封装结构及其形成方法

技术领域

本发明的实施例涉及一种封装结构及其形成方法。

背景技术

集成电路封装件可以包括接合在一起的多个封装部件。在应用的最近发展中，制造了高性能计算(HPC)封装件，其通常包括非常大的封装衬底和插件。封装衬底和插件可以包括多个层。这与封装衬底和插件之间的显著结构和材料差异以及它们的大尺寸复合，导致封装衬底与上覆的封装部件之间的热膨胀的显著差异。可能导致诸如冷接合和桥接的问题。

发明内容

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种形成封装结构的方法，包括：确定第一封装部件的第一电连接器和第二封装部件的第二电连接器的位置，其中，具有相同位置的第一电连接器和第二电连接器是电连接器对；响应于用于将第一封装部件与第二封装部件接合的回流工艺，确定第一电连接器和第二电连接器的预计未对准值；基于预计未对准值计算每个电连接器对的预偏移值；修改第一电连接器和第二电连接器的位置以生成经修改的设计，其中，相同的电连接器对中的第一电连接器和第二电连接器的位置彼此偏移达预偏移值；制造第一封装部件和第二封装部件，其中，第一电连接器和第二电连接器具有经修改的设计；以及

执行回流工艺以将第一封装部件与第二封装部件接合。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种封装结构，包括：第一封装部件，包括第一电连接器；第二封装部件，包括第二电连接器；第一焊料凸块，将第一电连接器与第二电连接器接合，其中，第一电连接器的第一中心与第二电连接器的第二中心未对准达第一回流后未对准值；第三电连接器，在第一封装部件中；第四电连接器，在第二封装部件中，其中，第三电连接器和第四电连接器比第一电连接器和第二电连接器更靠近第一封装部件的附加中心，以及第三电连接器的第三中心与第四电连接器的第四中心未对准达第二回流后未对准值，第二回流后未对准值小于第一回流后未对准值；以及第二焊料凸块，将第三电连接器与第四电连接器接合。

根据本发明实施例的又一个方面，提供了一种封装结构，包括：第一封装部件，包括第一导电焊盘；第二封装部件，上覆于第一封装部件，第二封装部件包括：表面介电层；第一导电凸块，低于表面介电层突出，其中，第一导电凸块包括背离第一封装部件的中心的第一侧壁以及面向中心的第二侧壁；焊料凸块，将第一导电焊盘与第一导电凸块接合，其中，焊料凸块接触第一侧壁；以及底部充胶，在第一封装部件与第二封装部件之间，其中，底部充胶接触第二侧壁。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1示出了根据一些实施例的待接合在一起的第一封装部件和第二封装部件的第一设计。

图2A和图2B示出了根据一些实施例的响应于回流工艺的第一封装部件中的电连接器与第二封装部件中的电连接器的预期未对准(misalignment)。

图3A和图3B分别示出了根据一些实施例的第一和第二封装部件中的电连接器的预偏移的截面图和平面图。

图4A和图4B分别示出了根据一些实施例的在回流工艺之后第一和第二封装部件中的电连接器的未对准的截面图和平面图。

图5示出了根据一些实施例的异构封装件的示例。

图6示出了根据一些实施例的电连接器对和电连接器的外侧壁上的焊料的俯视图。

图7示出了根据一些实施例的用于设计和形成封装件的工艺流程。

具体实施方式

以下公开内容提供了许多用于实现本发明的不同特征的不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本公开。当然，这些仅仅是实例，而不旨在是限制性的。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本公开可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。

而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下部”、“在……之上”、“上部”等空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。器件可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。

根据一些实施例，提供了带有在被接合的电连接器之间具有未对准的电连接器的封装件及其形成方法。在用于形成封装件的示例工艺中，首先确定第一封装部件中的第一电连接器与第二封装部件中的第二电连接器之间的预期未对准值。未对准值的一部分被分配作为预偏移值，并且修改第一和/或第二封装部件的设计，使得第一电连接器相对于相应的第二电连接器预偏移。“预偏移”如此命名是因为其是在用于将第一和第二封装部件接合在一起的回流之前。由于预偏移值小于相应的预期未对准值，因此在回流工艺之后，第一封装部件的第一电连接器和第二封装部件中的相应的第二电连接器仍然未对准，这可能有助于减小焊料区域中的应变。对于任何被连接的第一和第二电连接器，第一电连接器与管芯中心的距离应大于第二电连接器与管芯中心的距离。因而，焊料覆盖凸块变形结构中的第一电连接器的一侧的一部分以减少应变。本公开确保了比没有变形凸块更好的芯片—封装件相互作用(CPI)可靠性性能，因为高应变侧上的较大焊料体积能有效地减小应变以防止凸块开裂。

在此讨论的实施例将提供使得能够制作或使用本公开的主题的实例，并且本领域普通技术人员将容易理解可以进行的但同时保持在不同实施例的预期范围内的修改。贯穿不同的视图和说明性实施例，相同的参考号用于指代相同的元件。尽管方法实施例可以被讨论为以特定顺序执行，但是其它方法实施例可以以任何逻辑顺序执行。

图1、图2A、图2B、图3A、图3B、图4A和图4B示出了根据本公开的一些实施例的在封装件的设计和形成中的中间阶段的截面图和平面图。相应的工艺也示意性地反映在如图7所示的工艺流程400中。

图1示出了根据一些实施例的封装部件的截面图。封装部件包括封装部件100和200，其通过焊料接合而接合在一起。应当理解，封装部件100和200可以是已经制造的物理部件，或者可以是尚未制造的这些封装部件的设计。根据本公开的一些实施例，封装部件100和200将被接合以形成高性能计算(HPC)封装件，其可以用于诸如人工智能(AI)应用等性能要求高的应用。

根据一些实施例，封装部件100是或包括封装衬底，其可以是有芯封装衬底或无芯封装衬底。封装部件100还可以是或包括印刷电路板、封装件等。当是或包括有芯封装衬底时，封装部件100包括芯102，其包括芯电介质104、穿透芯电介质104的导电管106和导电管106内部的介电填充材料108。根据一些实施例，芯电介质104由选自由以下各项组成的组的一种或多种材料形成：环氧树脂、树脂、玻璃纤维、预浸料(其包括环氧树脂、树脂和/或玻璃纤维)、玻璃、模塑料、塑料、其组合和其多层。介电层111可以由聚合物、预浸料、玻璃纤维等形成或包括聚合物、预浸料、玻璃纤维等。RDL110在介电层111中形成，并且通过导电管106电互连。根据一些实施例，RDL110由铜、铝、钛、镍、金等、其合金或其多层形成或包括铜、铝、钛、镍、金等、其合金或其多层。

在封装部件100的顶表面上形成电连接器112。根据一些实施例，电连接器112是接合焊盘。当电连接器112是接合焊盘时，介电层114可以形成为覆盖电连接器112的边缘部分。电连接器112的中心部分通过介电层114中的开口露出。根据替代实施例，电连接器112包括突出高于介电层114的顶表面的金属凸块。金属凸块可以由铜形成，并且可以包括或者可以不包括由包括镍、钯等(多种)其它金属或者金属合金形成的层。介电层114可以由焊料掩模或者诸如聚苯并噁唑(PBO)、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)等聚合物形成。根据一些实施例，焊料区域(在下文中也被称为焊料凸块)116被预先形成以与电连接器112结合。焊料区域116因此在下文中被称为预焊料区域116。

根据一些实施例，电连接器120在封装部件100的底侧上形成，并且通过导电管106和RDL110与电连接器112电连接。介电层122可以掩蔽电连接器120的边缘部分。焊料区域124被形成为与电连接器120结合。

根据替代实施例，封装部件100是无芯封装部件，其没有芯，并且包括在多个介电层中形成的多个再分布线(类似于RDL110)。

还形成了将与封装部件100接合的封装部件200。根据一些实施例，封装部件200是或包括插件，其可以是半导体插件、有机插件等。当包括半导体插件时，插件可以包括诸如硅衬底等半导体衬底以及穿透半导体衬底的通孔(有时被称为硅通孔)。介电层、金属线和通孔在半导体衬底的相对侧上形成，并且通过通孔互连。介电层可以由低k介电层、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等形成或包括低k介电层、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等。当是有机插件时，如图1中示意性地示出的封装部件200可以包括多个介电层202以及介电层202中的再分布线204。根据一些实施例，介电层202由诸如聚酰亚胺、PBO、BCB等有机材料形成。

根据一些实施例，封装部件200包括电连接器214，其可以包括凸块下金属化层(UBM)212和导电凸块210。UBM212可以包括粘合层，诸如钛层、铜层或包括钛层上的铜层的复合层。导电凸块210可以由铜、镍、钯、金、其组合及其多层形成。焊料区域216可以在电连接器214上形成。根据一些实施例，焊料区域216可以不在电连接器214的侧壁上延伸。

根据一些实施例，(多个)封装部件300通过焊料区域224与封装部件200接合。封装部件300可以包括通过封装工艺形成的一个或多个封装件，并且(多个)封装件可以包括逻辑管芯(诸如计算管芯)、存储器管芯(诸如动态随机存取存储器(DRAM)管芯或静态随机存取存储器(SRAM)管芯)、光子管芯、封装件(包括已经被封装的器件管芯)、输入-输出(IO)管芯、数字管芯、模拟管芯、表面贴装无源器件等。封装部件300中的(多个)管芯可以被密封在一个或多个密封剂中，诸如模塑料、底部充胶、环氧树脂、树脂等。根据本公开的一些实施例，封装部件300包括片上系统(SoC)管芯，其是包括被接合在一起以形成系统的器件管芯的封装件。封装部件300还可以包括高带宽存储器(HBM)堆叠件，其中每个HBM堆叠件包括堆叠在一起以形成存储器堆叠件的多个存储器管芯。存储器管芯可以是DRAM管芯、SRAM管芯或其它类型的存储器管芯。

根据一些实施例，电连接器214中的一个与封装部件100的中心C100对准，并且电连接器214在下文中被称为中心电连接器214。封装部件200的中心可以竖直对准或者可以偏离中心100。可以存在具有与电连接器214电耦合的电连接器224的封装部件300。根据替代实施例，没有与中心C100对准的电连接器214和/或封装部件300。因此，与中心C100对准的封装部件300被示为虚线以指示它可能存在或可能不存在。

根据一些实施例，在封装部件100和200的初始设计中，电连接器214的位置被设计为以一一对应的方式对准相应的电连接器112。在整个说明书中，每个电连接器112和其相应的电连接器214旨在接合在一起，并且统称为电连接器对112/214。因此，封装部件100和200具有多个电连接器对。在整个说明书中，当涉及电连接器时，术语“对应(correspond)”和“相应的(corresponding)”是指形成电连接器112/214对的电连接器，并且旨在接合在一起。换而言之，同一电对中的电连接器112和214是“相应的”电连接器。此外，同一电连接器对中的电连接器112和214的中心在下文中被称为“相应的”中心。在初始设计中，电连接器214的中心213与相应的电连接器112的中心113以一一对应的方式竖直对准。在说明书中，术语“相应的”可以与术语“各自的(respective)”互换使用。

通过设置封装部件100和200，首先例如通过记录它们的X和Y坐标(如图2B所示)确定每个电连接器对112/214的位置。相应的过程在如图7所示的工艺流程400中被示为工艺402。

图2A示出了通过回流工艺将封装部件200与封装部件100接合，其中焊料区域116和216(图1)被熔化以生成焊料区域16。这样形成了封装件10。根据一些实施例，封装部件100的热膨胀系数(CTE)CTE100大于封装部件200的总CTE CTE200和封装部件300的CTE300。例如，封装部件100整体上可以具有在约12ppm/K与约20ppm/K之间的范围内的CTE，并且封装部件200的总CTE CTE200和部件300的总CTE CTE300在约3ppm/K与约10ppm/K之间的范围内。应当理解，在所示的示例实施例中，假设CTE100大于CTE200作为示例，而在其它实施例中，CTE100也可以小于CTE200，并且本公开的教导仍然适用。在回流工艺中，封装部件100和200均膨胀，并且电连接器112和214在横向上比回流工艺之前更远离封装部件100的中心C100。由于在示例实施例中CTE CTE100大于CTE CTE200，所以封装部件100比封装部件200膨胀得更多。电连接器112的中心113由此从相应的中心213向外偏移(远离中心C100)达未对准值ΔS(其包括ΔS1、ΔS2等)。应当理解，未对准值ΔS与相应的电连接器112和214的位置相关，并且电连接器112/214离中心C100越远，未对准值ΔS越大。例如，在图2A中，ΔS2大于ΔS1。当在中心C100处存在中心电连接器对112/214时，预期中心电连接器对112/214的中心113和213没有未对准。

确定每个电连接器对112/214的未对准值ΔS。相应的过程被示为如图7所示的工艺流程400中的过程404。每个未对准值ΔS包括X方向上的分量(图2B)和Y方向上的分量。一些未对准值ΔS可以具有相同的量级，并且当考虑方向(+X、-X、+Y和-Y)时，所有未对准值均彼此不同，因为具有相同量级的未对准值具有不同的方向。根据一些实施例，封装部件100和200被制造为物理封装部件，并且因此执行实际的回流工艺，并且通过对已经制造的封装件10的测量来确定未对准值ΔS。根据替代实施例，封装部件100和200是设计，并且未被制造。因此，模拟封装件10，并且通过模拟确定电连接器对112/214的未对准值ΔS。例如，封装部件100和200的材料、结构和大小被用作模拟的输入参数。而且，电连接器对112/214的大小和位置(诸如它们距中心C100的距离)也在模拟中使用以确定未对准值ΔS。根据一些实施例，封装件10包括封装部件300，并且未对准值ΔS还受到封装部件300的CTE的影响。根据替代实施例，封装件10包括封装部件200并且不包括封装部件300。因此，未对准值ΔS不受封装部件300的CTE的影响。

图2B示出了如图2A中所示的封装件10的俯视图。为了区分目的，在图2B和随后的图中，电连接器112被示出为具有六边形俯视形状作为实例，而电连接器214被示为具有圆形俯视形状作为示例，而电连接器112和214可以具有任何其它俯视形状，包括但不限于，圆形、六边形、矩形、椭圆形、八边形等。根据一些实施例，封装部件100和200基本上是均质的，这意味着封装件的不同部分上的部件具有相似的特性，诸如CTE。因此，电连接器112在远离中心C100的方向上从各自的接合电连接器214偏移。换而言之，对于任何电连接器对112/214，在回流之后，相应的中心213和113可以与从中心C100朝向中心213和113延伸的直线对准，并且中心113比相应的中心213更远离中心C100。因此，中心113从相应的中心113的偏移将是半径模式(radius pattern)，以中心C100作为半径模式的中心。

此外，电连接器对112/214的未对准值ΔS可以与它们距中心C100的距离值成比例。例如，在图2B中，比率ΔS2/S2等于比率ΔS1/S1，并且等于比率ΔS3/S3和ΔS4/S4。根据一些实施例，可以使用如下的等式1来确定电连接器对112/214的未对准值：

ΔS＝S*(CTE100–CTE200)*TempR [等式1]

其中，S是电连接器对112/214距中心C100的距离，ΔS是电连接器对112/214在回流之后的未对准值。值TempR(具有单位“K”)是指数，其可以与焊料区域16在其回流之后开始固化的温度相关。

基于所确定的电连接器对112/214的未对准值ΔS，重新设计封装部件100和200中的任一者或两者，并且修改电连接器112和/或214的位置。图3A示出了重新设计的封装部件100和200的截面图。例如，相同电连接器对中的电连接器112和214的位置相对于彼此偏移达预偏移值pre-S(包括pre-S1、pre-S2等)。每个预偏移值pre-S还具有在X方向(+X和-X方向)和Y方向(+Y和-Y方向)上的分量，如图3B中所示。术语“预偏移”表示偏移存在并且在用于接合封装部件100和200的回流工艺之前生成。

首先确定每个电连接器对112/214的预偏移值pre-S。相应的过程被示为如图7所示的工艺流程400中的过程406。根据一些实施例，封装部件100和200基本上是均质的。因此，如前所述以及如图2B所示，未对准值ΔS与相应的电连接器对112/214到中心C100的距离成比例。预偏移值pre-S被计算为所确定的未对准值ΔS的一小部分(fraction)。例如，可以使用以下等式来确定预偏移值pre-S：

pre-S＝A*ΔS [等式2]

其中，预偏移因子A小于1.0，并且可以在约0.5与约0.7之间的范围内。在后续段落中讨论预偏移因子A的重要性。由于预偏移因子A小于1.0，因此意味着预偏移值小于相应的未对准值ΔS。应当理解，由于ΔS的未对准值具有+X/-X和+Y/-Y方向上的分量，所以预偏移值pre-S也具有+X/-X和+Y/-Y方向上的分量。因而，偏移值pre-S不仅包括偏移的量级，而且包括偏移的方向。

根据替代实施例，不是使预偏移值Pre-S与未对准值成比例，而是将预偏移值Pre-S计算为允许回流后未对准值post-M(图4A和图4B)具有固定的预定值，其可能处于电连接器214的临界尺寸W1(图4B)的约1/5与约1/4之间的范围中。因而，使用以下等式来确定预偏移值pre-S：

Pre-S＝ΔS–(预定的Pre-M) [等式3]

应当理解，等式3适用于其未对准值ΔS等于或大于预定值的电连接器对112/214。对于其未对准值ΔS小于预定值的电连接器对112/214，相应的电连接器对112/214的预偏移值可以被设置为零(无预偏移)。

在确定了每个电连接器对112/214的预偏移值的情况下，重新设计封装部件100和200，并且修改电连接器112和/或214的位置以实现预偏移值。相应的过程被示为如图7所示的工艺流程400中的过程408。图3A和3B中示出了具有被修改的设计的相应的封装部件100和200。根据一些实施例，封装部件100被重新设计并且电连接器112的位置被修改，使得电连接器112的中心113朝向中心C100偏移达相应的预偏移值pre-S。因此，电连接器112的中心113与相应的电连接器214的相应中心213在横向上间隔开预偏移值pre-S(包括pre-S1、pre-S2等)。

根据替代实施例，重新设计封装部件200，使得电连接器214的中心213远离中心C100偏移达预偏移值pre-S(包括pre-S1、pre-S2等)。因此，电连接器214的中心213也与相应的电连接器112的中心113在横向上间隔开预偏移值pre-S1、pre-S2等。根据又一替代实施例，封装部件100和200两者均被重新设计以实现预偏移值pre-SΔS1、ΔS2等。应当理解，在图3A所示的结构中，封装部件200仅被放置在封装部件100上，并且尚未通过回流工艺与封装部件100接合。

图3B示出了根据一些实施例的重新设计的封装部件100和200以及电连接器112和214的位置的平面图(例如，俯视图)。假设封装部件100的中心C100与封装部件200的中心对准(重叠)，电连接器的中心113相对于相应的电连接器214的中心213朝向中心C100预偏移。

根据一些实施例，封装部件100和200中的所有电连接器对112/214均被预偏移。然而，如果正好在中心C100处存在电连接器对112/214，则不对中心电连接器对112/214执行预偏移。根据替代实施例，封装部件100具有在其中包括中心C100的中心区域130。中心区域130也可以相对于中心C100对称。例如，中心区域130可以是其宽度和长度小于封装部件100的相应宽度和长度的约25％(或约20％)的矩形区域。中心区域130还可以是以C100为中心的圆形区域，并且其直径小于封装部件100的宽度和长度中的较大者的约25％(或约20％)。根据一些实施例，中心区域130内部的所有电连接器对112/214均不被预偏移，而中心区域130外部的所有电连接器对112/214均被预偏移。不预偏移中心区域130中的电连接器对的原因在于中心区域130中的未对准值ΔS太小而不能引起诸如冷接合(coldjoint，冷焊)和桥接等问题。另一方面，不预偏移中心区域130中的电连接器对112/214可以有利地导致相应的焊料区域具有更大的偏移后值(如将在随后的段落中讨论的)，并且因此焊料区域16具有在电连接器214的外侧壁上爬升的更大机会。

如图3A和图3B中所示的重新设计的封装部件然后被制造为物理的和有形的部件。相应的过程被示为如图7所示的工艺流程400中的过程410。接下来，通过回流工艺将所制造的封装部件100和200彼此接合。相应的过程被示为如图7所示的工艺流程400中的过程412。在图4A和图4B中示出了所得到的封装件10’，图4A和图4B分别示出了截面图和俯视图。回流温度与各焊料区域216和116(图3A)的材料相关，并且回流温度可以在约220℃与约255℃之间的范围内。在回流工艺之后，降低封装件10’的温度，并且固化包括熔融焊料区域216和116的所得的焊料区域16。图4A和4B示出了固化之后的结构，例如，当封装件10’在室温下(例如，在约19℃与约23℃之间)时。

由于等式2中的预偏移因子A小于1.0，这意味着电连接器对112/214的预偏移值pre-S(图2A和图2B)小于并且因此不足以补偿相应的电连接器对112/214的未对准值ΔS(图3A和图3B)。因此，如图4A所示，在回流工艺之后，中心113与相应的中心213未对准。此外，中心113偏移超过相应的中心213并且偏移到相应的中心213的外侧(远离中心C100的一侧)。换而言之，中心113比相应的中心213更远离中心C100。在整个说明书中，同一电连接器对112/214中的中心113和213之间的未对准值被称为回流后未对准值，其被指示为post-M(分别标识为post-M1、post-M2等)。此外，每个回流后未对准值post-M具有在+X或-X方向上的分量和在+Y或-Y方向上的分量(图4B)。如图4A所示，不同电连接器对112/214的回流后未对准值post-M可以彼此不同。例如，回流后未对准值post-M大于回流后未对准值post-M1。

由于中心113在相应的中心213的外侧上，所以焊料区域16可以在电连接器214的外侧壁(背离中心C100的侧壁)上爬升。另一方面，焊料区域16将不在电连接器214的内侧壁(面向中心C100的侧壁)上爬升。在如图4B所示的俯视图中，外侧壁与相应的内侧壁彼此相对，并且与将中心C100与相应的电连接器对112/214连接的直线对准。在电连接器214的外侧壁上但不在内侧壁上形成焊料区域具有减小焊料区域16和电连接器112和214上的应变的有利特征。原因是电连接器214的外侧具有比相应的内侧更高的应变值，并且增加外侧上的焊料体积可以减少较高的应变，并且可以帮助保护焊料区域16和电连接器112和214免受开裂、剥离等。

在回流工艺之后，在封装部件100与200之间填充底部充胶18。底部充胶与电连接器214的内侧壁接触，并且通过焊料区域16与电连接器214的外侧壁分离。此外，可以在封装部件200和300之间分配底部充胶20。

图6示出了根据一些实施例的电连接器对112/214的俯视图。为了清楚观察的目的，在图6中示出了焊料区域16在与电连接器214相同的水平处(在图4A中观察该水平)的部分，并且在图6中未示出焊料区域的竖直地在电连接器214与下面的电连接器112之间的部分(图4A)。图6示出了焊料区域16在电连接器214的背离中心C100的外侧壁上，而电连接器214的面向中心C100的内侧壁没有焊料区域16。

图4B示出了如图4A中所示的封装件10’的平面图(例如，俯视图)。根据一些实施例，中心113相对于其相应的中心213远离中心C100偏移。回流后未对准具有半径模式，这意味着每个电连接器对112/214的中心113和213都可以与将中心C100连接到电连接器对的直线对准。

如图4B所示，预偏移值pre-S和回流后未对准值post-M两者具有在X方向上的分量和在Y方向上的分量，并且在X方向上的分量和在Y方向上的分量组合形成相应的预偏移值pre-S和回流后未对准值post-M。

如前所述以及如图2B所示，根据一些实施例，未对准值ΔS与相应的电连接器对112/214到中心C100的距离S成比例。此外，预偏移值pre-S等于未对准值ΔS乘以预偏移指数A。因此，回流后未对准值post-M可以等于(1-A)*ΔS，并且还可以与相应的电连接器对112/214到中心C100的距离S成比例。例如，当A在约0.5与0.7之间的范围内时，回流后未对准值post-M等于未对准值ΔS的约0.3至0.5。

根据其中使用等式3来计算预偏移值pre-S的替代实施例，不同电连接器对112/214的所得的回流后未对准值post-M彼此相同，而不管它们是否具有与中心C100相同或不同的距离。例如，图4B中所示出的所有电连接器对112/214可以具有相同的量级，并且可以在或可以不在相同的方向上，除了其未对准值ΔS小于预定的post-M(等式3)的电连接器对112/214之外。对于(其可以确定区域130(图3B)在哪里的)这些电连接器对112/214，由于它们可以不被预偏移，所以它们的回流后未对准值post-M等于它们的未对准值ΔS。换而言之，在区域130中(图3B)，所有电连接器对112/214具有与它们到中心100的距离成比例并且等于它们相应的未对准值的post-M回流未对准值。另一方面，在区域130外部，所有电连接器对112/214具有相同的回流后未对准值，其等于预定的post-M(等式3)。

预偏移值ΔS和所得的回流后未对准值post-M的计算也可以替代地陈述如下。根据一些实施例，如前面段落中所讨论的，在通过使用物理封装件的实验或通过模拟来确定未对准值ΔS之后，每个未对准值ΔS中被分配为两个部分，其中一个部分是等于A*ΔS的预偏移值pre-S。另一部分是预期对准后值post-M。实验结果显示，对准后值post-M需要在一定范围内。当对准后值post-M太大时，存在焊料区域的冷接合(无接合)或焊料区域桥接到相邻的非计划中的电连接器的可能性。当对准后值post-M太小时，减小焊料区域中的应变的效果是不够的。因此，最拐角的电连接器对112/214的回流后未对准值被设计为处于电连接器214(图4A)的临界尺寸(CD)(在图4B中也示出为宽度W1)的约1/5至约1/4之间的范围内。由于最拐角的电连接器对112/214最接近封装部件100的拐角，并且因此遭受比任何其它电连接器对更大的应变，所以最拐角的电连接器对112/214的回流后未对准值在1/5(W1)至1/4(W1)可以使益处最大化并且使问题最小化。

在上面讨论的实施例中，封装件10’基本上是均质的，这意味着封装部件100和200的不同部分的CTE值彼此接近，例如，变化小于各个封装部件100和200的CTE的约10％。例如，当(多个)封装部件200基本上覆盖整个封装部件100，并且封装部件100和200的材料和图案均匀时，封装件10’是均质的。因此，可以基于电连接器对112/214的距离和CTE CTE100和CTE200来计算预偏移值pre-S和回流后未对准值post-M。根据其它实施例，封装件10’是异质的。例如，图5示出了封装件10’，其中封装部件200覆盖封装部件100的一部分但不是全部，并且相当一部分(例如，大于20％或30％)封装部件100未被封装部件200覆盖。此外，封装部件200显著偏离封装部件100的中心。因此，封装件10’的包括封装部件200的部分的CTE与封装件10’的不包括封装部件200的部分不同。根据这些实施例，封装件的形成可以包括以下步骤。

首先，确定所得的封装件中的电连接器对112/214的位置，其对应于图1中的结构，除了组合的封装部件100和200是异质的之外。接下来，使用有限元建模执行模拟。在建模中，结构、材料和回流条件被用作输入参数。确定每个电连接器对112/214的未对准值ΔS(包括X方向和Y方向上的分量)。在这些实施例中，未对准可以不具有来自中心C100的辐射模式。接下来，基于未对准值ΔS，计算每个电连接器对112/214的预偏移值pre-S。计算包括：确定预期的回流后未对准值post-M，并且从所模拟的未对准值ΔS中减去预期的回流后未对准值post-M，以生成每个电连接器对112/214的预偏移值pre-S(包括X方向和Y方向上的分量)。在计算预偏移值pre-S之后，重新设计封装部件100和/或200以实现如所计算的预偏移值pre-S。重新设计的封装部件100和200然后可以通过回流被制造和接合。

在以上示出的实施例中，根据本公开的一些实施例讨论一些过程和部件以形成三维(3D)封装件。还可以包括其它部件和过程。例如，可以包括测试结构以帮助3D封装或3DIC器件的验证测试。测试结构可以包括例如在再分布层中或衬底上形成的测试焊盘，测试焊盘允许3D封装或3DIC的测试、探针和/或探针卡的使用等。可以在中间结构以及最终结构上执行验证测试。此外，本文所公开的结构和方法可以与结合了已知良好管芯的中间验证的测试方法组合使用，以增加产量并降低成本。

在所讨论的示例实施例中，封装部件100的CET CTE 100大于封装部件200的CTECTE 200。应当理解，本公开的实施例也可以适用于封装部件100的CET CTE 100小于封装部件200的CTE CTE 200的情况。这些过程类似于上面所讨论的，除了在这些实施例中电连接器112将比电连接器214更远离中心C100预偏移，并且电连接器112的回流后偏移将比相应的电连接器214更朝向中心C100之外。

本公开的实施例具有一些有利特征。通过确定预偏移值和回流后未对准值，可以减少焊料区域/凸块上的应变，并且还可以减少冷接合问题和桥接问题。

根据本公开的一些实施例，一种方法包括：确定第一封装部件的第一电连接器和第二封装部件的第二电连接器的位置，其中，具有相同位置的第一电连接器和第二电连接器是电连接器对；响应于用于将第一封装部件与第二封装部件接合的回流工艺，确定第一电连接器和第二电连接器的未对准值；基于未对准值计算每个电连接器对的预偏移值；修改第一电连接器和第二电连接器的位置以生成经修改的设计，其中相同的电连接器对中的第一电连接器和第二电连接器的位置彼此偏移达预偏移值；制造第一封装部件和第二封装部件，其中，第一电连接器和第二电连接器具有经修改的设计；以及执行回流工艺以将第一封装部件与第二封装部件接合。在一种实施例中，对于每个电连接器对，相应的预偏移值被计算为小于相应的未对准值。在一种实施例中，在回流工艺之后，第一电连接器与相同电连接器对中的相应的第二电连接器未对准达回流后未对准值。在一种实施例中，回流后未对准值在大于第一电连接器的宽度的1/5且小于宽度的1/4的范围内。在一种实施例中，在回流工艺之前，第一电连接器比相同电连接器对中的相应的第二电连接器更靠近第一封装部件的中心，并且在回流工艺之后，第一电连接器比在相同电连接器对中的相应的第二电连接器更远离第一封装部件的中心。在一种实施例中，在经修改的设计中，第一电连接器比相同电连接器对中的相应的第二电连接器更远离或更朝向第一封装部件的中心偏移。在一种实施例中，第一封装部件的热膨胀系数大于第二封装部件，并且其中，第一电连接器比相同电连接器对中的相应的第二电连接器更朝向第一封装部件的中心偏移。在一种实施例中，预偏移值被计算为未对准值与指数的乘积，并且指数大于0且小于1。

根据本公开的一些实施例，一种结构包括：第一封装部件，包括第一电连接器；第二封装部件，包括第二电连接器；第一焊料凸块，将第一电连接器与第二电连接器接合，其中，第一电连接器的第一中心与第二电连接器的第二中心未对准达第一回流后未对准值；第三电连接器，在第一封装部件中；第四电连接器，在第二封装部件中，其中，第三电连接器和第四电连接器比第一电连接器和第二电连接器更靠近第一封装部件的附加中心，以及第三电连接器的第三中心与第四电连接器的第四中心未对准达第二回流后未对准值，第二回流后未对准值小于第一回流后未对准值；以及第二焊料凸块，将第三电连接器与第四电连接器接合。在一种实施例中，第一电连接器突出超过第一封装部件的表面，并且第一电连接器包括背离第一封装部件的中心的第一侧壁，其中，第一焊料凸块接触第一侧壁；以及面向第一封装部件的中心的第二侧壁，其中，第一焊料凸块与第二侧壁间隔开。在一种实施例中，结构还包括在第一封装部件与第二封装部件之间的底部充胶，其中，底部充胶接触第一电连接器的第二侧壁。在一种实施例中，第一回流后未对准值在第一电连接器的临界尺寸的约1/5与约1/4之间的范围内。在一种实施例中，第一中心在从第一封装部件的附加中心指向第一中心的方向上从第二中心偏移。在一种实施例中，第一封装部件的热膨胀系数大于第二封装部件，并且其中，第一中心比第二中心更远离第一封装部件的附加中心。在一种实施例中，第一回流后未对准值与第一距离的第一比率等于第二回流后未对准值与第二距离的第二比率，其中，第一距离是第一电连接器与第一封装部件的附加中心之间的距离，以及第二距离是第三电连接器与附加中心之间的距离。

根据本公开的一些实施例，一种结构包括：第一封装部件，包括第一导电焊盘；第二封装部件，上覆于第一封装部件，第二封装部件包括表面介电层；第一导电凸块，低于表面介电层突出，其中，第一导电凸块包括背离第一封装部件的中心的第一侧壁以及面向中心的第二侧壁；焊料凸块，将第一导电焊盘与第一导电凸块接合，其中，焊料凸块接触第一侧壁；以及底部充胶，在第一封装部件与第二封装部件之间，其中，底部充胶接触第二侧壁。在一种实施例中，第一导电焊盘的第一中心比第一导电凸块的第二中心距离第一封装部件的中心更远达第一回流后未对准值。在一种实施例中，结构还包括：第二导电焊盘，在第一封装部件中；以及第二导电凸块，在第二封装部件中，其中，第二导电焊盘和第二导电凸块比第一导电焊盘和第一导电凸块更靠近第一封装部件的中心，并且第二导电焊盘的第三中心与第二导电凸块的第四中心未对准达第二回流后未对准值，第二回流后未对准值小于第一回流后未对准值。在一种实施例中，第一回流后未对准值在第一导电凸块的临界尺寸的约20％与约25％之间的范围内。在一种实施例中，第二封装部件的热膨胀系数大于第一封装部件的热膨胀系数。

根据本公开的一些实施例，一种形成封装结构的方法，包括：确定第一封装部件的第一电连接器和第二封装部件的第二电连接器的位置，其中，具有相同位置的第一电连接器和第二电连接器是电连接器对；响应于用于将第一封装部件与第二封装部件接合的回流工艺，确定第一电连接器和第二电连接器的预计未对准值；基于预计未对准值计算每个电连接器对的预偏移值；修改第一电连接器和第二电连接器的位置以生成经修改的设计，其中，相同的电连接器对中的第一电连接器和第二电连接器的位置彼此偏移达预偏移值；制造第一封装部件和第二封装部件，其中，第一电连接器和第二电连接器具有经修改的设计；以及执行回流工艺以将第一封装部件与第二封装部件接合。在上述方法中，对于每个电连接器对，相应的预偏移值被计算为小于相应的预计未对准值。在上述方法中，在回流工艺之后，第一电连接器与相同电连接器对中的相应的第二电连接器未对准达回流后未对准值。在上述方法中，回流后未对准值在大于第一电连接器的宽度的1/5且小于宽度的1/4的范围内。在上述方法中，在回流工艺之前，第一电连接器比相同电连接器对中的相应的第二电连接器更靠近第一封装部件的中心，并且在回流工艺之后，第一电连接器比在相同电连接器对中的相应的第二电连接器更远离第一封装部件的中心。在上述方法中，在经修改的设计中，第一电连接器比相同电连接器对中的相应的第二电连接器更远离或更朝向第一封装部件的中心偏移。在上述方法中，第一封装部件的热膨胀系数大于第二封装部件，并且其中，第一电连接器比相同电连接器对中的相应的第二电连接器更朝向第一封装部件的中心偏移。在上述方法中，预偏移值被计算为预计未对准值与指数的乘积，并且指数大于0且小于1。

根据本公开的一些实施例，一种封装结构，包括：第一封装部件，包括第一电连接器；第二封装部件，包括第二电连接器；第一焊料凸块，将第一电连接器与第二电连接器接合，其中，第一电连接器的第一中心与第二电连接器的第二中心未对准达第一回流后未对准值；第三电连接器，在第一封装部件中；第四电连接器，在第二封装部件中，其中，第三电连接器和第四电连接器比第一电连接器和第二电连接器更靠近第一封装部件的附加中心，以及第三电连接器的第三中心与第四电连接器的第四中心未对准达第二回流后未对准值，第二回流后未对准值小于第一回流后未对准值；以及第二焊料凸块，将第三电连接器与第四电连接器接合。在上述封装结构中，第一电连接器突出超过第一电连接器的表面，并且第一电连接器包括:第一侧壁，背离第一封装部件的中心，其中，第一焊料凸块接触第一侧壁；以及第二侧壁，面向第一封装部件的中心，其中，第一焊料凸块与第二侧壁间隔开。在上述封装结构中，还包括在第一封装部件与第二封装部件之间的底部充胶，其中，底部充胶接触第一电连接器的第二侧壁。在上述封装结构中，第一回流后未对准值在第一电连接器的临界尺寸的约1/5与约1/4之间的范围内。在上述封装结构中，第一中心在从第一封装部件的附加中心指向第一中心的方向上从第二中心偏移。在上述封装结构中，第一封装部件的热膨胀系数大于第二封装部件，并且其中，第一中心比第二中心更远离第一封装部件的附加中心。在上述封装结构中，第一回流后未对准值与第一距离的第一比率等于第二回流后未对准值与第二距离的第二比率，其中，第一距离是第一电连接器与第一封装部件的附加中心之间的距离，以及第二距离是第三电连接器与附加中心之间的距离。

根据本公开的一些实施例，一种封装结构，包括：第一封装部件，包括第一导电焊盘；第二封装部件，上覆于第一封装部件，第二封装部件包括：表面介电层；第一导电凸块，低于表面介电层突出，其中，第一导电凸块包括背离第一封装部件的中心的第一侧壁以及面向中心的第二侧壁；焊料凸块，将第一导电焊盘与第一导电凸块接合，其中，焊料凸块接触第一侧壁；以及底部充胶，在第一封装部件与第二封装部件之间，其中，底部充胶接触第二侧壁。在上述封装结构中，第一导电焊盘的第一中心比第一导电凸块的第二中心距离第一封装部件的中心更远达第一回流后未对准值。在上述封装结构中，还包括：第二导电焊盘，在第一封装部件中；以及第二导电凸块，在第二封装部件中，其中，第二导电焊盘和第二导电凸块比第一导电焊盘和第一导电凸块更靠近第一封装部件的中心，并且第二导电焊盘的第三中心与第二导电凸块的第四中心未对准达第二回流后未对准值，第二回流后未对准值小于第一回流后未对准值。在上述封装结构中，第一回流后未对准值在第一导电凸块的临界尺寸的约20％与约25％之间的范围内。在上述封装结构中，第二封装部件的热膨胀系数大于第一封装部件的热膨胀系数。

上面概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本公开的方面。本领域技术人员应当理解，他们可以容易地使用本公开作为基础来设计或修改用于实施与本文所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其它工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本公开的精神和范围，并且在不背离本公开的精神和范围的情况下，本文中它们可以做出多种变化、替换以及改变。