專利名稱：具有半導(dǎo)體部件的層疊裝置的組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種組件，該組件包括相互層疊的、具有半導(dǎo)體部件的第一裝置和第二裝置，該半導(dǎo)體部件包含相対的導(dǎo)電球。
背景技術(shù)：
圖I是示意性地顯示了組件的截面圖，組件包括層疊的、具有半導(dǎo)體部件的第一裝置和第二裝置，分別為裝置I (下層裝置)和裝置2 (上層裝置)。裝置I和裝置2每個(gè)均包括密封在封裝體中的半導(dǎo)體芯片，分別為半導(dǎo)體芯片3和半導(dǎo)體芯片4。芯片3和芯片4的每個(gè)均由例如由硅制成的半導(dǎo)體襯底形成。通常減薄這些襯底以使得芯片厚度不超過100 μ m至200 μ m之間。在本領(lǐng)域中，這些組件在本領(lǐng)域中通常命名為PoP，“封裝體上封裝體”。作為示例，下層芯片3包括微處理器，而上層芯片4包括微處理器可以訪問的存儲(chǔ)器組件。 裝置I的封裝體包括支撐晶片5，芯片3組裝在支撐芯片5的上表面上。晶片5在頂視圖中具有比芯片3大的多的表面積。晶片5 g在支撐允許將芯片3連接至上層裝置2的導(dǎo)電球。晶片5通常由有機(jī)材料制成，并且可以包括(例如由銅制成的)各種金屬化層。上層包括接觸區(qū)域(具體地，_在接收導(dǎo)電球)。在晶片5的上表面上附接有g(shù)在提供至上層裝置2的連接的球7。在頂視圖中，球7布置在圍繞芯片3的環(huán)中。在該示例中，球9進(jìn)一步附接至晶片5的下表面，并且g在提供至外部裝置(未示出)的連接，外部裝置例如為印刷電路板。芯片3借由例如由金制成的接觸導(dǎo)線11而連接至晶片5的接觸區(qū)域。芯片3的上表面和側(cè)表面、以及接觸導(dǎo)線11埋設(shè)在形成裝置I的封裝體的上層部分的保護(hù)樹脂13中。樹脂13與芯片3 —起形成在導(dǎo)電球7之間的位于晶片5的中心部分上的島。上層裝置2的封裝體類似于裝置I的封裝體。上層裝置2的封裝體包括，在下部中的支撐晶片15以及在上部中的保護(hù)樹脂17,芯片4組裝在支撐晶片15的上表面上，芯片4的上表面和側(cè)表面以及提供芯片4至晶片15的連接的接觸導(dǎo)線埋設(shè)在保護(hù)樹脂17中。在晶片15的下表面?zhèn)?，晶?5包括金屬接觸區(qū)域，金屬接觸區(qū)域g在連接至提供至裝置I的連接的導(dǎo)電球7。應(yīng)當(dāng)注意到，僅可以在球7的高度Hb大于由樹脂13和芯片3形成的中心島的高度Hr時(shí)，才可以實(shí)現(xiàn)這種組件。當(dāng)期望增加單位表面積的球7的數(shù)目(以增加裝置I和裝置2之間的連接的數(shù)目，而不增加支撐晶片5和支撐晶片15的表面積)吋，這成為了這種類型的組件的限制。確實(shí)，為了增加單位表面積的球的數(shù)目，必需減小球直徑，并且相應(yīng)地減小高度Hb。単位表面積的球7的數(shù)目因此受限于中心島的高度Hr?？梢酝ㄟ^在芯片3和晶片5之間提供表面組件(倒裝芯片)來稍微減小高度Hr。在這種情況中，不是通過導(dǎo)電線而是通過布置在芯片3之下的球或接觸焊墊來將芯片3連接至晶片5。因此可以去掉保護(hù)樹脂13 (在圖I的示例中必須要用保護(hù)樹脂13來保護(hù)導(dǎo)線11)，并且因此減小高度Hr。然而，實(shí)際上，包含芯片3的中心島的高度Hr至少為250 μ m至300 μ m。鑒于在組裝期間球7部分地變形的事實(shí)，不可以使用直徑低于從350 μ m至450 μ m的球，對(duì)應(yīng)于球間步長(從中心至中心)為650 μ m左右。圖2A至圖2F是示意性地顯示了被提供以允許使用較小直徑的導(dǎo)電球的組裝方法的示例的步驟的截面圖。圖2A圖示了裝置1，其對(duì)應(yīng)于圖I的下層裝置I。如前所述，裝置I包括密封在封裝體中的半導(dǎo)體芯片3。裝置I的封裝體包括，在其下部中的支撐晶片5以及在其上部中的保護(hù)樹脂13，支撐晶片5具有組裝在其上表面上的芯片3，芯片3的上表面和側(cè)表面以及提供芯片3至晶片5的連接的導(dǎo)線11埋設(shè)在保 護(hù)樹脂13中。在該組裝方法的開始步驟中，將導(dǎo)電球7附接至晶片5的上表面的接觸區(qū)域，該接觸區(qū)域環(huán)繞由芯片3和樹脂13形成的中心島。圖2B圖示了在其期間裝置I的整個(gè)上表面上形成高度大于球7的高度的樹脂層21的步驟。在該步驟結(jié)束時(shí)，球7嵌入在層21中，并且因此不再可從裝置I的上表面連通。圖2C圖示了在其期間通過激光刻蝕在球7的前面的樹脂層21中形成開ロ以清掃至球7的上部的通路的步驟。圖2D圖示了在其期間將對(duì)應(yīng)于圖I的上層裝置2的裝置2鍵合至裝置I的步驟。如前所述，裝置2包括密封在封裝體中的半導(dǎo)體芯片4。裝置2的封裝體包括，在其下部中的支撐晶片15以及在其上部中的保護(hù)樹脂17，支撐晶片15具有組裝在其上表面上的芯片4，芯片4的上表面和側(cè)表面以及提供芯片4至晶片15的連接的導(dǎo)線埋設(shè)在保護(hù)樹脂17中。在將裝置2鍵合至裝置I之前，將導(dǎo)電球7’附接至晶片15的下表面，并且導(dǎo)電球7’旨在與下層裝置I的球7接觸。在步驟2C處形成在樹脂層21中的空腔允許在鍵合期間相對(duì)于球7適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)并且對(duì)準(zhǔn)球V。圖2E圖示了在將裝置2鍵合至裝置I之后并且在組件被加熱以將球7’焊接至球7之后的最終組件。應(yīng)當(dāng)注意到，球9可以附接至裝置I的晶片5的下表面，以提供至例如為印刷電路板的外部裝置(未示出)的連接。在圖2A至圖2E中所示的方法，相對(duì)于關(guān)于圖I描述的類型的組件，可以增加裝置I和裝置2之間的單位表面積的連接數(shù)目。在圖2E的組件中，裝置I和裝置2包括相互焊接的相対的導(dǎo)電球。因此，對(duì)于給定的球直徑而言，支撐晶片5的上表面與支撐晶片15的下表面之間的可用的高度Hb近似為關(guān)于圖I描述的類型組件的兩倍。因此，對(duì)于給定的包含芯片3的中心島的高度Hr而言，可以減小球直徑，并且因此相對(duì)于關(guān)于圖I描述的類型的組件減小球間步長。作為示例，關(guān)于圖2A至圖2E描述的組裝方法允許中心島高度Hr近似從250 μ m至300 μ m范圍使用具有直徑從200 μ m至250 μ m的球、而球間步長近似從400 μ m至500 μ m范圍內(nèi)。然而，該方法的缺點(diǎn)在于，需要通過樹脂層21的激光刻蝕在導(dǎo)電球7的前面形成開ロ的漫長且昂貴的步驟(圖2C)。此外，在已形成這些開ロ之后，需要提供清潔步驟，以避免樹脂21的殘留物阻止在球7和V之間的接觸的形成。盡管利用這些清潔步驟，仍然可能湊巧未移除樹脂殘留物，這不利地影響了球7和V之間的電接觸的質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，一個(gè)實(shí)施例的目的在于提供ー種組件，該組件包括層疊在彼此之上的、具有半導(dǎo)體部件的第一裝置和第二裝置，該半導(dǎo)體部件包括相対的導(dǎo)電球，該組件克服了現(xiàn)有解決方案的至少某些缺點(diǎn)。一個(gè)實(shí)施例的目的在于提供ー種組件，其包括層疊在彼此之上的具有半導(dǎo)體部件
的第一裝置和第二裝置。一個(gè)實(shí)施例提供了ー種組件，其包括層疊在彼此之上的、具有半導(dǎo)體部件的第一裝置和第二裝置，該半導(dǎo)體部件包括相対的導(dǎo)電球，該組件包括在第一裝置上的具有框架或者框架一部分的形狀的至少ー個(gè)樹脂圖形，該樹脂圖形以小于或等于球直徑的一半的非零距離靠近至少ー些導(dǎo)電球，并且該樹脂圖形的高度大于球高度。依照一個(gè)實(shí)施例，所述至少一個(gè)圖形具有圍繞第一裝置的所有球的框架的形狀。將結(jié)合附圖，在特定實(shí)施例的以下非限制性描述中詳細(xì)討論前述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。

如前所述，圖I是示意性地顯示了組件的截面圖，該組件包括層疊在彼此之上的、具有半導(dǎo)體部件的第一裝置和第二裝置；如前所述，圖2A至圖2E是示意性地顯示了用于形成組件的方法的步驟的截面圖，該組件包括層疊在彼此之上的、具有半導(dǎo)體部件的第一裝置和第二裝置，該半導(dǎo)體部件包含相對(duì)的導(dǎo)電球；圖3A至圖3D是示意性地顯示了用于形成組件的方法的一個(gè)實(shí)施例的步驟的截面圖，該組件包括層疊在彼此之上的、具有半導(dǎo)體部件的第一裝置和第二裝置，半導(dǎo)體部件包含相對(duì)的導(dǎo)電球；圖4A至圖4F是顯示了在關(guān)于圖3A至圖3D描述的方法中使用的下層裝置的實(shí)施例的簡化頂視圖。
具體實(shí)施方式
為了清晰起見，在不同的附圖中，相同的元件標(biāo)注為相同的附圖標(biāo)記，并且此外，如在集成電路的表示中常見的，各個(gè)附圖未按比例繪制。圖3A至圖3D是示意性地顯示了用于形成組件的方法的一個(gè)實(shí)施例的步驟的截面圖，相互層疊的第一裝置和第二裝置，該半導(dǎo)體部件包含相対的導(dǎo)電球。圖3A圖示了下層裝置1，其例如對(duì)應(yīng)于圖I的下層裝置I。如前所述，裝置I包括密封在封裝體內(nèi)的半導(dǎo)體芯片3。裝置I的封裝體包括，在其下部中的支撐晶片5以及在其上部中的保護(hù)樹脂13，支撐晶片5具有組裝在其上表面上的芯片3，芯片3的上表面和側(cè)表面以及提供了芯片3至晶片5的連接的導(dǎo)線11埋設(shè)在保護(hù)樹脂13中。導(dǎo)電球7附接至晶片5的下表面的接觸區(qū)域。在本示例中，在頂視圖中，球7圍繞芯片3布置環(huán)。圖3B圖示了在其期間通過模制在支撐晶片5的上表面上形成高度大于球7的高度的樹脂圖形31的步驟。在該示例中，在頂視圖中，圖形31具有圍繞球7的組件的框架的形狀。作為示例，圖形31的高度近似在球7的高度的110%至190%范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地在130%至170%范圍內(nèi)。圖形31以小于或等于球7直徑的一半的距離d靠近形成了球環(huán)7的外部邊界的球7。實(shí)際上，考慮到制造約束并且特別是模制側(cè)壁的厚度，將距離d選擇為盡可能小。將注意到，樹脂圖形31和球7之間的距離d必然是非零的，這是因?yàn)槠渲辽俚扔谀Ｖ苽?cè)壁的厚度。換言之，裝置I的球7均未與樹脂圖形31接觸。與關(guān)于圖2A至圖2E描述的方法形成對(duì)比的是，在所提供的方法中，樹脂31并未覆蓋球7。圖3C圖示了在其期間例如對(duì)應(yīng)于圖I的上層裝置2的裝置2鍵合至裝置I的步驟。在該示例中，如前所述，裝置2包括密封在封裝體內(nèi)的半導(dǎo)體芯片4。裝置2的封裝體包括，在其下部中的支撐晶片15以及在其上部中的保護(hù)樹脂17，支撐晶片15具有組裝在其上表面上的芯片4，芯片4的上表面和側(cè)表面以及提供芯片4至晶片15的連接的導(dǎo)線埋設(shè)在保護(hù)樹脂17中。在將裝置2鍵合至裝置I之前，將g在與下層裝置I的球7接觸的接觸球7’附接至晶片15的下表面。在將裝置2鍵合至裝置I期間，樹脂框架31允許相對(duì)于球7合適地引導(dǎo)并對(duì)準(zhǔn)球7’。球7’能夠直接抵靠框架31的內(nèi)側(cè)壁，因此確保了球的恰當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，并且尤其是避免了裝置2的球V使裝置I的兩個(gè)球7短路。圖3D圖示了在將裝置2鍵合至裝置I之后并且在組件被加熱以將球7，焊接至球7之后的最終組件。球9可以附接至裝置I的晶片5的下表面，以提供至例如是印刷電路板 的外部裝置(未示出)的連接。應(yīng)當(dāng)注意到，樹脂圖形31可以采用除了圍繞球組件7的框架之外的其它形式。圖4A至圖4F是關(guān)于圖3B描述類型的裝置I的簡化頂視圖，其顯示了樹脂圖形31可以采取的各種形狀。圖4A圖示了對(duì)應(yīng)于圖3B的示例，其中樹脂圖形31具有圍繞球7的框架的形狀，其在相對(duì)于球環(huán)7的外部邊緣小于或等于球半徑的距離處。圖4B圖示了其中樹脂圖形31具有形成在球環(huán)7內(nèi)的框架的形狀的示例，其在相對(duì)于球環(huán)7的內(nèi)部邊緣小于或等于球半徑的距離處。圖4C圖示了其中樹脂圖形31具有平行于球環(huán)7的外部角的角的形狀的示例，其在相對(duì)于球環(huán)7的外部角小于或等于球半徑的距離處。圖4D圖示了其中樹脂圖形31具有平行于球環(huán)7的內(nèi)部角的內(nèi)部角的形狀的示例，其在相對(duì)于球環(huán)7小于或等于球半徑的距離處。圖4E圖示了其中樹脂圖形31具有平行于球環(huán)7的外部和內(nèi)部角的條帶部分的形狀的示例，其在相對(duì)于球環(huán)7的角小于或等于球半徑的距離處。圖4F圖示了其中樹脂圖形31具有圍繞球7的框架的形狀的示例，該框架在其內(nèi)部邊緣具有鋸齒狀物，突出到將球7與球環(huán)7的外部邊緣分隔的空間中。更一般地，以下將在本領(lǐng)域技術(shù)人員能力范圍內(nèi)，即提供具有框架或者框架的一部分的形狀的任何樹脂圖形，該樹脂圖形能夠提供球7’相對(duì)于球7的合適對(duì)準(zhǔn)，該圖形以小于或等于一半球直徑的非零距離靠近至少ー些球7。將依照球7的布局特別地選擇該圖形。還應(yīng)當(dāng)注意到，球7和7’可以不以環(huán)來設(shè)置。圖4A和圖4F (外部邊緣)以及圖4B(內(nèi)部邊緣)所示的類型的連續(xù)樹脂圖形,相對(duì)于不連續(xù)圖形(圖4C、圖4D和圖4E)具有優(yōu)點(diǎn)在于，在模制期間僅需要形成單個(gè)樹脂注入點(diǎn)。此外，圖4A和圖4F所示的樹脂圖形(晶片5的邊界處的外部框架)具有加固支撐晶片5的優(yōu)點(diǎn)，這允許當(dāng)組件被加熱以將球7和V焊接時(shí)避免結(jié)構(gòu)的任何翹曲。所提供方法的優(yōu)點(diǎn)在于，無需提供在埋設(shè)有導(dǎo)電球的樹脂層中形成局部開ロ的昂貴步驟。此外，所提供的方法確保球7和7’之間的電接觸的良好質(zhì)量，這是由于在相應(yīng)的球7和V之間不可能存在由于刻蝕導(dǎo)致的樹脂殘留物。已描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員易于得到各種改變、修改和改進(jìn)。具體地，本實(shí)用新型不限于具有以上示例中所述類型的半導(dǎo)體部件的唯一裝置。裝置I和/或裝置2的半導(dǎo)體芯片例如可以通過倒裝芯片類型的連接(沒有導(dǎo)線以及可能沒有保護(hù)樹脂)而連接至各自的圖形。此外，裝置I和裝置2每個(gè)可以均包括ー個(gè)或多個(gè)層疊的半導(dǎo)體芯片。更一般地，所提供的方法可以用于組裝具有包括相対的導(dǎo)電球的半導(dǎo)體部件的所有類型的裝置。此外，本實(shí)用新型不限于本說明書中示例所述的尺度。關(guān)于圖3A至圖3D以及圖 4A至圖4E描述的類型的方法尤其可以用于較小尺度的組裝裝置，例如包括相対的導(dǎo)電球的兩個(gè)層疊的半導(dǎo)體芯片。此外，使用所提供的方法來層疊多于兩個(gè)的包括半導(dǎo)體部件的裝置當(dāng)然也將在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)。這些改變、修改和改進(jìn)g在作為本說明的一部分，并且g在位于本實(shí)用新型的精神和范圍之內(nèi)。因此，前述說明僅為了示例，而并非旨在限制。本實(shí)用新型僅由以下權(quán)利要求及其等同方式限定。
權(quán)利要求1.ー種具有半導(dǎo)體部件的層疊裝置的組件，其特征在于，該組件包括層疊在彼此之上的、具有所述半導(dǎo)體部件的第一裝置(I)和第二裝置(2)，所述半導(dǎo)體部件包括相対的導(dǎo)電球(7，7’)，所述組件包括在所述第一裝置(I)上的至少ー個(gè)樹脂圖形(31)，所述樹脂圖形具有框架或者框架的一部分的形狀，所述樹脂圖形以小于或等于所述球的直徑的一半的非零距離靠近至少ー些所述導(dǎo)電球(7)，并且所述樹脂圖形的高度大于所述球的高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其特征在于，其中，所述至少一個(gè)圖形(31)具有圍繞所述第一裝置(I)的所有球(7)的框架的形狀。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有半導(dǎo)體部件的層疊裝置的組件，所述組件包括層疊在彼此之上的、具有半導(dǎo)體部件的第一裝置和第二裝置，所述半導(dǎo)體部件包括相對(duì)的導(dǎo)電球，所述組件包括在所述第一裝置上的至少一個(gè)樹脂圖形，所述樹脂圖形具有框架或者框架的一部分的形狀，所述樹脂圖形以小于或等于所述球的直徑的一半的非零距離靠近至少一些所述導(dǎo)電球，并且所述樹脂圖形的高度大于所述球的高度。
文檔編號(hào)H01L25/10GK202633305SQ20122014863
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者J·維蒂 申請(qǐng)人:意法半導(dǎo)體(格勒諾布爾2)公司