專利名稱：半導(dǎo)體封裝體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種半導(dǎo)體封裝元件及其制造方法，特別是關(guān) 于一種含堆疊的半導(dǎo)體晶片的封裝體及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著對電子元件的小型化、輕量化及多功能化的需求日漸增 加，而導(dǎo)致半導(dǎo)體封裝體密度的增加，以縮小其尺寸及組裝時所 占的面積。為滿足上述的需求所發(fā)展出的技術(shù)中，其中一種便是 將多個棵晶或已封裝的晶片堆疊在一封裝體中，例如美國專利US 6，650，019所揭示。
圖1為一剖面圖，是顯示一已知的半導(dǎo)體封裝體100,具有 堆疊的晶片102與104。封裝體100為一球柵陣列(ball grid array; BGA)封裝體，其基板110的下表面形成有多個軟焊料球 狀接點(diǎn)(solder ball;業(yè)界通稱"錫球")106，是作為封裝體100 的1/0接點(diǎn)。封裝體100包含傳統(tǒng)的互聯(lián)基板110及固定于其上 表面的第一半導(dǎo)體晶片102。第二晶片104則堆疊、固定于第一 晶片102的上表面。晶片102與104通常具有多個I/O焊墊112 于個別的上表面的邊緣周邊部。
基板110則包含可撓式的樹脂基板、剛性的玻璃纖維-銅箔 層積基板、可剝離式的共燒陶資(co-fired ceramics)基板、金屬 導(dǎo)線架或是其它業(yè)界通用的基板，視封裝體100的封裝形式而定。
圖1所示用于BGA封裝體100的互聯(lián)基板110包含一絕緣層114 例如為聚酰亞胺樹脂，層積于導(dǎo)電層116與118之間。導(dǎo)電層116 與118各包含銅或鋁等金屬，是分別作為基板110的上表面與下 表面。
導(dǎo)電層116與118的圖案化通常是使用微影與蝕刻的技術(shù)， 以定義焊線焊墊120與上層電路116的連接線、及下層電路118 的焊墊122。焊墊120與上層電路116的連接線(未繪示)通常經(jīng) 由貫穿絕緣層114的貫穿孔123,例如鍍有導(dǎo)電層(未繪示)的貫穿 孔，電性連接于軟焊料焊墊122?？稍趯?dǎo)電層116及/或118上涂 覆一絕緣的防焊層(未繪示)，上述防焊層具有一開口，曝露焊線焊 墊120及/或焊墊122,上述防焊層可防止因軟焊料異常的擾動所 導(dǎo)致各焊墊120之間或各焊墊122之間的橋接。
在圖1中，第一晶片102通常是使用一粘著層124固定于基 板110上。第一晶片102并借由多個導(dǎo)電焊線126電性連接于基 板110,其中導(dǎo)電焊線126通常為金或鋁，連接于晶片102上的 焊墊112與基板110上的焊墊120之間。
第二晶片104是以粘著層128固定于第一晶片102的上表面， 其水平邊緣是大體上位于第一晶片102的中央?yún)^(qū)域內(nèi)，并在第一 晶片的焊墊112的內(nèi)側(cè)。如此，粘著層128實(shí)質(zhì)上不會接觸或覆 蓋焊墊112或連接于其上的導(dǎo)電焊線126。粘著層128的位置是 使位于第一晶片102上的第二晶片104與連接于焊墊112上的導(dǎo) 電焊線126保持適當(dāng)?shù)木嚯x，避免與其接觸，可防止焊墊112與 導(dǎo)電焊線126發(fā)生短路或受到破壞，并因此定義出位于粘著層128 的周圍、第一晶片102與第二晶片104之間的周邊區(qū)域130。第 二晶片104可以和第一晶片102—樣，以焊線的方式電性連接至 基板110。亦可以再增加一或更多的晶片，以相同的手段，依序 堆疊于第二晶片104的表面上。
圖2為一剖面圖，是顯示一已知的封裝體，其具有兩個堆疊
的晶片150與152及和上述晶片交錯配置的粘著劑154。例如， 如果晶片粘著的機(jī)臺的精確度控制不佳時，較好為引進(jìn)另 一種機(jī) 制，以精確控制分布于晶片150與152相對表面間的粘著劑154 的接合厚度(bond line thickness)。上述機(jī)制可借由如圖2所示的 方式來達(dá)成，其使用未硬化而成流體狀的粘著劑154,具有一定 數(shù)量的微球體156,微球體156的直徑與所需要的粘著劑154的 厚度大體相同。在圖2中，是將第二晶片152壓至粘著劑154上， 使得第二晶片152的下表面接觸到微球體156。第二晶片152的 下表面與第一晶片150的上表面之間是介有大體上單層的微球體 156。
適用于微球體156的材料很廣泛，例如玻璃、聚合物、二氧 化硅、氮化硅或聚四氟乙烯(polytetrafluorethylene; PTFE)。微 球體156的制造方面，可使用許多已知的技術(shù)，例如以吸取或吹 送的方式，驅(qū)動一熔融的材料經(jīng)過一噴嘴，在高壓下散成霧狀， 然后借由空氣、水或油浴，將不同尺寸的球體冷卻或硬化。接下 來可將微球體156過篩，經(jīng)過不同尺寸的篩網(wǎng)，依照不同的直徑 將其分類。
請?jiān)賲⒖紙D1,晶片堆疊型封裝體100中，晶片102與104 通常是以焊線接合，其是以自動焊線的機(jī)臺施以已知的熱壓或超 音波的焊線技術(shù)而成。如圖l所示，在焊線的制程中，晶片102 或104上的焊墊112，與其接觸的導(dǎo)電焊線126受到來自 一焊線 機(jī)臺的焊針132所施以的向下的壓應(yīng)力，使得導(dǎo)電焊線126接合 于焊墊112。
因?yàn)楹笁|112是分別位于晶片102與104的周邊區(qū)，焊線接 合時會使晶片的外圍部分承擔(dān)如圖1的箭號方向的局部且較大的 應(yīng)力。對下方的晶片102而言，其受到其下方的基板110與粘著 層124的支持，而不會造成問題。然而，對上方的晶片104而言， 其是借由粘著層128使其周邊的部分懸于晶片104的周邊部分之 外，而未受到來自下方的支持。因此，上方的晶片104可能會在 焊線的過程中崩裂或損壞，而使得整個封裝體必須報廢。
已知的堆疊技術(shù)所可能引發(fā)的另 一 個問題，就是在第 一 晶片 102與第二晶片104之間的懸空區(qū)域130,也就是在粘著層128 的周邊。封膠體134所使用的塑料封裝材料會在封裝的過程中， 包覆第一晶片102與第二晶片104、并進(jìn)入懸空區(qū)域130中，而 成為第一晶片102與第二晶片104不安定的因素。當(dāng)封膠體134 的熱膨脹系數(shù)與粘著層128不同時，在封裝體100歷經(jīng)劇烈的溫 度變化時，第一晶片102與第二晶片104之間的封膠體134會有 較大的膨脹量，可能會毀損第一晶片102及/或第二晶片104,而 使得整個封裝體必須報廢。
已知的堆疊技術(shù)所可能引發(fā)的又另 一 個問題，就是在第 一 晶 片102與第二晶片104之間的懸空區(qū)域130，以及坪針132所施 加的應(yīng)力。換句話說，焊針132所施加的向下的應(yīng)力，會使第二 晶片104發(fā)生形變，而導(dǎo)致第二晶片104的下表面與粘著層128
的上表面之間的分離或脫層。
已知的堆疊技術(shù)所可能引發(fā)的又另 一個問題，還是在第一晶 片102與第二晶片104之間的懸空區(qū)域130，以及焊針132所導(dǎo)致的 撓曲。導(dǎo)電焊線126或焊墊112本身可能會發(fā)生形變，而可能導(dǎo)致 兩者間的斷路。換句話說，在焊線的制程中會反復(fù)地使晶片104 發(fā)生形變與彎曲，會造成整個封裝體的震動，而使導(dǎo)電焊線126 與焊墊112之間的電性連結(jié)受到疲勞破壞。即使在制程中兩者間并 未因疲勞破壞而斷路，仍然會減少元件的使用壽命與可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種半導(dǎo)體裝置、封裝 體、及其形成方法、與減少焊線制程所造成的震動的方法，使得 晶片堆疊型封裝體中，晶片間的懸空部分能夠得到支持，而克服 上述已知技術(shù)的缺點(diǎn)。
為達(dá)成本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種將不同尺寸的晶 片堆疊在一起的晶片堆疊方法，使兩晶片相對的表面相接，而使 上晶片水平方向的長度或?qū)挾却笥谙戮乃椒较虻某叽纭Ｒ?此，上晶片至少部分的周邊部是懸于下晶片的周邊部外。本發(fā)明 的一較佳實(shí)施例在上晶片的焊線制程前，對上晶片的周邊部提供 支持，以避免懸空的周邊部在焊線的過程中發(fā)生前述的問題。
在另一實(shí)施例中，一半導(dǎo)體裝置是具有多個堆疊的晶片，連 接于一基板。上述晶片以邊緣交錯的方式相互堆疊，而使一上晶 片懸于一下晶片上，而形成一凹部。上述凹部內(nèi)含有一支撐物， 以避免懸空的周邊部在焊線的過程中發(fā)生前述的問題。
在另一實(shí)施例中，是將含有填充物的支持粘著層填入由懸空 的上晶片所構(gòu)成的凹部中。上述支持粘著層圍繞下晶片的周圍， 并位于上晶片懸空的周邊部之下。在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中， 可以是多個粘著劑層。
在又另 一 實(shí)施例中，支持粘著層中的填充物為 一 空白晶片
(dummy die)。上述空白晶片的厚度與堆疊在封裝體中的其中 一 晶 片的厚度一致。而又在另一實(shí)施例中，可使用一^皮動元件例如電 容器、電阻器或電感器，取代上述空白晶片。
本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，在于可適用廣泛用于半導(dǎo)體業(yè)界的粘著 劑與填充物。其中將晶片粘著于基板時，是使用一般的技術(shù)；而 所使用的球體例如塑料、玻璃、陶瓷、聚合物、無機(jī)化合物、環(huán) 氧樹脂、以及其它材料，都是常用于制作均一粒徑的球體，并可 將其混合使用。
本發(fā)明的另 一 目的為制程簡單且成本低廉。幾乎不需要修改 現(xiàn)有的焊線機(jī)臺。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體封裝體，所述半導(dǎo)體封裝體包含一 基板；多個堆疊的半導(dǎo)體晶片連接于該基板，該些半導(dǎo)體晶片具
有一上晶片與一下晶片，分別具有相反的上表面與下表面，該下
晶片的橫向周圍(lateral periphery)小于該上晶片的橫向周圍，而 使該上晶片的橫向周圍懸于該下晶片的橫向周圍外，而形成一凹 部；以及一支持粘著層于該下晶片的橫向周圍旁，并填入該凹部， 該支持粘著層含有第一填充物與第二填充物，該第一填充物與第 二填充物包含多個微球體。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體，該第二填充物的尺寸實(shí)質(zhì)上大 于該第一填充物的尺寸。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體，該第二填充物高于該凹部高度 的30%。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體，更包含 一粘著層連接該下晶 片的上表面與該上晶片的下表面，該粘著層包含多個間隔物，介 于相連的該下晶片的上表面與該上晶片的下表面之間。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體，該些間隔物包含一材料，該材 料是擇自下列所組成的族群玻璃、金屬、陶瓷、二氧化硅、氮 化硅、環(huán)氧樹脂與聚合物。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體，該些間隔物包含實(shí)質(zhì)上呈單層 排列的微球體。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體，該第一填充物與第二填充物包 含一材料，該材料是擇自下列所組成的族群玻璃、金屬、陶瓷、 二氧化硅、氮化硅、環(huán)氧樹脂與聚合物。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體，該下晶片的上表面與該上晶片
的下表面的間距小于125nm。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體，該第一填充物與第二填充物包 含多個大微球體與小微球體，該些大微球體與該些小微球體的直 徑比為1.1至10。
本發(fā)明另提供一種半導(dǎo)體封裝體的制造方法，所述半導(dǎo)體封 裝體的制造方法包含提供一基板；將多個堆疊的半導(dǎo)體晶片連 接于該基板，該些半導(dǎo)體晶片具有一上晶片與一下晶片，分別具 有相反的上表面與下表面、及橫向周圍(lateral periphery),該下 晶片的橫向周圍小于該上晶片的橫向周圍， 一粘著層連接該下晶 片的上表面與該上晶片的下表面，而使該上晶片的橫向周圍懸于 該下晶片的橫向周圍外，而形成一凹部；以及以一支持粘著層支 持于該下晶片的橫向周圍，該支持粘著層含有第一填充物與第二 填充物，該支持粘著層是置于該下晶片的橫向周圍旁的該基板上， 而大體上填滿該凹部，該第 一填充物與第二填充物包含多個微球 體。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體的制造方法，該粘著層更包含多 個間隔物，介于相接的該下晶片的上表面與該上晶片的下表面。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體的制造方法，該些間隔物包含一 材料，擇自下列所組成的族群玻璃、金屬、陶瓷、二氧化硅、
氮化硅、環(huán)氧樹脂與聚合物。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體的制造方法，該些間隔物包含微 球體。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體的制造方法，該些間隔物包含微 球體，大體排列成一單層結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體的制造方法，該第一填充物與第
二填充物包含一材料，擇自下列所組成的族群玻璃、二氧化硅、 氮化硅、環(huán)氧樹脂與聚合物。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體的制造方法，介于該下晶片的上
表面與該上晶片的上表面之間的堆疊間距(mounting pitch)小于 125iim。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體的制造方法，該第 一 填充物與第 二填充物包含多個直徑比為1.1至10的大纟敖球體與小孩i球體，該 些大微球體的直徑大體等于該凹部。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體的制造方法，該支持粘著層更包 含多個間隔物介于該第 一填充物與第二填充物之間。
本發(fā)明所述的半導(dǎo)體封裝體的制造方法，該些間隔物為微球體。
本發(fā)明所述半導(dǎo)體封裝體及其形成方法可減少焊線制程所造 成的震動，使得晶片堆疊型封裝體中，晶片間的懸空部分能夠得 到支持。


圖l為一剖面圖，顯示一已知的晶片堆疊型的封裝體； 圖2為一剖面圖，顯示一已知的半導(dǎo)體裝置，包含堆疊的兩 個晶片與含微球體的粘著劑；
圖3為一剖面圖，顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝體； 圖4為一剖面圖，顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的一對堆疊的晶片； 圖5為一剖面圖，顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的一對堆疊的晶片； 圖6為一剖面圖，顯示本發(fā)明第四實(shí)施例的三個堆疊的晶片。
具體實(shí)施例方式
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，
下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說明如下
以下的實(shí)施例雖以包含兩個堆疊的晶片與 一基板的半導(dǎo)體封 裝體為例，來說明本發(fā)明，但不代表本發(fā)明就受現(xiàn)在上述應(yīng)用中， 本領(lǐng)域技術(shù)人員亦可以將本發(fā)明應(yīng)用在具有兩個以上的堆疊晶片
的半導(dǎo)體裝置中。
請參考圖3,為一剖面圖，是顯示本發(fā)明第一實(shí)施例中，堆疊 在基板184上的上晶片182與下晶片180。上晶片182與下晶片 180各具有相反的上、下表面與橫向輪廓。上晶片182的橫向輪 廓是大于下晶片180的橫向輪廓，因此上晶片182的至少一個邊 緣204是懸于下晶片180的至少一個邊緣210之外。在本實(shí)施例 中，上晶片182的周邊部是懸于下晶片180之外?？墒褂靡粋鹘y(tǒng) 的焊線裝置200沿著上晶片182上表面的周邊，打上焊線202。
圖3所示的堆疊晶片封裝體是包含一基板184與第一粘著層 186，第一粘著層186是貼在下晶片180與基板184的相接處。 基板184可為單一材質(zhì)或包含第一材料與第二材料，兩者之一可 擇自下列所組成的族群玻璃、金屬、陶瓷、聚合物、硅基板、 絕緣層覆硅基板(silicon on insulator; SOI)、印刷電路板、與硅 鍺基板。基板184可包含一導(dǎo)電的連接線形成于其上。基板184 可包含多個形成于其下方的導(dǎo)電凸塊(bump)或?qū)щ娽樐_(pin)。上 晶片182與下晶片180的相接面之間是使用第二粘著層188來接 合。第一粘著層186與第二粘著層188較好是含有一填充物，其 包含實(shí)質(zhì)上具均一尺寸的一層非導(dǎo)體的微球體196，如此可在基 板184與下晶片180的相接面之間、及下晶片180與上晶片182
的相接面之間，形成均一的間隔。微球體196較好是排列成一個 單層。上述填充物可包含第一材料與第二材料，是擇自下列所組
成的族群玻璃、金屬、陶瓷、二氧化硅、氮化硅、環(huán)氧樹脂與
聚合物。
決定微球體196的尺寸所考慮的 一 個因素為封裝節(jié)距 (mounting pitch)。封裝節(jié)距是為兩相鄰晶片的上表面間的垂直距 離。例如圖3中的封裝節(jié)距為粘著層188與上晶片182的厚度和。 封裝節(jié)距對封裝體的微型化而言是項(xiàng)重要的指標(biāo)，應(yīng)該愈小愈好， 較好為不大于125!im。縮小封裝節(jié)距包含縮小晶片厚度或縮小粘 著劑填充物的尺寸。另一方面，亦可以接受封裝節(jié)距在125iim至 750pm的情形，將封裝節(jié)距縮小至125pm以下則是目前的趨勢。
如圖3所示，在一較佳實(shí)施例中，上晶片182的懸空的周邊 部是由三個粘著層190、 192、 194所支撐。粘著層190、 192、 194是置于粘著層186、 188與下晶片180的外側(cè)，并可以亦圍 繞粘著層186、 188與下晶片180。粘著層190、 192、 194并連 接下晶片180。在一實(shí)施例中，粘著層190、 192、 194的橫向延 伸范圍較好是等于懸空的上晶片182的邊緣204。
第一支持粘著層190是包含一層的微球體206，其尺寸是實(shí) 質(zhì)上與第一粘著層186的微球體196相等。在一較佳的實(shí)施例中， 第一粘著層186與第一支持粘著層190各包含一個單層的微球體， 其具有實(shí)質(zhì)上相同的尺寸。下晶片180的下表面是置于第一粘著 層186的微球體196上。第一支持粘著層190是形成于基板184 的表面上，而使其尺寸與第一粘著層186實(shí)質(zhì)上相同。在本實(shí)施 例中，第一粘著層186與第一支持粘著層190可形成實(shí)質(zhì)上具均 勻厚度如圖3所示的薄膜。第二支持粘著層192是置于第一支持粘著層190上，并包含 一填充物，其包含一較大的微球體208，其尺寸是實(shí)質(zhì)上等于下 晶片180的厚度。
在一較佳實(shí)施例中，第二支持粘著層192中較大的微球體 208，不一定需要絕對均勻的尺寸，也不一定要成單層的分布；而 如圖3所示，其混入不同尺寸的填充物。另外，在第二支持粘著 層192中加入較小尺寸的填充物198可取代粘著劑來填滿較大填 充物之間的空隙。在第二支持粘著層192中，較大的微球體與較 小的微球體的直徑比為1.1至10。在一范例中，填充物的大小是 大于凹部高度的30%。
第三支持粘著層194是置于第二支持粘著層192上，并包含 一填充物，其尺寸較佳與第一粘著層的微球體196相同。第三支 持粘著層194是置于第二支持粘著層192上，而足以實(shí)質(zhì)上填滿 上晶片182懸空的周邊部。
如圖3所示，較大的上晶片182是置于下晶片180上，其周 邊部的至少一部分是懸于下晶片180外，而使得上述堆疊晶片的 邊緣交錯配置。較佳的實(shí)施例是使用含填充物的粘著劑，填滿由 上晶片182懸空的周邊部所構(gòu)成的凹部，而能夠使焊線制程穩(wěn)定。
以有限元素法所建構(gòu)的計(jì)算機(jī)模型已證實(shí)了上述本發(fā)明的實(shí) 施例的功效。上述的模型是聚焦于堆疊晶片中，懸空的晶片模型 所承受的主要應(yīng)力(principal stress)。上述的才莫型是顯示，上述 主要應(yīng)力是隨著懸空的長度增加而增加，或是隨著晶片厚度的減 少而增加。當(dāng)上述主要應(yīng)力超過180Mpa時，會使得懸空的硅晶 片毀損。由上述的模型得知，在已知的封裝體中，其晶片的懸空 部分未受到支撐，當(dāng)懸空長度為1.75mm且晶片厚度為lOOpm時，
已超出其制程能力。
懸空晶片的失效模式有很多種，但大體上是與懸空晶片的撓 曲與震動相關(guān)。經(jīng)由上述實(shí)施例的改善后，封裝體的失效原因變 為金屬的空孔、焊線尾部的殘留、錫球的形變、晶片的破損、晶 片的崩裂、晶片與封膠體之間的空隙、脫層及其它的制程瓶頸。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，是以一單一的粘著層取代圖3的
粘著層190、 192、 194，其中上述單一的粘著層是含有一填充物， 其尺寸實(shí)質(zhì)上與懸空的晶片所造成的凹部相同。另外，亦可以使 用含有兩種尺寸的填充物的單一粘著層。
在圖4所示的第二實(shí)施例中，是使用固態(tài)的支持構(gòu)件230取 代圖3的第二粘著層192。如同前述的實(shí)施例，在圖4中是具有 一基板220、 一下晶片222、與一較大的上晶片224。具有微球體 228的粘著層226則連接上述元件。在本實(shí)施例中，是以晶片形 狀的填充物230取代圖3所示的較大微球體208來作為填充物。 本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于填充物230可以是空白晶片、有源晶片 (active die)或無源晶片(passive die),例如電容器、電阻器或電 感器。在其它的實(shí)施例中，可將小的微球體232置于晶片形狀的 填充物230與下晶片222中作為間隔物。
圖5是顯示本發(fā)明的第三實(shí)施例，其中晶片形狀的填充物250 的橫向輪廓超出支持上晶片懸空的周邊部所需的尺寸。在實(shí)施時， 橫向輪廓252可大于或小于上晶片懸空的部分。本實(shí)施例可借由 調(diào)整橫向輪廓252的大小，來控制堆疊型封裝體的參數(shù)，例如信 號分布、電源分布或是散熱性能。橫向輪廓252小于上晶片懸空 的部分，留下來的懸空部分較好為小于會在焊線制程時導(dǎo)致失效 或其它可靠度問題所需的長度。
圖6是顯示本發(fā)明第四實(shí)施例的堆疊型的球柵陣列封裝體 300,在堆疊在基板上的晶片中，至少有兩個晶片具有不同的橫向輪廓。
基板312具有一上表面，是典型地適用于堆疊型的球柵陣列 封裝體300的基板。第一晶片304具有相反的上下表面、 一特定 的橫向?qū)挾取⑴c一邊緣322。第一晶片304的下表面是借由第一 粘著層314粘著于基板312的上表面，其制程是使用 一 自動粘晶 的機(jī)臺來完成。
第二晶片302是具有相反的上下表面、 一特定的橫向?qū)挾取?一邊緣324、與多個位于上表面周邊部的焊墊320。第二晶片302 的橫向?qū)挾仁谴笥诘谝痪?04的橫向?qū)挾取５诙?02的下 表面是借由第二粘著層316粘著于第一晶片304的上表面。多個 細(xì)小的導(dǎo)電焊線306提供堆疊型的球柵陣列封裝體300內(nèi)部的電 性連接。
如圖6所示，晶片304與302的邊緣是交錯配置，如此第二 晶片302的周邊部是懸于第一晶片304之夕卜，而使第二晶片302 的下表面、第一晶片304的邊緣322、與基板312的上表面形成 一凹部。本發(fā)明的較佳實(shí)施例是借由填滿上述凹部，來對懸空的 邊緣部305提供支持。
如圖6所示，是使用一支持粘著劑326來填滿懸空的周邊部 305下的凹部。支持粘著劑326是含有一填充物，其具有具特定 直徑的微球體308。微球體308的直徑是足以實(shí)質(zhì)上填滿基板312 的上表面與第二晶片302的下表面之間的空間。將支持粘著劑326 加入第二晶片302懸空的周邊部305下的凹部，直到實(shí)質(zhì)上填滿 上述凹部，而使第二晶片302懸空的周邊部305得到來自下方的 支持。
用以制造圖6所示的封裝體300的材料可廣泛地自半導(dǎo)體業(yè) 界取得。例如粘著劑可使用Ablestik公司出品的Ablestik2000B， 而Henkel公司所出品的QMI536可分別作為第一粘著層314與 第二粘著層316。
如圖6所示，本發(fā)明的實(shí)施例并不限于兩個堆疊晶片的情況。 在本實(shí)施例中，第三晶片310是借由粘著劑318連接在第二晶片 302的上表面。而亦可以以另外的多個堆疊的晶片(未繪示)，其具 有交錯的邊緣或懸空的周邊部，來取代第三晶片310。本發(fā)明并 不限于上述實(shí)施例所述的特定材料，例如玻璃、陶瓷、金屬、聚 合物或是其它材料均可適用于上述基板。上述實(shí)施例包含未特別 列出的，都包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如可將本發(fā)明應(yīng)用于圖1 所示的裝置；又如本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)了解，即使改變堆疊晶片的 數(shù)量、晶片的懸空量、晶片厚度、材料或方法等，還是落于本發(fā) 明的范圍內(nèi)。
上述的實(shí)施例亦提供 一 種減少焊線制程所造成的震動的方 法，包含提供一基板；將多個堆疊的半導(dǎo)體晶片連接于上述基 板，上述半導(dǎo)體晶片具有一上晶片與一下晶片，分別具有相反的 上表面與下表面， 一粘著層連接上述下晶片的上表面與上述上晶 片的下表面，而使上述上晶片的橫向周圍懸于上述下晶片的橫向 周圍外，而形成一凹部；以及借由減少晶片厚度或縮小在上述堆 疊的晶片之間的填充物尺寸來降低該些堆疊的晶片的高度，其中
的封裝節(jié)距不大于125pm。
半導(dǎo)體晶片堆疊的技術(shù)已充分應(yīng)用于業(yè)界中，例如美國專利
US6，717，251、 US6,680,219、 US6，650,019、 US6，472，758等專 利所揭示。上述的實(shí)施例是可以有效地解決在懸空的晶片周邊 進(jìn)行焊線制程時所發(fā)生的問題。
以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明
的范圍，任何熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范 圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因此本發(fā)明的保護(hù) 范圍當(dāng)以本申請的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。 附圖中符號的簡單說明如下
100:半導(dǎo)體封裝體
102:晶片
104:晶片
106:軟焊料球狀接點(diǎn)
110:基板
112:I/O焊墊
114:絕緣層
116:導(dǎo)電層
118:導(dǎo)電層
120:焊線焊墊
122:焊墊
123:貫穿孔
124:粘著層
126:導(dǎo)電焊線
128:粘著層
130:周邊區(qū)域
132:焊針
134:封膠體
150:晶片
152:晶片
154:粘著劑
156:微球體
180:下晶片
182:上晶片
184:基板
186:第一粘著層
188:第二粘著層
190:粘著層
192:粘著層
194:粘著層
196:微球體
198:填充物
200:焊線裝置
202:焊線
204:邊緣
206:微球體
208:微球體
210，.邊緣
220:基板
222: 下晶片
224:上晶片
226:粘著層
228:微球體
230:晶片形狀的填充物
232:微球體
250:填充物
252:橫向輪廓
300:堆疊型的球柵陣列封裝體 302:第二晶片 304:第一晶片
305邊緣部
306:導(dǎo)電焊線
308:微球體
310.第三晶片
312.基板
314第一粘著層
316第二粘著層
318粘著劑
320焊墊
322邊緣
324邊緣
326:支持粘著劑。
權(quán)利要求
1、一種半導(dǎo)體封裝體，其特征在于，所述半導(dǎo)體封裝體包含一基板；多個堆疊的半導(dǎo)體晶片連接于該基板，該半導(dǎo)體晶片具有一上晶片與一下晶片，分別具有相反的上表面與下表面，該下晶片的橫向周圍小于該上晶片的橫向周圍，而使該上晶片的橫向周圍懸于該下晶片的橫向周圍外，而形成一凹部；以及一支持粘著層于該下晶片的橫向周圍旁，并填入該凹部，該支持粘著層含有第一填充物與第二填充物，該第一填充物與第二填充物中的至少一種是擇自下列所組成的族群 空白晶片、有源晶片、電阻器、電容器、二極管與電感器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝體，其特征在于該第 一填充物與第二填充物中的至少一種的橫向輪廓超出、小于或等 于該上晶片懸于該下晶片之外的范圍。
3、 一種半導(dǎo)體封裝體的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體 封裝體的制造方法包含提供一基板；將多個堆疊的半導(dǎo)體晶片連接于該基板，該半導(dǎo)體晶片具有 一上晶片與一下晶片，分別具有相反的上表面與下表面、及橫向 周圍，該下晶片的橫向周圍小于該上晶片的橫向周圍， 一粘著層 連接該下晶片的上表面與該上晶片的下表面，而使該上晶片的橫 向周圍懸于該下晶片的橫向周圍外，而形成一凹部；以及以一支持粘著層支持于該下晶片的橫向周圍，該支持粘著層 含有第一填充物與第二填充物，該支持粘著層是置于該下晶片的橫向周圍旁的該基板上，而填滿該凹部，該第一填充物與第二填 充物是擇自下列所組成的族群空白晶片、有源晶片、電阻器、 電容器、二極管與電感器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體封裝體的制造方法，其特征 在于該第一填充物與第二填充物的橫向輪廓超出、小于或等于 該上晶片懸于該下晶片之外的范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝體及其制造方法，具體為一種多晶片堆疊型的半導(dǎo)體封裝體及其制造方法，包含將多個堆疊的半導(dǎo)體晶片置于一基板，其中一上晶片的橫向周圍懸于一下晶片的橫向周圍外，而形成一凹部；將含有一填充物的一支持粘著層置于上述板上，位于上述下晶片的橫向周圍旁，并填入上述凹部。上述填充物可包含多個微球體；上述填充物亦可包含空白晶片、有源晶片或無源晶片。本發(fā)明所述半導(dǎo)體封裝體及其形成方法可減少焊線制程所造成的震動，使得晶片堆疊型封裝體中，晶片間的懸空部分能夠得到支持。
文檔編號H01L25/07GK101110411SQ200710127558
公開日2008年1月23日 申請日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月10日
發(fā)明者張國欽, 李明機(jī), 林忠毅, 趙特宗 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司