本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置和其制造方法。確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種包含至少一個(gè)延伸超出其封裝本體的連接元件的半導(dǎo)體裝置和其制造方法。

背景技術(shù)：

一般來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體封裝可包含：襯底(substrate)，其具有安置在所述襯底上方的半導(dǎo)體裸片(semiconductordie)；插入件(interposer)；互連件(interconnects)，其用以在所述襯底與所述插入件之間形成電連接；和模制化合物(moldingcompound)，其形成于所述襯底與所述插入件之間以囊封(encapsulate)所述半導(dǎo)體裸片和所述互連件。然而，此類半導(dǎo)體封裝的厚度(例如，大于1.0毫米(mm))比一些半導(dǎo)體封裝的規(guī)定厚度(例如，小于0.5mm)大。此外，通過(guò)插入件的表面上的焊墊(pad)將半導(dǎo)體封裝接合到主板(motherboard)(例如，印刷電路板)較為困難，因此質(zhì)量和產(chǎn)量較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置。在一實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體裝置包含襯底、封裝本體(packagebody)和連接元件(connectingelement)。所述封裝本體安置為鄰近于所述襯底的表面，并界定模腔(cavity)。所述連接元件安置為鄰近于所述襯底的所述表面并位于所述模腔中。在所述連接元件的一部分的周邊表面(peripherysurface)與所述模腔的一部分的側(cè)壁之間具有空間。所述連接元件的末端部分延伸超出所述封裝本體的最外表面。

在一實(shí)施例中，一種半導(dǎo)體裝置包含襯底，所述襯底具有第一表面以及與所述第一表面相對(duì)的第二表面。所述襯底包含至少一個(gè)球墊(ballpad)。所述半導(dǎo)體裝置進(jìn)一步包含封裝本體，所述封裝本體安置為鄰近于所述襯底的所述第一表面，所述封裝本體界定模腔，且所述模腔包含第一部分和第二部分。所述半導(dǎo)體裝置進(jìn)一步包含與所述襯底隔開(kāi)的裝置，以及連接所述襯底與所述裝置的至少一個(gè)連接元件。每一連接元件包含第一部分和第二部分，所述連接元件的所述第一部分填充所述模腔的所述第一部分并接觸相應(yīng)球墊，所述連接元件的所述第二部分位于所述模腔的所述第二部分中，在所述連接元件的所述第二部分的周邊表面與所述模腔的所述第二部分的側(cè)壁之間具有空間，且所述連接元件的所述第二部分連接到所述裝置。所述半導(dǎo)體裝置進(jìn)一步包含附接并電連接到所述襯底的所述第二表面的傳感器板(sensorplate)。

一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法包含：(a)提供襯底和半導(dǎo)體裸片，其中所述半導(dǎo)體裸片電連接到所述襯底的表面；(b)鄰近于所述襯底表面所述表面形成第一焊料球；(c)形成封裝本體，以囊封所述半導(dǎo)體裸片和所述第一焊料球；(d)去除所述封裝本體的一部分以形成開(kāi)口，以暴露所述第一焊料球的一部分；和(e)將第二焊料球與第一焊料球熔合以形成連接元件，其中在所述連接元件的一部分的周邊表面與所述開(kāi)口的側(cè)壁之間具有空間，且所述連接元件的末端部分延伸超出所述封裝本體。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。

圖2為圖1中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置的區(qū)域‘a(chǎn)’的部分放大視圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。

圖5為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。

圖6為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。

圖7為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。

圖8為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的橫截面圖。

圖9、圖10、圖11、圖12、圖13和圖14說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法。

圖15說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法。

圖16、圖17、圖18和圖19說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法。

圖20和圖21說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明描述一種半導(dǎo)體裝置，其可通過(guò)例如省略插入件來(lái)降低半導(dǎo)體裝置的厚度以及改進(jìn)半導(dǎo)體裝置與主板之間的接合質(zhì)量。

除非另外規(guī)定，否則例如“上方”、“下方”、“向上”、“左邊”、“右邊”、“向下”、“頂部”、“底部”、“垂直”、“水平”、“側(cè)”、“較高”、“下部”、“上部”、“上面”、“下面”等空間描述是相對(duì)于圖中所展示的定向加以指示。應(yīng)理解，本文中所使用的空間描述僅是出于說(shuō)明的目的，且本文中所描述的結(jié)構(gòu)的實(shí)際實(shí)施方案可以任何定向或方式在空間上布置，其限制條件為本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)不因此布置而有偏差。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置1的橫截面圖。在一或多個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置1是接合到主板(圖1中未示出)的半導(dǎo)體封裝。半導(dǎo)體裝置1包含襯底10、球墊12、跡線(trace)14、凸塊墊(bumppad)16、第一阻焊層(firstsoldermask)18、頂部墊(toppads)20、第二阻焊層22、半導(dǎo)體裸片24、導(dǎo)電凸塊26、封裝本體28和至少一個(gè)連接元件30。

襯底10是封裝襯底，且具有第一表面101以及與第一表面101相對(duì)的第二表面102。球墊12、跡線14和凸塊墊16包含在安置于襯底10的第一表面101上的第一電路圖案中。跡線14可安置于球墊12之間。舉例來(lái)說(shuō)，如在圖1中的虛線包圍的區(qū)域(標(biāo)記為‘a(chǎn)’)中所說(shuō)明，一個(gè)跡線14布線在兩個(gè)相鄰球墊12之間。在其它實(shí)施例中，兩個(gè)或大于兩個(gè)跡線14可布線在兩個(gè)相鄰球墊12之間，或無(wú)跡線14布線在兩個(gè)相鄰球墊12之間。第一阻焊層18覆蓋襯底10的第一表面101，且球墊12和凸塊墊16從第一阻焊層18暴露。頂部墊20包含在安置于襯底10的第二表面102上的第二電路圖案中。第二阻焊層22覆蓋襯底10的第二表面102，且頂部墊20從第二阻焊層22暴露。在一或多個(gè)實(shí)施例中，焊料球或焊料凸塊安置于頂部墊20的相應(yīng)者的上方。

半導(dǎo)體裸片24安置為鄰近于襯底10的第一表面101，且電連接到襯底10的第一表面101上的第一電路圖案(例如，包含球墊12、跡線14和凸塊墊16的電路圖案)。在此實(shí)施例中，半導(dǎo)體裸片24通過(guò)倒裝芯片接合(flipchipbonding)電連接到第一電路圖案，也就是說(shuō)，半導(dǎo)體裸片24通過(guò)導(dǎo)電凸塊26連接到凸塊墊16。然而，在另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體裸片24可通過(guò)打線接合(wirebonding)電連接到第一電路圖案。

封裝本體28安置為鄰近于襯底10的第一表面101，安置于第一阻焊層18上方且囊封半導(dǎo)體裸片24。封裝本體28的材料為例如囊封劑(encapsulant)或模制化合物(moldingcompound)。封裝本體28界定一或多個(gè)模腔(cavities)34，其圍繞半導(dǎo)體裸片24的周邊。

連接元件30安置為鄰近于襯底10的第一表面101，且安置于對(duì)應(yīng)模腔34中。在圖1的實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置1包含多個(gè)連接元件30，其安置于圍繞半導(dǎo)體裸片24的球墊12的相應(yīng)者上。在圖1的實(shí)施例中，連接元件30是通過(guò)熔合兩個(gè)堆疊式焊料球(stackedsolderball)形成的組合焊料球(combinedsolderball)，且連接元件30因此包含頸部部分(neckportion)32。連接元件30的一部分位于封裝本體28內(nèi)，且連接元件30的另一部分從封裝本體28突出，超出模腔34。換句話說(shuō)，連接元件30安置為鄰近于襯底10的第一表面101，且被封裝本體28部分地囊封。

連接元件30的一部分的周邊表面與模腔34的一部分的側(cè)壁之間具有空間33。也就是說(shuō)，模腔34的最大橫向?qū)挾却笥谶B接元件30的最大橫向?qū)挾龋虼?，在連接元件30的所述部分的周邊表面與空腔34的所述部分的側(cè)壁之間存在空的空間(空間33)，且連接元件30不完全填充模腔34。另外，連接元件30的末端部分31延伸超出/突出于封裝本體28的底部表面281，其中封裝本體28的底部表面281是封裝本體28在半導(dǎo)體裝置1包含封裝本體28的那一側(cè)上的最外表面，且與襯底10的第一表面101基本上平行。在一或多個(gè)實(shí)施例中，模腔34可通過(guò)激光工藝根據(jù)預(yù)定圖案形成。因?yàn)樵谶B接元件30的所述部分的周邊表面與模腔34的所述部分的側(cè)壁之間存在空的空間33，所以當(dāng)連接元件30接合到電氣元件(例如，主板或半導(dǎo)體封裝)時(shí)，空間33可容納被擠出的熔融連接元件30。因此，可避免兩個(gè)相鄰連接元件30之間的橋接。另外，空間33可減輕應(yīng)力集中效應(yīng)(stressconcentrationeffect)，解釋如下。如果連接元件30的所述部分的周邊表面與模腔34的所述部分的側(cè)壁之間的空間33被省略(也就是說(shuō)，連接元件30完全填充模腔34)，那么封裝本體28的底部拐角(bottomcorner)282或底部邊緣(bottomedge)將因而接觸連接元件30并將形成應(yīng)力集中區(qū)，使得在連接元件30接合到電氣元件(例如，主板或半導(dǎo)體封裝上)之后，在連接元件30中可能從封裝本體28的底部拐角282或底部邊緣開(kāi)始發(fā)生開(kāi)裂(crack)。因此，如圖1中所展示提供的空間33可將封裝本體28的底部拐角282或底部邊緣與連接元件30的周邊表面間隔開(kāi)(也就是說(shuō)，封裝本體28的底部拐角282或底部邊緣將不接觸連接元件30的周邊表面)；因此，可避免所描述的應(yīng)力集中效應(yīng)和所引起的開(kāi)裂，增加接合的可靠性。

圖2是圖1中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置1的區(qū)域‘a(chǎn)’的放大視圖。從封裝本體28的頂部表面(第一阻焊層18的底部表面)開(kāi)始，沿著所展示的定向中的襯底10的垂直方向測(cè)量連接元件30的高度h和封裝本體28的厚度t，其中h大于t，使得連接元件30的末端部分31延伸超出或突出于封裝本體28的底部表面281。因此，連接元件30可直接接合到另一裝置的電接點(diǎn)(例如，如圖6中所展示，接合到例如主板或半導(dǎo)體封裝上的電氣元件36的電接點(diǎn)361，其中如圖15中所展示，電接點(diǎn)361上面可(但非必要)具有預(yù)焊料(pre-solder)362，且連接元件30接合到預(yù)焊料362)。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，省略第一阻焊層18，且封裝本體28安置于襯底10的第一表面101上；因此，連接元件30的高度h和封裝本體28的厚度t從襯底10的第一表面101開(kāi)始測(cè)量。

如圖1和2中所展示，連接元件30的末端部分31在完成的半導(dǎo)體裝置1中為自由端(不接合或連接到另一裝置或組件)。因此，連接元件30的末端部分31的周邊表面由于內(nèi)聚力而為曲面。

連接元件30包含連接元件30的頸部部分32上方的第一部分301以及頸部部分32下方的第二部分302。模腔34包含第一部分341以及第二部分342。第一部分341具有鄰近于連接元件30的第一部分301的側(cè)壁，第二部分342具有鄰近于連接元件30的第二部分302的側(cè)壁，其中在互連元件30的第二部分302與模腔34的第二部分342的側(cè)壁之間具有空間33。連接元件30的第一部分301填充模腔34的第一部分341并接觸襯底10上的球墊12。連接元件30的第二部分302位于模腔34的第二部分342中?？臻g33位于連接元件30的第二部分302的周邊表面與模腔34的第二部分342的側(cè)壁之間。連接元件30的第二部分302的末端部分31延伸超出封裝本體28的底部表面281(最外表面)。

模腔34的第一部分341的側(cè)壁的曲度(curvature)與模腔34的第二部分342的側(cè)壁的曲度不連續(xù)；也就是說(shuō)，在模腔34的第一部分341與第二部分342之間在封裝本體28的頂點(diǎn)(apex)或峰部(peak)存在拐點(diǎn)(turningpoint)343，所述拐點(diǎn)343對(duì)應(yīng)于連接元件30的頸部部分32的谷部(valley)并與其位于相同位置。對(duì)應(yīng)地，連接元件30的第一部分301的周邊表面的曲度與連接元件30的第二部分302的周邊表面的曲度不連續(xù)。

模腔34的第二部分342的最大橫向?qū)挾却笥谀Ｇ?4的第一部分341的最大橫向?qū)挾葁1。連接元件30的第二部分302的最大橫向?qū)挾葁2大于連接元件30的第一部分301的最大橫向?qū)挾葁1，且w2＝a*w1，其中‘a(chǎn)’是約0.8到約1.6的乘數(shù)，例如大于1，或約1.05到約1.24。如果‘a(chǎn)’的值太低(例如，小于約0.8)，那么連接元件30的延伸超出封裝本體28的底部表面281(最外表面)的暴露部分的高度h2將會(huì)太小，且當(dāng)連接元件30經(jīng)接合(例如，到主板或半導(dǎo)體封裝)時(shí)，可能發(fā)生不沾錫(non-wetting)且得到的接合強(qiáng)度可能不佳。如果‘a(chǎn)’的值太高(例如，大于約1.6)，那么連接元件30的暴露部分的高度h2將會(huì)太大，且當(dāng)連接元件30經(jīng)接合(例如，到主板或半導(dǎo)體封裝)時(shí)，可能在兩個(gè)連接元件30之間發(fā)生焊料橋接。

連接元件30在底部表面281下方的部分的高度是h1，其中h1＝b*h2，其中‘b’是約1.6到約5.8的乘數(shù)，例如大于1、大于2，或約2.2到約4.71。如果h1的值固定且‘b’的值太高(例如，大于約5.8)，那么連接元件30的延伸超出封裝本體28的底部表面281(最外表面)的暴露部分的高度h2將會(huì)太小，且當(dāng)連接元件30接合到電氣元件(例如，到主板或半導(dǎo)體封裝)時(shí)，可能發(fā)生不沾錫且得到的接合強(qiáng)度可能不佳。如果h1的值固定且‘b’的值太低(例如，小于1.6)，那么連接元件30的暴露部分的高度h2將會(huì)太大，且當(dāng)連接元件30經(jīng)接合(例如，到主板或半導(dǎo)體封裝)時(shí)，可能在兩個(gè)連接元件30之間發(fā)生焊料橋接。

如圖2中所展示，模腔34的第一部分341的深度界定為d1，且模腔34的第二部分342的深度界定為d2，其中d2＝c*d1，其中‘c’是約0.9到約20的乘數(shù)，例如大于約1，大于約2，或約2.21到約2.52。如果‘c’的值太低(例如，小于約0.9)，那么第二部分342的體積將會(huì)太小，引起連接元件30延伸超出封裝本體28的底部表面281(最外表面)的暴露部分的高度h2太大，且當(dāng)連接元件30經(jīng)接合(例如，到主板或半導(dǎo)體封裝)時(shí)，可能在兩個(gè)連接元件30之間發(fā)生焊料橋接。如果‘c’的值太高(例如，大于約20)，那么連接元件30的暴露部分的高度h2將會(huì)太小，且當(dāng)連接元件30經(jīng)接合(例如，到主板或半導(dǎo)體封裝)時(shí)，可能發(fā)生不沾錫且接合強(qiáng)度可能不佳。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置2的橫截面圖。圖3的半導(dǎo)體裝置2類似于圖1和圖2中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置1，不同之處在于模腔34的第二部分342的頂部表面3421是基本上平坦的表面。連接元件30的第二部分302從第二部分342的頂部表面3421突出。也就是說(shuō)，連接元件30的頸部部分32位于模腔34的第一部分341與模腔34的第二部分342的頂部表面3421的結(jié)合部(junction)。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置3的橫截面圖。圖4的半導(dǎo)體裝置3類似于圖1和圖2中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置1，不同之處在于連接元件30a包含核心部分(coreportion)303和覆蓋核心部分303的周邊部分(peripheryportion)304。核心部分303的材料不同于周邊部分304的材料。在一或多個(gè)實(shí)施例中，核心部分303包含銅、金或其合金，且周邊部分304包含焊料錫(sn)，或鉛/錫(pbsn)或錫/銀(snag)類焊料。在一或多個(gè)實(shí)施例中，核心部分303的材料的熔化溫度高于周邊部分304的熔化溫度。在圖4中，周邊部分304包含頸部部分32上方的第一部分3041和頸部部分32下方的第二部分3042，其中第二部分3042的最大厚度(在所展示的定向的垂直方向上)大于第一部分3041的最大厚度。第二部分3042的最大厚度可與第一部分3041的最大厚度的約五到十倍一樣大，或比其大。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置4的橫截面圖。圖5的半導(dǎo)體裝置4類似于圖1和圖2中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置1，不同之處在于半導(dǎo)體裝置4進(jìn)一步包含第二半導(dǎo)體裸片25和第二封裝本體29。半導(dǎo)體裸片25電連接到襯底10的第二表面102上的頂部墊20，且封裝本體29安置于襯底10的第二表面102上方以囊封半導(dǎo)體裸片25。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置5的橫截面圖。圖6的半導(dǎo)體裝置5類似于圖1和圖2中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置1，不同之處在于半導(dǎo)體裝置5進(jìn)一步包含可為主板或半導(dǎo)體封裝的裝置36。裝置36與襯底10間隔開(kāi)，且包含鄰近于其表面的至少一個(gè)電接點(diǎn)361(例如，接合墊)。如圖6中所展示，半導(dǎo)體裝置1的連接元件30接合到裝置36，且連接元件30的末端部分31接觸電接點(diǎn)361。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置6的橫截面圖。圖7的半導(dǎo)體裝置6類似于圖6中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置5，不同之處在于如圖4所展示和相關(guān)描述，連接元件30a包含核心部分303和覆蓋核心部分303的周邊部分304。核心部分303包含銅、金或其合金，且周邊部分304包含sn焊料、pbsn類焊料或snag類焊料。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置7的橫截面圖。圖8的半導(dǎo)體裝置7類似于圖6中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置5，不同之處在于半導(dǎo)體裝置7進(jìn)一步包含附接到并電連接到襯底10的第二表面102上的頂部墊20的玻璃板38。玻璃板38在其中包含電路，使得當(dāng)用戶的手指觸摸玻璃板38時(shí)，由手指的螺紋導(dǎo)致的電勢(shì)差(electricalpotentialdifference)可提供到半導(dǎo)體裸片24以進(jìn)行處理。半導(dǎo)體裝置7因此可實(shí)施于指紋傳感器中。更一般來(lái)說(shuō)，如針對(duì)玻璃板38所說(shuō)明和描述，多種傳感器板(例如多種指紋傳感器板)可連接到襯底10。

圖9到14說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法。參考圖9，提供襯底10和半導(dǎo)體裸片24。襯底10具有第一表面101以及與第一表面101相對(duì)的第二表面102。球墊12、跡線14和凸塊墊16包含在安置于襯底10的第一表面101上的第一電路圖案中。跡線14可安置于球墊12之間。第一阻焊層18覆蓋襯底10的第一表面101，且球墊12和凸塊墊16從第一阻焊層18暴露。頂部墊20包含在安置于襯底10的第二表面102上的第二電路圖案中。第二阻焊層22覆蓋襯底10的第二表面102，且頂部墊20從第二阻焊層22暴露。

半導(dǎo)體裸片24安置為鄰近于襯底10的第一表面101，且電連接到襯底10的第一表面101上的第一電路圖案(例如，包含球墊12、跡線14和凸塊墊16的電路圖案)。在此實(shí)施例中，半導(dǎo)體裸片24通過(guò)倒裝芯片接合電連接到第一電路圖案，也就是說(shuō)，半導(dǎo)體裸片24通過(guò)導(dǎo)電凸塊26連接到凸塊墊16。然而，在其它實(shí)施例中，半導(dǎo)體裸片24可通過(guò)打線接合電連接到第一電路圖案。

參考圖10，形成一或多個(gè)第一焊料球40鄰近于襯底10的第一表面101。在此實(shí)施例中，多個(gè)焊料球40安置于圍繞半導(dǎo)體裸片24的球墊12的相應(yīng)者上。焊料球40包含sn焊料、pbsn類焊料或snag類焊料。

參考圖11，形成封裝本體28鄰近于襯底10的第一表面101，以囊封/覆蓋半導(dǎo)體裸片24和焊料球40。封裝本體28為例如囊封劑或模制化合物，且封裝本體28安置于第一阻焊層18上方。封裝本體28具有底部表面281。沿著一或多個(gè)機(jī)械加工路徑(machiningpath)41移除封裝本體28對(duì)應(yīng)于焊料球40下方的位置的部分，以暴露焊料球40。在一或多個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械加工路徑41是一或多個(gè)激光束依循的路徑，且所述激光束施加于(在圖11中展示的定向中)在焊料球40下方的區(qū)域上。

參考圖12，從底部表面281移除封裝本體28的一部分以形成一或多個(gè)開(kāi)口，每一開(kāi)口暴露對(duì)應(yīng)焊料球40的下部部分。也就是說(shuō)，焊料球40的下部部分不延伸超出封裝本體28的底部表面281。在對(duì)應(yīng)焊料球40下方形成的每一開(kāi)口界定模腔34的第二部分342，其中模腔34進(jìn)一步包含第一部分341和拐點(diǎn)343。模腔34的第一部分341的側(cè)壁的曲度與模腔34的第二部分342的側(cè)壁的曲度不連續(xù)，因此拐點(diǎn)343是第一部分341與第二部分342的相交點(diǎn)。第一部分341在拐點(diǎn)343上方，且第二部分342在拐點(diǎn)343下方。

圖13是圖12中的區(qū)域‘b’的放大視圖。焊料球40的上部部分填充模腔34的第一部分341并接觸襯底10上的球墊12，且焊料球40的下部部分位于模腔34的第二部分342中。第二部分342的深度d2是焊料球40的總高度h3的約二分之一。

參考圖14，提供一或多個(gè)第二焊料球42以與對(duì)應(yīng)焊料球40熔合以形成至少一個(gè)連接元件30，從而形成圖1和圖2中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置1。在此實(shí)施例中，焊料球42的體積基本上等于焊料球40的體積，且焊料球42的材料與焊料球40的材料相同或類似。如圖1和圖2中所展示，于連接元件30的第二部分302的周邊表面與模腔34的第二部分342的側(cè)壁之間界定空間33。連接元件30的第二部分302的末端部分31延伸超出封裝本體28的底部表面281(最外表面)。

如關(guān)于圖13所描述，模腔34的第二部分342的深度d2是第一焊料球40的高度h3的約二分之一。在將焊料球42熔合到焊料球40以形成連接元件30之后，理想狀況下，連接元件30的體積(焊料球40和42的體積之和)與模腔34的第二部分342的體積容量的比率是約1:1.2(也就是說(shuō)，模腔34的第二部分342的體積容量是連接元件30的體積約1.2倍)。因此，當(dāng)連接元件30接合到裝置(例如，主板或半導(dǎo)體封裝)時(shí)，空間33(圖2)大到足以容納被擠出的熔融連接元件30。因此，可避免兩個(gè)相鄰連接元件30之間的橋接，并改進(jìn)接合質(zhì)量。此外，約1:1.2的比率使連接元件30超出表面281的突起足夠用以連接到裝置(例如，主板或半導(dǎo)體封裝)。更一般來(lái)說(shuō)，模腔34的第二部分342的體積容量比連接元件30的體積大約1.05倍或以上、約1.1倍或以上、約1.15倍或以上、或約1.2倍或小于約1.4倍。

圖15說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法。在一或多個(gè)實(shí)施例中，圖1和圖2中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置1接合到裝置36(例如，主板或半導(dǎo)體封裝)。如圖15中所展示，連接元件30的末端部分31接合到裝置36的電接點(diǎn)361(例如，接合墊)上的預(yù)焊料362，以獲得圖6中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置5。然而，在其它實(shí)施例中，在不使用預(yù)焊料362的情況下將連接元件30的末端部分31接合到裝置36的電接點(diǎn)361。

在一或多個(gè)實(shí)施例中，玻璃板38進(jìn)一步附接到襯底10的第二表面102，以獲得圖8中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置7。

圖16到19說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法。此實(shí)施例的初始階段類似于關(guān)于圖9所展示和描述的階段，且圖16的階段是在圖9的階段之后。圖16類似于圖10，不同之處在于焊料球44是固態(tài)核心(solidcore)焊料球，其包含核心部分303和覆蓋核心部分303的周邊部分441。核心部分303包含銅、金或其合金，且周邊部分304包含sn焊料、pbsn類焊料或snag類焊料。周邊部分441的厚度是基本上均勻的。

參考圖17，形成封裝本體28鄰近于襯底10的第一表面101，以囊封/覆蓋半導(dǎo)體裸片24和焊料球44。封裝本體28具有底部表面281。接著，如圖18中所展示，沿著一或多個(gè)機(jī)械加工路徑41移除封裝本體28對(duì)應(yīng)于焊料球44的部分，以暴露焊料球44。在一或多個(gè)實(shí)施例中，機(jī)械加工路徑41是一或多個(gè)激光束依循的路徑，且所述激光束施加于(在圖17中展示的定向中)在焊料球44下方的區(qū)域上。

參考圖18，移除封裝本體28的底部表面281的部分會(huì)形成對(duì)應(yīng)于模腔34的第二部分342的一或多個(gè)開(kāi)口。

參考圖19，提供第二焊料球42以與對(duì)應(yīng)焊料球44熔合以形成連接元件30a，從而形成圖4中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置3。在此實(shí)施例中，焊料球42的材料與焊料球44的周邊部分441的材料相同或類似。在熔合工藝期間，第二焊料球42與焊料球44的周邊部分441的下部部分(暴露部分)熔融并熔合在一起，而焊料球44的核心部分303保持固態(tài)。因此，圖4的連接元件30a的高度大于圖2的連接元件30(其不具有核心部分303)的高度。

圖20和21說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法。此實(shí)施例的方法類似于圖9到14的方法，且不同的是初始階段。圖20類似于圖9，不同之處在于進(jìn)一步提供第二半導(dǎo)體裸片25，且半導(dǎo)體裸片25電連接到襯底10的第二表面102上的頂部墊20。接著，形成一或多個(gè)焊料球40鄰近于襯底10的第一表面101(與如關(guān)于圖10所描述的類似)。

圖21類似于圖11，不同之處在于鄰近于襯底10的第二表面102進(jìn)一步形成第二封裝本體29，以囊封/覆蓋第二半導(dǎo)體裸片25。在此實(shí)施例中，封裝本體29的材料與封裝本體28的材料相同或類似，且其同時(shí)形成。

后續(xù)階段類似于關(guān)于圖11到14所描述的階段，且形成圖5中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置4。

如本文中所使用，術(shù)語(yǔ)“基本上”和“約”用于描述和解釋較小變化。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)結(jié)合數(shù)值使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)可涵蓋小于或等于所述數(shù)值的±10％的變化范圍，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。對(duì)于另一實(shí)例，“基本上相等”的兩個(gè)數(shù)值可涵蓋兩個(gè)值之間的差小于或等于所述值中的一者的±10％，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。

術(shù)語(yǔ)“基本上平坦”可指不超過(guò)約20微米、不超過(guò)約15微米或不超過(guò)約10微米(例如約3μm到約20μm)，或其中表面的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的差不超過(guò)約20微米、不超過(guò)約15微米、或不超過(guò)約10微米(例如約5μm到約10μm)的表面粗糙度(ra)。術(shù)語(yǔ)關(guān)于兩個(gè)邊緣或表面“基本上平行”可指沿著線或沿著平面放置，其中從線或平面的位移不超過(guò)約20微米、不超過(guò)約15微米、或不超過(guò)約10微米，例如約3μm到約20μm。術(shù)語(yǔ)在厚度值的上下文中“基本上均勻”可指厚度變化不超過(guò)約20微米、不超過(guò)約15微米、或不超過(guò)約10微米，例如約5μm到約10μm。

另外，有時(shí)在本文中按范圍格式呈現(xiàn)量、比率和其它數(shù)值。應(yīng)理解，此類范圍格式是出于便利和簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，且應(yīng)靈活地理解，不僅包含明確地指定為范圍限制的數(shù)值，而且包含涵蓋于所述范圍內(nèi)的所有個(gè)別數(shù)值或子范圍，如同明確地指定每一數(shù)值和子范圍一般。

雖然已參考本發(fā)明的特定實(shí)施例描述和說(shuō)明本發(fā)明，但這些描述和說(shuō)明并非限制性的。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，可在不脫離如由所附權(quán)利要求書(shū)界定的本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍的情況下，作出各種改變且取代等效物。所述說(shuō)明可能未必按比例繪制。歸因于制造工藝和容差，本發(fā)明中的藝術(shù)再現(xiàn)與實(shí)際設(shè)備之間可存在區(qū)別?？纱嬖诓⑽刺囟ㄕf(shuō)明的本發(fā)明的其它實(shí)施例。應(yīng)將本說(shuō)明書(shū)和圖式視為說(shuō)明性的而非限制性的。可做出修改，以使具體情況、材料、物質(zhì)組成、方法或工藝適應(yīng)于本發(fā)明的目標(biāo)、精神和范圍。所有此類修改都既定在所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。雖然本文中所揭示的方法已參考按特定次序執(zhí)行的特定操作加以描述，但應(yīng)理解，可在不脫離本發(fā)明的教示的情況下組合、細(xì)分或重新排序這些操作以形成等效方法。因此，除非在本文中具體指示，否則操作的次序和分組并非局限性的。