半導(dǎo)體封裝件及方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2014年3月7日提交的標(biāo)題為"Semiconductor Package and Methods of化rming Same"的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/949, 755號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容結(jié) 合于此作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝件及方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 自從集成電路（1C)的發(fā)明W來，由于對(duì)各個(gè)電部件（即，晶體管、二極管、電阻器、 電容器等）的集成密度的不斷改進(jìn)，半導(dǎo)體工業(yè)經(jīng)歷了快速地增長(zhǎng)。在很大的程度上，集成 密度的改進(jìn)來自于重復(fù)減小最小部件的尺寸，該實(shí)現(xiàn)了在給定區(qū)域內(nèi)集成更多的部件。
[0005] 由于通過集成部件占據(jù)的體積基本上在半導(dǎo)體晶圓的表面上，因此該種集成的改 進(jìn)本質(zhì)上是在二維（2D)中進(jìn)行的。盡管光刻中重要的改進(jìn)在2D1C形成中產(chǎn)生了重大的 改進(jìn)，但是可W在二維中實(shí)現(xiàn)的密度仍然具有物理限制。該些限制中的一種是為制造該些 部件所需的最小尺寸。同時(shí)，當(dāng)在一個(gè)芯片中放入更多的器件時(shí)，需要利用更復(fù)雜的設(shè)計(jì)。
[0006] 為了進(jìn)一步增大電路密度，已經(jīng)研究了H維（3D) 1C。在3D1C的通用形成工藝中， 兩個(gè)管芯接合在一起并且在每個(gè)管芯和襯底上的接觸焊盤之間形成電連接件。例如，一種 嘗試包括將兩個(gè)管芯在彼此的頂部接合。然后，堆疊的管芯接合至載體襯底并且接合線將 每個(gè)管芯上的接觸焊盤電連接至載體襯底上的接觸焊盤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體器件，包括；第一封裝件， 具有第一側(cè)；第二封裝件，具有面向所述第一側(cè)的第二側(cè)；第一外部連接件，電連接至所述 第一封裝件的所述第一側(cè)和所述第二封裝件的所述第二側(cè)；W及結(jié)構(gòu)元件，位于所述第一 封裝件和所述第二封裝件之間，其中，所述結(jié)構(gòu)元件的尺寸不同于所述第一外部連接件的 尺寸。
[0008] 在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述結(jié)構(gòu)元件是框。
[0009] 在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述結(jié)構(gòu)元件是框；其中，所述框是銅框。
[0010] 在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述結(jié)構(gòu)元件是第一固體球。
[0011] 在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述結(jié)構(gòu)元件是第一固體球；其中，所述第一固體球 是焊料球。
[0012] 在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述結(jié)構(gòu)元件是第一固體球；其中，所述第一外部連 接件包括第二固體球，所述第二固體球的尺寸大于所述第一固體球的尺寸。
[0013] 在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述第二封裝件是集成的扇出式封裝件。
[0014] 在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述結(jié)構(gòu)元件不與所述第一封裝件的接觸焊盤接觸。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：第一封裝件，具有第一 偵所述第一封裝件包括第一半導(dǎo)體器件；第一外部連接件，連接至所述第一側(cè)；支撐元 件，鄰近所述第一側(cè)，所述第一外部連接件圍繞所述支撐元件，其中，所述支撐元件與所述 第一半導(dǎo)體器件電隔離；W及第二封裝件，具有面向所述第一側(cè)的第二側(cè)，所述第二側(cè)連接 至所述第一外部連接件。
[0016]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述支撐元件是框。
[0017]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述支撐元件是框；其中，所述框是金屬框。
[0018]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述支撐元件是一個(gè)或多個(gè)固體球。
[0019]在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述支撐元件是一個(gè)或多個(gè)固體球；其中，所述一個(gè) 或多個(gè)固體球是焊料球。
[0020] 在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述支撐元件是一個(gè)或多個(gè)固體球；其中，所述第一 外部連接件是球，并且其中，所述一個(gè)或多個(gè)固體球小于所述第一外部連接件。
[0021] 在上述半導(dǎo)體器件中，其中，所述第二封裝件是集成的扇出式封裝件。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：在 第一封裝件的第一側(cè)上形成第一外部連接件；將結(jié)構(gòu)元件放置在所述第一封裝件的所述第 一側(cè)上，其中，所述結(jié)構(gòu)元件的尺寸不同于所述第一外部連接件的尺寸；W及將所述第一封 裝件接合至第二封裝件，使得所述結(jié)構(gòu)元件位于所述第一封裝件和所述第二封裝件之間。
[0023]在上述方法中，其中，所述第一封裝件是集成的扇出式封裝件。
[0024]在上述方法中，其中，放置所述結(jié)構(gòu)元件是放置金屬框。
[00巧]在上述方法中，其中，放置所述結(jié)構(gòu)元件是放置一個(gè)或多個(gè)固體球。
[0026]在上述方法中，其中，放置所述結(jié)構(gòu)元件是放置一個(gè)或多個(gè)固體球；其中，所述一 個(gè)或多個(gè)固體球的直徑小于所述第一外部連接件的直徑。
【附圖說明】
[0027]當(dāng)結(jié)合參考附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下文具體的描述可W最佳地理解本發(fā)明的各個(gè) 方面。應(yīng)該理解，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件無需按比例繪制。事實(shí)上，為了清楚的 討論，各個(gè)部件的尺寸可W任意地增大或減小。
[0028] 圖1根據(jù)一些實(shí)施例示出了第一封裝件。
[0029] 圖2A和圖2B根據(jù)一些實(shí)施例示出了第二封裝件。
[0030] 圖3A和圖3B根據(jù)一些實(shí)施例示出了第一封裝件與具有框的第二封裝件的接合。
[0031]圖4根據(jù)一些實(shí)施例示出了框內(nèi)形成的槽。
[0032]圖5A和圖5B根據(jù)一些實(shí)施例示出了第一封裝件和具有導(dǎo)電球的第二封裝件的接 合。
[0033]圖6根據(jù)一些實(shí)施例示出了第一封裝件與具有第一接觸焊盤的具有導(dǎo)電球的第 二封裝件的接合的另一個(gè)實(shí)施例。
[0034]圖7根據(jù)一些實(shí)施例示出了另一個(gè)實(shí)施例，其中金屬框301附接至第二封裝件的 表面。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 本發(fā)明的W下內(nèi)容提供了許多用于實(shí)施所提供的主題的不同特征的不同實(shí)施例 或?qū)嵗?。W下描述組件和配置的具體實(shí)例W簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，該僅僅是實(shí)例，并不用于限 制本發(fā)明。例如，第一部件形成在第二部件之上或者上可W包括第一部件和第二部件直接 接觸的實(shí)施例，并且也可W包括在第一部件和第二部件之間形成附加部件，從而使得第一 部件和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。再者，本公開可在各個(gè)示例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或 字母。該重復(fù)是為了簡(jiǎn)明和清楚，而且其本身沒有規(guī)定所述各種實(shí)施例和/或結(jié)構(gòu)之間的 關(guān)系。
[0036] 現(xiàn)參考圖1，圖1示出了第一封裝件100。第一封裝件100可W包括第一襯底103、 第一半導(dǎo)體器件101、第一接觸焊盤109、第一密封劑111和第一外部連接件113。在實(shí)施例 中，第一襯底103可W是例如包括內(nèi)部互連件的封裝的襯底，內(nèi)部互連件使第一半導(dǎo)體器 件101連接至諸如第二封裝件200 (未在圖1中示出，但在下文中結(jié)合圖2A和圖2B進(jìn)行了 示出和描述）的其他外部器件。
[0037] 可選地，第一襯底103可W是用作中間襯底的插入件，W將第一半導(dǎo)體器件101連 接至其他外部器件。在該個(gè)實(shí)施例中，第一襯底103可W是例如慘雜或未慘雜的娃襯底或 絕緣體上娃（SOI)襯底的有源層。然而，第一襯底103可W可選地是玻璃襯底、陶瓷襯底、 聚合物襯底或可W提供合適的保護(hù)和/或互聯(lián)功能的任何其他襯底。該些材料和任何其他 合適的材料均可W可選地用于第一襯底103。
[0038] 第一半導(dǎo)體器件101可W是設(shè)計(jì)用于諸如期望的目的的半導(dǎo)體器件，期望的目的 諸如作為邏輯管芯、中央處理器（CPU)管芯、存儲(chǔ)器管芯、它們的組合等。在實(shí)施例中，根據(jù) 特定的功能，第一半導(dǎo)體器件101中包括集成電路器件，諸如晶體管、電容器、電感器、電阻 器、第一金屬化層（未示出）等。在實(shí)施例中，第一半導(dǎo)體器件101設(shè)計(jì)并制造為與第二半 導(dǎo)體器件211 (未在圖1中示出，但在下文中結(jié)合圖2A和圖2B進(jìn)行了示出和描述）共同工 作或同時(shí)工作。
[0039] 第一接觸焊盤109可W形成在第一襯底103上W在第一半導(dǎo)體器件101和例如第 一外部連接件113之間形成電連接件。在實(shí)施例中，第一接觸焊盤109可W形成在第一襯 底103內(nèi)的電布線（未在圖1中單獨(dú)示出）上方并與第一襯底103內(nèi)的電布線（未在圖1 中單獨(dú)示出）電接觸。第一接觸焊盤109可W包括鉛，但也可W可選地使用其他材料，諸如 銅?？蒞使用諸如姍射的沉積工藝形成第一