疊層封裝半導體器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種疊層封裝半導體器件和形成該半導體器件的方法，該半導體器件包括具有至少一個第一管芯和至少一個第二管芯的封裝件。該半導體器件還包括將至少一個第一管芯和至少一個第二管芯電連接至襯底的一組導電元件。該半導體器件還包括位于至少一個第一管芯和至少一個第二管芯之間的熱接觸墊以將至少一個第一管芯熱隔離于至少一個第二管芯。
【專利說明】疊層封裝半導體器件
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本申請要求2012年8月24日提交的美國臨時專利申請第61/692，893號的優(yōu)先權，其內(nèi)容結合于此作為參考。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明總的來說涉及半導體領域，更具體地，涉及疊層封裝半導體器件。
【背景技術】
[0004]疊層封裝(PoP)半導體器件用于高密度電子器件中，并且通常包括組合在一起來形成PoP半導體器件的底部封裝部件和頂部封裝部件。底部封裝部件包括附接至底部封裝襯底的底部管芯，并且頂部封裝部件包括附接至頂部封裝襯底的頂部管芯。底部和頂部封裝部件通過一組導電元件(例如，焊球)連接在一起。在PoP半導體器件的操作期間，通常底部管芯產(chǎn)生的熱量可造成導電元件內(nèi)的裂縫并損壞頂部管芯，這導致PoP半導體器件發(fā)生熱應變和翹曲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種半導體器件，包括:封裝件，具有至少一個第一管芯和至少一個第二管芯；一組導電元件，用于將至少一個第一管芯和至少一個第二管芯電連接至襯底；以及熱接觸墊，位于至少一個第一管芯和至少一個第二管芯之間，用于將至少一個第一管芯熱 隔離于至少一個第二管芯。
[0006]優(yōu)選地，一組導電元件包括導電焊盤、導電柱和導電通孔，并且至少一個第二管芯通過導電焊盤和導電柱與襯底連接，至少一個第一管芯通過導電通孔與襯底電連接。
[0007]優(yōu)選地，該半導體器件還包括位于襯底和至少一個第二管芯之間、位于部分熱接觸墊和密封環(huán)之間以及位于一組導電元件之間的模塑料。
[0008]優(yōu)選地，熱接觸墊是非連續(xù)層。
[0009]優(yōu)選地，熱接觸墊是夾置在至少一個第一管芯和至少一個第二管芯之間的連續(xù)層。
[0010]優(yōu)選地，該半導體器件還包括位于襯底上的模塑料，模塑料包圍至少一個第一管芯和至少一個第二管芯并且位于熱接觸墊的多個部分之間和一組導電元件之間。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導體器件，包括:第一封裝件，具有位于第一襯底上的至少一個第一管芯；第二封裝件，具有位于第二襯底上的至少一個第二管芯；第一組導電元件，用于將第一封裝件與第二封裝件電連接；熱接觸墊，位于第一封裝件和第二封裝件之間，用于將第一封裝件熱隔離于第二封裝件；以及模塑料，包圍熱接觸墊并且夾置在熱接觸墊的多個部分之間。
[0012]優(yōu)選地，該半導 體器件還包括位于第一封裝件和第二封裝件之間的密封環(huán)。
[0013]優(yōu)選地，熱接觸墊包括氧化物材料、氮化物材料、聚合物材料或粘合材料中的至少一種。
[0014]優(yōu)選地，熱接觸墊是非連續(xù)層。
[0015]優(yōu)選地，熱接觸墊是覆蓋至少一個第二管芯的全部表面且位于第二管芯和襯底之間的連續(xù)層。
[0016]優(yōu)選地，模塑料包括位于第一襯底上并包圍包括第一組導電元件和至少一個第一管芯的第一封裝件的第一模塑料。
[0017]優(yōu)選地，模塑料還包括位于第二襯底上且包圍第一模塑料的第二模塑料，第二模塑料位于第一封裝件和第二封裝件之間的熱接觸墊的多個部分和密封環(huán)之間。
[0018]優(yōu)選地，熱接觸墊具有大于約10微米的厚度。 [0019]優(yōu)選地，熱接觸墊具有小于0.5瓦特/攝氏度的導熱系數(shù)。
[0020]優(yōu)選地，該半導體器件還包括:第二組導電元件，用于將至少一個第一管芯電連接至第一襯底；以及第三組導電元件，用于將至少一個第二管芯電連接至第二襯底。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種形成疊層封裝半導體器件的方法，包括:在載體上形成粘合層；在載體上形成第一封裝件；在第一封裝件上形成第二封裝件；在第一封裝件和第二封裝件之間形成熱接觸墊，以將第一封裝件熱隔離于第二封裝件；通過第一組導電元件將第一封裝件電連接至第二封裝件；以及移除載體以形成疊層封裝半導體器件。
[0022]優(yōu)選地，形成第一封裝件包括:在封裝襯底上形成至少一個第一管芯；以及通過第二組導電元件將至少一個第一管芯電連接至封裝襯底。
[0023]優(yōu)選地，形成第二封裝件包括:在襯底上形成至少一個第二管芯；以及通過第三組導電元件將至少一個第二管芯電連接至襯底。
[0024]優(yōu)選地，在襯底上形成至少一個第二管芯包括:蝕刻襯底的表面以形成至少一個第二管芯；在至少一個第二管芯上沉積熱接觸材料；將熱接觸材料蝕刻成預定形狀以形成熱接觸墊；模制包圍第一封裝件和第二封裝件的第二模塑料以包圍第一封裝件的第一模塑料，第二模塑料位于第一封裝件和第二封裝件之間的熱接觸墊的多個部分和密封環(huán)之間，并且第二模塑料包圍第二組導電元件和第三組導電元件；以及將導電元件安裝在襯底的與至少一個第二管芯相對的一側。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]結合附圖作為參考來進行以下描述，其中:
[0026]圖1A是根據(jù)一個或多個實施例的疊層封裝(PoP)半導體器件中的頂部封裝件和底部封裝件的截面圖；
[0027]圖1B是根據(jù)一個或多個實施例的圖1A中的PoP半導體器件的熱接觸墊的俯視圖；
[0028]圖2是根據(jù)一個或多個實施例的PoP半導體器件中的頂部封裝件和底部封裝件的截面圖；
[0029]圖3是根據(jù)一個或多個實施例的PoP半導體器件中的頂部封裝件和底部封裝件的截面圖；
[0030]圖4是根據(jù)一個或多個實施例的PoP半導體器件中的頂部封裝件和底部封裝件的截面圖；[0031]圖5是根據(jù)一個或多個實施例的PoP半導體器件中的頂部封裝件和底部封裝件的截面圖；
[0032]圖6是根據(jù)一個或多個實施例的底部封裝件的截面圖；
[0033]圖7是根據(jù)一個或多個實施例的底部封裝件的截面圖；
[0034]圖8是根據(jù)一個或多個實施例的底部封裝件的截面圖；
[0035]圖9A至圖91是根據(jù)一個或多個實施例的形成圖1A中的PoP半導體器件的方法的截面圖；
[0036]圖10A至圖10F是根據(jù)一個或多個實施例的形成圖6和圖7中的底部封裝件的方法的截面圖；以及 [0037]圖11A至圖11H是根據(jù)一個或多個實施例的形成圖8中的底部封裝件的方法的截面圖。
【具體實施方式】
[0038]以下詳細討論本發(fā)明實施例的制造和使用。然而，應該理解，這些實施例提供了許多可在各種具體環(huán)境中實現(xiàn)的可應用發(fā)明概念。所討論的具體實施例是實例，而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0039]在圖1A中，疊層封裝(PoP)半導體器件100包括第一封裝件(例如，頂部封裝件110)。頂部封裝件110包括封裝襯底111和通過引線接合電連接至封裝襯底111的多個堆疊管芯112。采用位于堆疊管芯112中每一個管芯頂面上的導電接觸件113 (例如，金屬接觸件)和位于封裝襯底111上的接觸件114以及將接觸件113和114連接在一起的接合引線115，將管芯112引線接合至封裝襯底111。
[0040]根據(jù)一個或多個實施例，堆疊管芯112中的每一個管芯都包括存儲器芯片、邏輯芯片或處理器芯片。而且，雖然多個堆疊管芯112僅包括兩個管芯，但是本發(fā)明不局限于具體的管芯數(shù)。不限于用引線接合將管芯接合至封裝襯底111。以下參考圖4和圖5討論用于將堆疊管芯112連接至封裝襯底111的其他方法。根據(jù)一個或多個實施例，焊料凸塊、焊球、銅柱、導電凸塊、焊料蓋、導電柱、導電球、凸塊下金屬化層和/或其他連接元件可用于將堆疊管芯112連接至封裝襯底111。在一些實施例中，底部填充物位于堆疊管芯112和封裝襯底111之間的間隙內(nèi)從而強化PoP結構100的強度。
[0041]封裝襯底111是層壓電路板，其包括交替的非導電聚合物(諸如雙馬來酰亞胺三嗪(BT))層和圖案化或非圖案化的導電層。封裝襯底111包括用于電連接至其他部件的頂部接觸件114、導電通孔117和底部接觸件118。焊球119用于將頂部封裝件110電連接或熱連接至第二封裝件(例如，底部封裝件120)。焊球119將信號和電源電輸送至堆疊管芯112。在一個或多個實施例中，焊球119被諸如導電凸塊和導電球(例如，如圖2所示)的其他導電元件所替代。
[0042]此外，如圖1A所示，第一模塑料121形成在頂部封裝件110上并提供機械剛度，因此增強了 PoP結構100的機械強度。例如，采用壓縮模制或轉印模制工藝，在封裝襯底111上模制形成模塑料121，并且模塑料121包圍堆疊管芯112、導電接觸件113、114和接合引線115。在一個或多個實施例中，進行固化操作以使模塑料121凝固。例如，模塑料121包括基于聚合物的材料、底部填充物或環(huán)氧樹脂。[0043]底部封裝件120附接至頂部封裝件110并且包括位于下襯底123上的管芯122。管芯122通過導電元件(例如，124和125)與下襯底123電連接。根據(jù)一個或多個實施例，下襯底123是具有一個或多個導電層的單晶硅下襯底。在一些實施例中，襯底是陶瓷襯底或聚合物襯底。在一些實施例中，在晶圓級封裝(WLP)工藝中使用下襯底123以封裝許多管芯122。在一些實施例中，在下襯底123被切割之前，完成包括附接底部封裝件120和頂部封裝件110的全部封裝工藝。根據(jù)一個或多個實施例，襯底在各種工藝部分中用作電連接之間的接口。在一些實施例中，在電接觸件上方提供或形成下襯底，并且下襯底包括介電材料以及形成在其內(nèi)部和其上方的導電元件。
[0044]根據(jù)一個或多個實施例，管芯122是邏輯芯片、處理器芯片、存儲器芯片等。在至少一些實施例中，導電元件124是金屬接觸件，并且導電元件125是由銅(Cu)形成的金屬柱?？蛇x地，根據(jù)其他實施例，導電元件124和125是焊料凸塊、焊球、銅柱、導電凸塊、焊料蓋、導電球和凸塊下金屬化層 。
[0045]通過下襯底123的一側上的導電元件(例如，焊球119)和下襯底123的相對側上的導電元件(例如，焊球126)來提供管芯122和其他電路之間的電連接。
[0046]在PoP結構100的操作期間，頂部封裝件110和底部封裝件120發(fā)熱。在一些實施例中，底部封裝件120所產(chǎn)生的熱量大于頂部封裝件110所產(chǎn)生的熱量，并且會潛在地引起對頂部封裝件110的損壞。在管芯122的頂面和封裝襯底111的底面之間提供密封環(huán)130和熱接觸墊140，以使從底部封裝件120至頂部封裝件110的熱傳導最小化并防止PoP結構100中的熱應變和翹曲。密封環(huán)130提供密封以使頂部封裝件110與底部封裝件120所生成的熱量隔絕。熱接觸墊140包括氧化物材料、氮化物材料、模塑料或聚合物材料中的至少一種。根據(jù)一個或多個實施例，熱接觸墊140包括諸如環(huán)氧樹脂或膠帶的粘合材料。在其他實施例中，熱接觸墊140是另一種塑料或硅樹脂材料。根據(jù)各個實施例，用于熱接觸墊140的合適材料具有大約0.5瓦特/攝氏度(W/°C )以下的導熱系數(shù)，并且適合于半導體工藝且在各種工作條件下用于半導體器件。
[0047]圖1B是沿圖1A中的線A-A截取的俯視圖。根據(jù)一個或多個實施例，熱接觸墊140是非連續(xù)層。也就是說，熱接觸墊140沒有覆蓋管芯122的整個頂面。如圖1B所示，密封環(huán)130和熱接觸墊140是非連續(xù)層(例如，中空的長方形)。在其他實施例中，熱接觸墊140具有諸如環(huán)狀的圓形、X形、方格形或針對本發(fā)明所提出目的的任意其他適合形狀。根據(jù)一個或多個實施例，熱接觸墊140是沿著管芯122頂面的固態(tài)連續(xù)材料并填充密封環(huán)130內(nèi)的區(qū)域。在一個或多個實施例中，熱接觸墊140的厚度大于約10微米(μπι)。
[0048]第二模塑料142被模制在下襯底123上并且包圍包括管芯122的底部封裝件120，并且位于密封環(huán)130和熱接觸墊140之間(例如，如圖1Α所示，位于熱接觸墊的外側并夾置在熱接觸墊140的多個部分(即，片段)之間)。例如，第二模塑料142還包圍導電元件(例如，焊球119)且位于導電元件(例如，金屬接觸件125)之間。此外，第二模塑料142包圍頂部封裝件110，包括包圍封裝襯底111的底面和側面以及第一模塑料121。在至少一些實施例中，采用壓縮模制或轉印模制來形成第二模塑料142。在一個或多個實施例中，進行固化操作以使第二模塑料142凝固。在至少一些實施例中，模塑料142包括基于聚合物的材料、底部填充物或環(huán)氧樹脂。
[0049]根據(jù)一個或多個實施例，本發(fā)明不限于使用焊球119來將頂部封裝件110與底部封裝件120電連接。圖2是根據(jù)一個或多個實施例的PoP半導體器件200中的頂部封裝件110和底部封裝件220的截面圖。
[0050]除了用導電柱229替代焊球119之外，PoP半導體器件200包括圖1A所示的頂部封裝件110和具有與底部封裝件120相同部件的底部封裝件220。
[0051]此外，根據(jù)一個或多個實施例，本發(fā)明不限于使用導電通孔125來將管芯122電連接至下襯底123。圖3是根據(jù)一個或多個實施例的PoP半導體器件300中的頂部封裝件110和底部封裝件320的截面圖。除了用焊料325替代導電通孔125來將管芯122電連接至下襯底123之外，PoP半導體器件300包括圖1A所示的頂部封裝件110和具有與底部封裝件120相同部件的底部封裝件320。
[0052]本發(fā)明也不限于圖1至圖3所示的頂部封裝件110中的堆疊管芯布置。在其他實施例中，如圖4所示，以并排式的平行布置方式來形成管芯。
[0053]圖4是根據(jù)一個或多個實施例的PoP半導體器件中的頂部封裝件410和底部封裝件420的截面圖。頂部封裝件410至少包括位于第一上襯底415上彼此相鄰的第一管芯412和第二管芯413。第一管芯412和第二管芯413通過導電元件(例如，通孔416和接觸件417)與第一上襯底415電連接。在本實施例中，不使用接合引線和接觸焊盤來將第一管芯412和第二管芯413電連接至第一上襯底415。
[0054]頂部封裝件410和底部封裝件420通過導電元件(例如，焊球425)電連接在一起。底部封裝件420包括通過導電元件(例如，通孔428和接觸件429)與第二下襯底427電連接的管芯426。密封環(huán)430位于第一上襯底415和底部封裝件420的管芯426之間。熱接觸墊440位于頂部封 裝件410和底部封裝件420之間。如圖所示，熱接觸墊440位于管芯426的頂面和第一上襯底415之間且與密封環(huán)430相鄰。熱接觸墊440是非連續(xù)層。第一模塑料446位于第一上襯底415上并且包圍包括第一管芯412和第二管芯413以及導電兀件(例如，金屬通孔416和金屬接觸件417)的頂部封裝件410。在第二上襯底427上提供第二模塑料448。第二模塑料448包圍第一模塑料446。而且，第二模塑料448位于部分熱接觸墊440和密封環(huán)430之間，并且包圍導電元件(例如，焊球425、金屬通孔428和金屬接觸件 429)。
[0055]盡管在圖4中管芯412和413以并排布置的方式示出，但本發(fā)明不限于該具體布置。在可選實施例中，如以下參考圖5所討論的，管芯412和413可以以堆疊方式布置。
[0056]圖5是根據(jù)一個或多個實施例的PoP半導體器件500中的頂部封裝件510和底部封裝件520的截面圖。除了第一管芯512和第二管芯513以堆疊方式布置外，PoP半導體器件500中的頂部封裝件510和底部封裝件520包括與圖4所示的PoP半導體器件400相同的部件。如圖5所示，根據(jù)一個或多個實施例，第二管芯513大于第一管芯512且堆疊在第一管芯512的表面上。第一管芯512位于第二管芯513和第一上襯底515之間。第一上襯底515比圖4所不的第一上襯底415小。第一管芯512和第二管芯513通過導電兀件(例如，金屬接觸件517和金屬柱518)與第一上襯底515電連接。金屬柱518在水平方向上延伸以利于第二管芯513和第一上襯底515之間的連接。第一管芯513通過導電兀件(例如，金屬通孔519)與第一上襯底515連接。頂部封裝件510通過導電元件(例如，焊球525)與底部封裝件520電連接。底部封裝件520包括通過導電元件(例如，金屬通孔528和金屬接觸件529)與第二下襯底527電連接的管芯526。在第一上襯底515和管芯526之間形成密封環(huán)530和熱接觸墊540以將頂部封裝件510熱隔離于底部封裝件520。第一模塑料546位于第一上襯底515上并且包圍包括第一管芯512和第二管芯513以及導電元件(例如，金屬通孔517和金屬接觸件519)的頂部封裝件510。在第二下襯底527上提供第二模塑料548。第二模塑料548包圍第一模塑料546，并且位于頂部封裝件510和底部封裝件520之間的部分熱接觸墊540和密封環(huán)530之間以及導電元件(例如，焊球525、金屬通孔528和金屬接觸件529)之間。
[0057]本發(fā)明不限于只具有單個管芯的PoP半導體器件中的底部封裝件。根據(jù)一個或多個實施例，在堆疊晶片級封裝(WLP)結構中，底部封裝件包括多個管芯，其具有夾置在管芯之間以提供管芯之間熱隔離的熱接觸墊。
[0058]圖6是根據(jù)一個或多個實施例的底部封裝件620的截面圖。底部封裝件620至少具有第一管芯621和第二管芯622。第一管芯621位于第二管芯622和下襯底625之間。管芯621和622通過導電兀件(例如，金屬柱626、金屬柱627和金屬通孔628)與下襯底625電連接。第二管芯622通過金屬柱626和金屬柱627與下襯底625連接。第一管芯621通過金屬通孔628與下襯底625電連接。根據(jù)一個或多個實施例，第二管芯622比第一管芯621大。第二管芯622平行于下襯底625延伸并且具有與下襯底625相同的長度。第一管芯621位于金屬柱627之間。密封環(huán)630和熱接觸墊640夾置在第一管芯621和第二管芯622之間并提供熱隔離。根據(jù)一個或多個實施例，熱接觸墊640與熱接觸墊140(圖1)具有相同的布置。模塑料650位于下襯底625和第二管芯622之間，位于部分熱接觸墊640和密封環(huán)630之間。在與第一管芯621和第二管芯622所處側相對的下襯底625的一側上提供附加導電兀件(例如，焊球655)。
[0059]圖7是 根據(jù)一個或多個實施例的底部封裝件720的截面圖。除了熱接觸墊740是連續(xù)層外，底部封裝件720包括與底部封裝件620 (圖6)相同的部件。
[0060]圖8是根據(jù)一個或多個實施例的底部封裝件820的截面圖。底部封裝件820包括與底部封裝件720相同的部件，但是布置方式不同。底部封裝件820包括第一管芯821和第二管芯822。第二管芯822通過導電元件(例如，金屬接觸件826和金屬柱827)與下襯底825電連接。金屬柱827在水平方向上延伸以利于第二管芯822和下襯底825之間的連接。第一管芯821通過導電元件(例如，金屬通孔828)與下襯底825電連接。具有連續(xù)層的熱接觸墊840夾置在第一管芯821和第二管芯822之間。模塑料850位于下襯底825上，包圍第一管芯821和第二管芯822，并且位于部分熱接觸墊840和密封環(huán)之間以及位于導電元件(例如，金屬柱827和金屬通孔828)之間。
[0061]圖9A至圖91是根據(jù)一個或多個實施例的用于形成諸如圖1A中的半導體器件的PoP半導體器件的方法的截面圖。在圖9A中，通過沉積工藝，在載體920上沉積薄粘合層922從而為加工載體920做準備。在圖9B中，在載體920上沉積頂部封裝件(例如，如圖1A所示的頂部封裝件110)。接下來，在圖9C至圖9D中，形成底部封裝件(例如，圖1A所示的底部封裝件120)。在圖9C中，對襯底930的背面進行研磨工藝以形成管芯層931 (例如，管芯122)，并且在管芯層931上沉積金屬焊盤(例如，鋁焊盤932)。在鋁焊盤932上沉積鈍化層933 (薄氧化物層)。蝕刻鈍化層933以形成溝槽或通孔，并且在溝槽或通孔內(nèi)沉積金屬層934以形成金屬通孔(例如，金屬通孔125)。然后，由聚酰亞胺(Pi)材料形成的底部填充層935沉積在鈍化層933的表面上和金屬層934的上方。[0062]在圖9D中，在管芯層931的研磨表面上形成熱接觸材料940 ;并且在圖9E中，通過蝕刻或鋸切、激光開槽或機械鋸切工藝形成熱接觸墊(例如，圖1A所示的熱接觸墊140)。然后，進行分離工藝以形成單獨的底部封裝件(例如，底部封裝件120)。
[0063]在圖9F中，在頂部封裝件110上沉積底部封裝件120。熱接觸墊140與頂部封裝件110中的封裝襯底(例如，封裝襯底111)對準。在下襯底123上模制模塑料142且該模塑料包圍包括管芯122和熱接觸墊140的底部封裝件120。模塑料142還包圍導電元件(例如，圖1A所示的焊球119)和頂部封裝件110，包括包圍封裝襯底111的底面和側面以及頂部封裝件110的模塑料(例如，第一模塑料121)。在至少一些實施例中，采用壓縮模制或轉印模制來形成模塑料142。
[0064]在圖9G中，形成包括導電元件的多層再分布層923。然后，頂部封裝件110通過導電元件117、118和119與底部封裝件120電連接。在圖9H中，根據(jù)一個或多個實施例，通過球安裝形成附加導電元件以電連接至其他電路。 [0065]在圖91中，完成形成PoP半導體器件的工藝并且通過脫粘工藝移除載體920。
[0066]圖10A至圖10F是根據(jù)一個或多個實施例的用于形成圖6和圖7中的底部封裝件的方法的截面圖。
[0067]在圖10A中，形成第一管芯621和第二管芯622。第二管芯622比第一管芯621大。熱接觸墊640、740位于第一管芯621和第二管芯622之間。而且，形成導電元件(例如，金屬柱627和金屬通孔628)。在圖10B中，沉積模塑料650并且對其進行模制以包圍第一管芯621、第二管芯622的頂面以及導電元件627和628。
[0068]在圖10C中，對模塑料的表面進行蝕刻或研磨操作。蝕刻模塑料直至到達導電元件628的頂面。在圖10D中，在模塑料的表面上形成或提供下襯底(例如，625)且在下襯底625中和其相對面上形成導電元件(例如，金屬接觸件626)，然后第一和第二管芯通過導電元件626、627和628與下襯底625電連接。在圖10E中，形成導電元件(例如，焊球655)以將底部封裝件連接至其他電路(例如，頂部封裝件)。然后，在圖10F中，進行分離工藝(見虛線)以將底部封裝件分開。
[0069]圖11A至圖11H是根據(jù)一個或多個實施例的用于形成諸如圖8中的底部封裝件的底部封裝件的方法的截面圖。
[0070]在圖11A中，準備載體(例如，圖9A所示載體920)以用于加工。通過沉積工藝，在載體920上沉積薄粘合層922。然后，在圖11B中，在載體920上沉積第一管芯821和第二管芯822。熱接觸墊840位于第一管芯821和第二管芯822之間。而且，形成導電元件(例如，金屬柱817和金屬通孔828)。
[0071]在圖11C中，通過模制操作來模制模塑料，從而包圍第一管芯821、第二管芯822以及導電元件817和828。在圖11D中，進行蝕刻或研磨操作，蝕刻模塑料直至到達導電元件817和828的表面。
[0072]在圖11E中，在模塑料850的表面上形成下襯底825。此外，在下襯底825的相對面上形成導電元件(例如，金屬接觸件826)，并且第一管芯821和第二管芯822通過金屬接觸件826與PoP襯底825連接。然后，在金屬接觸件826的表面上形成導電元件(例如，焊球855)。
[0073]然后，在圖11G中，通過脫膠工藝移除載體920，并且在圖11H中，進行分離工藝(見虛線)。
[0074]本發(fā)明的一個或多個實施例包括一種半導體器件，包括:第一封裝件，具有位于封裝襯底上的至少一個第一管芯；第二封裝件，具有位于襯底上的至少一個第二管芯；第一組導電元件，用于將第一封裝件與第二封裝件電連接；熱接觸墊，位于第一封裝件和第二封裝件之間以將第一封裝件熱隔離于第二封裝件；以及模塑料，包圍熱接觸墊并且夾置在熱接觸墊的多個部分之間。
[0075]本發(fā)明的一個或多個實施例包括一種半導體器件，包括:第一封裝件，具有位于第一襯底上彼此相鄰的至少一個第一管芯和至少一個第二管芯；第二封裝件，具有位于第二襯底上的至少一個第三管芯；第一組導電元件，用于將第一封裝件與第二封裝件電連接；以及熱接觸墊，位于第一封裝件和第二封裝件之間以將第一封裝件熱隔離于第二封裝件。
[0076]本發(fā)明的一個或多個實施例包括一種半導體器件，其包括:封裝件，具有至少一個第一管芯和至少一個第二管芯；一組導電元件，用于將至少一個第一管芯和至少一個第二管芯電連接至襯底；以及熱接觸墊，位于至少一個第一管芯和至少一個第二管芯之間以將至少一個第一管芯熱隔離于至少一個第二管芯。
[0077]本發(fā)明的一個或多個實施例包括一種形成疊層封裝半導體器件的方法，包括:在載體上形成粘合層；在載體上形成第一封裝件；在第一封裝件上形成第二封裝件；在第一封裝件和第二封裝件之間形成熱接觸墊以將第一封裝件熱隔離于第二封裝件；通過第一組導電元件將第一封裝件電連接至第二封裝件；以及移除載體以形成疊層封裝半導體器件。
[0078]本發(fā)明的一個或多個實 施例包括一種形成半導體器件的方法，包括:形成至少一個第一管芯；形成與至少一個第一管芯相鄰的至少一個第二管芯；在至少一個第一管芯和至少一個第二管芯之間形成熱接觸墊；在至少一個第一管芯和至少一個第二管芯的表面上形成第一組導電元件；模制模塑料以包圍至少一個第一管芯、至少一個第二管芯和第一組導電元件；研磨模塑料的表面；在模塑料的表面上形成襯底；在襯底的相對面上形成第二組導電元件，然后將至少一個第一管芯和至少一個第二管芯與第一組導電元件連接；在第二組導電元件的表面上形成導電元件；以及進行分離工藝。
[0079]本發(fā)明的一個或多個實施例包括一種形成半導體器件的方法，包括:在載體上形成粘合層；在載體上形成至少一個第一管芯和至少一個第二管芯；在至少一個第一管芯和至少一個第二管芯之間形成熱接觸墊；在至少一個第一管芯和至少一個第二管芯的表面上形成第一組導電元件；模制模塑料以包圍至少一個第一管芯、至少一個第二管芯和第一組導電元件；研磨模塑料的表面；在模塑料的表面上形成襯底；在襯底的相對面上形成第二組導電元件，然后將至少一個第一管芯和至少一個第二管芯與第一組導電元件連接；在第二組導電元件的表面上形成導電元件；移除載體；以及進行分離工藝。
[0080]盡管已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明的實施例及優(yōu)點，但是應該理解，在不背離所附權利要求限定的實施例的精神和范圍的情況下，可以進行各種改變、替換和變更。而且，本申請的范圍不旨在限于本說明書所述的工藝、機器裝置、制造、物質(zhì)組成、工具、方法和步驟的具體實施例。本領域的技術人員很容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以利用與本文描述的對應實施例執(zhí)行基本相同功能或?qū)崿F(xiàn)基本相同結果的目前現(xiàn)有的或即將開發(fā)的工藝、機器裝置、制造、物質(zhì)組成、工具、方法或步驟。因此，所附權利要求旨在將這些工藝、機器裝置、制造、物質(zhì)組成、工具、方法或步驟包括在它們的保護范圍內(nèi)。而且，每一個權利要求都構成一個獨立的實施例且各個權利要 求和實施例的組合都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種半導體器件，包括： 封裝件，具有至少一個第一管芯和至少一個第二管芯； 一組導電元件，用于將所述至少一個第一管芯和所述至少一個第二管芯電連接至襯底；以及 熱接觸墊，位于所述至少一個第一管芯和所述至少一個第二管芯之間，用于將所述至少一個第一管芯熱隔離于所述至少一個第二管芯。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件，其中，所述一組導電元件包括導電焊盤、導電柱和導電通孔，并且所述至少一個第二管芯通過所述導電焊盤和所述導電柱與所述襯底連接，所述至少一個第一管芯通過所述導電通孔與所述襯底電連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的半導體器件，還包括位于所述襯底和所述至少一個第二管芯之間、位于部分所述熱接觸墊和密封環(huán)之間以及位于所述一組導電元件之間的模塑料。
4.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件，還包括位于所述襯底上的模塑料，所述模塑料包圍所述至少一個第一管芯和所述至少一個第二管芯并且位于所述熱接觸墊的多個部分之間和所述一組導電元件之間。
5.一種半導體器件，包括： 第一封裝件，具有位于第一襯底上的至少一個第一管芯； 第二封裝件，具有位于第二襯底上的至少一個第二管芯； 第一組導電元件，用于將所述第一封裝件與所述第二封裝件電連接； 熱接觸墊，位于所述第一封裝件和所述第二封裝件之間，用于將所述第一封裝件熱隔離于所述第二封裝件；以及 模塑料，包圍所述熱接觸墊并且夾置在所述熱接觸墊的多個部分之間。
6.根據(jù)權利要求5所述的半導體器件，還包括位于所述第一封裝件和所述第二封裝件之間的密封環(huán)。
7.根據(jù)權利要求5所述的半導體器件，其中，所述模塑料包括位于所述第一襯底上并包圍包括所述第一組導電元件和所述至少一個第一管芯的第一封裝件的第一模塑料。
8.根據(jù)權利要求7所述的半導體器件，其中，所述模塑料還包括位于所述第二襯底上且包圍所述第一模塑料的第二模塑料，所述第二模塑料位于所述第一封裝件和所述第二封裝件之間的所述熱接觸墊的多個部分和密封環(huán)之間。
9.根據(jù)權利要求5所述的半導體器件，還包括： 第二組導電元件，用于將所述至少一個第一管芯電連接至所述第一襯底；以及 第三組導電元件，用于將所述至少一個第二管芯電連接至所述第二襯底。
10.一種形成疊層封裝半導體器件的方法，所述方法包括： 在載體上形成粘合層； 在所述載體上形成第一封裝件； 在所述第一封裝件上形成第二封裝件； 在所述第一封裝件和所述第二封裝件之間形成熱接觸墊，以將所述第一封裝件熱隔離于所述第二封裝件； 通過第一組導電元件將所述第一封裝件電連接至所述第二封裝件；以及 移除所述載體以形成所述疊層封裝半導體器件。
【文檔編號】H01L25/065GK103633075SQ201310275097
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權日:2012年8月24日
【發(fā)明者】余振華, 葉德強 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司