模具物料，其与所述基板耦合并且总体上被设置为与所述焊料球和所述焊料膏横向相邻并总体上包围所述焊料球和所述焊料膏。7.根据权利要求1-5中的任一项所述的设备，还包括设置在所述焊料膏与所述基板之间的金属间化合物(IMC)。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述IMC包括镍、铜、锡、铋或其合金。9.根据权利要求1-5中的任一项所述的设备，其中，所述合金具有处于大约180摄氏度与大约280摄氏度之间的熔点。10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述焊料膏具有大于或等于175摄氏度的熔点。11.一种方法，包括：将焊料膏沉积在基板的焊盘上，所述焊料膏包括熔点低于或等于217摄氏度的低温焊料(LTS)、以及锡、银和铜的合金；将包括所述合金的焊料球置于所述焊料膏上，以使所述焊料膏设置在所述焊盘与所述焊料球之间；以及在高于所述LTS的熔点并低于所述合金的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·J·米尔普里，H·蒋，T·N·奥斯本，R·S·西杜，I·贝卡尔，S·G·贾达夫，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US