本申請要求于2016年4月6日在韓國知識產(chǎn)權局提交的第10-2016-0042411號韓國專利申請的優(yōu)先權和權益，該韓國專利申請的內容通過引用全部包含于此。

本發(fā)明構思的實施例涉及一種封裝件和一種半導體模塊，更具體地，涉及一種基于無源元件的無源元件封裝件和一種包括該無源元件封裝件的半導體模塊。

背景技術：

減小半導體器件組件的尺寸并改善其電學特性的需求已經(jīng)增加。通常，減小半導體器件組件的尺寸來減小半導體模塊的尺寸。半導體模塊可以是電子組件或其中至少一個有源元件和至少一個無源元件布置在單板基板上的電子組件的超集結構。半導體模塊通常被稱為模塊組件。有源元件是以半導體芯片或半導體封裝件的形式。半導體芯片或半導體封裝件可以僅包括有源元件，但是也可以包括有源元件和無源元件兩者。無源元件可以例如是電阻器、電感器、電容器等。通常，半導體模塊具有多于有源元件的無源元件，無源元件占據(jù)板基板的大部分。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明構思的實施例可以提供一種可以減小半導體模塊的尺寸的無源元件封裝件和一種包括該無源元件封裝件的半導體模塊。

根據(jù)本發(fā)明構思的實施例，提供了一種無源元件封裝件，所述無源元件封裝件包括：第一基板；多個第一無源元件，設置在第一基板上；第二基板，設置在所述多個第一無源元件上；多個第二無源元件，設置在第二基板上；密封件，密封所述多個第一無源元件和所述多個第二無源元件。

根據(jù)本發(fā)明構思的另一實施例，提供了一種半導體模塊，所述半導體模塊包括：模塊基板；至少一個有源元件封裝件，設置在模塊基板上；無源元件封裝件，設置在模塊基板上，所述無源元件封裝件具有堆疊有多個無源元件的堆疊結構。

根據(jù)本發(fā)明構思的另一實施例，提供了一種無源元件封裝件，所述無源元件封裝件包括：多個無源元件，分成多個組，每組包括所述多個無源元件中的兩個或更多個；多個堆疊的基板，其中，所述多個堆疊的基板中的每個基板設置在兩組無源元件之間以形成在一組無源元件與所述多個基板中的一個基板之間交替的堆疊結構。每個基板通過引線或基板之間的基板連接端子電連接到相鄰的基板。

附圖說明

圖1是根據(jù)實施例的無源元件封裝件的剖視圖。

圖2至圖6是根據(jù)實施例的無源元件封裝件的剖視圖。

圖7是根據(jù)實施例的包括具有堆疊結構的無源元件的半導體模塊的剖視圖。

圖8至圖14是根據(jù)實施例的包括具有堆疊結構的無源元件的半導體模塊的剖視圖。

圖15a至圖15h是制造圖1的無源元件封裝件的方法的剖視圖。

圖16a至圖16d是制造圖11的半導體模塊(包括用于模塊的密封件)的方法的剖視圖。

具體實施方式

圖1是根據(jù)實施例的無源元件封裝件100的剖視圖。

參照圖1，根據(jù)實施例，無源元件封裝件100包括基板110-1和110-2、無源元件120-1和120-2、引線130、密封件140和外部連接端子150。

根據(jù)實施例，基板110-1和110-2包括位于無源元件封裝件100的底部上的第一基板110-1和在第一基板110-1上方的第二基板110-2。根據(jù)本實施例的無源元件封裝件100具有兩層的堆疊結構，其中，無源元件120-1和120-2以兩層堆疊。因此，無源元件封裝件100包括兩個基板，即，第一基板110-1和第二基板110-2。如圖1中所示，第一基板110-1具有比第二基板110-2大的面積以在第一基板110-1與第二基板110-2之間提供足夠的引線鍵合空間、在無源元件封裝件100的下方提供用于布置外部連接端子150的足夠的空間等。

根據(jù)實施例，第一基板110-1和第二基板110-2是無源元件120-1和120-2安裝在其上并且包括形成在其上的布線的支撐基板。例如，第一基板110-1和第二基板110-2包括布線形成在其上的主體層以及覆蓋主體層并保護布線的上保護層和下保護層。第一基板110-1和第二基板110-2的布線經(jīng)由焊料125電連接到安裝在第一基板110-1和第二基板110-2上的無源元件120-1和120-2。另外，外部連接端子150布置在第一基板110-1的下表面上，所述下表面與無源元件120-1安裝在其上的表面相對，無源元件120-1和120-2通過第一基板110-1的布線電連接到外部連接端子150。

根據(jù)實施例，第一基板110-1和第二基板110-2可以由有機基板、插入基板(interposersubstrate)、陶瓷基板、玻璃基板、印刷電路板(pcb)等形成。在一些情況下，第一基板110-1和第二基板110-2包括諸如硅晶片的有源晶片(activewafer)。

根據(jù)實施例，有機基板經(jīng)常用作芯片級封裝(csp)、球柵陣列(bga)的基板或用作將半導體芯片連接到pcb的中間基板。有機基板可以包括例如諸如環(huán)氧樹脂或雙馬來酰亞胺三嗪(bt)樹脂的有機材料。有機基板便宜并且具有良好的熱學特性，因此已經(jīng)被廣泛應用在半導體封裝領域中。根據(jù)實施例，第一基板110-1和第二基板110-2是有機基板。

通常，插入基板是將半導體芯片連接到有機基板或pcb的中間基板并且可以被歸類為有源插入件或無源插入件。有源插入件包括位于其中的布線和諸如中央處理單元(cpu)/邏輯器的有源元件，無源插入件包括形成在其中的布線而沒有有源元件。在一些情況下，無源插入件包括集成無源器件。在一些實施例中，硅通孔(tsv)和再分布層(rdl)等形成在插入基板上。

根據(jù)實施例，pcb包括主體層、布線和保護層。通常，主體層是通過將酚樹脂、環(huán)氧玻璃(或fr-4)樹脂等壓到一定的厚度獲得的薄膜。布線通過使涂覆主體層的上表面和下表面或一個表面的銅箔圖案化來形成。保護層覆蓋布線，但是不覆蓋布線的將連接到無源元件120-1和120-2、引線130和外部連接端子150的焊盤部分。在一些實施例中，保護層包括阻焊劑(sr)。主體層的上表面和下表面的布線通過穿透主體層的通路接觸件彼此電連接，通路接觸件可以視為布線的一部分。

作為參照，pcb可以被歸類為包括形成在其一側上的布線的單層pcb或包括形成在其兩側上的布線的雙層pcb。另外，銅箔中的至少三層可以利用用半固化片(即，絕緣材料)形成，從而形成具有多層布線的pcb，其中，布線中的至少三層可以由所述半固化片形成。

根據(jù)實施例，基板鍵合層115形成在第二基板110-2的下表面上。第二基板110-2可以通過基板鍵合層115牢固地固定到在第一基板110-1上方的無源元件120-1。

根據(jù)實施例，無源元件120-1和120-2包括布置在第一基板110-1上的第一無源元件120-1和布置在第二基板110-2上的第二無源元件120-2。第一無源元件120-1和第二無源元件120-2包括不執(zhí)行諸如電能的放大或轉換的有源功能的所有電子器件。第一無源元件120-1和第二無源元件120-2中的每個包括主體122和電極端子124。主體122可以是例如電阻器、電感器、電容器等?？梢愿鶕?jù)主體122是哪種器件來確定第一無源元件120-1和第二無源元件120-2的類型。例如，當主體122是電阻器時，第一無源元件120-1和第二無源元件120-2是電阻元件。當主體122是電容器時，第一無源元件120-1和第二無源元件120-2是電容元件。通常，第一無源元件120-1和第二無源元件120-2是雙端子元件，因此電極端子124布置在主體122的兩側上。

根據(jù)實施例，焊料125形成在電極端子124的側表面上并且在電極端子124的上表面和下表面之間延伸。焊料125將電極端子124連接到暴露在第一基板110-1和第二基板110-2上的焊盤，使得第一無源元件120-1和第二無源元件120-2可以固定到第一基板110-1和第二基板110-2并且電連接到第一基板110-1和第二基板110-2的布線。焊盤可以是第一基板110-1和第二基板110-2的布線的一部分或者可以分離地形成在第一基板110-1和第二基板110-2的布線上。保護層可以覆蓋或者可以不覆蓋第一基板110-1和第二基板110-2的布線。如果保護層覆蓋布線，則保護層可以暴露焊盤。

根據(jù)實施例，在無源元件封裝件100中，雖然第一無源元件120-1和第二無源元件120-2可以通過形成在電極端子124的側表面上的焊料125分別安裝在第一基板110-1和第二基板110-2上，但第一無源元件120-1和第二無源元件120-2的安裝結構不限于此。例如，第一無源元件120-1和第二無源元件120-2可以通過電極端子124與焊盤之間的凸起或精細焊料直接安裝在第一基板110-1和第二基板110-2上。換言之，在電極端子124的側表面上沒有形成焊料125，凸起或精細焊料布置在電極端子124的下表面與第一基板110-1的焊盤之間以及在電極端子124的下表面與第二基板110-2的焊盤之間。此外，第一無源元件120-1和第二無源元件120-2的實施例不限于那些安裝結構，基于第一無源元件120-1和第二無源元件120-2的類型，第一無源元件120-1和第二無源元件120-2可以以各種方式分別安裝在第一基板110-1和第二基板110-2上。

根據(jù)實施例，引線130將第一基板110-1和第二基板110-2彼此電連接。詳細地，引線130將第一基板110-1的基板焊盤112-1和第二基板110-2的基板焊盤112-2連接。在第二基板110-2上的第二無源元件120-2通過引線130電連接到第一基板110-1并且通過第一基板110-1的布線電連接到外部連接端子150。

根據(jù)實施例，密封件140密封第一基板110-1和第二基板110-2以及第一無源元件120-1和第二無源元件120-2。密封件140可以包括例如強力改性結合劑(emc)。然而，密封件140的材料不限于此。密封件140可以包括諸如環(huán)氧樹脂類材料、熱固性材料、熱塑性材料或uv處理材料的各種材料。熱固性材料可以包括酚類硬化劑、酸酐類硬化劑、氨類硬化劑和丙烯酸聚合物添加劑。另外，密封件140可以包括環(huán)氧樹脂并且可以包含填料。例如，密封件140可以包括包含大約80％的二氧化硅填料的環(huán)氧樹脂類材料。在一些實施例中，沒有形成密封件140。

根據(jù)實施例，外部連接端子150將無源元件封裝件100安裝在半導體模塊(諸如圖7的半導體模塊1000)的模塊基板(諸如圖7的模塊基板200)上。例如，無源元件封裝件100可以通過外部連接端子150安裝在半導體模塊的模塊基板上。外部連接端子150形成在第一基板110-1的下焊盤上。下焊盤電連接到第一基板110-1的布線。下焊盤可以包括鋁(al)、銅(cu)等，并且可以通過脈沖電鍍或直流(dc)電鍍形成。

根據(jù)實施例，外部連接端子150可以包括諸如cu、al、銀(ag)、錫(sn)、金(au)、焊料等的導電材料。然而，外部連接端子150的材料不限于此。外部連接端子150可以具有單層或多層結構。例如，當外部連接端子150具有多層結構時，外部連接端子150包括cu填料和焊料。當外部連接端子150具有單層結構時，外部連接端子150包括sn-ag焊料或cu。在無源元件封裝件100中，外部連接端子150是焊料球。

根據(jù)實施例，在諸如圖7的半導體模塊1000的半導體模塊中，第一無源元件120-1和第二無源元件120-2可以穩(wěn)定地并精確地將輸入的信號和/或電力提供到有源元件。另外，第一無源元件120-1和第二無源元件120-2可以阻擋或除去外部噪音以穩(wěn)定地提供信號和/或電力。因為驅動電壓、信號頻率等根據(jù)包括在半導體模塊中的有源元件的類型、i/o引腳的類型或從外部電源延伸到有源元件的分支臺階而不同，所以第一無源元件120-1和第二無源元件120-2的數(shù)量可以遠比有源元件的數(shù)量多。因此，無源元件占據(jù)半導體模塊的大面積，并且會限制半導體模塊的尺寸減小。

根據(jù)實施例，無源元件封裝件100具有第一無源元件120-1和第二無源元件120-2堆疊在位于第一基板110-1和第二基板110-2上的各自層中的結構，該結構減小無源元件的面積。例如，與無源元件布置在單層上的情況相比，無源元件的占據(jù)無源元件封裝件100的面積可以減小一半。因此，當半導體模塊包括無源元件封裝件100時，半導體模塊的尺寸可以減小。

圖2至圖6是根據(jù)實施例的無源元件封裝件的剖視圖。將簡化或省略參照圖1提供的描述。

參照圖2，根據(jù)實施例，無源元件封裝件100a與圖1的無源元件封裝件100不同，不同之處在于無源元件封裝件100a包括位于第一基板110-1上方的有源元件160。詳細地，根據(jù)實施例，有源元件160通過精細連接端子165以芯片倒裝方式安裝在第一基板110-1的中心部分上，第一無源元件120-1通過焊料125安裝在第一基板110-1的圍繞有源元件160的外圍部分上。精細連接端子165可以是例如凸起或焊料球。有源元件160可以包括諸如存儲器芯片或非存儲器芯片的有源芯片。存儲器芯片可以是諸如動態(tài)隨機存取存儲器(dram)、靜態(tài)ram(sram)、閃速存儲器、相變ram(pram)、電阻ram(reram)、鐵電ram(feram)、磁性ram(mram)等的各種類型的存儲器器件中的一種。非存儲器芯片可以是例如諸如cpu、微處理器或邏輯器的器件。

根據(jù)實施例，第二基板110-2堆疊在第一無源元件120-1上，第二無源元件120-2安裝在第二基板110-2上。另外，第二基板110-2可以通過引線130電連接到第一基板110-1上。有源元件160與第二基板110-2的下表面分隔開。然而，在一些實施例中，有源元件160與第二基板110-2的下表面接觸。例如，有源元件160的上表面可以通過基板鍵合層115附著并固定到第二基板110-2的下表面。

根據(jù)實施例，在無源元件封裝件100a中，雖然一個有源元件160安裝在第一基板110-1上方，但是至少兩個有源元件160可以安裝在第一基板110-1上。在一些實施例中，所述至少兩個有源元件160具有堆疊結構并安裝在第一基板110-1上方。在其他實施例中，所述至少兩個有源元件160彼此并排分隔開并安裝在第一基板110-1上方。如果第一基板110-1具有小面積，則沒有第一無源元件120-1安裝在第一基板110-1上方。

參照圖3，根據(jù)實施例，無源元件封裝件100b與圖2的無源元件封裝件100a相似，相似之處在于無源元件封裝件100b包括位于第一基板110-1上方的有源元件160。然而，無源元件封裝件100b與圖2的無源元件封裝件100a不同之處在于無源元件封裝件100b的有源元件160利用引線164以引線鍵合的方式安裝在第一基板110-1上方。例如，因為圖2的無源元件封裝件100a的有源元件160以芯片倒裝方式安裝在第一基板110-1上方，所以具有面對第一基板110-1的有源表面的有源元件160堆疊在第一基板110-1上方。相反，因為圖3的無源元件封裝件100b的有源元件160以引線鍵合的方式安裝在第一基板110-1上方，所以具有面對第二基板110-2的有源表面的有源元件160堆疊在第一基板110-1上方。另外，有源元件160可以通過芯片鍵合層162附著并固定到第一基板110-1。

與圖2的無源元件封裝件100a相似，第二基板110-2堆疊在第一無源元件120-1上，第二無源元件120-2安裝在第二基板110-2。另外，第二基板110-2通過引線130電連接到第一基板110-1。因為無源元件封裝件100b的有源元件160以引線鍵合的方式安裝在第一基板110-1上方，所以有源元件160與第二基板110-2可以在其間彼此分隔開一定的間隙以穩(wěn)定地保持引線164的連接。

參照圖4，根據(jù)實施例，無源元件封裝件100c與圖1的無源元件封裝件100不同，不同之處在于第一基板110-1和第二基板110-2通過基板連接端子135彼此電連接。詳細地，在圖1的無源元件封裝件100中，第一基板110-1和第二基板110-2通過引線130彼此電連接，因此，在第二基板110-2上的第二無源元件120-2通過引線130和第一基板110-1的布線電連接到外部連接端子150。相反，在無源元件封裝件100c中，第一基板110-1和第二基板110-2通過在第一基板110-1與第二基板110-2之間的基板連接端子135彼此電連接。因此，在第二基板110-2上的第二無源元件120-2通過基板連接端子135和第一基板110-1的布線電連接到外部連接端子150?；暹B接端子135布置在第一基板110-1的外圍部分，第一無源元件120-1布置在第一基板110-1的中心部分。

如圖4中所示，因為第一無源元件120-1布置在第一基板110-1與第二基板110-2之間，所以基板連接端子135具有與第一無源元件120-1的高度對應的高度。因此，基板連接端子135相對大。例如，基板連接端子135可以是焊料球。另外，基板連接端子135可以具有至少兩個焊料球堆疊的堆疊結構?；暹B接端子135通過與布置在第一基板110-1的上表面上的焊盤接觸而電連接到第一基板110-1的布線并且通過與布置在第二基板110-2的下表面上的焊盤接觸而電連接到第二基板110-2的布線。

如在根據(jù)本實施例的無源元件封裝件100c中，如果第二基板110-2通過基板連接端子135堆疊在第一基板110-1上方，則不需要基板鍵合層115形成在第二基板110-2的下表面上。換言之，因為基板連接端子135在某種程度上將第一基板110-1和第二基板110-2彼此固定，所以可以不形成基板鍵合層115。然而，如圖4中所示，基板鍵合層115形成在第二基板110-2的下表面上，因此第一無源元件120-1可以通過基板鍵合層115附著并固定到第二基板110-2。

參照圖5，根據(jù)實施例，無源元件封裝件100d與圖2的無源元件封裝件100a不同，不同之處在于無源元件封裝件100d包括位于第二基板110-2上方的有源元件160。例如，在圖2的無源元件封裝件100a中，有源元件160以芯片倒裝方式安裝在第一基板110-1上方。然而，在圖5的無源元件封裝件100d中，有源元件160以芯片倒裝方式安裝在第二基板110-2上方。因為有源元件160需要大量信號線和電力線，所以無源元件封裝件100d的引線130的數(shù)量比圖1至圖3的無源元件封裝件100、100a和100b的引線130的數(shù)量大。

在根據(jù)本實施例的無源元件封裝件100d中，雖然有源元件160以芯片倒裝方式安裝在第二基板110-2上方，但實施例不限于此。在其他實施例中，有源元件160以引線鍵合的方式安裝在第二基板110-2上方。

參照圖6，根據(jù)本實施例的無源元件封裝件100e與圖1至圖5的無源元件封裝件100以及100a至100d不同，不同之處在于具有無源元件120-1、120-2和120-3的三個堆疊層。詳細地，在根據(jù)本實施例的無源元件封裝件100e中包括第一基板110-1、第二基板110-2和第三基板110-3。第二基板110-2通過基板鍵合層115堆疊在第一無源元件120-1上，第三基板110-3通過基板鍵合層115堆疊在第二無源元件120-2上。另外，第一基板110-1和第二基板110-2通過第一引線130-1彼此電連接，第一基板110-1和第三基板110-3通過第二引線130-2彼此電連接。第一基板110-1、第二基板110-2和第三基板110-3的材料、結構等與圖1的無源元件封裝件100的對應的材料、結構等相同。

根據(jù)實施例，無源元件120-1至120-3包括安裝在第一基板110-1上的第一無源元件120-1、安裝在第二基板110-2上的第二無源元件120-2和安裝在第三基板110-3上的第三無源元件120-3。因為第一基板110-1和第二基板110-2通過第一引線130-1彼此連接，所以第二無源元件120-2通過第一引線130-1和第一基板110-1的布線電連接到外部連接端子150。另外，因為第一基板110-1和第三基板110-3通過第二引線130-2彼此連接，所以第三無源元件120-3通過第二引線130-2和第一基板110-1的布線電連接到外部連接端子150。第一無源元件120-1、第二無源元件120-2和第三無源元件120-3的功能、結構、安裝方法等與圖1的無源元件封裝件100中的對應的功能、結構、安裝方法等相同。

在根據(jù)本實施例的無源元件封裝件100e中，雖然第一無源元件120-1、第二無源元件120-2和第三無源元件120-3分別安裝在第一基板110-1、第二基板110-2和第三基板110-3上，但無源元件封裝件100e的結構不限于此。例如，有源元件可以安裝在第一基板110-1、第二基板110-2和第三基板110-3中的至少一個上。有源元件可以以芯片倒裝方式或引線鍵合的方式安裝在第一基板110-1、第二基板110-2和第三基板110-3中的至少一個上。另外，在無源元件封裝件100e中，基板連接端子可以布置在第一基板110-1與第二基板110-2之間的空間和第二基板110-2與第三基板110-3之間的空間中的至少一個空間上，第一基板110-1和第二基板110-2或第二基板110-2和第三基板110-3可以通過基板連接端子彼此電連接。

已經(jīng)描述了根據(jù)無源元件具有兩層或三層的堆疊層的實施例的無源元件封裝件，但本發(fā)明構思的實施例不限于此。例如，無源元件封裝件的結構可以包括具有四層或更多層的堆疊層的無源元件。另外，無源元件封裝件可以包括堆疊在至少一個基板上的有源元件。換言之，本發(fā)明構思的實施例包括無源元件封裝件的其中無源元件包括至少兩層堆疊層的所有結構。

圖7是根據(jù)實施例的包括具有堆疊結構的無源元件的半導體模塊1000的剖視圖。將簡化或省略參照圖1至圖6提供的描述。

參照圖7，根據(jù)實施例的半導體模塊1000包括模塊基板200、無源元件封裝件100、有源元件封裝件300和有源元件芯片400。

根據(jù)實施例，模塊基板200是形成半導體模塊1000的框架的支撐基板并且通常以pcb為基礎。因此，布線形成在具有多層結構的模塊基板200中。布線將安裝在模塊基板200上的無源元件封裝件100、有源元件封裝件300和有源元件芯片400彼此電連接。此外，布線連接到外部電源并且將來自外部電源的電壓提供給有源元件封裝件300、有源元件芯片400等。在一些情況下，模塊基板200可以被稱作系統(tǒng)基板、主板等。

根據(jù)實施例，無源元件封裝件100是例如圖1的無源元件封裝件100。因此，無源元件封裝件100具有第一無源元件120-1和第二無源元件120-2堆疊在位于第一基板110-1與第二基板110-2上的各自的層中的堆疊結構。已經(jīng)參照圖1描述了無源元件封裝件100，因此省略其詳細描述。

根據(jù)實施例，有源元件封裝件300包括基板310、有源元件320-1和320-2、密封件340以及外部連接端子350。與無源元件封裝件的基板相似，基板310可以由有機基板、插入基板、陶瓷基板、玻璃基板、pcb等形成。根據(jù)實施例，基板310是例如有機基板或pcb。

根據(jù)實施例，有源元件320-1和320-2包括第一有源元件320-1和第二有源元件320-2。第一有源元件320-1和第二有源元件320-2在基板310上彼此間隔開并且以引線鍵合的方式通過引線330安裝在基板310上。在一些實施例中，第一有源元件320-1和第二有源元件320-2以芯片倒裝方式安裝在基板310上。在一些實施例中，第一有源元件320-1和第二有源元件320-2是例如存儲器器件。在其他實施例中，第一有源元件320-1和第二有源元件320-2中的一個是存儲器器件，其另一個是非存儲器器件。第一有源元件320-1和第二有源元件320-2可以是基于有源晶片的芯片。

根據(jù)實施例，密封件340密封基板310以及第一有源元件320-1和第二有源元件320-2。密封件340可以包括例如emc，但密封件340的材料不限于此。密封件340可以包括例如環(huán)氧類材料、熱固性材料、熱塑性材料、uv處理材料等。

根據(jù)實施例，外部連接端子350布置在基板310下方并且將有源元件封裝件300安裝到模塊基板200上。外部連接端子350可以包括諸如銅(cu)、鋁(al)、銀(ag)、錫(sn)、金(au)或焊料的導電材料。在根據(jù)本實施例的有源元件封裝件300中，外部連接端子350是焊料球。

在根據(jù)本實施例的半導體模塊1000中，有源元件封裝件300包括兩個有源元件，即，第一有源元件320-1和第二有源元件320-2。然而，有源元件封裝件300的實施例不限于該結構。例如，在其他實施例中，有源元件封裝件300可以包括單個有源元件或至少三個有源元件。另外，在根據(jù)本實施例的半導體模塊1000中，雖然一個有源元件封裝件300安裝在模塊基板200上，但是至少兩個有源元件封裝件300可以安裝在模塊基板200上。此外，所述至少兩個有源元件封裝件300可以具有相同的結構或不同的結構。

根據(jù)實施例，有源元件芯片400包括有源元件410和外部連接端子420。有源元件芯片400是作為芯片直接安裝在模塊基板200上的有源元件。即，有源元件410以芯片倒裝方式通過外部連接端子420安裝在模塊基板200上。外部連接端子420可以是例如凸起或焊料球。在其他實施例中，有源元件芯片400以引線鍵合的方式而不是芯片倒裝方式安裝在模塊基板200上。在一些實施例中，有源元件芯片400是csp(芯片級封裝)。根據(jù)半導體模塊1000的類型，沒有有源元件芯片400安裝在模塊基板200上，或者至少兩個有源元件芯片400安裝在模塊基板200上。

根據(jù)實施例，除了安裝在無源元件封裝件100中的第一無源元件120-1和第二無源元件120-2之外，基板無源元件120-ms可以直接安裝在模塊基板200上。如果，考慮布線結構以及它與有源元件封裝件300或有源元件芯片400的關系，那么將無源元件直接置于有源元件封裝件300或有源元件芯片400周圍更好，無源元件可以直接安裝在模塊基板200上而不是在無源元件封裝件100中。直接置于模塊基板200上的無源元件可以被稱作基板無源元件120-ms?；鍩o源元件120-ms還包括主體122和電極端子124，根據(jù)主體122是哪種類型的器件，可以確定基板無源元件120-ms的類型。例如，如果主體122是電阻器，則基板無源元件120-ms是電阻元件，如果主體122是電容器，則基板無源元件120-ms是電容元件。

另外，在一些實施例中，至少一個插槽或插座位于模塊基板200上，插槽型pcb可以被插入到并安裝在至少一個插槽上。半導體芯片安裝在插槽型pcb上，接線片形成在pcb的一個邊緣部上。因為其上形成有接線片的邊緣部被插入到所述至少一個插槽中，所以插槽型pcb可以安裝在模塊基板200上。

本實施例的半導體模塊1000包括無源元件堆疊在其上的無源元件封裝件100，因此可以減小半導體模塊1000的尺寸。詳細地，在半導體模塊1000中，安裝有無源元件封裝件100的區(qū)域被稱作無源元件區(qū)域pa，安裝有有源元件封裝件300、有源元件芯片400等的區(qū)域被稱作有源元件區(qū)域aa。有源元件區(qū)域aa具有與一般的半導體模塊基本相同的結構，因此有源元件區(qū)域aa的面積不被視為變化的。然而，對于無源元件區(qū)域pa的情況，無源元件封裝件100安裝在模塊基板200上，因此，與無源元件直接安裝在模塊基板200上的結構相比，無源元件區(qū)域pa的面積可以減小至少一半。換言之，半導體模塊1000中，與一般的模塊基板的結構相比，模塊基板200的面積可以減小與堆疊在第一基板上方的基板的水平面積對應的面積。因此，半導體模塊1000的尺寸可以減小堆疊在第一基板上方的基板的總面積。

根據(jù)實施例，半導體模塊1000形成集合級別的產(chǎn)品(set-levelproduct)的一部分或集合級別的產(chǎn)品本身。如果半導體模塊1000形成集合級別的產(chǎn)品本身，那么，如上所述，模塊基板200可以被稱作系統(tǒng)基板、主板等。小型化對其來說重要的集合級別的產(chǎn)品的示例是移動產(chǎn)品、可穿戴產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)(iot)產(chǎn)品。為了減小集合級別的產(chǎn)品的尺寸，應該減小半導體模塊1000的尺寸，能夠通過模塊基板200的尺寸減小來使尺寸減小生效。如上所述，半導體模塊1000包括無源元件堆疊在其中的無源元件封裝件100，因此可以減小半導體模塊1000的尺寸?？梢砸虼藴p小集合級別的產(chǎn)品的尺寸。

圖8至圖14是根據(jù)實施例的包括具有堆疊結構的無源元件的半導體模塊的剖視圖。將簡化或省略已經(jīng)參照圖1至圖7提供的描述。

參照圖8，本實施例的半導體模塊1000a與圖7的半導體模塊1000不同，不同之處在于半導體模塊1000a包括圖2的無源元件封裝件100a。詳細地，在本實施例的半導體模塊1000a中，無源元件封裝件100a包括在第一基板110-1上方的有源元件160。有源元件160可以以芯片倒裝方式安裝在第一基板110-1上方。有源元件160可以例如是存儲器器件或非存儲器器件。

根據(jù)實施例，在半導體模塊1000a中，有源元件160以芯片倒裝方式安裝在第一基板110-1上方，但本發(fā)明構思的實施例不限于此。在一些實施例中，有源元件160以引線鍵合的方式安裝在第一基板110-1上方。在其他實施例中，有源元件160以芯片倒裝方式或引線鍵合的方式安裝在第二基板110-2上，而不是第一基板110-1上。此外，在再其他的實施例中，至少兩個有源元件160可以安裝在第一基板110-1或第二基板110-2上方。

參照圖9，本實施例的半導體模塊1000b與圖7的半導體模塊1000不同，不同之處在于半導體模塊1000b包括圖4的無源元件封裝件100c。詳細地，在半導體模塊1000b的無源元件封裝件100c中，第一基板110-1或第二基板110-2通過基板連接端子135彼此電連接?；暹B接端子135可以是例如焊料球并且具有與第一無源元件120-1基本相同的高度。

參照圖10，本實施例的半導體模塊1000c與圖7的半導體模塊1000不同，不同之處在于半導體模塊1000c包括圖6的無源元件封裝件100e。詳細地，在半導體模塊1000c中，無源元件封裝件100e具有第一無源元件120-1、第二無源元件120-2和第三無源元件120-3的三層堆疊結構。即，第一無源元件120-1安裝在第一基板110-1上，第二基板110-2堆疊在第一無源元件120-1上，第二無源元件120-2安裝在第二基板110-2上，第三基板110-3堆疊在第二無源元件120-2上，第三無源元件120-3安裝在第三基板110-3上。第一基板110-1通過第一引線130-1電連接到第二基板110-2，并通過第二引線130-2電連接到第三基板110-3。

在本實施例的半導體模塊1000c中，無源元件封裝件100e具有僅第一無源元件120-1、第二無源元件120-2和第三無源元件120-3堆疊在其中的堆疊結構，但無源元件封裝件100e的實施例不限于該結構。在一些實施例中，有源元件安裝在第一基板110-1、第二基板110-2和第三基板110-3中的至少一個上。另外，在其他實施例的半導體模塊1000c中，基板連接端子布置在第一基板110-1與第二基板110-2之間的空間和第二基板110-2與第三基板110-3之間的空間中的至少一個空間上，因此，第一基板110-1與第二基板110-2或第二基板110-2與第三基板110-3可以通過基板連接端子彼此電連接。此外，在根據(jù)其他實施例的半導體模塊1000c中，無源元件封裝件100e具有四個堆疊層或更多個堆疊層的無源元件的堆疊結構。

參照圖11，在無源元件封裝件100f的堆疊結構方面，本實施例的半導體模塊1000d與圖7的半導體模塊1000、圖8的半導體模塊1000a、圖9的半導體模塊1000b以及圖10的半導體模塊1000c不同。詳細地，在本實施例的半導體模塊1000d中，第一無源元件120-1直接安裝在模塊基板200上而不通過基板，基板110堆疊在第一無源元件120-1上，第二無源元件120-2安裝在基板110上。

根據(jù)實施例，基板110通過引線130電連接到模塊基板200。例如，引線130將模塊基板200的基板焊盤212連接到基板110的基板焊盤112。因此，第二無源元件120-2通過引線130電連接到模塊基板200的布線。本實施例的半導體模塊1000d與圖7的半導體模塊1000相比，第一無源元件120-1和第二無源元件120-2的堆疊結構與未形成有第一基板110-1、密封件140以及外部連接端子150的無源元件封裝件100的結構對應。

如上所述，根據(jù)實施例，在半導體模塊1000d中，沒有形成有基板110和覆蓋第一無源元件120-1與第二無源元件120-2的密封件。通常，在形成封裝結構時，無源元件和/或半導體芯片安裝在其上的基板位于模具內，通過將模塑材料注入到模具中的模塑工藝形成密封件。然而，在半導體模塊1000d中，因為第一無源元件120-1和第二無源元件120-2直接安裝并堆疊在模塊基板200上，所以形成僅密封第一無源元件120-1和第二無源元件120-2的密封件會有挑戰(zhàn)。因此，未形成密封基板110以及第一無源元件120-1和第二無源元件120-2的密封件。

根據(jù)其他實施例，在半導體模塊1000d中，形成有密封基板110以及第一無源元件120-1和第二無源元件120-2的密封件。在這種情況下，密封件還在諸如圖7的有源元件區(qū)域aa的有源元件區(qū)域中密封有源元件封裝件300、有源元件芯片400和基板無源元件120-ms等。將參照圖16d描述密封件的結構。

根據(jù)實施例，在半導體模塊1000d中，雖然未形成有支撐第一無源元件120-1的基板和密封件，但是無源元件封裝件100f具有與圖7的半導體模塊1000的無源元件封裝件100、圖8的半導體模塊1000a的無源元件封裝件100a、圖9的半導體模塊1000b的無源元件封裝件100c和圖10的半導體模塊1000c的無源元件封裝件100e相似的結構，相似之處在于第一無源元件120-1和第二無源元件120-2利用基板110堆疊為兩層。因此，在半導體模塊1000d中，基板110以及第一無源元件120-1和第二無源元件120-2堆疊在其中的堆疊結構被稱作無源元件封裝件100f，在下面的實施例中，基板110以及第一無源元件120-1和第二無源元件120-2堆疊在其中的堆疊結構被稱作無源元件封裝件。

參照圖12，本實施例的半導體模塊1000e與圖11的半導體模塊1000d相似，相似之處在于無源元件封裝件100g的第一無源元件120-1和第二無源元件120-2直接安裝并堆疊在模塊基板200上。然而，在半導體模塊1000e中，無源元件封裝件100g包括安裝在模塊基板200上的有源元件160。除了未形成有第一基板110-1、密封件140以及外部連接端子150之外，半導體模塊1000e的無源元件封裝件100g具有與圖8的半導體模塊1000a的無源元件封裝件100a的結構對應的結構。

根據(jù)實施例，在半導體模塊1000e中，有源元件160以芯片倒裝方式安裝在模塊基板200上方，但本發(fā)明構思的實施例不限于此。在一些實施例中，有源元件160以引線鍵合的方式安裝在模塊基板200上方。在其他實施例中，有源元件160以芯片倒裝方式或以引線鍵合的方式安裝在基板110上方而不是模塊基板200上方。此外，在再其他的實施例中，至少兩個有源元件160安裝在模塊基板200或基板110上方。

參照圖13，根據(jù)實施例的半導體模塊1000f與圖11的半導體模塊1000d相似，相似之處在于半導體模塊1000f具有無源元件封裝件100h的第一無源元件120-1和第二無源元件120-2直接安裝并堆疊在模塊基板200上的結構。然而，在半導體模塊1000f中，基板110通過基板連接端子135電連接到模塊基板200。除了未形成有第一基板110-1、密封件140以及外部連接端子150之外，半導體模塊1000f的無源元件封裝件100h具有與圖9的半導體模塊1000b的無源元件封裝件100c的結構對應的結構。

參照圖14，本實施例的半導體模塊1000g與圖7的半導體模塊1000由于有源元件封裝件300a的結構而不同。詳細地，在半導體模塊1000g中，有源元件封裝件300a包括堆疊在基板310上的有源元件320-1至320-4。例如，有源元件320-1至320-4包括通過芯片鍵合層315順序地堆疊在基板310上的第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4。

根據(jù)實施例，第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4堆疊在基板310上以形成向上且向右的臺階，除了第四有源元件320-4向左。因為第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4堆疊在基板310上以形成臺階，所以在第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4的上表面上的芯片焊盤可以暴露到外部?？蛇x擇地，第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4可以以之字形而不是臺階形堆疊在基板310上。

根據(jù)一些實施例，第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4是存儲器器件。在其他實施例中，第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4中的任意一個是非存儲器器件，其余的是存儲器器件。第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4均可以是基于有源晶片的芯片。第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4通過第一引線330-1、第二引線330-2、第三引線330-3和第四引線330-4電連接到基板310。例如，在一些實施例中，第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4以引線鍵合的方式安裝并堆疊在基板310上。

在根據(jù)本實施例的半導體模塊1000g中，有源元件封裝件300a具有堆疊結構，其中，堆疊有四個有源元件，即，第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4，但是有源元件的數(shù)量不限于四個。在一些實施例中，有源元件封裝件300a具有堆疊成堆疊結構的兩個或三個有源元件。在其他實施例中，有源元件封裝件300a具有堆疊成堆疊結構的至少五個有源元件。在根據(jù)本實施例的半導體模塊1000g的有源元件封裝件300a中，第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4通過第一引線330-1、第二引線330-2、第三引線330-3和第四引線330-4電連接到基板310。然而，本發(fā)明構思的實施例不限于此。第一有源元件320-1、第二有源元件320-2、第三有源元件320-3和第四有源元件320-4可以通過硅通孔(tsv)電連接到基板310。

圖15a至圖15h是制造圖1的無源元件封裝件的方法的剖視圖。將簡化或省略參照圖1至圖6提供的描述。

參照圖15a，根據(jù)實施例，將第二無源元件120-2安裝在第二平板基板110-2s上。將第二無源元件120-2通過焊料125固定到第二平板基板110-2s并且電連接到第二平板基板110-2s的布線。

參照圖15b，根據(jù)實施例，在將第二無源元件120-2安裝在第二平板基板110-2s上之后，如箭頭s1所表示的，通過切割工藝將第二平板基板110-2s分成上層結構120s。上層結構120s包括例如第二基板110-2和安裝在第二基板110-2上的第二無源元件120-2。

參照圖15c，根據(jù)實施例，將第一無源元件120-1安裝在第一平板基板110-1s上。第一無源元件120-1通過焊料125固定到第一平板基板110-1s并且電連接到第一平板基板110-1s的布線。可以與將第二無源元件120-2安裝在第二平板基板110-2s上的步驟同時地執(zhí)行將第一無源元件120-1安裝在第一平板基板110-1s上的步驟，或者可以在將第二無源元件120-2安裝在第二平板基板110-2s上的步驟之前執(zhí)行將第一無源元件120-1安裝在第一平板基板110-1s上的步驟。

根據(jù)實施例，將第一無源元件120-1以分開第一間隔w1的組布置在第一平板基板110-1s上。當將上層結構120s堆疊在安裝在第一平板基板110-1s上的第一無源元件120-1上時，將第一間隔w1用作引線連接空間，第二基板110-2通過引線連接到第一基板110-1。由于第一平板基板110-1s上的第一間隔w1，所以在圖1的無源元件封裝件100中第一基板110-1的面積比第二基板110-2的面積大。

參照圖15d，根據(jù)實施例，將上層結構120s堆疊在位于第一平板基板110-1s上的第一無源元件120-1上。將上層結構120s通過基板鍵合層115附著并固定到第一無源元件120-1。因為上層結構120s堆疊在第一無源元件120-1上，所以形成兩層堆疊結構100s。

參照圖15e，根據(jù)實施例，將第二基板110-2經(jīng)由引線130連接到第一平板基板110-1s，因此第二基板110-2的布線電連接到第一平板基板110-1s的布線。針對每組堆疊結構100s執(zhí)行通過引線130的連接。

參照圖15f，根據(jù)實施例，在將第二基板110-2經(jīng)由引線130連接到第一平板基板110-1s之后，形成密封第一無源元件120-1和第二無源元件120-2的密封件140s。通過將第一平板基板110-1s置于模具中并將模塑材料注入到模具中的模塑工藝形成密封件140s。

參照圖15g，根據(jù)實施例，將外部連接端子150形成在第一平板基板110-1s的下表面上。將外部連接端子150以基本與堆疊結構100s的組對應的組布置在第一平板基板110-1s的下表面上，將外部連接端子150的組分開與第一間隔w1基本上相對應的間隔。

參照圖15h，根據(jù)實施例，如箭頭s2所表示的，通過切割工藝將圖15g的堆疊結構100s分成單獨的堆疊結構，因此，可以完全地形成圖1的無源元件封裝件100。

作為參考，可以通過在將第一無源元件120-1和第二無源元件120-2安裝在第一平板基板110-1s和第二平板基板110-2s上時將有源元件以引線鍵合的方式或芯片倒裝方式安裝在第一平板基板110-1s和第二平板基板110-2s上然后通過執(zhí)行圖15b、圖15d至圖15h的工藝來完全地形成圖2的無源元件封裝件100a、圖3的無源元件封裝件100b和圖5的無源元件封裝件100d。另外，可以通過在第一無源元件120-1上通過基板連接端子135堆疊上層結構120s并執(zhí)行圖15f至圖15h的工藝來完全地形成圖4的無源元件封裝件100c。此外，在圖4的無源元件封裝件100c中，將第一無源元件120-1安裝在除了布置有基板連接端子135的區(qū)域之外的第一平板基板110-1s上，并且如圖15d中示出地來安裝第二無源元件120-2?？梢酝ㄟ^將圖15b的上層結構120s堆疊成三層然后通過執(zhí)行后續(xù)工藝來完全地形成圖6的無源元件封裝件100e。

圖16a至圖16d是制造圖11的包括模塊密封件的半導體模塊的方法的剖視圖。將簡化或省略參照圖1至圖15h提供的描述。

參照圖16a，根據(jù)實施例，通過圖15a和圖15b的工藝形成上層結構(諸如圖15b的上層結構120s)，其中，第二無源元件120-2安裝在基板110上。然后，利用外部連接端子350和420將有源元件封裝件300和有源元件芯片400安裝在模塊基板200的有源元件區(qū)域aa上。通過利用焊料125將第一無源元件120-1安裝在無源元件區(qū)域pa上。在一些實施例中，在將第一無源元件120-1安裝在無源元件區(qū)域pa上時，將基板無源元件120-ms安裝在有源元件區(qū)域aa上。然而，在其他實施例中，基板無源元件120-ms與第一無源元件120-1分開。

根據(jù)一些實施例，在安裝有源元件封裝件300和有源元件芯片400之后，安裝第一無源元件120-1?？蛇x擇地，根據(jù)其他實施例，在安裝第一無源元件120-1之后，安裝有源元件封裝件300和有源元件芯片400。

參照圖16b，根據(jù)實施例，利用基板鍵合層115將上層結構120s堆疊在第一無源元件120-1上。如上所述，上層結構120s包括基板110和第二無源元件120-2。

參照圖16c，根據(jù)實施例，將模塊基板200和基板110通過引線130彼此電連接。因此，將第二無源元件120-2經(jīng)由引線130和基板110的布線電連接到模塊基板200。通過將模塊基板200經(jīng)由引線130連接到基板110來完全地形成圖11的無源元件封裝件100f的結構。另外，可以通過完成無源元件封裝件100f來完全地形成圖11的半導體模塊1000d。

作為參考，可以通過在圖16a的工藝期間利用外部連接端子150將無源元件封裝件100、100a、100c和100e安裝在模塊基板200上而不是將第一無源元件120-1安裝在模塊基板200上，然后執(zhí)行圖16b和圖16c的工藝來完全地形成圖7的半導體模塊1000、圖8的半導體模塊1000a、圖9的半導體模塊1000b、圖10的半導體模塊1000c。另外，可以通過在圖16a的工藝期間將第一無源元件120-1和有源元件160安裝在模塊基板200上然后執(zhí)行圖16b和圖16c的工藝來完全地形成圖12的半導體模塊1000e?？梢酝ㄟ^在圖16a的工藝期間在除了形成有基板連接端子135的區(qū)域上之外的模塊基板200上安裝第一無源元件120-1，然后在圖16b和圖16c的工藝期間利用基板連接端子135將上層結構120s安裝并堆疊在第一無源元件120-1上來完全形成圖13的半導體模塊1000f。

參照圖16d，根據(jù)實施例，在將模塊基板200通過引線130連接到基板110之后，形成密封無源元件封裝件100f、有源元件封裝件300、有源元件芯片400和基板無源元件120-ms的模塊密封件500。通過將模塊基板200置于模具中并且將模塑材料注入模具中的模塑工藝形成模塊密封件500，從而形成半導體模塊1000d'。模塊密封件500可以保護無源元件封裝件100f、有源元件封裝件300、有源元件芯片400和基板無源元件120-ms不受外部物理或化學的損害或者污染的影響。

還可以在圖12的半導體模塊1000e和圖13的半導體模塊1000f中形成模塊密封件500。此外，可以在圖7的半導體模塊1000、圖8的半導體模塊1000a、圖9的半導體模塊1000b、圖10的半導體模塊1000c和圖14的半導體模塊1000g中形成模塊密封件500。

雖然已經(jīng)參照本發(fā)明構思的示例性實施例具體示出并描述了其實施例，但是將理解的是，在不脫離權利要求的精神和范圍的情況下，可以在其中做出形式和細節(jié)上的各種改變。