具有背側(cè)管芯連接的芯片嵌入的封裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及半導(dǎo)體封裝，并且更特別地涉及接觸嵌入封裝中的半導(dǎo)體芯片的背側(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]嵌入芯片的封裝是半導(dǎo)體芯片(管芯)封裝技術(shù)，其中添加材料到印刷電路結(jié)構(gòu)以創(chuàng)建可選的無源元件(例如電阻器和電容器)，并且有源芯片(管芯)被放置在內(nèi)層上并且然后由于添加了附加的層而被埋藏。例如，一些嵌入芯片的工藝包括利用非導(dǎo)電膏劑附接到預(yù)圖案化銅箔的管芯放置、用于尺寸穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)玻璃增強的預(yù)浸料(其中已經(jīng)存在粘結(jié)材料(例如環(huán)氧樹脂)的預(yù)浸漬的復(fù)合纖維)的層壓、以及銅箔圖案化以實現(xiàn)PCB (印刷電路板)路由層。典型層壓結(jié)構(gòu)可以是兩到六個層，而更復(fù)雜結(jié)構(gòu)為多達10個金屬層。標(biāo)準(zhǔn)封裝工藝(例如線或夾接合以及常見的模制工藝)通常被電流工藝替代。結(jié)果是顯著降低的封裝占地面積、封裝電阻和電感，以及低熱阻。然而，將期望的是，針對多芯片的組件來優(yōu)化嵌入芯片的封裝技術(shù)，從而改編和擴展嵌入芯片的封裝技術(shù)以滿足不同芯片技術(shù)的需要，例如用于功率半導(dǎo)體管芯的高功率觸點和嵌入同一封裝中的不同厚度的管芯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)半導(dǎo)體封裝的實施例，該封裝包括嵌入絕緣材料中的半導(dǎo)體管芯。該管芯具有面向第一方向的第一表面，面向與第一方向相反的第二方向的第二表面以及在第一和第二表面之間延伸的邊緣。半導(dǎo)體封裝還包括嵌入在管芯之上的絕緣材料中并且被接合到管芯的第二表面的金屬夾。金屬夾的部分橫向延伸到管芯的邊緣之外并且在第一方向垂直地延伸以提供在管芯的第二表面處的電流再分布。
[0004]根據(jù)半導(dǎo)體管芯的另一實施例，該封裝包括嵌入絕緣材料中的半導(dǎo)體管芯。該管芯具有相對的第一和第二表面以及在第一和第二表面之間延伸的邊緣。該封裝還包括布置在管芯之下的絕緣材料中的結(jié)構(gòu)化金屬再分布層、連接結(jié)構(gòu)化金屬再分布層到在管芯的第一表面處的端子的第一導(dǎo)電通孔、以及嵌入管芯之上的絕緣材料中并且接合到管芯的第二表面的第一金屬部件。第一金屬部件的部分橫向延伸到管芯的邊緣之外。該封裝還包括從結(jié)構(gòu)化金屬再分布層向著第一金屬部件垂直延伸并且在第一金屬部件之前終止的第二導(dǎo)電通孔，從而在第二導(dǎo)電通孔和第一金屬部件中橫向延伸到管芯的邊緣之外的該部分之間存在間隙。該封裝還包括被布置在該間隙中并且將第二導(dǎo)電通孔連接到第一金屬部件中橫向延伸到管芯的邊緣之外的該部分的第二金屬部件。
[0005]根據(jù)半導(dǎo)體封裝的再另一實施例，該封裝包括嵌入絕緣材料中的半導(dǎo)體管芯。該管芯具有相對的第一和第二表面以及在第一和第二表面之間延伸的邊緣。該封裝還包括嵌入管芯之上的絕緣材料中并且接合到管芯的第二表面的第一金屬部件。第一金屬部件的部分橫向延伸到管芯的邊緣之外。該封裝還包括在第一金屬部件中橫向延伸到管芯的邊緣之外的該部分下面布置并且連接到第一金屬部件中橫向延伸到管芯的邊緣之外的該部分的第二金屬部件。第二金屬部件垂直地延伸穿過絕緣材料，從而第二金屬部件的部分不被在封裝中背對管芯的第二表面的一側(cè)處的絕緣材料覆蓋。第一和第二金屬部件形成從管芯的第二表面到封裝中背對管芯的第二表面的該側(cè)的至少一個熱路徑。
[0006]本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀以下詳細描述之后并且在觀看附圖之后將認識到附加的特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0007]附圖的元素不一定是相對于彼此按比例的。同樣的附圖標(biāo)記指示對應(yīng)的類似部件。各個圖示的實施例的特征可以組合，除非它們彼此排斥。實施例在附圖中描繪并且在以下的描述中詳述。
[0008]圖1圖示了芯片嵌入的半導(dǎo)體封裝的實施例的橫截面視圖。
[0009]圖2圖示了根據(jù)替換實施例的圖1中所示的芯片嵌入的半導(dǎo)體封裝的橫截面視圖。
[0010]圖3圖示了芯片嵌入的半導(dǎo)體封裝的另一實施例的橫截面視圖。
[0011]圖4圖示了芯片嵌入的半導(dǎo)體封裝的再另一實施例的橫截面視圖。
[0012]圖5圖示了芯片嵌入的半導(dǎo)體封裝的再另一實施例的橫截面視圖。
[0013]圖6圖示了芯片嵌入的半導(dǎo)體封裝的另一實施例的橫截面視圖。
[0014]圖7圖示了芯片嵌入的半導(dǎo)體封裝的再另一實施例的橫截面視圖。
[0015]圖8圖示了芯片嵌入的半導(dǎo)體封裝的再另一實施例的橫截面視圖。
【具體實施方式】
[0016]根據(jù)本文描述的實施例，提供了一種嵌入芯片的封裝，該封裝包括以用于接觸嵌入的半導(dǎo)體管芯的背側(cè)的金屬夾的形式的附加的重新布線和/或接觸元件。根據(jù)本文描述的附加實施例，嵌入芯片的封裝被提供有背側(cè)重新布線和/或接觸元件，以用于厚半導(dǎo)體管芯或嵌入同一封裝中的不同厚度的半導(dǎo)體管芯。
[0017]圖1圖示了嵌入芯片的封裝100的實施例。封裝100包括嵌入絕緣材料104中的第一半導(dǎo)體管芯102。在一個實施例中，絕緣材料104是層壓材料，例如標(biāo)準(zhǔn)PCB材料或標(biāo)準(zhǔn)FR4 (纖維玻璃增強的環(huán)氧樹脂層壓材料)材料。在另一實施例中，絕緣材料104是模塑料。任何標(biāo)準(zhǔn)芯片層壓材料或模制工藝可以用于形成絕緣材料104。例如，在層壓材料的情況下，工藝可包括第一管芯102的擴散焊接，用來形成聚合物電介質(zhì)基質(zhì)的在組裝的管芯102上的RCC (樹脂涂覆銅)的層壓，在絕緣材料104中的通孔的激光鉆孔，以及通過銅的電鍍的通孔填充。在模制的情況下，模塑料在被裝載到模制室內(nèi)之前被預(yù)加熱。在預(yù)加熱之后，通過液壓柱塞迫使模塑料進入罐內(nèi)，在罐中其達到熔融溫度并且變成流體。然后柱塞繼續(xù)迫使流體模塑料進入模制槽的流槽中。這些流槽用作管道，流體模塑料在該管道中行進直到其到達包含用于密封的物體的腔。在每個情況下，嵌入絕緣材料104中的第一管芯102具有面向第一方向(X)的第一表面106、面向與第一方向相反的第二方向(Y)的第二表面108以及在第一和第二表面106、108之間延伸的邊緣110。
[0018]封裝100還包括被布置在第一管芯102之下的絕緣材料104中的結(jié)構(gòu)化金屬再分布層(RDU112。通過金屬和電介質(zhì)層114、116在晶片或載體的表面上的添加以將I/O (輸入/輸出)布局再路由到新的、寬松的節(jié)距占地面積中，來定義結(jié)構(gòu)化金屬再分布層112。這樣的再分布利用薄膜聚合物116(例如BCB、(苯并環(huán)丁稀)、聚酰亞胺、旭硝子(Asahi Glass)ALX等)和敷金屬114 (例如Al或Cu)來將外圍焊盤再路由到區(qū)域陣列構(gòu)造。可以在主要鈍化物(例如SiN或S1N)上直接制造再分布跡線，或可以在第二層聚合物之上路由再分布跡線，以添加附加的順應(yīng)性?？蓪⒁粋€或多個附加的金屬(以及對應(yīng)的電介質(zhì)層)連接到結(jié)構(gòu)化金屬再分布層112以便于連接到板或其它部件。為了容易圖示，這樣的材料層在圖1中未示出。
[0019]封裝100還包括第一導(dǎo)電通孔118，第一導(dǎo)電通孔118將結(jié)構(gòu)化金屬再分布層112連接到在第一管芯102的第一表面106處的端子。為了容易圖示，在圖1中未示出這些端子?？筛鶕?jù)任何標(biāo)準(zhǔn)RDL工藝的一部分來形成第一導(dǎo)電通孔118。
[0020]金屬夾(也統(tǒng)稱為半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域中的金屬條)120嵌入到第一管芯102之上的絕緣材料104中并且接合到第一管芯102的第二表面(例如背側(cè))108。在第一管芯102的第二表面108不是電活性的情況下，即在所有端子被布置在第一管芯102的第一表面(例如前側(cè))處的情況下，金屬夾120可通過粘合劑接合到第一管芯102的第二表面108。這樣的粘合劑連接提供從第一管芯102的第二表面108到結(jié)構(gòu)化金屬再分布層112的熱路徑。在電活性背側(cè)，即被布置在第一管芯102的第二表面處的一個或多個端子的情況下，金屬夾120可通過焊料或其它導(dǎo)電結(jié)合材料、通過先進的擴散焊接，來接合到在