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半導(dǎo)體封裝件的制作方法

文檔序號:12598995閱讀:332來源:國知局
半導(dǎo)體封裝件的制作方法與工藝

本公開的各種實施方式涉及封裝技術(shù),且更具體地,涉及能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)級封裝(System In Package)的半導(dǎo)體封裝件。



背景技術(shù):

近來,隨著電子產(chǎn)品已變得尺寸縮小且具有高性能并且對便攜式移動產(chǎn)品的需求不斷增加,對緊湊且大容量的半導(dǎo)體存儲裝置的需求也已在不斷增加。用于增加半導(dǎo)體存儲裝置的存儲容量的一種技術(shù)是系統(tǒng)級封裝(SIP)技術(shù)。在SIP技術(shù)中,多個多功能電子器件被集成在基板中,并且由不同工藝制造的不同種類的半導(dǎo)體芯片能夠被實現(xiàn)為單個封裝件。根據(jù)SIP技術(shù),存在這樣的優(yōu)勢:與在半導(dǎo)體封裝件中的每一個被設(shè)置在系統(tǒng)基板上時相比,電子產(chǎn)品能夠被制造得更小且更輕。

然而,當要被安裝在半導(dǎo)體封裝件中的芯片的數(shù)目和尺寸增加時,在半導(dǎo)體封裝件內(nèi)用于電互連的空間的缺乏已成為問題。為克服這一問題,已提出使用硅穿孔(TSV)的封裝結(jié)構(gòu)。根據(jù)使用TSV的封裝技術(shù),在晶圓工藝步驟中在每個芯片內(nèi)形成TSV,并且使用TSV來形成芯片中的電連接。使用TSV存在優(yōu)勢,因為多個芯片能夠在垂直方向上被堆疊在封裝件中,從而能實現(xiàn)高容量封裝件的開發(fā)。然而,由于使用TSV安裝多個存儲芯片的技術(shù)增加了制造工藝的成本,所以正在研究如何改進這一方面。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

各種實施方式針對具有硅穿孔的半導(dǎo)體封裝件以及用于制造該半導(dǎo)體封裝件的方法。

根據(jù)一種實施方式,一種半導(dǎo)體封裝件包括第一管芯(die)、第二管芯、第三管芯、第四管芯和第一半導(dǎo)體芯片,所述第一管芯包括:第一芯片焊盤,所述第一芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第一芯片焊盤區(qū)域中;第一連接焊盤,所述第一連接焊盤被設(shè) 置在位于所述第一管芯的角部處的第一連接焊盤區(qū)域中并且與所述第一芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第一重分布層(redistribution layer)圖案,所述第一重分布層圖案將所述第一芯片焊盤連接到所述第一連接焊盤,所述第二管芯包括:第二芯片焊盤,所述第二芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第二芯片焊盤區(qū)域中并且在水平方向上與所述第一管芯間隔開;第二連接焊盤,所述第二連接焊盤被設(shè)置在位于所述第二管芯的角部處的第二連接焊盤區(qū)域中并且與所述第二芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第二重分布層圖案,所述第二重分布層圖案將所述第二芯片焊盤連接到所述第二連接焊盤,所述第二連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為在水平方向上與所述第一管芯的所述連接焊盤區(qū)域相鄰,所述第三管芯包括:第三芯片焊盤,所述第三芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第三芯片焊盤區(qū)域中并且在水平方向上與所述第二管芯間隔開預(yù)定距離;第三連接焊盤,所述第三連接焊盤被設(shè)置在位于所述第三管芯的角部處的第三連接焊盤區(qū)域中并且與所述第三芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第三重分布層圖案,所述第三重分布層圖案將所述第三芯片焊盤連接到所述第三連接焊盤,所述第三連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為在對角方向上面向所述第一管芯的所述第一連接焊盤區(qū)域,所述第四管芯包括:第四芯片焊盤,所述第四芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第四芯片焊盤區(qū)域中并且在水平方向上與所述第三管芯間隔開預(yù)定距離;第四連接焊盤,所述第四連接焊盤被設(shè)置在位于所述第四管芯的角部處的第四連接焊盤區(qū)域中并且與所述第四芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第四重分布層圖案,所述第四重分布層圖案將所述第四芯片焊盤連接到所述第四連接焊盤,所述第四連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為在對角方向上面向所述第二管芯的所述第二連接焊盤區(qū)域,所述第一半導(dǎo)體芯片被設(shè)置在所述第一管芯至所述第四管芯以下,并且在與所述第一連接焊盤區(qū)域至所述第四連接焊盤區(qū)域交疊的部分處分別電連接到所述第一管芯至所述第四管芯。

根據(jù)一種實施方式,一種半導(dǎo)體封裝件包括第一管芯、第二管芯和第一半導(dǎo)體芯片,所述第一管芯包括:第一芯片焊盤,所述第一芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第一芯片焊盤區(qū)域中;第一連接焊盤,所述第一連接焊盤與所述第一芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離并且聚集在位于所述第一管芯的角部處的第一連接焊盤區(qū)域中;以及第一重分布層圖案,所述第一重分布層圖案將所述第一芯片焊盤連接到所述第一連接焊盤,所述第二管芯包括:第二芯片焊盤,所述第二芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第二芯片焊盤區(qū)域中;第二連接焊盤,所述第二連接焊盤與所述第二芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離 并且被設(shè)置在位于所述第二管芯的角部處的第二連接焊盤區(qū)域中;以及第二重分布層圖案,所述第二重分布層圖案將所述第二芯片焊盤連接到所述第二連接焊盤,所述第二連接焊盤區(qū)域被設(shè)置在與所述第一連接焊盤區(qū)域相鄰的位置處,所述第一半導(dǎo)體芯片被設(shè)置在所述第一管芯和所述第二管芯以下,并且電連接到所述第一連接焊盤和所述第二連接焊盤。

根據(jù)一種實施方式,提供了一種電子系統(tǒng),該電子系統(tǒng)包括存儲卡和經(jīng)由總線聯(lián)接至所述存儲卡的控制器。所述存儲卡或所述控制器包括第一管芯、第二管芯、第三管芯、第四管芯和第一半導(dǎo)體芯片,所述第一管芯包括:第一芯片焊盤,所述第一芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第一芯片焊盤區(qū)域中;第一連接焊盤,所述第一連接焊盤被設(shè)置在位于所述第一管芯的角部處的第一連接焊盤區(qū)域中并且與所述第一芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第一重分布層圖案,所述第一重分布層圖案將所述第一芯片焊盤連接到所述第一連接焊盤,所述第二管芯包括:第二芯片焊盤,所述第二芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第二芯片焊盤區(qū)域中并且在水平方向上與所述第一管芯間隔開;第二連接焊盤,所述第二連接焊盤被設(shè)置在位于所述第二管芯的角部處的第二連接焊盤區(qū)域中并且與所述第二芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第二重分布層圖案,所述第二重分布層圖案將所述第二芯片焊盤連接到所述第二連接焊盤,所述第二連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為在水平方向上與所述第一管芯的所述連接焊盤區(qū)域相鄰,所述第三管芯包括:第三芯片焊盤,所述第三芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第三芯片焊盤區(qū)域中并且在水平方向上與所述第二管芯間隔開預(yù)定距離;第三連接焊盤,所述第三連接焊盤被設(shè)置在位于所述第三管芯的角部處的第三連接焊盤區(qū)域中并且與所述第三芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第三重分布層圖案,所述第三重分布層圖案將所述第三芯片焊盤連接到所述第三連接焊盤,所述第三連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為在對角方向上面向所述第一管芯的所述第一連接焊盤區(qū)域,所述第四管芯包括:第四芯片焊盤,所述第四芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第四芯片焊盤區(qū)域中并且在水平方向上與所述第三管芯間隔開預(yù)定距離;第四連接焊盤,所述第四連接焊盤被設(shè)置在位于所述第四管芯的角部處的第四連接焊盤區(qū)域中并且與所述第四芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第四重分布層圖案,所述第四重分布層圖案將所述第四芯片焊盤連接到所述第四連接焊盤,所述第四連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為在對角方向上面向所述第二管芯的所述第二連接焊盤區(qū)域,所述第一半導(dǎo)體芯片被設(shè)置在所述第一管芯至所述第四管芯以下, 并且在與所述第一連接焊盤區(qū)域至所述第四連接焊盤區(qū)域交疊的部分處分別電連接到所述第一管芯至所述第四管芯。

根據(jù)一種實施方式,提供了一種電子系統(tǒng),該電子系統(tǒng)包括存儲卡和經(jīng)由總線聯(lián)接至所述存儲卡的控制器。所述存儲卡或所述控制器包括第一管芯、第二管芯和第一半導(dǎo)體芯片,所述第一管芯包括:第一芯片焊盤,所述第一芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第一芯片焊盤區(qū)域中;第一連接焊盤,所述第一連接焊盤與所述第一芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離并且聚集在位于所述第一管芯的角部處的第一連接焊盤區(qū)域中;以及第一重分布層圖案,所述第一重分布層圖案將所述第一芯片焊盤連接到所述第一連接焊盤,所述第二管芯包括:第二芯片焊盤,所述第二芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第二芯片焊盤區(qū)域中;第二連接焊盤,所述第二連接焊盤與所述第二芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離并且被設(shè)置在位于所述第二管芯的角部處的第二連接焊盤區(qū)域中;以及第二重分布層圖案,所述第二重分布層圖案將所述第二芯片焊盤連接到所述第二連接焊盤,所述第二連接焊盤區(qū)域被設(shè)置在與所述第一連接焊盤區(qū)域相鄰的位置處,所述第一半導(dǎo)體芯片被設(shè)置在所述第一管芯和所述第二管芯以下,并且電連接到所述第一連接焊盤和所述第二連接焊盤。

根據(jù)一種實施方式,提供了一種存儲卡,該存儲卡包括存儲組件以及對存儲器的操作進行控制的存儲控制器。所述存儲組件包括第一管芯、第二管芯、第三管芯、第四管芯和第一半導(dǎo)體芯片,所述第一管芯包括:第一芯片焊盤,所述第一芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第一芯片焊盤區(qū)域中;第一連接焊盤,所述第一連接焊盤被設(shè)置在位于所述第一管芯的角部處的第一連接焊盤區(qū)域中并且與所述第一芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第一重分布層圖案,所述第一重分布層圖案將所述第一芯片焊盤連接到所述第一連接焊盤,所述第二管芯包括:第二芯片焊盤,所述第二芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第二芯片焊盤區(qū)域中并且在水平方向上與所述第一管芯間隔開;第二連接焊盤,所述第二連接焊盤被設(shè)置在位于所述第二管芯的角部處的第二連接焊盤區(qū)域中并且與所述第二芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第二重分布層圖案,所述第二重分布層圖案將所述第二芯片焊盤連接到所述第二連接焊盤,所述第二連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為在水平方向上與所述第一管芯的所述連接焊盤區(qū)域相鄰,所述第三管芯包括:第三芯片焊盤,所述第三芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第三芯片焊盤區(qū)域中并且在水平方向上與所述第二管芯間隔開預(yù)定距離;第三連接焊盤,所述第三連接焊盤被設(shè) 置在位于所述第三管芯的角部處的第三連接焊盤區(qū)域中并且與所述第三芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第三重分布層圖案,所述第三重分布層圖案將所述第三芯片焊盤連接到所述第三連接焊盤,所述第三連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為在對角方向上面向所述第一管芯的所述第一連接焊盤區(qū)域,所述第四管芯包括:第四芯片焊盤,所述第四芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第四芯片焊盤區(qū)域中并且在水平方向上與所述第三管芯間隔開預(yù)定距離;第四連接焊盤,所述第四連接焊盤被設(shè)置在位于所述第四管芯的角部處的第四連接焊盤區(qū)域中并且與所述第四芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離;以及第四重分布層圖案,所述第四重分布層圖案將所述第四芯片焊盤連接到所述第四連接焊盤,所述第四連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為在對角方向上面向所述第二管芯的所述第二連接焊盤區(qū)域,所述第一半導(dǎo)體芯片被設(shè)置在所述第一管芯至所述第四管芯以下,并且在與所述第一連接焊盤區(qū)域至所述第四連接焊盤區(qū)域交疊的部分處分別電連接到所述第一管芯至所述第四管芯。

根據(jù)一種實施方式,提供了一種存儲卡,該存儲卡包括存儲組件以及對存儲器的操作進行控制的存儲控制器。所述存儲組件包括第一管芯、第二管芯和第一半導(dǎo)體芯片,所述第一管芯包括:第一芯片焊盤,所述第一芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第一芯片焊盤區(qū)域中;第一連接焊盤,所述第一連接焊盤與所述第一芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離并且聚集在位于所述第一管芯的角部處的第一連接焊盤區(qū)域中;以及第一重分布層圖案,所述第一重分布層圖案將所述第一芯片焊盤連接到所述第一連接焊盤,所述第二管芯包括:第二芯片焊盤,所述第二芯片焊盤被設(shè)置在芯片上的第二芯片焊盤區(qū)域中;第二連接焊盤,所述第二連接焊盤與所述第二芯片焊盤區(qū)域間隔開預(yù)定距離并且被設(shè)置在位于所述第二管芯的角部處的第二連接焊盤區(qū)域中;以及第二重分布層圖案,所述第二重分布層圖案將所述第二芯片焊盤連接到所述第二連接焊盤,所述第二連接焊盤區(qū)域被設(shè)置在與所述第一連接焊盤區(qū)域相鄰的位置處,所述第一半導(dǎo)體芯片被設(shè)置在所述第一管芯和所述第二管芯以下,并且電連接到所述第一連接焊盤和所述第二連接焊盤。

附圖說明

參照附圖以及所附的詳細描述,本公開的各種實施方式將變得更加顯而易見,其中:

圖1是例示根據(jù)一種實施方式的半導(dǎo)體封裝件的立體圖;

圖2是例示圖1的半導(dǎo)體封裝件的平面圖;

圖3和圖4分別是例示沿圖2中的A-A’和B-B’方向截取的半導(dǎo)體封裝件的截面圖;

圖5是例示根據(jù)另一實施方式的半導(dǎo)體封裝件的平面圖;

圖6、圖7A、圖7B、圖8A、圖8B、圖9、圖10、圖11A、圖11B、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16、圖17、圖18、圖19、圖20、圖21和圖22是例示根據(jù)一種實施方式的制造半導(dǎo)體封裝件的方法的示圖;

圖23是例示包括根據(jù)一種實施方式的半導(dǎo)體裝置的電子系統(tǒng)的框圖;以及

圖24是例示包括根據(jù)一種實施方式的半導(dǎo)體裝置的另一電子系統(tǒng)的框圖。

具體實施方式

在實施方式的以下描述中,將理解的是,當一個元件被稱為位于另一元件“上”、“上方”、“之上”、“下”、“下方”或“之下”時,該元件可以直接接觸該另一元件,或者在它們之間也可以存在至少一個介于中間的元件。因此,本文使用的諸如“上”、“上方”、“之上”、“下”、“下方”、“之下”等的術(shù)語僅是出于描述具體實施方式的目的,且不旨在限制本公開的范圍。

在附圖中,為便于說明,組件的厚度和長度與實際物理厚度和間隔相比被夸大。在以下描述中,可能會省略對已知的相關(guān)功能和構(gòu)造的詳細說明,以避免不必要地使主題模糊。此外,“連接/聯(lián)接”表示一個組件被直接地聯(lián)接到另一組件或者通過另一組件間接地聯(lián)接。在本說明書中,只要在句子中沒有特別說明,單數(shù)形式也可以包括復(fù)數(shù)形式。另外,在說明書中使用的“包括/包含”或者“包括有/包含有”表示存在或者增加一個或更多個組件、步驟、操作和元件。

圖1是例示根據(jù)一種實施方式的半導(dǎo)體封裝件的立體圖。圖2是例示圖1的半導(dǎo)體封裝件的平面圖。圖3和圖4分別是例示沿圖2中的A-A’和B-B’方向截取的半導(dǎo)體封裝件的截面圖。

參照圖1至圖4,根據(jù)一種實施方式的半導(dǎo)體封裝件包括封裝基板100、設(shè)置在封裝基板100上的第一半導(dǎo)體芯片200、設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200上的至少一個或更多個第二半導(dǎo)體芯片300-1、300-2、300-3和300-4。封裝基板100可以包括印刷電 路板(PCB)。用于將封裝基板100電連接到第一半導(dǎo)體芯片200的多個基板焊盤110被設(shè)置在封裝基板100的前側(cè)105上。雖然未例示,但是可以在封裝基板100中設(shè)置電路布線圖案?;搴副P110可以包括諸如銅(Cu)、鎳(Ni)或金(Au)的導(dǎo)電材料。

第一半導(dǎo)體芯片200被設(shè)置在封裝基板100上。第一半導(dǎo)體芯片200包括具有前側(cè)205和與前側(cè)205相反的后側(cè)210的核心部203。核心部203可以包括硅(Si)。在實施方式中,術(shù)語“前側(cè)”是指要形成諸如有源器件或無源器件的半導(dǎo)體裝置的一側(cè),即,該術(shù)語是指存在有源區(qū)的一側(cè)。術(shù)語“后側(cè)”是指與前側(cè)相反的一側(cè)。在一種實施方式中,第一半導(dǎo)體芯片200可以是被構(gòu)成為系統(tǒng)級芯片(SOC)的邏輯芯片。SOC可以包括微處理器或控制器。

硅穿孔(TSV)215被形成在第一半導(dǎo)體芯片200的核心部203中。硅穿孔(TSV)215中的每一個可以由從前側(cè)205穿透核心部203到后側(cè)210的金屬填充通孔形成。形成硅穿孔(TSV)215的金屬可以包括銅(Cu)、銀(Ag)或錫(Sn)。雖然未例示,但是可以在通孔的內(nèi)側(cè)壁中設(shè)置防止金屬被擴散到核心部203的阻擋層。

硅穿孔(TSV)215包括與前側(cè)205相鄰的第一端部217以及與后側(cè)210相鄰的第二端部219。硅穿孔(TSV)215中的每一個在第一端部217處被連接到前側(cè)凸塊235。前側(cè)凸塊235包括金屬柱220和形成在金屬柱220上的焊料凸塊230。金屬柱220可以具有柱狀,并且焊料凸塊230可以具有半球形狀。金屬柱220可以包括銅(Cu)。硅穿孔(TSV)215中的每一個在與第一端部217相反的第二端部219處被連接到后側(cè)凸塊240。后側(cè)凸塊240可以具有比硅穿孔215的直徑更大的直徑。因此,后側(cè)凸塊240的底表面可以延伸以部分地覆蓋核心部203的后側(cè)210的表面。后側(cè)凸塊240可以包括銅(Cu)。后側(cè)凸塊240的頂表面可以被覆蓋有鎳(Ni)或金(Au)。

多個硅穿孔(TSV)215在第一半導(dǎo)體芯片200上以預(yù)定距離彼此間隔開。如圖2所例示,第一半導(dǎo)體芯片200包括四個部分(section)I、II、III和IV,這四個部分I、II、III和IV通過在水平方向和垂直方向上與第一半導(dǎo)體芯片200交叉的中心線CL1被劃分。所劃分的部分包括第一部分I、第二部分II、第三部分III以及第四部分IV,并且每個部分可以具有方形形狀。

硅穿孔(TSV)215可以在方形形狀的四個部分I、II、III和IV的每一個中局部地被分布在特定區(qū)域中。在一種實施方式中,硅穿孔(TSV)215可以僅被分布在與 劃分四個部分I、II、III和IV的中心線(CL1)相鄰并且靠近第一半導(dǎo)體芯片200的中心(C)的區(qū)域中。

設(shè)置在第一部分I中并且連接到后側(cè)凸塊240的硅穿孔(TSV)215被設(shè)置在從設(shè)置在第二部分II并且連接到后側(cè)凸塊240的硅穿孔215起相對于第一半導(dǎo)體芯片200的中心(C)旋轉(zhuǎn)90度的位置處。另外,設(shè)置在第四部分IV中的硅穿孔215被設(shè)置在從第一部分I的硅穿孔215起相對于第一半導(dǎo)體芯片200的中心(C)旋轉(zhuǎn)90度并且從第二部分II的硅穿孔215起旋轉(zhuǎn)180度的位置處。此外,設(shè)置在第三部分III中的硅穿孔215被設(shè)置在從第四部分IV的硅穿孔215起相對于第一半導(dǎo)體芯片200的中心(C)旋轉(zhuǎn)90度并且從第二部分II的硅穿孔215起旋轉(zhuǎn)270度的位置處。第一半導(dǎo)體芯片200通過前側(cè)凸塊235的焊料凸塊230被附接到封裝基板100的基板焊盤110。

第二半導(dǎo)體芯片300-1、300-2、300-3和300-4分別被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的四個部分I、II、III和IV中。第二半導(dǎo)體芯片由第一管芯300-1、第二管芯300-2、第三管芯300-3以及第四管芯300-4組成。第二半導(dǎo)體芯片300-1、300-2、300-3和300-4中的每一個可以是要求高集成度和高容量的半導(dǎo)體存儲芯片。例如,第二半導(dǎo)體芯片300-1、300-2、300-3和300-4中的每一個可以是集成有諸如DRAM、SRAM、閃存、MRAM、ReRAM、FeRAM或PcRAM的存儲集成電路的存儲芯片。設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200上的第二半導(dǎo)體芯片300-1、300-2、300-3和300-4可以是執(zhí)行相同功能的存儲芯片。換句話說,第一半導(dǎo)體芯片200可以被設(shè)置在第一管芯300-1至第四管芯300-4以下并且在與第一連接焊盤區(qū)域至第四連接焊盤區(qū)域(例如,參見第一連接焊盤區(qū)域R2)交疊的位置處分別與第一管芯300-1至第四管芯300-4電連接。此外,在一種實施方式中,第一管芯300-1至第四管芯300-4可以具有基本上相同的結(jié)構(gòu),并且可以相對于第一半導(dǎo)體芯片200的中心(C)以90度間隔彼此對稱地設(shè)置。隨后將對此再次進行描述。

參照圖2和圖3,第一管芯300-1包括:基板305-1,其具有第一側(cè)305a-1和與第一側(cè)305a-1相反的第二側(cè)305b-1;第一芯片焊盤307-1;第一連接焊盤340-1;以及第一重分布層(RDL)圖案310-1,其分別將第一芯片焊盤307-1連接到第一連接焊盤340-1?;?05-1的第一側(cè)305a-1是指存在有源區(qū)的一側(cè)。第一芯片焊盤307-1、第一連接焊盤340-1和第一RDL圖案310-1被設(shè)置在基板305-1的第一側(cè)305a-1上。

第一芯片焊盤307-1被設(shè)置在基板305-1的第一側(cè)305a-1的第一芯片焊盤區(qū)域R1中。相鄰的第一芯片焊盤307-1被布置成線并且在第一芯片焊盤區(qū)域R1中彼此間隔開預(yù)定距離。雖然在該實施方式中,示出了第一芯片焊盤區(qū)域R1被設(shè)置在第一側(cè)305a-1的中心部分中,但是不限于此。例如,雖然未例示,但是第一芯片焊盤區(qū)域R1可以被設(shè)置在基板305-1的第一側(cè)305a-1的邊緣部分處。第一芯片焊盤307-1可以包括銅(Cu)或鋁(Al)。

第一連接焊盤區(qū)域R2被設(shè)置為在第一管芯300-1的角部中的一個角部處,與第一芯片焊盤區(qū)域R1間隔開預(yù)定距離。第一連接焊盤340-1僅被分布在第一連接焊盤區(qū)域R2中。更具體地,第一連接焊盤340-1可以被設(shè)置為與限定第一半導(dǎo)體芯片200的四個部分I、II、III和IV的中心線CL1相鄰,并且第一連接焊盤340-1可以聚集在第一半導(dǎo)體芯片200的中心(C)部分中。第一連接焊盤340-1中的每一個包括被順序堆疊的第一金屬凸塊325-1和第二金屬凸塊330-1。第一金屬凸塊325-1可以具有包括銅(Cu)的柱狀,且第二金屬凸塊330-1可以包括錫-銀(Sn-Ag)合金。

第一RDL圖案310-1將第一芯片焊盤307-1電連接到第一連接焊盤340-1。第一RDL圖案310-1中的每一個與第一芯片焊盤307-1中的每一個的一側(cè)接觸。第一RDL圖案310-1可以從第一芯片焊盤307-1的一側(cè)朝向第一管芯300-1的一個角部延伸。換句話說,第一RDL圖案310-1從第一芯片焊盤307-1朝向第一連接焊盤340-1延伸。例如,第一RDL圖案310-1可以針對靠近第一管芯300-1的角部而定位的第一連接焊盤340-1被設(shè)置為線形。此外,如圖2所示,第一RDL圖案310-1可以具有朝向與第一管芯300-1的角部遠離的角部彎曲一次或更多次的路徑。第一RDL圖案310-1可以由包括銅(Cu)的導(dǎo)電材料形成。

第一管芯300-1可以被接合到第一半導(dǎo)體芯片200,使得第一側(cè)305a-1面向第一半導(dǎo)體芯片200的后側(cè)210。在一種實施方式中,第一管芯300-1被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的第二部分II中。第一半導(dǎo)體芯片200的每個硅穿孔(TSV)215的端部可以與設(shè)置有第一連接焊盤340-1的第一連接焊盤區(qū)域R2交疊。因此,第一管芯300-1的第一連接焊盤340-1被接合到第一半導(dǎo)體芯片200的后側(cè)凸塊240并且被電連接到硅穿孔(TSV)215。此時,第一管芯300-1和第一半導(dǎo)體芯片200可以通過第一連接焊盤340-1的焊料凸塊330-1被接合。第一管芯300-1與第一半導(dǎo)體芯片200的角部交疊。因此,第一管芯300-1的一部分可以伸出超過第一半導(dǎo)體芯片200。

第二管芯300-2、第三管芯300-3和第四管芯300-4可以具有與第一管芯300-1基本上相同的配置。因此,將省略或簡單提及對與第一管芯300-1相同的元件的描述,并且將主要描述不同的配置。

第二管芯300-2包括:基板305-2,其具有第一側(cè)305a-2和與第一側(cè)305a-2相反的第二側(cè)305b-2;第二芯片焊盤307-2;第二連接焊盤340-2,其聚集在第二管芯300-2的角部處;以及第二RDL圖案310-2,其分別將第二芯片焊盤307-2連接到第二連接焊盤340-2。第二芯片焊盤307-2、第二連接焊盤340-2和第二RDL圖案310-2被設(shè)置在基板305-2的第一側(cè)305a-2上。每個第二連接焊盤340-2包括被順序堆疊的第一金屬凸塊325-2和第二金屬凸塊330-2。第一金屬凸塊325-2可以包括銅(Cu)并且可以具有柱狀,且第二金屬凸塊330-2可以包括錫-銀(Sn-Ag)合金。

第二管芯300-2被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200上,使得第一側(cè)305a-2面向第一半導(dǎo)體芯片200的后側(cè)210。在該情況下,第二管芯300-2被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的第一部分I中。第二管芯300-2的第二連接焊盤340-2被設(shè)置在從設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的第二部分II中的第一連接焊盤340-1起相對于第一半導(dǎo)體芯片200的中心(C)旋轉(zhuǎn)90度的位置處。第二管芯300-2的每個第二連接焊盤340-2被接合到第一半導(dǎo)體芯片200的后側(cè)凸塊240并且被電連接到硅穿孔215。第二管芯300-2和第一半導(dǎo)體芯片200可以通過第二連接焊盤340-2的第二金屬凸塊330-2彼此接合。第二管芯300-2與第一半導(dǎo)體芯片200的角部交疊。因此,第二管芯300-2的一部分可以被設(shè)置為不與第一半導(dǎo)體芯片200交疊并且伸出第一半導(dǎo)體芯片200之外。

現(xiàn)參照圖2和圖4,第三管芯300-3包括:基板305-3,其具有第一側(cè)305a-3和與第一側(cè)305a-3相反的第二側(cè)305b-3;第三芯片焊盤307-3;第三連接焊盤340-3,其聚集在角部處;以及第三RDL圖案310-3,其分別將第三芯片焊盤307-3連接到對應(yīng)的第三連接焊盤340-3。第三芯片焊盤307-3、第三連接焊盤340-3和第三RDL圖案310-3可以被設(shè)置在基板305-3的第一側(cè)305a-3上。每個第三連接焊盤340-3包括被順序堆疊的第一金屬凸塊325-3和第二金屬凸塊330-3。第一金屬凸塊325-3可以包括銅(Cu)并且可以具有柱狀,且第二金屬凸塊330-3可以包括錫-銀(Sn-Ag)合金。

第三管芯300-3可以被設(shè)置為使得第一側(cè)305a-3面向第一半導(dǎo)體芯片200的后側(cè)210。第三管芯300-3被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的第四部分IV中。第三管芯300-3 的第三連接焊盤340-3可以被設(shè)置在設(shè)置于第一部分I中的第二連接焊盤340-2相對于第一半導(dǎo)體芯片200的中心(C)旋轉(zhuǎn)90度并且從設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的第二部分II中的第一連接焊盤340-1起相對于第一半導(dǎo)體芯片200的中心(C)旋轉(zhuǎn)180度的位置處。第三管芯300-3的第三連接焊盤340-3的第二金屬凸塊330-3被接合到第一半導(dǎo)體芯片200的后側(cè)凸塊240并且被電連接到硅穿孔(TSV)215。第三管芯300-3與第一半導(dǎo)體芯片200的角部交疊。因此,第三管芯300-3的一部分可以被設(shè)置為不與第一半導(dǎo)體芯片200交疊并且從第一半導(dǎo)體芯片200伸出。

第四管芯300-4包括:基板305-4,其具有第一側(cè)305a-4和與第一側(cè)305a-4相反的第二側(cè)305b-4;第四芯片焊盤307-4;第四連接焊盤340-4,其聚集在角部處;以及第四RDL圖案310-4。第四芯片焊盤307-4、聚集在角部處的第四連接焊盤340-4以及第四RDL圖案310-4可以被設(shè)置在基板305-4的第一側(cè)305a-4上。每個第四連接焊盤340-4包括被順序堆疊的第一金屬凸塊325-4和第二金屬凸塊330-4。第一金屬凸塊325-4可以包括銅(Cu)并且可以具有柱狀,且第二金屬凸塊330-4可以包括錫-銀(Sn-Ag)合金。

第四管芯300-4可以被設(shè)置為使得第一側(cè)305a-4面向第一半導(dǎo)體芯片200的后側(cè)210。第四管芯300-4被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的第三部分III中。第四管芯300-4的第四連接焊盤340-4可以被設(shè)置在從設(shè)置在第四部分IV中的第三連接焊盤340-3起相對于第一半導(dǎo)體芯片200的中心(C)旋轉(zhuǎn)90度并且從設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的第二部分II中的第一連接焊盤340-1起相對于第一半導(dǎo)體芯片200的中心(C)旋轉(zhuǎn)270度的位置處。第四管芯300-4和第一半導(dǎo)體芯片200可以通過第四連接焊盤340-4的第二金屬凸塊330-4來接合。第四管芯300-4被設(shè)置為與第一半導(dǎo)體芯片200的角部交疊。因此,第四管芯300-4的一部分可以被設(shè)置為不與第一半導(dǎo)體芯片200交疊并且伸出第一半導(dǎo)體芯片200之外。換句話說,第一管芯300-1至第四管芯300-4的一些部分從第一半導(dǎo)體芯片200的四個側(cè)部朝向第一半導(dǎo)體芯片200的外側(cè)伸出。

現(xiàn)參照圖3和圖4,支撐構(gòu)件360被設(shè)置為與第一管芯300-1至第四管芯300-4的伸出超過第一半導(dǎo)體芯片200的部分對應(yīng)。支撐構(gòu)件360通過第一接合結(jié)構(gòu)365被附接到封裝基板100。支撐構(gòu)件360可以是虛設(shè)管芯(dummy die)或者阻焊劑圖案。支撐構(gòu)件360可以被設(shè)置為圍繞第一半導(dǎo)體芯片200的每個角部的每個外側(cè)部分并且從底部支撐第一管芯300-1至第四管芯300-4。支撐構(gòu)件360可以通過第二接合 結(jié)構(gòu)370分別被接合到第一管芯300-1至第四管芯300-4。第一接合結(jié)構(gòu)365或第二接合結(jié)構(gòu)370可以包括虛設(shè)凸塊或膠帶。支撐構(gòu)件360和第一管芯300-1至第四管芯300-4彼此并未被電連接。

設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的四個部分I、II、III和IV中的第一管芯300-1至第四管芯300-4彼此間隔開預(yù)定距離SC1和SC2。設(shè)置有第一管芯300-1的第一連接焊盤340-1的第一連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為對角地面向設(shè)置有第三管芯300-3的第三連接焊盤340-3的第三連接焊盤區(qū)域。設(shè)置有第二管芯300-2的第二連接焊盤340-2的第二連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為對角地面向設(shè)置有第四管芯300-4的第四連接焊盤340-4的第四連接焊盤區(qū)域。第一管芯300-1的第一連接焊盤區(qū)域和第二管芯300-2的第二連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為在水平方向上彼此相鄰。第二管芯300-2可以在水平方向上與第一管芯300-1間隔開。另外,第三管芯300-3的第三連接焊盤區(qū)域和第四管芯300-4的第四連接焊盤區(qū)域被設(shè)置為在水平方向上彼此相鄰。

現(xiàn)參照圖1、圖3和圖4,封裝基板100、支撐構(gòu)件360、第一半導(dǎo)體芯片200以及第二半導(dǎo)體芯片300的暴露部分被覆蓋有模制構(gòu)件380。模制構(gòu)件380可以包括諸如環(huán)氧樹脂模制化合物(EMC)的絕緣材料。

根據(jù)實施方式的封裝結(jié)構(gòu)可以被配置為系統(tǒng)級封裝(SIP)。在SIP中,執(zhí)行各種功能的多個半導(dǎo)體芯片被實現(xiàn)在單個封裝件中。在一種實施方式中,將多個第二半導(dǎo)體芯片300設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200上并且能夠?qū)崿F(xiàn)SIP。根據(jù)本公開,存在的優(yōu)點在于:能夠一次處理大量數(shù)據(jù)。另外,可以省略在半導(dǎo)體芯片內(nèi)部形成硅穿孔(TSV)的工藝,以通過使用RDL圖案將第二半導(dǎo)體芯片300電連接到第一半導(dǎo)體芯片200來垂直地層壓第二半導(dǎo)體芯片。因此,能夠降低由用于形成硅穿孔(TSV)的多個工藝步驟引起的工藝成本。此外,由于第二半導(dǎo)體芯片300在水平方向上被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200上而不是被垂直地層壓,因此可以實現(xiàn)薄的封裝件。

另一方面,在一種實施方式中,雖然描述了第二半導(dǎo)體芯片300的所有的四個管芯(第一管芯至第四管芯300-1、300-2、300-3和300-4)被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的四個部分I、II、III和IV中,但是實施方式不限于此。在一些實施方式中,第二半導(dǎo)體芯片300可以選擇性地被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的兩個部分中。例如,第一管芯300-1可以被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片的第一部分I或第二部分II中,并且第二管芯300-2可以被設(shè)置在對角地面向第一部分I的第三部分III或者對角地面向第 二部分II的第四部分IV中。另選地,第一管芯300-1可以被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片200的第二部分II中,并且第二管芯300-2可以被設(shè)置在與第一管芯300-1相鄰并且平行的第一部分I中。此外,第二半導(dǎo)體芯片300可以被設(shè)置為與第一半導(dǎo)體芯片200的一側(cè)交疊而不是與第一半導(dǎo)體芯片200的角部交疊。將參照附圖對此進行描述。

圖5是例示根據(jù)另一實施方式的半導(dǎo)體封裝件的平面圖。

參照圖5,半導(dǎo)體封裝件包括:封裝基板400;第一半導(dǎo)體芯片500,其被設(shè)置在封裝基板400上;以及第二半導(dǎo)體芯片600,其被設(shè)置為與第一半導(dǎo)體芯片500的兩個相反側(cè)交疊。第二半導(dǎo)體芯片600包括第一管芯600-1和第二管芯600-2。第一半導(dǎo)體芯片500可以被設(shè)置在第一管芯600-1和第二管芯600-2以下。封裝基板400可以包括印刷電路板(PCB)。用于將封裝基板400電連接到第一半導(dǎo)體芯片500的多個基板焊盤(未示出)被布置在封裝基板400的前側(cè)400a上?;搴副P可以由諸如銅(Cu)、鎳(Ni)或金(Au)的導(dǎo)電材料形成。

第一半導(dǎo)體芯片500被設(shè)置在封裝基板400的前側(cè)400a上,并且第一管芯600-1和第二管芯600-2被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片500上。第一半導(dǎo)體芯片500可以電連接到第一連接焊盤620-1和第二連接焊盤620-2。第一芯片焊盤605-1、第一連接焊盤620-1以及將第一芯片焊盤605-1電連接到第一連接焊盤620-1的第一重分布層(RDL)圖案610-1被設(shè)置在第一管芯600-1的表面上。第一芯片焊盤605-1在設(shè)置在第一管芯600-1的中心部處的第一芯片焊盤區(qū)域R1中被布置成線。每個芯片焊盤605-1可以包括銅(Cu)或鋁(Al)。第一連接焊盤620-1僅被設(shè)置在第一連接焊盤區(qū)域R2中。第一連接焊盤區(qū)域R2與第一芯片焊盤區(qū)域R1間隔開預(yù)定距離并且位于第一管芯600-1的四個角的一個角處。第一連接焊盤620-1可以包括銅(Cu)。第一RDL圖案610-1將第一芯片焊盤605-1連接到第一連接焊盤620-1。為此,第一RDL圖案610-1可以具有朝向設(shè)置有第一連接焊盤620-1的第一管芯600-1的角部彎曲一次或更多次的路徑。

第二芯片焊盤605-2、第二連接焊盤620-2以及第二RDL圖案610-2被設(shè)置在第二管芯600-2上。第二芯片焊盤605-2、第二連接焊盤620-2以及第二RDL圖案610-2可以具有分別與第一管芯600-1的第一芯片焊盤605-1、第一連接焊盤620-1以及第一RDL圖案610-1相同的特征。第二連接焊盤620-2可以被設(shè)置在從設(shè)置有第一連接焊盤620-1的位置起旋轉(zhuǎn)180度的位置處。

多個硅穿孔(TSV)510被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片500中。硅穿孔(TSV)510可以被設(shè)置為與聚集在第一管芯600-1的四個角中的一個角處的第一連接焊盤620-1對應(yīng)。此外,硅穿孔(TSV)510可以被設(shè)置為與聚集在第二管芯600-2的四個角中的一個角處的第二連接焊盤620-2對應(yīng)。硅穿孔(TSV)510可以被接合到第二連接焊盤620-2。

第一管芯600-1和第二管芯600-2可以被設(shè)置為與第一半導(dǎo)體芯片500的兩個相反側(cè)500a和500b交疊。因此,第一管芯600-1和第二管芯600-2的一部分不與第一半導(dǎo)體芯片500交疊并且可以伸出第一半導(dǎo)體芯片500之外。雖然未例示,但是封裝基板400、第一半導(dǎo)體芯片500和第二半導(dǎo)體芯片600可以被覆蓋有諸如環(huán)氧樹脂模制化合物(EMC)的模制材料。

圖6至圖22是例示根據(jù)實施方式的用于制造半導(dǎo)體封裝件的方法的示意圖。

參照圖6和圖7,芯片焊盤1015被形成在設(shè)置在基板1000上的管芯1005的芯片焊盤區(qū)域R1中。管芯1005中的每一個可以具有正方形形狀,并且可以通過在基板1000上插置劃片槽(scribe lane)10而彼此間隔開。管芯1005可以是要求高容量和高集成度的半導(dǎo)體芯片。管芯1005也可以是集成有例如DRAM、SRAM、閃存、MRAM、ReRAM、FeRAM或PcRAM的存儲集成電路的存儲芯片。

圖7A是圖6中的管芯1005中的一個管芯的放大視圖,并且圖7B是沿圖7A中的C-C’方向截取的截面圖。參照圖6、圖7A和圖7B,芯片焊盤區(qū)域R1被設(shè)置在管芯1005的前側(cè)上,并且芯片焊盤1015被布置在芯片焊盤區(qū)域R1中。管芯1005的基板(或者也稱作晶圓)1007包括第一基板1007a和第二基板1007b,并且可以由硅(Si)形成。雖然未例示,但是可以在基板1007上設(shè)置集成電路。基板1007的第一表面1007a可以被限定為形成有源元件或無源元件的一側(cè),即,第一表面1007a可以被限定為存在有源區(qū)的一側(cè),并且第二基板1007b可以被限定為與第一基板1007a相反的一側(cè)。

芯片焊盤區(qū)域R1可以位于基板1007的第一表面1007a的中心部中。多個芯片焊盤1015可以被形成為彼此間隔開并且可以按照直線被布置在芯片焊盤區(qū)域R1中。芯片焊盤1015可以沿管芯1005的水平方向(即,X軸方向)被布置。在一種實施方式中,芯片焊盤1015包括設(shè)置在管芯1005的角部E附近的芯片焊盤1015a和1015b,以及設(shè)置為與芯片焊盤1015a和1015b相比離管芯1005的角部E更遠的芯片焊盤 1015c、1015d、1015e、1015f和1015g。在圖7A中,雖然例示了芯片焊盤1015被設(shè)置在第一基板1007a的中心部中,但是實施方式不限于此。例如,雖然未例示,但是芯片焊盤1015可以被布置在第一表面1007a的邊緣部分處。芯片焊盤1015可以包括銅(Cu)或鋁(Al)。

圖8A是一個管芯1005的放大視圖,并且圖8B是沿圖8A中的C-C’方向截取的截面圖。參照圖8A和圖8B,重分布層(RDL)圖案1020被形成在基板1007上。RDL圖案1020被形成為在基板1007的第一表面1007a上與芯片焊盤1015中的每一個的一個側(cè)部接觸。RDL圖案1020可以被形成為朝向方形形狀的管芯1005的角部延伸。RDL圖案1020朝向連接焊盤要被形成的連接焊盤區(qū)域R2延伸。

RDL圖案1020可以被形成為從芯片焊盤1015的與RDL圖案1020接觸的一側(cè)延伸。連接到芯片焊盤1015a、1015b的RDL圖案1020a、1020b可以被形成為直線形狀,所述芯片焊盤1015a、1015b被設(shè)置為相對靠近管芯1005的連接焊盤區(qū)域R2所位于的角部。連接到芯片焊盤1015c、1015d、1015e、1015f和1015g的RDL圖案1020c、1020d、1020e、1020f和1020g可以被形成為具有朝向角部彎曲一次或更多次的路徑,所述芯片焊盤1015c、1015d、1015e、1015f和1015g被設(shè)置為相對遠離管芯1005的角部。RDL圖案1020可以由包括銅(Cu)的導(dǎo)電材料形成以發(fā)送電信號。

參照圖9,種子金屬層1025被形成在基板1007的第一表面1007a上。種子金屬層1025可以使用化學(xué)氣相沉積(CVD)方法或物理氣相沉積(PVD)方法由銅(Cu)形成。掩模圖案1030包括限定連接焊盤要被形成的區(qū)域的開口1031。掩模圖案1030的開口1031選擇性地暴露出在連接焊盤要被形成的區(qū)域中的種子金屬層1025,并且剩余的第一表面1007a被覆蓋有掩模圖案1030。開口1031可以被形成為圓形形狀。

參照圖10,第一金屬層1035和第二金屬層1040順序地被形成在由掩模圖案1030的開口1031暴露出的種子金屬層1025上。第一金屬層1035或第二金屬層1040可以使用電鍍工藝來形成。當執(zhí)行電鍍工藝時,金屬層在種子金屬層1025的暴露部分處選擇性地生長,并且形成第一金屬層1035。第一金屬層1035可以由包括銅(Cu)的導(dǎo)電材料形成。第二金屬層1040可以由包含錫銀(Sn-Ag)合金的材料形成。

參照圖11A和圖11B,通過剝離工藝來去除掩模圖案(圖10的1030)。然后,種子金屬層1025的未被覆蓋有第一金屬層1035和第二金屬層1040的一部分被暴露出。然后,通過執(zhí)行蝕刻工藝以去除種子金屬層1025的暴露部分來形成種子金屬圖 案1027。在蝕刻工藝中,將除了被覆蓋有第一金屬層1035和第二金屬層1040的部分以外的剩余部分去除。

接下來,對第二金屬層1040執(zhí)行回流處理并且形成半球形狀的第二金屬凸塊1041。然后,形成包括被堆疊的第一金屬凸塊1028和第二金屬凸塊1041在內(nèi)的連接焊盤1050,所述第一金屬凸塊1028和第二金屬凸塊1041由種子金屬圖案1027和第一金屬層1035形成。連接焊盤1050包括:連接焊盤1050a和1050b,其分別被設(shè)置在靠近管芯1005的連接焊盤區(qū)域R2所位于的角部設(shè)置的RDL圖案1020a和1020b上;以及連接焊盤1050c、1050d、1050e、1050f和1050g,其分別被設(shè)置在位于遠離管芯1005的連接焊盤區(qū)域R2所位于的角部的RDL圖案1020c、1020d、1020e、1020f和1020g上。

參照圖11A,被布置在芯片焊盤區(qū)域R1中的芯片焊盤1015、與芯片焊盤區(qū)域R1間隔開預(yù)定距離并且僅被設(shè)置在連接焊盤區(qū)域R2中的多個連接焊盤1050、以及將芯片焊盤1015電連接到連接焊盤1050的RDL圖案1020可以被設(shè)置在管芯1005上。

接下來,如圖12所示,對基板(圖6中的1000)的劃片槽10執(zhí)行分離(singulation)工藝,并且將基板分成單獨的管芯1005-1、1005-2、1005-3和1005-4??梢允褂脛澠椒ɑ蜾徢蟹椒▉韴?zhí)行分離工藝。管芯1005-1、1005-2、1005-3和1005-4被定義為第一管芯1005-1、第二管芯1005-2、第三管芯1005-3和第四管芯1005-4。

設(shè)置在第一管芯1005-1上并且可以被布置成線的第一芯片焊盤1015-1、僅設(shè)置在第一管芯1005-1的角部處的多個第一連接焊盤1050-1、以及將第一芯片焊盤1015-1電連接到第一連接焊盤1050-1的第一RDL圖案1020-1被設(shè)置在第一管芯1005-1上。設(shè)置在第二管芯1005-2上并且可以被布置成線的第二芯片焊盤1015-2、僅設(shè)置在第二管芯1005-2的角部處的多個第二連接焊盤1050-2、以及將第二芯片焊盤1015-2電連接到第二連接焊盤1050-2的第二RDL圖案1020-2被設(shè)置在第二管芯1005-2上。設(shè)置在第三管芯1005-3上的第三芯片焊盤1015-3、僅設(shè)置在第三管芯1005-3的角部處的多個第三連接焊盤1050-3、以及將第三芯片焊盤1015-3電連接到第三連接焊盤1050-3的第三RDL圖案1020-3被設(shè)置在第三管芯1005-3上。設(shè)置在第四管芯上的第四芯片焊盤1015-4、僅設(shè)置在第四管芯1005-4的角部處的多個第四連接焊盤1050-4、以及將第四芯片焊盤1015-4電連接到第四連接焊盤1050-4的第四RDL圖案 1020-4被設(shè)置在第四管芯1005-4上。

被設(shè)置在第一管芯1005-1至第四管芯1005-4上的芯片焊盤1015-1、1015-2、1015-3和1015-4中的每一個、連接焊盤1050-1、1050-2、1050-3和1050-4中的每一個以及RDL圖案1020-1、1020-2、1020-3和1020-4中的每一個可以具有基本上相同的特征。

在該實施方式中,雖然描述了用于使用一個基板來制造第一管芯1005-1至第四管芯1005-4的方法,但是這不限于此??梢允褂貌煌幕鍋碇圃斓谝还苄?005-1至第四管芯1005-4。

圖13是例示形成硅穿孔2015的步驟的平面圖。圖14是沿著圖13中的A-A’方向截取的截面圖。

參照圖13和圖14,制備第一半導(dǎo)體芯片2000。第一半導(dǎo)體芯片2000包括被電連接到硅穿孔2015的前側(cè)凸塊2035和后側(cè)凸塊2025。第一半導(dǎo)體芯片2000包括具有前側(cè)2005和與前側(cè)2005相反的后側(cè)2010的核心部2003。核心部2003可以由硅(Si)形成。在一種實施方式中,第一半導(dǎo)體芯片2000可以是作為系統(tǒng)級芯片(SoC)被配置的邏輯芯片。該系統(tǒng)級芯片可以包括微處理器或控制器。

硅穿孔(TSV)2015被形成在第一半導(dǎo)體芯片2000的核心部2003中。硅穿孔(TSV)2015可以由從前側(cè)2005穿透核心部2003到后側(cè)2010的金屬填充通孔2013形成。硅穿孔2015可以通過用諸如銅(Cu)、銀(Ag)或錫(Sn)的金屬填充通孔2013來形成。雖然未例示,但是可以在通孔2013的內(nèi)側(cè)壁與金屬之間形成阻擋層(未例示)。該阻擋層防止金屬的金屬材料被擴散到核心部2003中。

每個硅穿孔(TSV)2015包括設(shè)置在核心部2003的前側(cè)2005方向上的第一端部2017,以及設(shè)置在核心部2003的后側(cè)2010方向上的第二端部2019。硅穿孔(TSV)2015在第一端部2017處被連接到前側(cè)凸塊2035。每個前側(cè)凸塊2035包括金屬柱2020以及形成在金屬柱2020上的焊料凸塊2030。焊料凸塊2030可以具有半球形狀。金屬柱2020可以包括銅(Cu)。硅穿孔2015的第二端部2019被連接到后側(cè)凸塊2025。后側(cè)凸塊2025可以被形成為具有比硅穿孔2015更大的直徑。因此,后側(cè)凸塊2025的底表面可以被形成為延伸到第一半導(dǎo)體芯片2000的核心部2003的后側(cè)2010。后側(cè)凸塊2025可以包括銅(Cu)。后側(cè)凸塊2025的頂表面可以被覆蓋有鎳(Ni)或金(Au)。

至少兩個或更多個硅穿孔(TSV)2015可以被設(shè)置在核心部2003中。硅穿孔(TSV)2015彼此間隔開預(yù)定距離。參照圖13,第一半導(dǎo)體芯片2000可以被在水平方向和垂直方向上與第一半導(dǎo)體芯片2000交叉的中心線CL2劃分為多個平面或部分(section)。在一種實施方式中,第一半導(dǎo)體芯片2000可以被劃分為四個部分,如圖所例示。這四個部分由位于第一象限中的第一部分I、位于第二象限中的第二部分II、位于第三象限中的第三部分III以及位于第四象限中的第四部分IV組成。第一部分I至第四部分IV中的每一個具有方形形狀。

硅穿孔(TSV)2015可以局部地被分布在第一部分I至第四部分IV的特定區(qū)域中。更具體地,硅穿孔(TSV)2015可以僅被分布在第一部分I至第四部分IV的每一個的角部處。在一種實施方式中,硅穿孔(TSV)2015可以聚集在與第一半導(dǎo)體芯片2000的幾何中心C相鄰的角部中。布置有硅穿孔(TSV)2015的區(qū)域可以與管芯1005-1、1005-2、1005-3和1005-4的圖11的連接焊盤區(qū)域R2交疊,這在后續(xù)步驟中示出。

此外,設(shè)置在第一部分I至第四部分IV中的硅穿孔(TSV)2015可以被設(shè)置在彼此旋轉(zhuǎn)90度至270度的位置處。更具體地,在第二部分II中設(shè)置的硅穿孔(TSV)2015被設(shè)置在從在第一部分I中設(shè)置的硅穿孔(TSV)2015旋轉(zhuǎn)90度的位置處。另外,在第三部分III中設(shè)置的硅穿孔(TSV)2015被設(shè)置在從在第一部分I中設(shè)置的硅穿孔(TSV)2015旋轉(zhuǎn)180度的位置處。此外,在第四部分IV中設(shè)置的硅穿孔(TSV)2015被設(shè)置在從在第一部分I中設(shè)置的硅穿孔(TSV)2015旋轉(zhuǎn)270度的位置處。

圖16是沿著圖15中的A-A’方向截取的截面圖。參照圖15和圖16,包括硅穿孔(TSV)2015的第一半導(dǎo)體芯片2000被安裝在封裝基板2040上。封裝基板2040可以包括印刷電路板(PCB)并且可以是能夠安裝半導(dǎo)體芯片的構(gòu)件。封裝基板2040包括前側(cè)2045和與前側(cè)2045相反的后側(cè)2047。電路布線圖案(未例示)可以被設(shè)置在封裝基板2040上。

將封裝基板2040電連接到第一半導(dǎo)體芯片2000的多個基板焊盤2050可以被設(shè)置在封裝基板2040的前側(cè)2045上?;搴副P2050可以通過設(shè)置在封裝基板2040中的電路布線圖案(未例示)將電信號發(fā)送到封裝基板2040的后側(cè)2047?;搴副P2050可以包括銅(Cu)、鎳(Ni)或金(Au)。基板焊盤2050可以被布置在與硅穿孔(TSV)2015的特征布置相同的位置處。

為了將第一半導(dǎo)體芯片2000安裝在封裝基板2040上,第一半導(dǎo)體芯片2000被設(shè)置為使得第一半導(dǎo)體芯片2000的前側(cè)2005面向封裝基板2040的前側(cè)2045。第一半導(dǎo)體芯片2000的前側(cè)凸塊2035被接合到封裝基板2040的基板焊盤2050。然后,如作為圖16的平面圖的圖15所例示,第一半導(dǎo)體芯片2000的后側(cè)凸塊2025被暴露到外側(cè)。第一半導(dǎo)體芯片2000可以被設(shè)置在封裝基板2040的中心部中,但是這不限于此。

然后,支撐構(gòu)件2001被設(shè)置在除了設(shè)置有第一半導(dǎo)體芯片2000的區(qū)域以外的封裝基板2040上。支撐構(gòu)件2001可以具有圍繞第一半導(dǎo)體芯片2000的四個角的外側(cè)的形狀。支撐構(gòu)件2001可以具有或的形狀。支撐構(gòu)件2001可以包括虛設(shè)管芯或阻焊劑圖案。支撐構(gòu)件2001可以經(jīng)由第一接合結(jié)構(gòu)2002被附接在封裝基板2040上。第一接合結(jié)構(gòu)2002可以包括虛設(shè)凸塊或粘合劑。

參照圖17和圖18,第一管芯1005-1被附接到第一半導(dǎo)體芯片2000。為此,第一管芯1005-1被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片2000的第二部分II上。第一管芯1005-1可以被設(shè)置在與中心線CL2間隔開預(yù)定距離的位置處,所述中心線CL2在水平方向和垂直方向上與第一半導(dǎo)體芯片2000交叉。第一管芯1005-1被設(shè)置為使得第一表面1007a-1面向第一半導(dǎo)體芯片2000的后側(cè)2010。在該情況下,第一連接焊盤1050-1可以僅被布置在于第一管芯1005-1的角部處設(shè)置的連接焊盤區(qū)域中。連接焊盤區(qū)域可以位于與第一半導(dǎo)體芯片2000的中心部C相鄰的位置處。因此,第一管芯1005-1的第一連接焊盤1050-1被設(shè)置為面向第一半導(dǎo)體芯片2000的后側(cè)凸塊2025。

第一管芯1005-1被附接到第一半導(dǎo)體芯片2000。然后,第一管芯1005-1可以通過后側(cè)凸塊2025被電連接到硅穿孔(TSV)2015。第一管芯1005-1僅在第二部分II中與第一半導(dǎo)體芯片2000交疊。因此,第一管芯1005-1的一部分不與第一半導(dǎo)體芯片2000交疊并且可以伸出第一半導(dǎo)體芯片2000的外部第一距離P1。

第一管芯1005-1的從第一半導(dǎo)體芯片2000向外伸出的部分由支撐構(gòu)件2001支撐。第一管芯1005-1和支撐構(gòu)件2001可以經(jīng)由第二粘合結(jié)構(gòu)2003彼此接合。第二粘合結(jié)構(gòu)2003可以包括虛設(shè)凸塊或粘合劑。

參照圖19和圖20,第二管芯1005-2被附接到第一半導(dǎo)體芯片2000。第二管芯1005-2可以被設(shè)置在與中心線CL2間隔開預(yù)定距離的位置處,所述中心線CL2在水平方向和垂直方向上與第一半導(dǎo)體芯片2000交叉。第二管芯1005-2被設(shè)置為使得第 一表面1007a-2面向第一半導(dǎo)體芯片2000的后側(cè)2010。第二連接焊盤1050-2僅被設(shè)置在于第二管芯1005-2的角部處設(shè)置的連接焊盤區(qū)域中。因此,第二管芯1005-2的第二連接焊盤1050-2面向第一半導(dǎo)體芯片2000的后側(cè)凸塊2025。

第二管芯1005-2在從第一管芯1005-1相對于第一半導(dǎo)體芯片2000的中心C旋轉(zhuǎn)90度的狀態(tài)下被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片2000的第一部分I中。然后,第二連接焊盤1050-2可以被設(shè)置在從第一連接焊盤1050-1相對于第一半導(dǎo)體芯片2000的中心C旋轉(zhuǎn)90度的位置處,并且第二連接焊盤1050-2可以被設(shè)置為與設(shè)置在第一部分I中的硅穿孔2015對應(yīng)。然后,第二管芯1005-2被附接到第一半導(dǎo)體芯片2000。然后,第二管芯1005-2可以通過后側(cè)凸塊2025被電連接到硅穿孔(TSV)2015。

第二管芯1005-2僅在第一部分I中與第一半導(dǎo)體芯片2000交疊。因此,第二管芯1005-2的一部分不與第一半導(dǎo)體芯片2000交疊并且可以伸出第一半導(dǎo)體芯片2000的外部第二距離P2。第二管芯1005-2的伸出第一半導(dǎo)體芯片2000的外部的部分由支撐構(gòu)件2001支撐。第二管芯1005-2和支撐構(gòu)件2001可以經(jīng)由第二粘合結(jié)構(gòu)2003彼此接合。第二粘合結(jié)構(gòu)2003可以包括虛設(shè)凸塊或粘合劑。

參照圖21,第三管芯1005-3被附接到第一半導(dǎo)體芯片2000。第三管芯1005-3被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片2000的第四部分IV中。第三管芯1005-3可以被設(shè)置在與中心線CL2間隔開預(yù)定距離的位置處,所述中心線CL2在水平方向和垂直方向上與第一半導(dǎo)體芯片2000交叉。第三管芯1005-3被設(shè)置為使得第一表面面向第一半導(dǎo)體芯片2000的后側(cè)2010。第三連接焊盤1050-3僅被設(shè)置在第三管芯1005-3的角部處。因此,第三管芯1005-3的第三連接焊盤1050-3面向第一半導(dǎo)體芯片2000的后側(cè)凸塊2025。

第三管芯1005-3在從設(shè)置在第一部分I中的第二管芯1005-2相對于第一半導(dǎo)體芯片2000的中心C旋轉(zhuǎn)90度的狀態(tài)下被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片2000的第四部分IV中。然后,第三連接焊盤1050-3可以被設(shè)置在相對于第一半導(dǎo)體芯片2000的中心C從設(shè)置在第一部分I中的第二連接焊盤1050-2旋轉(zhuǎn)90度并且從設(shè)置在第二部分II中的第一連接焊盤1050-1旋轉(zhuǎn)180度的位置處。并且,第三連接焊盤1050-3可以被設(shè)置為與設(shè)置在第四部分IV中的硅穿孔(TSV)2015對應(yīng)。然后,第三管芯1005-3被附接到第一半導(dǎo)體芯片2000。然后,第三管芯1005-3可以通過后側(cè)凸塊2025被電連接到硅穿孔(TSV)2015。

第三管芯1005-3僅在第四部分IV中與第一半導(dǎo)體芯片2000交疊。因此,第三管芯1005-3的一部分不與第一半導(dǎo)體芯片2000交疊并且可以伸出第一半導(dǎo)體芯片2000的外側(cè)。第三管芯1005-3的從第一半導(dǎo)體芯片2000向外伸出的部分由圖19的支撐構(gòu)件2001支撐。第三管芯1005-3和支撐構(gòu)件2001可以經(jīng)由第二粘合結(jié)構(gòu)(圖20的2003)彼此接合。第二粘合結(jié)構(gòu)2003可以包括虛設(shè)凸塊或粘合劑。

接下來,第四管芯1005-4被附接到第一半導(dǎo)體芯片2000。第四管芯1005-4被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片2000的第三部分III中。第四管芯1005-4可以被設(shè)置在與中心線CL2間隔開預(yù)定距離的位置處,所述中心線CL2在水平方向和垂直方向上與第一半導(dǎo)體芯片2000交叉。第四管芯1005-4被設(shè)置為使得第一表面面向第一半導(dǎo)體芯片2000的后側(cè)2010。第四連接焊盤1050-4僅被設(shè)置在于第四管芯1005-4的角部處設(shè)置的連接焊盤區(qū)域中。因此,第四管芯1005-4的第四連接焊盤1050-4面向第一半導(dǎo)體芯片2000的后側(cè)凸塊2025。

第四管芯1005-4在相對于第一半導(dǎo)體芯片2000的中心C從第三管芯1005-3旋轉(zhuǎn)90度并且從第一管芯1005-1旋轉(zhuǎn)270度的狀態(tài)下被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片2000的第三部分III中。然后,第四管芯1005-4被設(shè)置為與設(shè)置在第三部分III中的硅穿孔(TSV)2015對應(yīng)。然后,第四管芯1005-4被附接到第一半導(dǎo)體芯片2000。然后,第四管芯1005-4可以通過后側(cè)凸塊2025被電連接到硅穿孔(TSV)2015。

第四管芯1005-4僅在第三部分III中與第一半導(dǎo)體芯片2000交疊。因此,第四管芯1005-4的一部分不與第一半導(dǎo)體芯片2000交疊并且可以伸出第一半導(dǎo)體芯片2000的外側(cè)。第四管芯1005-4的從第一半導(dǎo)體芯片2000向外伸出的部分由設(shè)置在第三部分III中的支撐構(gòu)件(圖19的2001)支撐。第四管芯1005-4和支撐構(gòu)件2001可以經(jīng)由第二粘合結(jié)構(gòu)(圖20的2003)彼此接合。第二粘合結(jié)構(gòu)2003可以包括虛設(shè)凸塊或粘合劑。

設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片2000的四個部分I、II、III和IV中的第一管芯1005-1至第四管芯1005-4彼此間隔開預(yù)定距離d1。另外,設(shè)置有第一管芯1005-1的第一連接焊盤1050-1的第一連接焊盤區(qū)域和設(shè)置有第三管芯1005-3的第三連接焊盤1050-3的第三連接焊盤區(qū)域可以被設(shè)置為在對角方向上彼此面對。此外,設(shè)置有第二管芯1005-2的第二連接焊盤1050-2的第二連接焊盤區(qū)域和設(shè)置有第四管芯1005-4的第四連接焊盤1050-4的第四連接焊盤區(qū)域可以被設(shè)置為在對角方向上彼此面對。另外, 第二連接焊盤區(qū)域可以在水平方向上與第一連接焊盤區(qū)域相鄰。

在實施方式中,雖然描述了管芯被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片2000的所有四個部分I、II、III和IV中,但是實施方式不限于此。例如,僅兩個管芯可以選擇性地被設(shè)置在第一半導(dǎo)體芯片2000上。

參照圖22,模制構(gòu)件2060被形成在封裝基板2040上。模制構(gòu)件2060覆蓋封裝基板2040的作為第一半導(dǎo)體芯片2000和管芯1005-1至1005-4的暴露區(qū)域。模制構(gòu)件2060可以通過使用諸如環(huán)氧樹脂模制化合物(EMC)的絕緣涂覆材料來形成。

以上描述的半導(dǎo)體封裝件可以被應(yīng)用到各種電子系統(tǒng)。圖23是例示包括具有根據(jù)實施方式的至少一個半導(dǎo)體封裝件的存儲卡7800在內(nèi)的電子系統(tǒng)的示例的表示的框圖。

參照圖23,存儲卡7800包括存儲器或存儲組件7810(諸如非易失性存儲器件),以及存儲器控制器7820。存儲器7810和存儲器控制器7820可以存儲數(shù)據(jù)或讀取所存儲的數(shù)據(jù)。存儲器7810和/或存儲器控制器7820包括設(shè)置在根據(jù)實施方式的嵌入式封裝件中的一個或更多個半導(dǎo)體芯片。存儲器7810可以包括應(yīng)用了本申請的實施方式的技術(shù)的非易失性存儲裝置。存儲器控制器7820可以控制存儲器7810,使得響應(yīng)于來自主機7830的讀取/寫入請求來讀出所存儲的數(shù)據(jù)或者將數(shù)據(jù)存儲。

圖24是例示包括根據(jù)實施方式的至少一個封裝件的電子系統(tǒng)8710的示例的表示的框圖。電子系統(tǒng)8710可以包括控制器8711、輸入/輸出單元8712以及存儲器或存儲卡8713??刂破?711、輸入/輸出單元8712和存儲器8713可以通過提供數(shù)據(jù)可以移動的路徑的總線8715而彼此聯(lián)接。

在一種實施方式中,控制器8711可以包括一個或更多個微處理器、數(shù)字信號處理器、微控制器和/或能夠執(zhí)行與這些組件相同的功能的邏輯器件??刂破?711或存儲器8713可以包括根據(jù)本公開的實施方式的一個或更多個半導(dǎo)體封裝件。輸入/輸出裝置8712可以包括從小鍵盤、鍵盤、顯示裝置、觸摸屏等當中選擇的至少一個。存儲器8713是用于存儲數(shù)據(jù)的裝置。

存儲器8713可以存儲要由控制器8711執(zhí)行的數(shù)據(jù)和/或命令等。存儲器8713可以包括諸如DRAM的易失性存儲器件和/或諸如閃存的非易失性存儲器件。例如,閃存可以被安裝到諸如移動終端或臺式計算機的信息處理系統(tǒng)。閃存可以構(gòu)成固態(tài)硬盤(SSD)。在該示例中,電子系統(tǒng)8710可以將大量數(shù)據(jù)穩(wěn)定地存儲在閃存系統(tǒng)中。

電子系統(tǒng)8710還可以包括接口8714,該接口8714被配置為向通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)以及從通信網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)。接口8714可以是有線類型或無線類型。例如,接口8714可以包括天線或者有線收發(fā)器或無線收發(fā)器。

電子系統(tǒng)8710可以被實現(xiàn)為移動系統(tǒng)、個人計算機、工業(yè)計算機或者執(zhí)行各種功能的邏輯系統(tǒng)。例如,移動系統(tǒng)可以是個人數(shù)字助理(PDA)、便攜式計算機、平板計算機、移動電話、智能電話、無線電話、膝上型計算機、存儲卡、數(shù)字音樂系統(tǒng)以及信息發(fā)送/接收系統(tǒng)中的任一個。

如果電子系統(tǒng)8710是能夠執(zhí)行無線通信的設(shè)備,則電子系統(tǒng)8710可以被用在諸如CDMA(碼分多址)、GSM(全球移動通信系統(tǒng))、NADC(北美數(shù)字蜂窩)、E-TDMA(增強型時分多址)、WCDMA(寬帶碼分多址)、CDMA2000、LTE(長期演進)和Wibro(無線寬帶互聯(lián)網(wǎng))的通信系統(tǒng)中。

出于例示的目的,已公開了本公開的實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,在不脫離本公開以及所附權(quán)利要求書的范圍和精神的情況下,可以進行各種修改、添加和替換。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2015年12月1日提交的韓國專利申請No.10-2015-0169696的優(yōu)先權(quán),將其通過引用整體結(jié)合于此。

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