專利名稱：通過柔性連接而機械互連的成套芯片的制造方法
技術領域：
本發明涉及通過柔性連接而機械互連的芯片的組裝體(assembly)的制 造方法，該方法包4舌
-在基板上制造芯片，每個芯片都包括容放區域， -通過連接元件串聯連接成套芯片中的各芯片的容放區域， -分開各芯片。
背景技術：
當微電子芯片不能實現其自身的特定功能時，通常連接到 一個或多個其 他芯片以獲得所需的功能。現在，存在大量的技術用于將微電子芯片彼此機
后，在芯片之間進行剛性的機械連接。然后，固定到剛性支撐上的芯片在形 成保護涂層前進行電連接。當存在很復雜的芯片連接時，傳統上采用包括在 剛性支撐上進行連接的該第一方法。然而，該方法的主要缺點是它采用剛性 機械支撐，這種剛性機械支撐特別不適合柔性結構中的集成。
文獻WO-A-02/084617中描述的第二方法將芯片集成到成套的紡織纖維 或線中來制造裝置。這種芯片集成到纖維中可以通過埋入來實現。不同的芯 片可以通過導電絲彼此連接，這些導電絲也能埋入或包封在纖維中。然而， 該文獻沒有指出在不同芯片之間如何固定導電材料絲，以及如何進行在纖維 中的埋入。
發明內容
本發明的目標是提供以易于執行的柔性方式彼此機械連接的芯片的組 裝體的制造方法。
該目標通過以下方式來實現由凹槽形成容放區域，埋入所述凹槽中的 線作為連接元件，從而實現所述的柔性連接方式(means )。
通過下面對本發明特定實施例的描述，其他優點和特征將更加明顯易
懂，本發明的特定實施例僅給出非限定性示例，并且示于附圖中，在附圖中-圖1至3示出了根據本發明第一實施例的連續步驟的示意性截面圖；-圖4和5示出了根據本發明第二實施例的連續步驟的示意性截面圖；-圖6示出了根據本發明第三實施例的示意性截面圖；-圖7和8示出了根據本發明第四實施例的連續步驟的示意性截面圖；-圖9示出了光刻后的圖8示意性俯^L-圖10和11示出了根據本發明第五實施例的連續步驟的示意性截面圖。
具體實施例方式
如圖1所示，多個微電子芯片2集成在基板1上，該基板1可以是硅基板。芯片2可以相同或不同。進行傳統的光刻步驟以通過光致抗蝕劑樹脂3在每個微電子芯片2上限定容放區域4。
如圖2所示，可以是粘合劑5的固定劑設置在容放區域4上。
然后，連接元件6通過粘合劑5固定到每個芯片2上，以彼此連接芯片。連接元件6為線性形狀。它可以具有圓的或方的截面，并且由一根線或成套的線形成。連接元件6可以由絕緣材料制作，例如，天然纖維或合成纖維。在后者的情況下，例如，它可以由諸如聚酯(polyester )或聚酰胺(polyamide)的聚合物形成。然而，連接元件6優選由導電材料制作，例如金屬，以實現芯片2之間的電連接。在此情況下，粘合劑5優選是導電的，并且容放區域4可以包含與芯片2的部件進行電連接的接觸區域。連接元件6的連接兩個容放區域4也就是兩個芯片2的長度取決于它們將來的應用。因此，例如，在兩個容放區域之間連接元件6的長度可以大于最初隔開兩個容放區域4的距離(見圖6)。例如，連接元件6較大的長度能實現隨后例如以巻或環的形式存儲芯片2，或者如果芯片2利用該連接元件作為天線(antenna)。在此情況下，連接元件6可以形成兩個容放區域4之間的環(loop )。
如圖3所示，然后圖案化基板1，以將芯片2以及基板1的相應部分彼此分開。然后，芯片2僅通過連接元件6由柔性機械連接被串聯連接。在塊狀基板(bulk substrate ) 1的情況下，芯片2的分開(release)以傳統的方式例如通過切割進行，并注意不要切割連接元件6。由于所有的芯片開始被固定到由基板1形成的同一剛性支撐，因此大大方便了連接元件6和芯片2之間的固定。然后，該操作類似于微電子工業中通常采用的技術。
在芯片2之間的連接不僅為機械連接而且為電連接的替換實施例中，呈現不同功能的芯片2可以彼此連接。然后，這些芯片2可以集成在一個并且相同的基板1上或集成在不同的基板上，而后通過單一的連接元件6連接。
在圖4和5所示的替換實施例中，構成固定膜的臨時支撐7首先沉積在基板l的表面上，該表面與包括芯片2的表面相反。如圖4所示，在容放區域4已經形成在光致抗蝕劑中后，在基板1的位置彼此分開芯片2。然而，它們通過臨時支撐7保持著彼此的機械固定。芯片2的這種部分地分開由任何合適的方法實現，例如，通過切割或等離子體蝕刻。
如圖5所示，如前述一樣，連接元件6固定到容放區域4上的每個芯片2。然后，去除臨時支撐7，然后芯片2僅通過由連接元件6形成的柔性機械連接彼此固定，如圖3所示。
在圖6所示的另一個替換實施例中，芯片2集成在絕緣體上基板(S01)上。絕緣體上基板通常包括布置在埋入絕緣體9上的有源基板8，埋入絕緣體9形成在支撐基板10上。有源基板8可以比作基板1，而埋入絕緣體9和支撐基板IO構成了臨時支撐。以與圖5類似的方式，在圖6中，芯片2已經在有源基板8的位置被部分地分開，并且連接元件6固定到每個芯片2。然后，例如，通過對埋入絕緣體9進行濕法蝕刻特別是通過氫氟酸的濕法蝕刻，芯片可以從由埋入絕緣體9和支撐基板10形成的臨時支撐分開。也可以通過劈開而分開臨時支撐，然后臨時支撐固定到芯片，而不再提供任何機械功能。如前所述，芯片2僅通過連接元件6保持彼此連接。
在替換實施例(未示出)中，在例如為焊墊形式的芯片的接觸區域處，連接元件6通過焊接(welding)而不是通過粘結(bonding)來固定到每個芯片2。在此情況下，接觸區域構成容放區域4，并且免除了沉積光致抗蝕劑3以及通過光刻形成容放區域的步驟。連接元件6優選固定在接觸區域，并且執行超聲波振動以進行焊接。然后，在每個接觸區域上重復該操作以進行不同的焊接。如果連接元件6用作芯片2之間的電連接，則連接元件6由導電材料制作，該導電材料優選為金屬，并且芯片的接觸區域也由導電材料制作，該導電材料也優選為金屬。焊接可以在芯片被切割之前進行，如圖2所示，或者也可以在芯片被部分地切割(如圖4和6所示)后，在除去臨時
基板之前(圖7或9和10)。例如，也可以通過填充材料、等離子體、電解
和陰極濺射等實現焊接。
在圖7至9所示的另一個替換實施例中，芯片2集成在絕緣體上基板上。連接元件6的固定既不通過焊接也不通過粘結來進行。通過標準的切割或者干法蝕刻直到埋入絕緣體9而在有源基板8的層的位置使芯片2彼此分開。然后，諸如樹脂的填充材料11填充如此形成在層8中的切割線。在圖7至8所示的示例中，填充材料11填充位于兩個芯片2之間的整個空間。然后，由設計為構成連接元件的連接材料形成的層12沉積在如此獲得的芯片的組裝體上(圖8)。連接材料12可以是導電的或絕緣的，例如，諸如由氮化硅或氧化珪制作的無機物類型(mineral type ),或者諸如由parylene 制作的有機類型。該沉積以傳統的方式圖案化，例如，通過光刻和等離子體蝕刻，以形成導電或絕緣的線(track),該線構成在由接觸坪盤形成的容放區域4彼此連接芯片的連接元件6，如圖9的俯視圖所示。然后，通過適當的方法去除填充材料ll，并且例如通過去除埋入絕緣體9，使芯片2從其支撐分開。
在圖10和11所示的另一個實施例中，容放區域4由至少一個制作在芯片2中的凹陷形成，優選相鄰于^f鼓電子部件。例如，該凹陷可以由凹槽或孔形成。多種形狀的凹槽或孔都是可能的，特別是具有方形底部、V形、截頭V形或者圓弧形狀。凹陷的尺寸和形狀優選根據連接元件6的特性選擇。例如，對于直徑為20至lOOpm的連接元件6,凹槽的深度和寬度可以在20至100pm的范圍內變化。該凹陷可以通過任何適合的技術制作，例如，通過干法蝕刻、切割，或者通過例如以KOH溶液的濕法蝕刻。
如圖10所示，線狀的柔性連接元件6埋入每個凹槽中，凹槽為如圖10所示的方形截面。如果連接元件6是導電的，則連接元件6優選涂覆有絕緣材料層13，以防止與基板l的任何短路。在相反的情況下，可以通過任何已知的方法進行凹槽的電絕緣。如果絕緣材料13是熱固性聚合物，則優選采用熱插入(hot insertion )，以利于將連接元件6埋入并結合在凹槽中。
然后，芯片2照例從支撐層分開，并且其后僅通過連接元件6由柔性連4妻^^皮jt匕i^才妾。
如圖11所示，在芯片2與外面的電連接必須通過連接元件6進行的情況下，進行連接元件6和芯片2之間的電連接的附加步驟。元件6和芯片2的接觸焊墊之間的電連接可以以導電線14的形式通過已知的方法例如噴墨、絲網印刷來制作，或者采用導電膠來制作。
在沒有示出的替換實施例中，例如，電連接也可以通過沉積在凹槽內部的導電層實現。電連接也可以通過導電層制作，在形成用于埋入線的凹槽時，該導電層用作停止層(通過凹槽底部的電連接)，或者該導電層在形成凹槽時被蝕刻(通過凹槽的邊緣電連接)。所有這些實施例都具有在導電線和芯片之間傳輸電流的目的。
在圖lO和ll中，與每個芯片相關的兩個凹陷和兩個連接元件6可以將一個芯片連接到兩個不同的芯片。還可以每個芯片包括兩個凹槽，然后兩個連接元件連接每個芯片。于是，芯片包括附加凹槽。
該實施例可以與上述實施例類似的方式以包括臨時膜的基板(例如，SOI基板)優選使用。然后，與前面一樣，通過蝕刻埋入的電介質或者劈開基板，可以實現SOI基板的分開。
以通常的方式，形成在一個晶片且相同晶片上的大量芯片2可以通過至少一個柔性連接元件彼此串聯連接，并且彼此分開。因此，獲得能夠以巻或巻形物儲存并能按需切割的柔性串的形式的芯片的組裝體。芯片的組裝體優選涂覆有針對外部環境侵襲提供保護的聚合物或任何其他材料。
這種類型的芯片的組裝體例如可以有利地用于裝備帶有RFID芯片的天線。因此，形成多個RFID芯片2，并且由柔性導電連接元件6連接。連接元件6的隔開兩個芯片2的長度優選對應于天線的有用長度。然后，在兩個芯片2之間進行連接元件6的分段(sectioning),以獲得裝備有它們的天線的RFID芯片。
本發明不限于上述實施例。具體地講，來自不同基板的不同類型的芯片可以由單一的連接元件6連接，因此能夠獲得復雜的功能。此外，芯片的組
本發明不限于上述實施例，而是包括替換實施例(未示出)，其中芯片的組裝體不通過連接到芯片的組裝體或大量芯片的單根線制造。在該實施例中，兩個連續的芯片通過至少一個單獨的線彼此連接。因此，單獨的線連接到兩個芯片，并且芯片的組裝體的每個單獨的線進行組裝體的柔性連接。這樣，由單獨的線兩兩連接的芯片，這更容易實現芯片的組裝體的功能，也就是，以所希望的順序連接芯片而能獲得所需的技術性能。于是，單一的凹槽在其各端部能容納兩種不同的單獨的線，并且這些線的每一個都連接到不同的導電區域。
以通常的方式，可以從基板形成聚集所有芯片的單一套件或通過精細組織基板的不同芯片有利地形成的幾種套件。
權利要求
1.一種通過柔性連接來機械互連的芯片(2)的組裝體的制造方法，該方法包括-在基板(1)上制造芯片(2)，每個芯片都包括容放區域(4)，-通過連接元件(6)串聯連接所述組裝體的芯片(2)的所述容放區域(4)，-分開所述芯片(2)，該方法的特征在于，所述容放區域由凹槽形成，所述連接元件是埋入所述凹槽中的線，以實現所述柔性連接方式。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述連接元件(6)是導 電的。
3. 根據權利要求1和2之一所述的方法，其特征在于，所述基板首先被 固定到臨時支撐(7、 9、 10)，該方法包括這樣的步驟在所述容放區域(4) 串聯連接前，在所述基板(l、 8)的位置部分地切割所述芯片(2),在分開 所述芯片時去除所述臨時支撐。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述臨時支撐是形成在所 述基板的相對于所述芯片(2)的表面上的固定膜(7)。
5. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述臨時支撐是SOI基 板(9、 10)，通過去除埋設的絕緣體(9)而分開。
6. 根據權利要求1至5任何一項所述的方法，其特征在于，所述凹槽包 括凹形、方形或圓形截面。
7. 根據權利要求1至6任何一項所述的方法，其特征在于，在所述芯片 上形成附加凹槽，附加線連接每個芯片。
8. 根據權利要求1至7任何一項所述的方法，其特征在于，所述成套的 芯片形成巻。
9. 根據權利要求1至8任何一項所述的方法，其特征在于，兩個連續芯 片由單獨的線連接。
全文摘要
本發明涉及通過柔性連接而機械地互連的芯片(2)的組裝體的制造。所述芯片(2)結合到基板(1)上，且每個芯片都包括容放區域(4)。該組裝體的芯片(2)通過連接元件(6)在容放區域(4)中串聯連接。然后，分開芯片(2)，連接元件(6)形成柔性機械連接。
文檔編號H01L25/065GK101681887SQ200880021215
公開日2010年3月24日 申請日期2008年6月20日 優先權日2007年6月21日
發明者多米尼克·維卡德, 布魯諾·莫雷, 讓·布龍 申請人:原子能委員會