專利名稱：具有緊固元件和無鹵素封裝件間連接件的堆疊式封裝件的制作方法
具有緊固元件和無南素封裝件間連接件的堆疊式封裝件技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例涉及一種包括緊固元件和無鹵素封裝件間連接件的堆疊式封裝件、一種電子系統(tǒng)以及一種制造堆疊式封裝件的方法。
背景技術(shù)：
為了提高半導(dǎo)體裝置的集成密度并使電子系統(tǒng)微型化，已經(jīng)提出了一種封裝件堆疊結(jié)構(gòu)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例提供了一種堆疊式封裝件。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的另外的方面和優(yōu)點將在下面的描述中進行一定程度地闡述， 且將通過這樣的描述而在一定程度上變得明顯，或者可以通過實施本發(fā)明的總體構(gòu)思而獲知。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例提供了一種具有緊固元件和無鹵素封裝件間連接件的堆疊式封裝件。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例還提供了具有各種形狀的緊固元件。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例還提供了具有各種形狀的無鹵素封裝件間連接件。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例還提供了一種包括堆疊式封裝件的電子系統(tǒng)。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例還提供了一種制造堆疊式封裝件的方法。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例還提供了一種形成各種緊固元件的方法。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例還提供了一種形成各種封裝件間連接件的方法。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例還提供了一種堆疊式封裝件，所述堆疊式封裝件包括下封裝件，下封裝件包括下封裝件基板和設(shè)置在下封裝件基板上的下半導(dǎo)體芯片； 上封裝件，上封裝件包括上封裝件基板和設(shè)置在上封裝件基板上的上半導(dǎo)體芯片；緊固元件，緊固元件形成在下半導(dǎo)體芯片的頂表面和上封裝件基板的底表面之間；無鹵素封裝件間連接件，無鹵素封裝件間連接件用來連接下封裝件基板和上封裝件基板。
所述封裝件還可以包括空氣空間，空氣空間設(shè)置在緊固元件和封裝件間連接件之間。
緊固元件可以與下半導(dǎo)體芯片的頂表面和上封裝件基板的底表面直接接觸。
緊固元件可以包含熱固性樹脂。
下半導(dǎo)體封裝件可以包括下成型材料，下成型材料圍繞下半導(dǎo)體芯片的側(cè)表面和封裝件間連接件的側(cè)表面。
下成型材料可以覆蓋下半導(dǎo)體芯片的頂表面。
下成型材料可以暴露下半導(dǎo)體芯片的頂表面的一部分。
緊固元件可以設(shè)置在下成型材料的頂表面和下半導(dǎo)體芯片的頂表面的一部分上。
下成型材料可以圍繞封裝件間連接件的下側(cè)表面，并可以暴露封裝件間連接件的上側(cè)表面。
無鹵素封裝件間連接件可以包含焊料材料。
無鹵素封裝件間連接件可以包括下封裝件間連接件和上封裝件間連接件。
下封裝件間連接件的體積可以小于上封裝件間連接件的體積。
無鹵素封裝件間連接件可以包括中間封裝件間連接件，中間封裝件間連接件設(shè)置在下封裝件間連接件和上封裝件間連接件之間。
中間封裝件間連接件可以包含導(dǎo)電顆粒和絕緣樹脂。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例還提供了一種堆疊式封裝件，所述堆疊式封裝件包括下封裝件，下封裝件包括下封裝件基板、設(shè)置在下封裝件基板的頂表面上的第一下連接盤、設(shè)置在下封裝件基板的底表面上的第二下連接盤、設(shè)置在下封裝件基板的頂表面上的下半導(dǎo)體芯片以及圍繞下半導(dǎo)體芯片的側(cè)表面的下成型材料；上封裝件，上封裝件包括上封裝件基板、設(shè)置在上封裝件基板的頂表面上的第一上連接盤、設(shè)置在上封裝件基板的底表面上的第二上連接盤以及設(shè)置在上封裝件基板的頂表面上的上半導(dǎo)體芯片；粘性的緊固元件，粘性的緊固元件設(shè)置在下半導(dǎo)體芯片和上封裝件基板之間；無鹵素封裝件間連接件，無鹵素封裝件間連接件與緊固元件分開，并將第一下連接盤電連接到第二上連接盤。 在下成型材料、上封裝件基板、緊固元件和封裝件間連接件之間可以存在有空氣空間。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例還提供一種方法，所述方法包括下述步驟準備上封裝件，在上封裝件中，上半導(dǎo)體芯片設(shè)置在上封裝件基板上；準備下封裝件，在下封裝件中，下半導(dǎo)體芯片設(shè)置在下封裝件基板上；在下半導(dǎo)體芯片的頂表面和上封裝件基板的底表面之間形成緊固元件；在上封裝件基板和下封裝件基板之間形成無鹵素封裝件間連接件。
無鹵素封裝件間連接件可以包含錫、銀和銅。
上封裝件基板可以包括第一上連接盤，第一上連接盤設(shè)置在上封裝件基板的頂表面上；第二上連接盤，第二上連接盤設(shè)置在上封裝件基板的底部上；上基板互連件，將第一上連接盤電連接到第二上連接盤。下封裝件基板可以包括第一下連接盤，第一下連接盤設(shè)置在下封裝件基板的頂表面上；第二下連接盤，第二下連接盤設(shè)置在下封裝件基板的底上；下基板互連件，將第一規(guī)劃連接盤電連接到第二下連接盤，無齒素封裝件間連接件可以將第二上連接盤電連接到第一下連接盤。
形成無鹵素封裝件間連接件的步驟可以包括形成與第二上連接盤接觸的上封裝件間連接件；形成與第一下連接盤接觸的下封裝件間連接件；在含有氫的氣體氣氛中加熱上封裝件間連接件和下封裝件間連接件，以將上封裝件間連接件電連接到下封裝件間連接件。
含有氫的氣體可以為氫氣或蟻酸氣體。
加熱上封裝件間連接件和下封裝件間連接件的步驟可以在230° C至250° C的溫度條件下(優(yōu)選地，在230° C至245° C的溫度條件下)執(zhí)行。
形成無鹵素封裝件間連接件的步驟可以包括在上封裝件間連接件和下封裝件間連接件之間形成中間封裝件間連接件。
形成無鹵素封裝件間連接件的步驟可以包括加熱上封裝件間連接件和下封裝件間連接件的表面而不使上封裝件間連接件和下封裝件間連接件與含有鹵素的焊劑接觸。
形成緊固元件的步驟可以包括在下半導(dǎo)體芯片的頂表面上設(shè)置沒有硬化的緊固元件；使沒有硬化的緊固元件硬化。
使緊固元件硬化的步驟可以包括在125° C和175° C之間的溫度下加熱緊固元件。
緊固元件可以包含粘性的環(huán)氧樹脂。
形成緊固元件的步驟可以包括在封裝件間連接件和緊固元件的側(cè)表面之間形成空氣空間。
形成緊固元件的步驟可以包括形成覆蓋下半導(dǎo)體芯片的側(cè)表面并暴露下半導(dǎo)體芯片的頂表面的下成型材料；在下成型材料的頂表面上形成緊固元件。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例還提供一種方法，所述方法包括下述步驟準備包括上封裝件基板以及設(shè)置在上封裝件基板的頂表面上的上半導(dǎo)體芯片的上封裝件，上封裝件基板包括設(shè)置在上封裝件基板的頂表面上的第一上連接盤和設(shè)置在上封裝件基板的底部上的第二上連接盤；準備包括下封裝件基板、設(shè)置在下封裝件基板的頂表面上的下半導(dǎo)體芯片以及圍繞下半導(dǎo)體芯片的側(cè)表面的下成型材料的下封裝件，下封裝件基板包括設(shè)置在下封裝件基板的頂表面上的第一下連接盤和設(shè)置在下封裝件基板的底上的第二下連接盤；在下半導(dǎo)體芯片的頂表面和上封裝件基板的底表面之間形成緊固元件；形成穿透下成型材料的封裝件間連接件，以將封裝件間連接件形成為在第二上連接盤和第一下連接盤之間并與緊固元件分開。
上半導(dǎo)體芯片可以包括經(jīng)引線電連接到第一上連接盤的輸入/輸出單元，下半導(dǎo)體芯片可以使用芯片突起以倒裝芯片的方式來設(shè)置，并且可以包括形成在緊固元件和封裝件間連接件之間的空氣空間。
本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例還可以提供一種堆疊式封裝件，所述堆疊式封裝件包括下封裝件，下封裝件包括下封裝件基板和設(shè)置在下封裝件基板上的下半導(dǎo)體芯片；上封裝件，上封裝件包括上封裝件基板和設(shè)置在上封裝件基板上的上半導(dǎo)體芯片；緊固元件，緊固元件設(shè)置在下半導(dǎo)體芯片的頂表面和上封裝件基板的底表面之間，其中，緊固元件將下半導(dǎo)體芯片物理地結(jié)合并固定到上封裝件基板；封裝件間連接件，封裝件間連接件將下封裝件基板的頂表面連接到上封裝件基板的底表面，其中，封裝件間連接件具有沙漏的形狀。
在具體實施方式
和附圖中包括了本發(fā)明的總體構(gòu)思的其他的示例性實施例的細節(jié)。


通過下面結(jié)合附圖對實施例的描述，本發(fā)明的總體構(gòu)思的這些和/或其他特征和效用將變得明顯并更容易理解，附圖中
圖IA至圖IG是根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例的堆疊式封裝件的剖視圖2A至圖2G示出了根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例的堆疊式封裝件的緊固元件；
圖3A至圖3F示意性示出了以剖面俯視圖的方式顯示的根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例的緊固元件；
圖4A至圖4G示出了根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例的堆疊式封裝件的無鹵素封裝件間連接件的各種形狀；
圖5A至圖5F示出了根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例的制造堆疊式封裝件的方法；
圖6A至圖SC示出了根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例的制造堆疊式封裝件的方法；
圖9是根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例的電子系統(tǒng)的框圖。
具體實施方式
現(xiàn)在，將詳細說明本發(fā)明的總體構(gòu)思的實施例，在附圖中示出了本發(fā)明的總體構(gòu)思的實施例的示例，其中，相同的標號始終指示相同的元件。下面在參照附圖的同時對實施例進行描述，以說明本發(fā)明的總體構(gòu)思。
應(yīng)該理解的是，雖然在這里可以使用術(shù)語第一、第二等來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅是用來將一個元件與另一元件進行區(qū)分。例如， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的范圍的情況下，第一元件可以被稱為第二元件，類似地，第二元件可以被稱為第一兀件。
在這里可以使用相對術(shù)語，諸如“在……上方”或“在……下方”或“上面的”或“下面的”來描述如在附圖中所示的一個元件、層或區(qū)域與另一元件、層或區(qū)域的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了在附圖中繪示的方位之外，這些術(shù)語還意在包括裝置的不同的方位。
在這里使用的術(shù)語僅是出于描述特定實施例的目的，且不是意在限制本發(fā)明的構(gòu)思。如在這里所使用的，除非上下文另外地清楚指明，否則單數(shù)形式也意在包括復(fù)數(shù)形式。 還應(yīng)該理解的是，當在這里使用術(shù)語“包括”和/或“包含”時，說明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或添加一個或多個其他的特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
除非進行了另外的限定，否則在這里使用的所有的術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)均具有與被本發(fā)明的構(gòu)思所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的意思相同的意思。還應(yīng)該理解的是，除非在這里進行了明確的限定，否則在這里使用的術(shù)語應(yīng)被解釋為具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域和本公開的上下文中的含義一致的含義，且不應(yīng)被理想化地或過于正式化地進行解釋。
圖IA至圖IG是根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思的各種實施例的堆疊式封裝件的示意性側(cè)視圖。出于使本發(fā)明的構(gòu)思變得清楚的目的，以側(cè)視圖來示出半導(dǎo)體芯片，并以概念性剖視圖來示出封裝件基板。
參照圖1A，堆疊式封裝件100A可以包括下封裝件10、上封裝件30A、緊固元件20 和無鹵素封裝件間連接件40。
下封裝件10可以包括安裝在下封裝基板11上的下半導(dǎo)體芯片13。下封裝件基板 11可以由剛性印刷電路板、柔性印刷電路板或剛性-柔性印刷電路板形成。下封裝件基板11可以包括第一下連接盤(land) 12A、第二下連接盤12B和下基板互連件17。下基板互連件17可以將第一下連接盤12A電連接到第二下連接盤12B。
下半導(dǎo)體芯片13可以包括邏輯半導(dǎo)體裝置，例如微處理器、半導(dǎo)體存儲器芯片或類似物。下半導(dǎo)體芯片13可以使用芯片突起14以倒裝芯片的方式連接在下封裝件基板 11上。芯片突起14可以包括臺面型金屬焊盤或焊料材料。圍繞芯片突起14的下底部填充材料18可以填充在下封裝件基板11和下半導(dǎo)體芯片13之間。下底部填充材料18可以包括粘結(jié)樹脂。例如，樹脂可以包括松香樹脂、環(huán)氧樹脂或其他各種合成樹脂。下半導(dǎo)體芯片13可以安裝在下封裝件基板11上，以使用各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電糊來電連接到下封裝件基板11，從而可以省略下底部填充材料18?？梢砸愿飨虍愋詫?dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電糊來替代下底部填充材料18。
下封裝件10還可以包括形成在下封裝件基板11上并至少部分地或完全圍繞下半導(dǎo)體芯片13的側(cè)表面的下成型材料19。下成型材料19可以不形成在下半導(dǎo)體芯片13的頂表面上。即，可以通過下成型材料19來暴露下半導(dǎo)體芯片13的表面。下成型材料19可以包括環(huán)氧樹脂。
板連接焊料16可以形成在下封裝件基板11的底表面上。板連接焊料16可以通過第一下連接盤12A、第二下連接盤12B和下基板互連件17而電連接到無鹵素封裝件間連接件40。
上封裝件30A可以包括安裝在上封裝件基板31上的上半導(dǎo)體芯片33。上封裝件基板31可以由剛性印刷電路板、柔性印刷電路板或剛性_柔性印刷電路板形成。上封裝件基板31可以包括第一上連接盤32A、第二上連接盤32B和上基板互連件37。上半導(dǎo)體芯片 33可以包括存儲器半導(dǎo)體裝置、半導(dǎo)體存儲器芯片或類似物。上半導(dǎo)體芯片33可以通過諸如裸片附著膜(DAF, die attach film)的芯片結(jié)合材料38而被結(jié)合到上封裝件基板31。 上半導(dǎo)體芯片33可以包括輸入/輸出單元34。輸入/輸出單元34可以通過引線36而被電連接到上封裝件基板31的第一上連接盤32A。通過上基板互連件37可以將第一上連接盤32A電連接到第二上連接盤32B。上封裝件30A還可以包括形成在上封裝件基板31上并圍繞上半導(dǎo)體芯片33的頂表面和側(cè)表面的上成型材料39。上成型材料39可以由環(huán)氧樹脂形成。
緊固元件20可以直接形成在下半導(dǎo)體芯片13的頂表面和上封裝件基板31的底表面之間。緊固元件20可以由展現(xiàn)出粘結(jié)性質(zhì)的熱固性樹脂形成。例如，緊固元件20可以由諸如環(huán)氧樹脂的聚合物樹脂形成。緊固元件20還可以包含填充物和/或?qū)犷w粒。 緊固元件20可以將下半導(dǎo)體芯片13物理地結(jié)合到或固定到上封裝件基板31。緊固元件 20可以減少、防止或緩和因下封裝件基板11、下半導(dǎo)體芯片13、下成型材料19、上封裝件基板31、上半導(dǎo)體芯片33和/或上成型材料39的熱膨脹系數(shù)不同而導(dǎo)致的封裝件的翹曲 (warpage),從而可以保持無鹵素封裝件間連接件40、芯片突起14和/或板連接焊料16之間的物理連接并使無鹵素封裝件間連接件40、芯片突起14和/或板連接焊料16之間的物理連接穩(wěn)定?？諝饪臻g26可以形成在緊固元件20的側(cè)表面的外部。更具體地講，空氣空間26可以存在于緊固元件20和無鹵素封裝件間連接件40之間。此外，下成型材料19可以圍繞無鹵素封裝件間連接件40的下側(cè)表面，并暴露無鹵素封裝件間連接件40的上側(cè)表面。在附圖中，將緊固元件20的側(cè)表面示出為與下半導(dǎo)體芯片13的側(cè)表面一起豎直地排列，然而，多個方面不限于此，從而緊固元件20可以暴露下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的至少一部分，并可以被形成為朝向下成型材料19的頂表面延伸，這將在下文中結(jié)合說明書的其他附圖來進行描述。
無鹵素封裝件間連接件40可以設(shè)置在第二上連接盤32B和第一下連接盤12A之間。無鹵素封裝件間連接件40可以包括下封裝件間連接件41和上封裝件間連接件46。上封裝件間連接件46可以被形成為具有比下封裝件間連接件41的尺寸或體積大的尺寸或體積。然而，多個方面不需要被限制于此，從而無鹵素封裝件間連接件40可以為各種或近似形狀中的任意形狀，這樣的形狀中的至少一些形狀將在下文中進行描述。
無鹵素封裝件間連接件40可以不包括諸如氟、氯、溴和/或碘的鹵族元素。無鹵素可以被理解為是指基本不包含齒素元素，或可以被理解為是指基本不含有或完全不含有齒素素。
鹵素可能是致癌物，并可能在燃燒過程中放出二氧芑，因此，鹵素已被認為是對環(huán)境有害的。無鹵素封裝件間連接件40基本不包含鹵素元素，因此是環(huán)境友好的組件。此外， 無鹵素封裝件間連接件40可以符合國際環(huán)境標準地含有少量的鹵素元素。將在下面提供對其的進一步描述。
無鹵素封裝件間連接件40可以包含焊料材料。例如，無鹵素封裝件間連接件40 可以包含錫(Sn )、銀(Ag)和銅(Cu )。無鹵素封裝件間連接件40還可以包含鎳(Ni )。
參照圖1B，與在圖IA中示出的堆疊式封裝件100A相比，在封裝件100B中，上封裝件30B可以包括至少兩個上半導(dǎo)體芯片33A和33B。雖然上半導(dǎo)體芯片33A和33B被示出為以平行或?qū)ΨQ的方式進行設(shè)置，但是這兩個芯片中的一個芯片可以水平地旋轉(zhuǎn)90°。在這樣的情況下，旋轉(zhuǎn)了 90°的芯片可以在該芯片的前側(cè)和后側(cè)展現(xiàn)出鍵合引線，這與如在附圖中所示出的不同。
參照圖1C，與在圖IA和圖IB中分別示出的堆疊式封裝件100A和100B相比，堆疊式封裝件100C可以包括多個上半導(dǎo)體芯片33U和33L。雖然為了清楚起見而在附圖中示出了堆疊的兩個芯片，但是多個方面不需要被限制于此，從而可以堆疊更多個芯片。例如，可以堆疊四個、八個或更多個芯片。兩個芯片中的至少一個芯片可以旋轉(zhuǎn)90°。當堆疊了四個或更多個芯片時，直接堆疊在一個芯片上的芯片或直接堆疊在一個芯片下的芯片可以被堆疊成與所述一個芯片交叉90°，或者可以被堆疊成旋轉(zhuǎn)并疊置小于90°。此外，堆疊的上半導(dǎo)體芯片33U和33L中的每個上半導(dǎo)體芯片可以分別包括諸如裸片附著膜的芯片結(jié)合材料38U和38L。
參照圖1D，堆疊式封裝件100D可以包括上半導(dǎo)體芯片33'，其中，多個在圖IA至圖IC中示出的堆疊式封裝件100A和100C被堆疊成多個組。雖然示出了堆疊有四個芯片， 但是多個方面不需要局限于此。具體地，一對上半導(dǎo)體芯片33'可以分開并可以以堆疊的方式設(shè)置在兩個組中，可以將芯片設(shè)置在更多個組中，其中，堆疊了更多個組。每個芯片可以成組地或單個地旋轉(zhuǎn)90°的方式進行設(shè)置。
參照圖1E，堆疊式封裝件100E可以包括以層級(cascade)的形式堆疊的上半導(dǎo)體芯片33"?？梢酝ㄟ^引線36獨立地或共同地連接以層級的形式堆疊的上半導(dǎo)體芯片33" 的輸入/輸出單兀34。
參照圖1F，堆疊式封裝件100F可以包括使用硅通孔36V彼此電連接的上半導(dǎo)體芯片33V。硅通孔36V可以使用焊球36S來彼此電連接。底部填充材料可以填充在上半導(dǎo)體芯片33V之間。在圖IF中沒有示出底部填充材料。本發(fā)明總體構(gòu)思的示出的示例性實施例可以進行各種修改和/或組合。例如，上半導(dǎo)體芯片可以包括使用引線36來彼此電連接的多個組和使用硅通孔36V來彼此電連接的多個組。上半導(dǎo)體芯片可以包括以各種形狀進行堆疊的多個組以及以各種形狀和形狀的組合進行堆疊的各種數(shù)量的組。
參照圖1G，在堆疊式封裝件100G中，下成型材料19A可以覆蓋下半導(dǎo)體芯片13的頂表面。因此，緊固元件20可以形成在覆蓋下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的下成型材料19A 與上封裝件基板31之間。可以參考在圖IA至圖IF中示出的根據(jù)各種示例性實施例的堆疊式封裝件100A至100F來對在圖IG中示出的示例性實施例進行修改，或者可以將在圖IG 中示出的示例性實施例與在圖IA至圖IF中示出的根據(jù)各種示例性實施例的堆疊式封裝件 100A至100F進行組合。
圖2A至圖2G示出了根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例的堆疊式封裝件的緊固元件。參照圖2A，緊固元件20A可以被設(shè)置成在下半導(dǎo)體芯片13的暴露的頂表面和下封裝件基板31之間直接接觸。下成型材料19可以部分地或完全地暴露下半導(dǎo)體芯片 13的頂表面。另外，下成型材料19的頂表面可以與下半導(dǎo)體芯片13的頂表面設(shè)置在同一水平面處，或者下成型材料19的頂表面可以設(shè)置在比下半導(dǎo)體芯片13的頂表面低的水平面處，或者下成型材料19的頂表面可以設(shè)置在比下半導(dǎo)體芯片13的頂表面高的水平面處。 下成型材料19的頂表面可以設(shè)置在比下半導(dǎo)體芯片13的頂表面高的水平面處。如上所述， 在緊固元件20A的側(cè)表面外可以存在有空氣空間26。
參照圖2B,緊固兀件20B可以被形成為暴露下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的一部分， 即，緊固元件20B可以不延伸成覆蓋下半導(dǎo)體芯片13的整個頂表面。
參照圖2C，緊固元件20C可以完全覆蓋下半導(dǎo)體芯片13的頂表面并朝向下成型材料19的頂表面延伸，即，緊固元件20C可以延伸超過下半導(dǎo)體芯片13的頂表面。
參照圖2D，緊固元件20D可以暴露下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的一部分，并覆蓋下成型材料19的頂表面的一部分，即，緊固元件20D可以延伸超過下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的至少一側(cè)，并可以不延伸超過下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的至少另一側(cè)。在上封裝件基板 31和下封裝件基板19之間，可以修改和/或組合圖2A至圖2D中示出的兩種或更多種形狀的緊固元件。
參照圖2E，緊固元件20E可以被形成為沿著下半導(dǎo)體芯片13的外周或外圍。因為圖2E是縱向剖視圖，所以緊固元件20E可以是被形成為一體式回路曲線的形式的。多個緊固元件20E可以被形成為分開的條或島的形狀。在緊固元件20E之間可以存在有空氣空間 26。
參照圖2F，多個緊固元件20F可以以分開的方式形成在下半導(dǎo)體芯片13的頂表面和/或下成型材料19的頂表面上。在緊固元件20F之間可以存在有空氣空間26。
參照圖2G，緊固元件20G可以形成在覆蓋下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的下成型材料19的頂表面上。可以參照圖IG來理解圖2G的實施例。可以由如圖2A至圖2F中示出的下成型材料19來替代在圖2G中示出的下成型材料19A，即，可以參照在圖2A至圖2F中示出的下成型材料來修改在圖2G中示出的下成型材料19A，和/或可以將在圖2G中示出的下成型材料19A與在圖2A至圖2F中示出的下成型材料進行組合。
圖3A至圖3F示意性地示出了以剖面俯視圖的方式顯示的根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例的緊固元件。
參照圖3A，緊固元件20H可以形成在下半導(dǎo)體芯片13的外周內(nèi)。即，緊固元件20H 可以不形成在下成型材料19的頂表面上，或者，緊固元件20H可以不形成在下成型材料19 的頂表面的一部分的與下半導(dǎo)體芯片13對應(yīng)的外周外。
參照圖3B，緊固元件201可以余留在下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的外周內(nèi)，同時，緊固元件201可以部分地延伸超過下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的外周。即，緊固元件201可以被包括在下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的外周的多個部分內(nèi)并可以延伸超過下半導(dǎo)體芯片13 的頂表面的外周的多個部分并到達下成型材料19的頂表面，或者，緊固元件201可以設(shè)置在下成型材料19A的頂表面的與下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的外周對應(yīng)的多個部分內(nèi)并可以延伸到下成型材料19A的頂表面的與超過下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的外周對應(yīng)的多個部分。
參照圖3C，緊固元件20J可以完全覆蓋下半導(dǎo)體芯片13的頂表面，并可以形成在下成型材料19或19A的頂表面上。即，緊固元件20J可以延伸超過下半導(dǎo)體芯片13的整個外周并到達下成型材料19的頂表面，或者，緊固元件20J可以在與下半導(dǎo)體芯片13對應(yīng)的位置處設(shè)置在下成型材料19A的頂表面上并可以在下成型材料19A的頂表面上延伸超過與下半導(dǎo)體芯片13的頂表面的外周對應(yīng)的區(qū)域。
參照圖3D，緊固元件20K可以被形成為沿下半導(dǎo)體芯片13的外周或外圍的回路曲線。即，緊固元件20K可以設(shè)置在下半導(dǎo)體芯片13和下成型材料19的頂表面上并在下半導(dǎo)體芯片13的外周處，或者，緊固元件20K可以設(shè)置在下成型材料19A的頂表面上并在與下半導(dǎo)體芯片13的外周對應(yīng)的位置處。
參照圖3E，緊固元件20L可以被形成為多個條形的形式。S卩，緊固元件20L可以以一個或多個延伸的或伸長的條形形狀設(shè)置在下半導(dǎo)體芯片13和下成型材料19的頂表面上，或者，緊固元件20L可以設(shè)置在下成型材料19A的頂表面上并在與下半導(dǎo)體芯片13對應(yīng)的位置處，并可以被設(shè)置成一個或多個延伸或伸長的條形的形狀。雖然圖3E示出了緊固元件20L包括三個延伸或伸長的條形形狀，然而多個方面不限于此，從而緊固元件20L可以包括少于三個或多于三個的延伸或伸長的條形的形狀，這樣的條形的形狀可以完全地包括在下半導(dǎo)體芯片13的外周(或與下半導(dǎo)體芯片13對應(yīng)的外周)內(nèi)或延伸為與下半導(dǎo)體芯片 13的外周(或與下半導(dǎo)體芯片13對應(yīng)的外周)交叉，并可以平行地延伸或可以交叉。
參照圖3F，緊固元件20M可以被形成為多個島。即，緊固元件20M可以包括設(shè)置在下半導(dǎo)體芯片13和/或下成型材料19的頂表面上的多個部分，或者，緊固元件20M可以設(shè)置在下成型材料19A的頂表面上并在與下半導(dǎo)體芯片13對應(yīng)的部分處。例如，緊固元件 20M可以被設(shè)置為與下半導(dǎo)體芯片13的多個部分對應(yīng)，或者緊固元件20M可以被設(shè)置為與下半導(dǎo)體芯片13的角落對應(yīng)；然而，多個方面不需要局限于此?？梢圆煌匦薷暮?或組合在圖3A至圖3F中示出的各種緊固元件20H至20M以及它們的特征。
圖4A至圖4G示出了根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例的堆疊式封裝件的無鹵素封裝件間連接件的各種形狀。
參照圖4A，無鹵素封裝件間連接件40A可以形成在設(shè)置于下封裝件基板11的頂表面處的下連接盤12A和設(shè)置于上封裝件基板31的底表面上的上連接盤32B之間。無鹵素封裝件間連接件40A可以將下連接盤12A電連接到上連接盤32B。無鹵素封裝件間連接件40A可以包含焊料材料。無鹵素封裝件間連接件40A可以被形成為具有罐子的形狀。例如，上部部分的體積VU可以大于下部部分的體積VL。然而，多個方面不需要局限于此，從而上部部分的體積VU可以小于下部部分的體積VL。更具體地講，無鹵素封裝件間連接件40A 可以具有從下連接盤12A開始到一點增加然后減少直到接觸上連接盤32B的剖面直徑，其中，最大的剖面直徑與下連接盤12A相比更靠近于上連接盤32B。然而，多個方面不需要局限于此，從而最大的剖面直徑可以更靠近于下連接盤12A而非更靠近于上連接盤32B。
參照圖4B，無鹵素封裝件間連接件40B可以包括形成在下封裝件基板11上的下封裝件間連接件41B和形成在上封裝件基板31下的上封裝件間連接件46B。無鹵素封裝件間連接件40B可以被形成為例如沙漏的形狀。無鹵素封裝件間連接件40B可以包括作為下封裝件間連接件41B與上封裝件間連接件46B之間的邊界的纖細部分SB。下封裝件間連接件 41B的體積可以等于或大于上封裝件間連接件46B的體積。下封裝件間連接件41B和上封裝件間連接件46B可以包含焊料材料。如圖4B中所示，下封裝件間連接件41B和上封裝件間連接件46B中的每個封裝件間連接件被示出為具有球形或球體形狀，但是多個方面不限于此，例如，下封裝件間連接件41B和上封裝件間連接件46B中的至少一個封裝件間連接件可以具有柱形形狀。
參照圖4C，無鹵素封裝件間連接件40C可以包括具有相對小的體積的下封裝件間連接件41C和具有相對大的體積的上封裝件間連接件46C。無鹵素封裝件間連接件40C可以被形成為沙漏的形狀。即，無鹵素封裝件間連接件40C可以包括設(shè)置在下封裝件間連接件41C和上封裝件間連接件46C之間的纖細部分SC。因為上封裝件間連接件46C的體積可以大于下封裝件間連接件41C的體積，所以無鹵素封裝件間連接件40C可以減小下連接盤 12A之間的距離，具體地講，如果在下封裝件基板11上設(shè)置多個下連接盤12A，則無鹵素封裝件間連接件40C可以減小下連接盤12A之間的距離，從而可以以精細的節(jié)距來設(shè)置無鹵素封裝件間連接件40C和下連接盤12A。
參照圖4D，無鹵素封裝件間連接件40D可以包括下封裝件間連接件41D、中間封裝件間連接件43D和上封裝件間連接件46D。纖細部分SD2可以形成在下封裝件間連接件4ID 和中間封裝件間連接件43D之間。纖細部分SDl可以形成在中間封裝件間連接件43D和上封裝件間連接件46D之間。在下封裝件間連接件41D、中間封裝件間連接件43D和上封裝件間連接件46D中，中間封裝件間連接件43D可以具有最小的體積。中間封裝件間連接件43D 可以包含焊料材料。中間封裝件間連接件43D可以包含等于或低于國際環(huán)境標準的極少量的鹵素。與鹵素含量有關(guān)的各種環(huán)境標準包括日本的RRTR (Resin-to-Resin Transfer Reaction)與歐洲的 WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment Directive)和 RoHS (Restriction of Hazardous Substances Directive)。根據(jù) IEC61249 的無齒素標準限定了溴和氯不超過900ppm以及鹵素總含量不超過1500ppm。中間封裝件間連接件43D 可以符合這樣的標準。
參照圖4E，無齒素封裝件間連接件40E可以包括包含焊料材料的下封裝件間連接件41E、上封裝件間連接件46E和包含導(dǎo)電粘結(jié)材料的中間封裝件間連接件43E。上封裝件間連接件46E可以包含焊料材料。中間封裝件間連接件43E可以包含導(dǎo)電的填充物或顆粒、 樹脂和揮發(fā)性溶劑。具體地講，中間封裝件間連接件43E可以包含導(dǎo)電的填充物或顆粒，諸如金屬球或涂覆有金屬的球。中間封裝件間連接件43E可以包含松香樹脂、有機聚合物樹脂或無機樹脂，諸如環(huán)氧樹脂。揮發(fā)性溶劑可以包含溶劑或異丙醇。例如，中間封裝件間連接件43E可以包含各向異性導(dǎo)電糊。無鹵素封裝件間連接件40E的下封裝件間連接件41E、 中間封裝件間連接件43E和上封裝件間連接件46E可以包括分別形成在下封裝件間連接件41E與中間封裝件間連接件43E之間和在中間封裝件間連接件43E與上封裝件間連接件 46E之間的纖細部分SDl和SD2。在下封裝件間連接件41E、中間封裝件間連接件43E和上封裝件間連接件46E中，中間封裝件間連接件43E可以具有最小的體積。
參照圖4F，無鹵素封裝件間連接件40F可以包括下封裝件間連接件41F、上封裝件間連接件46F和金屬性中間封裝件間連接件43F，其中，下封裝件間連接件41F包含焊料材料。金屬性中間封裝件間連接件43F可以為柱形、盤形或墊形的形狀，并可以具有小于下封裝件間連接件41F的最大剖面直徑和上封裝件間連接件46F的最大剖面直徑中的至少一個最大剖面直徑的剖面直徑；然而，多個方面不需要局限于此，從而金屬性中間封裝件間連接件43F的剖面直徑可以等于或大于下封裝件間連接件41F的最大剖面直徑和上封裝件間連接件46F的最大剖面直徑中的至少一個最大剖面直徑。上封裝件間連接件46F可以包含焊料材料。
參照圖4G，無鹵素封裝件間連接件40G可以包括下封裝件間連接件41G、上封裝件間連接件46G和橋式中間封裝件間連接件43G。橋式中間封裝件間連接件43G可以由與在圖4D或圖4E中示出的中間封裝件間連接件43D和43E中的一種中間封裝件間連接件的材料相同或相似的材料形成。橋式中間封裝件間連接件43G可以由包含異丙醇等的材料形成。例如，可以通過從包含導(dǎo)電的填充物或顆粒、樹脂和異丙醇的導(dǎo)電糊去除異丙醇來形成橋式中間封裝件間連接件43G?？梢砸匀軇﹣泶娈惐肌＿@樣的樹脂可以包括松香樹脂、 環(huán)氧樹脂或其他各種合成樹脂。當去除異丙醇時，體積減小，因此中間封裝件間連接件43G 可以形成為其中部比其端部窄的橋的形狀。
圖5A至圖5F示出了根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例的制造堆疊式封裝件的方法。
參照圖5A，制造堆疊式封裝件的方法包括完成上封裝件30。所完成的上封裝件30 可以理解為根據(jù)在圖IA至圖IG中示出的各種示例性實施例的上封裝件30A至30G中的一種上封裝件。示出的是在圖IA中示出的上封裝件30A。可以省略上封裝件間連接件46。
參照圖5B，制造堆疊式封裝件的方法可以包括完成下封裝件10，在該下封裝件10 中，下成型材料19被形成為具有暴露下封裝件間連接件41的頂表面的封裝件間連接件開口 O。完成的下封裝件10可以包括在這里描述和在附圖中示出的任何特征或它們的任何組合?？梢允÷园暹B接焊料16。
參照圖5C，制造堆疊式封裝件的方法可以包括將完成的下封裝件10放置在下堆疊舟皿(boat) 3上。下堆疊舟皿3可以與下封裝件基板11的外圍或外周和/或底表面接觸。下堆疊舟皿3可以包括凹進部分3R，其中，板連接焊料16定位于凹進部分3R中?？梢园ㄔO(shè)置在下半導(dǎo)體芯片13的暴露的頂表面上并且沒有被硬化的緊固元件20'?？梢酝ㄟ^分配、涂抹或噴涂來設(shè)置未被硬化的緊固元件20'。沒有被硬化的緊固元件20'可以包含具有粘結(jié)性質(zhì)的熱固性樹脂。例如，未被硬化的緊固元件20'可以包含環(huán)氧樹脂，并可以進一步包含溶劑或異丙醇。
參照圖5D，制造堆疊式封裝件的方法可以包括將上封裝件30放置在下封裝件10 上。在此期間或在此之后，可以以上堆疊舟皿7覆蓋上封裝件30。
參照圖5E，制造堆疊式封裝件的方法可以包括執(zhí)行用于加熱(Ha)并使緊固元件 20'硬化或固化的第一退火工藝。第一退火工藝可以包括在125° C至175° C的溫度對緊固元件20'進行加熱(Ha)。第一退火工藝可以執(zhí)行長達5至120分鐘。在第一退火工藝期間，可以向下堆疊舟皿3和上堆疊舟皿7施加由箭頭所指示的壓力，S卩，可以施加壓力以將下堆疊舟皿3和上堆疊舟皿7按壓到一起。在被硬化的緊固元件20與上封裝件間連接件46之間可以存在有空氣空間26。在進行使用具有鹵素元素的焊劑的工藝時，焊劑的大多或所有的揮發(fā)性成分可在這樣的工藝期間汽化。因此，由于在后續(xù)的焊料回流工藝期間沒有去除下封裝件間連接件41和上封裝件間連接件46的表面上的氧化物層，所以連接件可能沒有適當?shù)匾惑w化。因此，根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的特征和效用而制造的堆疊式封裝件可以包括無齒素封裝件間連接件。
參照圖5F，制造堆疊式封裝件的方法可以包括執(zhí)行用于使下封裝件間連接件41 與上封裝件間連接件46 —體化或用于連接下封裝件間連接件41和上封裝件間連接件46 的第二退火工藝。第二退火工藝可以包括在230° C至250° C的溫度范圍在包含氫的氣氛中對上封裝件間連接件46和下封裝件間連接件41進行加熱(Hb)。更具體地講，第二退火工藝可以包括以235° C至245° C的溫度范圍在氫和/或蟻酸(或甲酸)(HCOOH)的氣氛中對上封裝件間連接件46和下封裝件間連接件41進行加熱(Hb)。
氫或HCOOH氣體清洗下封裝件間連接件41和上封裝件間連接件46的表面，以加快回流。即，可以在不使用鹵族元素的情況下從下封裝件間連接件41和上封裝件間連接件 46的表面去除氧化物，因此，可以加快下封裝件間連接件41與上封裝件間連接件46的一體化或連接。S卩，第二退火工藝可以為一種焊料接頭工藝(solder joint process)或可以包括焊料接頭工藝。當沒有清潔下封裝件間連接件41和上封裝件間連接件46的表面污物時，下封裝件間連接件41與上封裝件間連接件46的一體化的可能性降低，且即使將下封裝件間連接件41和上封裝件間連接件46彼此一體化，也可能沒有保證足夠的導(dǎo)電性。因此， 對下封裝件間連接件41和上封裝件間連接件46的表面進行清潔。
使用鹵族元素對焊料的表面進行清潔的工藝可以包括將焊料浸入在含有鹵族元素的液相表面活性劑中?？蛇x擇地，這樣的工藝可以包括使氣相表面活性劑與焊料的表面接觸。焊料焊劑可以為含有鹵族元素的表面活性劑。與使用鹵族元素來清潔焊料的表面的步驟相比，使用氫或HCOOH氣體來清潔焊料的表面的步驟可能展現(xiàn)出劣化的清潔能力。SP， 用于回流焊料和一體化焊料的焊料接頭工藝展現(xiàn)出不足的效率。因此，第二退火工藝的溫度，即使用氫或HCOOH氣體的焊料接頭工藝的溫度，可以比使用鹵族元素的焊料接頭工藝的溫度高。當使用鹵族元素來清潔焊料的表面時，在低于第二退火工藝的溫度范圍的溫度下來執(zhí)行焊料接頭工藝。例如，可以在230° C以下的溫度來執(zhí)行這樣的焊料接頭工藝。當?shù)诙嘶鸸に嚨臏囟壬邥r，下封裝件基板11或上封裝件基板31的熱變形的可能性增加。 例如，基板的翹曲或扭曲的可能性可能增加。當下封裝件基板11或上封裝件基板31扭曲時，下封裝件間連接件41與上封裝件間連接件46的一體化的過程可能是不穩(wěn)定的。例如， 它們可能沒有被充分地一體化。即，焊料接頭可靠性(SJR)可能劣化。然而，根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例的緊固元件20的存在可以緩和下封裝件基板11和/或上封裝件基板31的翹曲或扭曲。即，可以減輕因焊料接頭工藝的熱應(yīng)力導(dǎo)致的焊料接頭的可靠性的劣化，并可以提高產(chǎn)率。因此，本發(fā)明的總體構(gòu)思的特征和效用提供了具有優(yōu)良的焊料接頭可靠性的環(huán)境友好的堆疊式封裝件。
可以在第一退火工藝和第二退火工藝之間加入冷卻工藝。冷卻工藝可以包括在室溫下儲存堆疊式封裝件100長達幾分鐘至幾小時。
可以通過執(zhí)行上面的工藝來完成根據(jù)在圖IA至圖IG中示出的各種示例性實施例的堆疊式封裝件100A至100G。
圖6A至圖6D示出了根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例的制造堆疊式封裝件的方法。參照圖6A，制造堆疊式封裝件的方法可以包括在圖5A和圖5B中示出的完成上封裝件30和下封裝件10的步驟之后，將沒有被硬化的緊固元件20'設(shè)置在完成的下封裝件10的下半導(dǎo)體芯片13的頂表面上；將包含焊料材料的中間封裝件間連接件43'設(shè)置于在封裝件間連接件開口 O內(nèi)暴露的下封裝件間連接件41上。中間封裝件間連接件43'還可以包含異丙醇。中間封裝件間連接件43'可以為可變的固態(tài)，諸如糊或凝膠。
參照圖6B，制造堆疊式封裝件的方法可以包括將包括上封裝件間連接件46的上封裝件30布置在下封裝件10上，并執(zhí)行對緊固元件20'進行加熱(Ha)的第一退火工藝。 可以參照圖5E來詳盡地理解第一退火工藝。省略了在圖5C和圖5F中示出的下堆疊舟皿 3和上堆疊舟皿7。
參照圖6C，制造堆疊式封裝件的方法包括通過執(zhí)行第二退火工藝來硬化包含焊料材料的中間封裝件間連接件43'的工藝。在附圖中，示出了尚未硬化的中間封裝件間連接件43'。具體地講，下封裝件間連接件41、中間封裝件間連接件43'和上封裝件間連接件 46可以被示出為沒有一體化的分別的組件。
參照圖6D，作為第二退火工藝的結(jié)果，可以形成下封裝件間連接件41、中間封裝件間連接件43和上封裝件間連接件46被一體化的封裝件間連接件40。
因為中間封裝件間連接件43，包含大量的揮發(fā)性溶劑，所以完成的中間封裝件間連接件43展現(xiàn)出減小的體積，從而其中部可以是纖細的。例如，可以形成如圖4G中所示的完成的中間封裝件間連接件43。
圖7A至圖7C示出了根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例的制造堆疊式封裝件的方法。參照圖7A，在制造堆疊式封裝件的方法中，完成在圖5A和圖5B中示出的上封裝件 30和下封裝件10，可以將沒有硬化的緊固元件20'設(shè)置在完成的下封裝件10的下半導(dǎo)體芯片13的頂表面上，并可以將未硬化的中間封裝件間連接件43"設(shè)置于在封裝件間連接件開口 O內(nèi)暴露的下封裝件間連接件41上。未被硬化的中間封裝件間連接件43"可以包括在圖4E中描述的中間封裝件間連接件43E。沒有被硬化的中間封裝件間連接件43 "可以處于糊或凝膠的狀態(tài)。
參照圖7B，制造堆疊式封裝件的方法可以包括將包括上封裝件間連接件46的上封裝件30布置在下封裝件10上，并執(zhí)行對緊固元件20'和中間封裝件間連接件43"進行加熱(Ha)的第一退火工藝。在該工藝中，可以去除包含在未被硬化的緊固元件20'中的溶劑成分。例如，可以去除溶劑或異丙醇。因為中間封裝件間連接件43"，不包含焊料材料， 所以可以省略高溫加熱工藝。
參照圖7C，制造堆疊式封裝件的方法可以包括通過第一退火工藝來硬化中間封裝件間連接件43"的工藝?？梢詧?zhí)行進一步硬化中間封裝件間連接件43"的第二退火工藝。第二退火工藝可以包括在高于第一退火工藝的溫度的溫度下加熱中間封裝件間連接件 43"?？梢詤⒄請D4E來理解根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的制造堆疊式封裝件的方法。
圖8A至圖SC示出了根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例的制造堆疊式封裝件的方法。參照圖8，制造堆疊式封裝件的方法可以包括在圖5A和圖5B中示出的完成上封裝件30和下封裝件10的步驟之后，將沒有硬化的緊固元件20'設(shè)置在完成的下封裝件10 的下半導(dǎo)體芯片13的頂表面上，并將包含金屬的中間封裝件間連接件43"，設(shè)置于在封裝件間連接件開口 O內(nèi)暴露的下封裝件間連接件41上。中間封裝件間連接件43",可以為柱形、盤形或墊形的形狀。
參照圖SB，制造堆疊式封裝件的方法可以包括將包括上封裝件間連接件46的上封裝件30布置在下封裝件10上，并執(zhí)行對緊固元件20'進行加熱(Ha)的第一退火工藝。 在這樣的工藝中，可以使緊固元件20'硬化。
參照圖SC，制造堆疊式封裝件的方法可以包括執(zhí)行電連接和物理連接下封裝件間連接件41、中間封裝件間連接件43"，和上封裝件間連接件46的第二退火工藝。第二退火工藝可以包括的大約200° C或更高的溫度下加熱下封裝件間連接件41和上封裝件間連接件46?？梢栽跉浠騂COOH氣氛下執(zhí)行這樣的加熱工藝?？蛇x擇地，可以在大氣中執(zhí)行這樣的加熱工藝?？梢詤⒄請D4G來就進一步理解這樣的實施例。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例的電子系統(tǒng)的框圖。參照圖9，根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的示例性實施例的各種堆疊式封裝件可以應(yīng)用于電子系統(tǒng)2100。電子系統(tǒng)2100可以包括主體2110、微處理器單元2120、電源2130、功能性單元2140和/或顯示器控制器單元2150。主體2110可以為由印刷電路板(PCB)形成的系統(tǒng)板或主板。微處理器單元2120、電源2130、功能性單元2140和顯示器控制器單元2150可以安裝或安放在主體 2110上。顯示器單元2160可以設(shè)置在主體2110的頂表面上或可以設(shè)置在主體2110上。 例如，顯示器單元2160可以設(shè)置在主體2110的表面上以顯示由顯示器控制器單元2150處理的圖像。
電源2130被提供有來自外部電池的預(yù)定的電壓，電源2130將這樣的電壓分壓成所要求的電壓電平，并將分壓得的電壓提供到微處理器單元2120、功能性單元2140和顯示器控制器單元2150。微處理器單元2120可以被提供有來自電源2130的電壓，以控制功能性單元2140和顯示器單元2160。功能性單元2140可以執(zhí)行電子系統(tǒng)2100的各種功能。 例如，當電子系統(tǒng)2100是諸如蜂窩電話的移動電器時，功能性單元2140可以包括可以用作包括在撥號或與外部設(shè)備2170通信時通過揚聲器輸出聲音以及在顯不單兀2160上輸出圖像的蜂窩電話功能的各種組件。此外，當外部設(shè)備2170包括相機時，功能性單元2140可以用作圖像處理器。
在其他的應(yīng)用性實施例中，當電子系統(tǒng)2100可以連接到存儲器卡以進行擴容時， 功能性單元2140可以為存儲器卡控制器。功能性單元2140可以經(jīng)有線或無線通信單元 2180來將信號發(fā)送到外部設(shè)備2170/從外部設(shè)備2170接收信號。此外，當電子系統(tǒng)2100 需要通用串行總線(USB)以進行功能擴展時，功能性單元2140可以用作接口控制器。
在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的各種實施例中描述的堆疊式封裝件可以被包括在微處理器單元2120、電源2130、功能性單元2140和顯示器控制器單元2150中的至少一個中。
根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的各種示例性實施例，在上封裝件和下封裝件之間可以形成緊固元件和空氣空間。無鹵素封裝件間連接件可以形成在上封裝件和下封裝件之間。本發(fā)明的總體構(gòu)思的特征和效用提供了環(huán)境友好的電子產(chǎn)品。本發(fā)明的總體構(gòu)思的特征和效用改善了焊料接頭的可靠性。本發(fā)明的總體構(gòu)思的特征和效用可以實現(xiàn)更薄的堆疊式封裝件。根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思的特征和效用，提供了不需要焊劑的工藝。例如，作為替代在用于去除焊球的表面上的氧化物層的焊劑，使用了氫或含氫的氣體，或者提出了一種不需要焊料回流工藝或需要最小化地使用焊劑的工藝。因為焊劑包含鹵素元素以去除氧化物層， 所以其是一種對環(huán)境有副作用的材料。本發(fā)明的總體構(gòu)思的發(fā)明性特征和效用提供了一種用于制造半導(dǎo)體封裝件的環(huán)境有好的工藝。
可以參照在本說明書的其他附圖及其描述中的名稱和功能來容易地理解未以標號指示的組件或僅以一個標號指示的組件。此外，在本說明書中僅以限制性的方式描述了代表性的示例性實施例，應(yīng)該充分地理解，可以在任何其他的示例性實施例中修改、組合和 /或?qū)崿F(xiàn)任何示例性實施例中的任何特征。
雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的總體構(gòu)思的一些實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定了范圍的本發(fā)明的總體構(gòu)思的原理和精神的情況下，可以在這些實施例中進行改變。
權(quán)利要求
1.一種堆疊式封裝件，所述堆疊式封裝件包括下封裝件，下封裝件包括下封裝件基板和設(shè)置在下封裝件基板上的下半導(dǎo)體芯片；上封裝件，上封裝件包括上封裝件基板和設(shè)置在上封裝件基板上的上半導(dǎo)體芯片；緊固元件，緊固元件設(shè)置在下半導(dǎo)體芯片的頂表面和上封裝件基板的底表面之間；無鹵素封裝件間連接件，無鹵素封裝件間連接件將下封裝件基板的頂表面連接到上封裝件基板的底表面。
2.如權(quán)利要求I所述的堆疊式封裝件，所述堆疊式封裝件還包括空氣空間，空氣空間設(shè)置在緊固元件和封裝件間連接件之間。
3.如權(quán)利要求I所述的堆疊式封裝件，其中，緊固元件與下半導(dǎo)體芯片的頂表面和上封裝件基板的底表面直接接觸。
4.如權(quán)利要求I所述的堆疊式封裝件，其中，緊固元件包含熱固性樹脂。
5.如權(quán)利要求I所述的堆疊式封裝件，其中，下封裝件包括下成型材料，下成型材料圍繞下半導(dǎo)體芯片的側(cè)表面和封裝件間連接件的側(cè)表面。
6.如權(quán)利要求5所述的堆疊式封裝件，其中，下成型材料覆蓋下半導(dǎo)體芯片的頂表面的一部分。
7.如權(quán)利要求6所述的堆疊式封裝件，其中，下成型材料暴露下半導(dǎo)體芯片的頂表面的一部分。
8.如權(quán)利要求5所述的堆疊式封裝件，其中，緊固元件設(shè)置在下半導(dǎo)體芯片的頂表面的一部分和下成型材料的頂表面的一部分上。
9.如權(quán)利要求5所述的堆疊式封裝件，其中，下成型材料圍繞封裝件間連接件的下側(cè)表面，并暴露封裝件間連接件的上側(cè)表面。
10.如權(quán)利要求I所述的堆疊式封裝件，其中，無鹵素封裝件間連接件包含焊料材料。
11.如權(quán)利要求I所述的堆疊式封裝件，其中，無鹵素封裝件間連接件包括罐子的形狀，罐子的形狀中的上部的體積大于罐子的形狀中的下部的體積。
12.如權(quán)利要求I所述的堆疊式封裝件，其中，無鹵素封裝件間連接件包括下封裝件間連接件和上封裝件間連接件。
13.如權(quán)利要求12所述的堆疊式封裝件，其中，下封裝件間連接件的體積小于上封裝件間連接件的體積。
14.如權(quán)利要求12所述的堆疊式封裝件，其中，無鹵素封裝件間連接件還包括中間封裝件間連接件，中間封裝件間連接件設(shè)置在下封裝件間連接件和上封裝件間連接件之間。
15.如權(quán)利要求14所述的堆疊式封裝件，其中，中間封裝件間連接件包含導(dǎo)電顆粒和絕緣樹脂。
16.如權(quán)利要求15所述的堆疊式封裝件，其中，中間封裝件間連接件還包含各向異性導(dǎo)電糊。
17.如權(quán)利要求14所述的堆疊式封裝件，其中，中間封裝件間連接件包括中部和端部， 中間封裝件間連接件的中部比中間封裝件間連接件的端部窄。
18.如權(quán)利要求14所述的堆疊式封裝件，其中，中間封裝件間連接件的體積小于下封裝件間連接件的體積和上封裝件間連接件的體積中的每個體積。
19.一種堆疊式封裝件，所述堆疊式封裝件包括下封裝件，下封裝件包括下封裝件基板、設(shè)置在下封裝件基板的頂表面上的第一下連接盤、設(shè)置在下封裝件基板的底表面上的第二下連接盤、設(shè)置在下封裝件基板的頂表面上的下半導(dǎo)體芯片以及圍繞下半導(dǎo)體芯片的側(cè)表面的下成型材料；上封裝件，上封裝件包括上封裝件基板、設(shè)置在上封裝件基板的頂表面上的第一上連接盤、設(shè)置在上封裝件基板的底表面上的第二上連接盤以及設(shè)置在上封裝件基板的頂表面上的上半導(dǎo)體芯片；粘性的緊固元件，粘性的緊固元件設(shè)置在下半導(dǎo)體芯片和上封裝件基板之間；無鹵素封裝件間連接件，無鹵素封裝件間連接件與緊固元件分開，并將第一下連接盤電連接到第二上連接盤，其中，在下成型材料、上封裝件基板、緊固元件和封裝件間連接件之間存在空氣空間。
20.一種堆疊式封裝件，所述堆疊式封裝件包括下封裝件，下封裝件包括下封裝件基板和設(shè)置在下封裝件基板上的下半導(dǎo)體芯片； 上封裝件，上封裝件包括上封裝件基板和設(shè)置在上封裝件基板上的上半導(dǎo)體芯片； 緊固元件，緊固元件設(shè)置在下半導(dǎo)體芯片的頂表面和上封裝件基板的底表面之間，其中，緊固元件將下半導(dǎo)體芯片物理地結(jié)合并固定到上封裝件基板；封裝件間連接件，封裝件間連接件將下封裝件基板的頂表面連接到上封裝件基板的底表面，其中，封裝件間連接件具有沙漏的形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種堆疊式封裝件，所述堆疊式封裝件包括下封裝件，下封裝件包括下封裝件基板和設(shè)置在下封裝件基板上的下半導(dǎo)體芯片；上封裝件，上封裝件包括上封裝件基板和設(shè)置在上封裝件基板上的上半導(dǎo)體芯片；緊固元件，緊固元件形成在下半導(dǎo)體芯片的頂表面和上封裝件基板的底表面之間；無鹵素封裝件間連接件，無鹵素封裝件間連接件將下封裝件基板連接到上封裝件基板。
文檔編號H01L23/31GK102938401SQ201210135408
公開日2013年2月20日 申請日期2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月2日
發(fā)明者權(quán)興奎, 俞裁旭, 金鉉澈, 李秀昶, 羅珉玉 申請人:三星電子株式會社