專利名稱：帶柔性平面引線的集成電路的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及集成電路，更 (^地，涉及ilh^太陽能面板的包括^^及 管的集成電路封裝，其適于耐受極端熱循環(諒如，在空間環境中發生的)。
背景技術：
微電子裝置典型地包^f皮包圍于封裝中的絲電路^^及管管芯(die),該 封裝具有多個允許至印刷電g的電附連的夕NP引線。這些半#裝置可用作 商用裝置，并且一些可用作高可靠#^置，例如用于軍事應用中，包括^jU 于空間環境中那些應用，例如衛星、空間交通工具和太陽能面板。在空間環境 中，微電子裝置需要能耐受極端的麟環，例如從-197。C至+ 150。C。
所有材^pT熱膨脹系數，其是作為溫度的函數的用于表示材料膨賊收
縮的相對禾UL的熱學指標(index)。材料在^卩時4姊，而受熱時則膨脹。因 此，微電子裝置^^J熱膨脹系數相近似的材料以使它們能耐受極端的熱循環。 裝置中熱膨脹系數相近似的部絲i^占附劑、膠、焊辨將彬匕固著，并因此 i^t在熱循環中分離。
在空間應用中， 一個典型的集成電路包括可以接合到太陽能電池面板上的 太陽能電池_=1^1管。這些太陽能電池J^l管經受一些最嚴酷的熱循環環境，假 定在M個生命周期中多次暴露于太陽下然后再被與其遮蔽開。常規上，這些 太陽能電池裝置包括玻璃，并^k^H^接(solder)或焊接(weld)至太陽能面 板，并Jit過剛'l^t料(例如剛性軸心引線)互i^M電路。這些剛性引線 能夠在一段時間內承受極端熱循環，《錄生命周械P艮。這些軸心引線連接的裝置被設計用于至太陽能面板的焊料附連。在此設計中，由于熱膨脹失配、焊
料重結晶以;Si^Hf變(creep),焊辦點的繊環能力有限。于Ai^辦點 會斷裂，歸與電路的電連接斷開。
最近以來，太陽能面板制造商轉而通iiif^連接附連軸心引線連接的裝置。
軸心引線本身不易萍接。太陽能面板制造商努力解決萍接附連的問題。將平面
引線雜至圓的軸心引線的;1^^導致可靠'1"沐將一致性問題。因此，需要 一種更簡單更可靠的方法。
由于傳導損耗，集成電路在操怍期間產生熱量。為了正常工作，這些熱量 必須^Mv^置中排出。軸心引線連接的玻璃^L管尤其難于^^量^面^Ji并 有效移除熱量。太陽能面板制造商已*努力解決與軸心引線連接的玻璃^1 管相關的熱量問題。因此，需^~"種更高^ 散熱的裝置。
需^"-種 tii微電子的裝置，其適于耐受極端的熱循環，如空間環境中所 酬的綠
發明內容
本發明作為一種包括微電子電路和平面柔性引線的微電子裝1^技術上取 得了若干優點。所述平面柔性引線適于4^咸應力期間和極端溫度循環期間彎 曲和撓曲(flex)，并JUi樹過簡單的焊接或焊^^^lf所^^置直^^^ 構件上。
圖1為才財居本發明的一個實施例的具有平面柔性引線的微電子封裝的分解 艦圖2為圖1的孩吏電子^J"裝的i^f見圖； 圖3為沿圖2中3-3 ^#^的剖面圖； 圖4為一個多維的示例性例子的頂視圖； 圖5為圖4中示例性例子的,財見圖；以及 圖6為圖4中示例性例子的廟規圖。
M實施方式參見圖l，在10處一^L'1^示出了微電子裝置，可以看到其包括插A^E— 對平面柔性引線14和16之間的絲電5^且件12。如圖所示，可以看出，絲 電路組件12包^iO^鉬絲26^Ji的微電子電路22 (例如，管芯)，其中 26固著于撓曲引線16上。環28形成于基仗26上，，^!顛己置用于容 納微電子裝置的管芯附鄉38 (參見圖3)。
有利地，平面柔性引線14和16每一^f皮形成為薄片，例:Mf它們配置為 撓曲，尤其是在經受W^力和極端繊環期間。平面柔性引線14和16可以 形成為膜(membrane)，但也可以具有其他的形狀和輪廓，并具有允許將電信 號從管芯22傳輸^^^到相應的柔性引線14或16的另一構件的導電部分。根 據本發明的一個實施例，整個柔性引線14和16包括導電構件的平面薄片，如 金屬或金^^r，例如銅、金或銀，^^^可以^f^l^Mt^f^fiLit^^"發明 的范圍內。在另一實施例中，柔性引線可以包鄉絲另一材料上的導電構件， 例如支撐構件(backing member)。在一^N^實施例中，柔性引線14和16 的厚度為3密耳，但其厚度可以達30密耳，這M于材料的期望的電導率和熱 導率、所期望的柔性、和與其意圖環嫂的^^性。
現在參見圖2，示出了組裝的微電子裝置10,可以看出其包括共線 (collinear)的平面柔性引線14和16， ^CS&置來將組件12夾在其相應的端部 之間。
J脈參見圖3，示出了沿圖2中3-3 M^的裝置10的剖面圖。可以看出， 基^26具有下^4面32，其例^itit^用銅焊(brazing)、焊接、導電粘附 劑、或雞用于將絲電路絲結合至電極的^^a^固著于下柔性引線16的 頂表面。還可以看出，g26具有Ji^面34，管芯22已固著于其上，通過 iMl銅焊、；kf^或導電膠固著于其。可以看到，上部構件20與皿26粉^L 結合到管芯22的頂表面，并^S己置來向管芯22提供才A^iL撐。皿26和上部 構件20還提供從管芯22的電路勤目應的平面柔性引線14和16的一個或多個 導電路徑。如圖中所示，可以看到，環28固著在管芯22周界周圍，并在管芯 22周圍形成管芯附，38。環28用作在集成電路芯片22和柔性引線14與16 之間的積p^沖，以將引線14和16中的積械應力與員電路芯片22隔離開。 可以看到，環形蓋構件40設X^環28的表面上。蓋構件40通過環形構件42 (例如，1密耳厚的^JE胺層，也可以^^^N"料)與頂部平面柔性引線14 ，以形成密封。環28M包括合金，例如合金42,而構件40可以包括 金屬，例如銅。皿26和上部構件20M包括鉬，^fa^M^料^it合用作基 底和上部構件。裝置10的所有構件具有非常相近的熱膨脹系數，使得構件棘 端，環期間不射目對于^tb^itl地應變或itl地壓縮。在圖3所示的實施 例中，管芯22的厚度可以為5密耳，并且柔性引線14和16的厚度可以為3密 耳。
柔性引線14和16的厚;tA—個關鍵的P艮制因素。有利的，平面乘It引線 14和16包括合適的材料，并具有合適的厚度，以^f吏^"有^夠的枳械強度以將 組件12固著到另一構件上，例如直接固著到太陽能面板上，同時，它仍足夠薄 以實現柔性絲受4MMi力(例如在太陽能面絲4^i中布署期間)而不沒有 劣^iU新裂。因此，期望的是，平面柔性引線的厚度不大于約30密耳，然而，
這并不奮M該厚度將局l^^t一嚴格的尺寸內。
平面柔性引線14和16可以形成帶狀引線，當附連于如太陽能電池面板的 敘內構件期間，或在^fM期間，在必要時其可以彎曲甚至扭曲。平面柔性引線 相對于常規的剛性軸心？ 1 mc得的技術優勢在于這些平面《1線適于是可:kW 的，逸寸于經歷極端熱循環的、例如空間環境中需要的裝Jjl優選的附連方法。 軸心引M^IW方面并不十分理想。
盡管乘f生平面引線14和16的一^H^實施例為導電材料，例如金屬、合 金或^N"料，但是如果需要的話，這些引線也可以包括一種以上的材料，例 如，包樹目同或不同材料的多層構件。例如，引線可以包括兩個平面構件其沿 它們的主表面結合，或者，甚至可以包括在平面第二材料上的第一材料條 (strip)。因此，并不局限于包括單個材料的平面柔性引線。
管芯22可以包括太陽育^l管,并且需要時也可以包括，絲電路設計， 例i^^器、傳感器、或雞電學裝置。^ ^l管的情況下，上部柔性引線14 可以連接至^^f及管的陽極，并且下部柔性引線16可以連接J^fel管的陰極。組 件12可以,皮密^t地封閉，或者需要時也可以半密封地封閉。裝置10中所^^] 的所有^t料滿足空間放^!b范(space outgassing regulations)，并J^if過自 動氧氣膝露M^ (automatic oxygen exposure regulations)。裝置10在尺寸上
T按比例縮》文，以it應幾乎^fr^r管芯尺寸。由于其平面設計，裝置io是平的，
而JL輪廓非常低，這進一步便于在需要時將裝置直4^^裝到太陽能面^LL。在封裝中可以使用各種硅二極管芯片，并且這些硅二極管芯片可以用于阻塞
(blocking)應用和旁路(by-pass)應用。該裝置^feit合于與當前在空間中布 署的新的撓曲的太陽能電池面板-"^使用。對于熱管理，該裝置可以^Jl皿 沉至太陽能面板。有利的是，通過保護管芯結以避免太陽光，減少了反向泄漏 功率損失。由于所產生的熱量較少，也可以使用大的管芯來提^^低的正向電 壓降(Vf)。對于極低Vf應用，也可以^^I肖特基管芯。該裝置能夠耐受-197。C
(液氮)直至+ 150。C脅液體。
盡管已經就M的to實施例描述了本發明，^^; M頁域技權員而言， 在閱讀了本申請后，許多的變動和改變將是顯而易見的。因此，意圖^w技
術的基礎Ji^可能寬泛的對所附權利要^i^ff^釋，以包括所有這些變動和改 變。
權利要求
1.一種微電子裝置，包括基底，其具有上主表面和下主表面；集成電路，其耦接至所述基底上主表面；以及第一平面柔性引線，其耦接至所述基底并適于路由電信號。
2. :H5U'虔求1所述的微電子裝置，其中所錄一柔性引^^至所錄底下^4面，并^csi置用于對所iii^yi^yi力減輕。
3. ^M'溪求1所述的微電子裝置，其中所鄉一柔性引線包括導電材料。
4. :HsU，J要求l所述的微電子裝置，其中所述第一柔性引線具有導電平面部分。
5. :M5U'J要求4所述的微電子裝置，其中所述平面部分^fe金屬材料。
6. 如權利要求1所述的微電子裝置，其中所錄一柔性引線的厚度不大于 約30密耳。
7. 如;i5U'J要求1所述的微電子裝置，其中所鄉一柔性引^f顛己置為是可 焊接的。
8. :H5U'J要求1所述的微電子裝置，其中所iiJ^包括絲。
9. :N5U，虔求8所述的微電子裝置，進一步包^iM在所^J4MUi并包 圍所述M電路的環。
10. ^M'J^求9戶斤述的孩先電子^L置，其中所^J^包^i5Xi^所述M 電路和所述第一乘lt《1線之間的導電部分。
11. :N5U，J^求1所述的孩i電子裝置，進一步包"M^^J^斤述員電路的 第二平面柔性引線。
12. ^Mi虔求11所述的微電子裝置，其中所絲一柔性引線和所鄉二 柔性《1 M^S己置用于夾著所述絲電路。
13. :H5U'J^求12所述的微電子裝置，進一步包^ilf^所述M電路和 所^二柔性 1狀間的構件。
14. :i^慎求13所述的微電子裝置，所順件包括互絲所述絲電路 和所^二柔性引^:間的導電部分。
15. :H5U'漆求13所述的微電子裝置，其中所ii^ft^^至所iti^。
16. :M5U'澳求11所述的微電子裝置，進一步包括^a^斤i4i^、 ^fi殳 J^所述M電路周圍的環，并且該環4皮iO^所iiJ^所,件之間。
17. :H5L利要求16所述的微電子裝置，進一步包^iU^所述絲電路周 圍的M電^^腔。
18. 力^5U'漆求1所述的微電子裝置，其中所述絲電路為管芯。
19. ^5U'J^求1所述的孩i電子裝置，其中所述絲電路為>^1管。
20. ^^U'澳求1所述的微電子裝置，其中所iiiJ^包括鉬。
21. :H5U'漆求1所述的微電子裝置，其中所述柔性引線包総合至電多嫁 聚綠材料的銅、金或糾料，所甜料電錄聚楊材沐妙^iE胺。
全文摘要
一種微電子裝置，包括微電子電路和至少一個平面柔性引線。這些平面柔性引線配置成在機械應力下可以彎曲和撓曲，以便直接將該裝置安裝至構件上，而且能承受極端的熱循環，例如在太空中遇到的例如，-197℃至+150℃。
文檔編號H01L23/051GK101681889SQ200880014697
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月24日 優先權日2007年3月23日
發明者T·奧特麗 申請人:美高森美公司