一種超薄3d封裝的半導(dǎo)體器件、其加工方法以及加工方法中的半成品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件、其加工方法以及加工方法中的半成品，包括超薄基板，超薄基板的頂面設(shè)置有至少一個(gè)上芯片，上芯片通過(guò)鍵合線和鍵合點(diǎn)與超薄基板連接通信，超薄基板的頂面上還設(shè)置有包裹所述上芯片、鍵合線和鍵合點(diǎn)的塑封層；超薄基板的底面倒裝有下芯片，下芯片的底面位于所述超薄基板底面設(shè)置的錫球的最低點(diǎn)所在平面的上方。本發(fā)明通過(guò)倒裝工藝將下芯片安裝于超薄基板的底部，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)封裝體的尺寸大幅縮小，整個(gè)封裝體的高度能夠只有800μm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于焊球陣列封裝的1200?1400μm的高度；下芯片位于開(kāi)放結(jié)構(gòu)中散熱效率大大提高；省去了普通的倒裝芯片封裝工藝中下基板的結(jié)構(gòu)，成本減低，并且布線相對(duì)簡(jiǎn)單。
【專利說(shuō)明】
一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件、其加工方法以及加工方法中的半成品
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其加工方法以及加工方法中的半成品，尤其涉及一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件及其加工方法以及加工方法中的半成品。
【背景技術(shù)】
[0002]3D晶圓級(jí)封裝，英文簡(jiǎn)稱(WLP)，包括Cl S發(fā)射器、MEMS封裝、標(biāo)準(zhǔn)器件封裝，是指在不改變封裝體尺寸的前提下，在同一個(gè)封裝體內(nèi)于垂直方向疊放兩個(gè)以上芯片的封裝技術(shù)，它起源于快閃存儲(chǔ)器(N0R/NAND)及SDRAM的疊層封裝，主要特點(diǎn)包括:多功能、高效能；大容量高密度，單位體積上的功能及應(yīng)用成倍提升以及低成本，3D封裝改善了芯片的許多性能，如橫向尺寸、重量、速度、產(chǎn)量及耗能。
[0003]然而，常規(guī)的堆疊封裝，如附圖1所示，其將兩塊芯片20堆疊在一起，并通過(guò)金線30的鍵合工藝實(shí)現(xiàn)基板40和芯片20的連接通信，再形成包裹芯片的封裝層50，最后制作焊盤60形成最終產(chǎn)品。這種封裝工藝的發(fā)展有電特性、機(jī)械性能、熱特性、封裝成本、封裝高度等的限制，由于芯片均位于塑封層的封閉空間內(nèi)，熱量無(wú)法釋放，因此散熱效率差;并且由于將芯片堆疊在一起，因此整個(gè)封裝體的縱向高度往往較大，高度控制受限，并且布線相對(duì)復(fù)雜，成本高。
[0004]而另一種倒裝芯片(Flip chip)的結(jié)構(gòu)是一種無(wú)引腳結(jié)構(gòu)，F(xiàn)lip chip(倒裝芯片)封裝工藝，它是在芯片引腳上沉積錫鉛球，然后將芯片翻轉(zhuǎn)加熱利用熔融的錫鉛球與超薄基板相結(jié)合，此技術(shù)替換常規(guī)打線接合，逐漸成為未來(lái)的封裝主流。
[0005]如附圖2所示的倒裝芯片結(jié)構(gòu)，其包括至少一個(gè)位于上基板70上的芯片80以及一個(gè)位于下基板90上的芯片100，并且上基板和下基板之間通過(guò)錫球110進(jìn)行通信，下基板設(shè)置有與其他元件連接的錫球120。
[0006]在這種倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中，通常位于上基板上的芯片往往用于存儲(chǔ)，而位于下基板上的芯片用于運(yùn)算處理，因此產(chǎn)生熱量較大，并且由于位于下基板上的芯片位于上基板和下基板之間的錫球所圍合成的空間內(nèi)(芯片處于近似封閉空間內(nèi))，因此散熱效率差；并且由于增加了下基板和下基板上的錫球，因此封裝體的整體高度相對(duì)常規(guī)堆疊封裝的高度更高，高度的控制進(jìn)一步受限，并且增加了一個(gè)基板，因此基板上的布線和封裝的成本都進(jìn)一步增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的之一就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)調(diào)整，結(jié)合鍵合線的反向鍵合工藝以及芯片的倒裝工藝，從而提供了一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件;本發(fā)明的另一目的在于，通過(guò)預(yù)切割塑封層來(lái)釋放基板翹曲應(yīng)力的方式從而提供一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的加工方法以及加工方法中的半成品。
[0008]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn): 一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，包括超薄基板，所述超薄基板的頂面設(shè)置有至少一個(gè)上芯片，所述上芯片通過(guò)鍵合線和鍵合點(diǎn)與超薄基板連接并通信，所述超薄基板的頂面上還設(shè)置有包裹所述上芯片、鍵合線和鍵合點(diǎn)的塑封層;所述超薄基板的底面倒裝有下芯片，所述下芯片的底面位于所述超薄基板底面設(shè)置的錫球的最低點(diǎn)所在平面的上方。
[0009]優(yōu)選的，所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，其中:所述超薄基板是樹(shù)脂超薄基板。
[0010]優(yōu)選的，所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，其中:所述鍵合線的弧高小于60mm ο
[0011]優(yōu)選的，所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，其中:所述塑封層的厚度小于150微米。
[0012]優(yōu)選的，所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，其中:所述下芯片通過(guò)若干位于所述超薄基板底部的微凸塊與所述超薄基板連接并通信，所述微凸塊包覆于超薄基板底部和下芯片之間的底部填充層中。
[0013]優(yōu)選的，所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，其中:所述微凸塊是金球或錫球。
[0014]一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的半成品，包括數(shù)個(gè)上述的超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，所述超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件通過(guò)共同的超薄基板連成一體，且任意相鄰的所述超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件之間設(shè)置有應(yīng)力釋放機(jī)構(gòu)。
[0015]優(yōu)選的，所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的半成品，其中:所述應(yīng)力釋放機(jī)構(gòu)是任意相鄰的所述超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的塑封層之間設(shè)置的間隙或是任意相鄰的所述超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件之間設(shè)置的從塑封層的頂面延伸到超薄基板上的缺口。
[0016]優(yōu)選的，所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的半成品，其中:所述的間隙或缺口的寬度為0.2-0.3mm。
[0017]一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的加工方法，包括如下步驟:
SI，上芯片封裝步驟:按照指定布局方式，在一塊超薄基板的頂面上固定指定數(shù)量的上芯片并使每個(gè)上芯片與超薄基板連接通信，再將超薄基板的頂面整體塑封形成塑封層；
S2，切割步驟:對(duì)塑封層進(jìn)行切割，控制切割深度不小于塑封層的厚度，并使每個(gè)上芯片與其所對(duì)應(yīng)的塑封層、超薄基板區(qū)域形成一個(gè)半成品單體，任意相鄰的半成品單體之間保持指定間隙；
S3，錫球制作步驟:在塑封層經(jīng)過(guò)切割的超薄基板的底面制作與每個(gè)半成品單體匹配的錫球；
S4，下芯片倒裝步驟:將與每個(gè)半成品單體匹配的下芯片通過(guò)倒裝工藝安裝在所述超薄基板的底部，形成包括若干個(gè)超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的半成品；
S5，切割單體化步驟:將所述半成品切分成對(duì)應(yīng)數(shù)量的超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件。
[0018]優(yōu)選的，所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的加工方法，其中:所述上芯片并排或并列或按照陣列狀或按照蜂窩狀或按照網(wǎng)格狀布設(shè)在所述超薄基板上。
[0019]優(yōu)選的，所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的加工方法，其中:所述SI，上芯片封裝步驟包括如下過(guò)程:
SI I，芯片貼裝步驟:在超薄基板的頂面點(diǎn)貼片膠，并通過(guò)貼片膠將所述上芯片粘貼在所述超薄基板的頂面； S12，鍵合線鍵合步驟:通過(guò)反向鍵合工藝使鍵合線連接所述超薄基板和上芯片并實(shí)現(xiàn)它們的通信；
S13，清洗步驟:將經(jīng)過(guò)S12，鍵合線鍵合步驟的中間體置入指定的等離子清洗設(shè)備中進(jìn)行去污；
S14，注塑步驟:將經(jīng)過(guò)清洗的超薄基板的頂面整體注塑形成塑封層。
[0020]優(yōu)選的，所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的加工方法，其中:任意相鄰的半成品之間的間隙為0.2-0.3mm。
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:
本發(fā)明設(shè)計(jì)精巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)倒裝工藝將下芯片安裝于超薄基板的下部，并通過(guò)控制超薄基板、芯片、塑封層等高度，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)封裝體的尺寸大幅縮小，封裝完成后整個(gè)封裝體的高度能夠只有800μπι，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)BGA工藝(焊球陣列封裝)的1200-1400μπι的高度；同時(shí)，由于下芯片位于超薄基板的下方且處于開(kāi)放結(jié)構(gòu)中，因此下芯片產(chǎn)生的熱量能夠快速的釋放，散熱效率大大提高;進(jìn)一步，相對(duì)于普通的倒裝芯片封裝工藝，省去了下超薄基板的結(jié)構(gòu)，成本減低，并且布線相對(duì)簡(jiǎn)單。
[0022]本發(fā)明的超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的加工方法加工，加工簡(jiǎn)單，能夠有效實(shí)現(xiàn)超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的制作，并且通過(guò)整體封裝并對(duì)塑封層進(jìn)行切割，能夠有效釋放由于芯片和超薄基板的收縮率不同導(dǎo)致的超薄基板變形翹曲的內(nèi)應(yīng)力，從而避免了因?yàn)槌』迓N曲而引發(fā)的倒裝芯片和超薄基板的連接微凸塊不能穩(wěn)定的和超薄基板連接的問(wèn)題，保證了超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的品質(zhì)和穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是【背景技術(shù)】中常規(guī)3D封裝工藝的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是【背景技術(shù)】中倒裝工藝的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的方法中切割狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過(guò)下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說(shuō)明進(jìn)行圖示和解釋。這些實(shí)施例僅是應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
[0025]本發(fā)明揭示的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，如附圖3所示，包括超薄基板I，所述超薄基板I可以是各種可行的基板，如是有機(jī)類基板、無(wú)機(jī)類基板，優(yōu)選是樹(shù)脂基板，所述超薄基板I的厚度可以達(dá)到小于200μπι，本實(shí)施例中優(yōu)選為200μπι;并且，所述超薄基板I是雙面板，其頂面上設(shè)置有第一導(dǎo)線層及若干用于和上芯片連接通信的鍵合點(diǎn)4，其底面設(shè)置有第二導(dǎo)線層，且所述第一導(dǎo)線層和第二導(dǎo)線層通過(guò)若干填充有金屬的導(dǎo)孔連接并通信。
[0026]所述超薄基板I的頂面設(shè)置有至少一個(gè)上芯片2，本實(shí)施例中以一個(gè)上芯片2為例，所述上芯片2可以是各種類型的芯片，其厚度以具體芯片類型對(duì)應(yīng)的厚度為準(zhǔn)，本實(shí)施例優(yōu)選所述上芯片2為存儲(chǔ)類的芯片，其工作時(shí)產(chǎn)生的熱量相對(duì)較小且其厚度優(yōu)選為lOOum。
[0027]并且，所述上芯片2上設(shè)置有若干與所述超薄基板I頂面設(shè)置的鍵合點(diǎn)4相匹配的鍵合點(diǎn)，通過(guò)鍵合線3將超薄基板I上鍵合點(diǎn)4和上芯片2上的鍵合點(diǎn)連接，從而實(shí)現(xiàn)所述超薄基板I和上芯片2之間的通信。
[0028]由于本實(shí)施例中采用的是超薄基板I，相對(duì)普通基板厚度更小，因此要求鍵合線3的弧高更低，因此本發(fā)明中通過(guò)反向鍵合工藝使所述鍵合線3的弧高小于60μπι，從而有利于縮小整個(gè)封裝體的高度。
[0029]進(jìn)一步，所述超薄基板I的頂面上還設(shè)置有包裹所述上芯片2、鍵合線3和鍵合點(diǎn)4的塑封層5，所述塑封層5的材質(zhì)目前以環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂和不飽和聚酯樹(shù)脂最為常用，優(yōu)選為環(huán)氧樹(shù)脂塑封膠，并在其中添加氧化硅、氧化鋁等填充料，以改善包封料的強(qiáng)度、電性能、粘度等性能，并提升封裝結(jié)構(gòu)的熱機(jī)械可靠性，包封材料包封、固化完成后，呈固體狀的塑封層5，可以起到防水、防潮、防震、防塵、絕緣、散熱等作用。
[0030]另外，由于所述鍵合線3的弧高能夠達(dá)到低于60μπι，所以，所述塑封層5的厚度也可以相應(yīng)降低，本實(shí)施中，所述塑封層5的厚度可以達(dá)到小于150μπι，從而便于進(jìn)一步降低整個(gè)封裝體的高度。
[0031]更進(jìn)一步，所述超薄基板I的底面倒裝有下芯片6，所述下芯片6也可以是已知的各種類型的芯片且高度根據(jù)各類型的芯片參數(shù)決定，本實(shí)施例中，優(yōu)選所述下芯片6為運(yùn)算處理類芯片，其工作時(shí)產(chǎn)生的熱量較大并且其厚度優(yōu)選為ΙΟΟμπι。
[0032]同時(shí)，所述下芯片6通過(guò)若干位于所述超薄基板底部的微凸塊8與所述超薄基板I連接并通信，所述微凸塊8可以是各種具有良好導(dǎo)電性能的金屬，本實(shí)施例中優(yōu)選所述微凸塊8是金球或錫球，所述微凸塊8包覆于超薄基板底部和下芯片之間的底部填充層9中，所述底部填充層9的材質(zhì)可以與所述塑封層的材質(zhì)相同，也可以不同，本實(shí)施例中優(yōu)選，它們材質(zhì)相同；
并且，所述超薄基板I的底面還設(shè)置有若干用于與外部器件通信的錫球7，所述錫球7的尺寸可以根據(jù)需要設(shè)置，本實(shí)施例中優(yōu)選所述錫球7的高度為250μπι，同時(shí)，需要滿足所述下芯片6的底面位于所述錫球最低點(diǎn)所在平面的上方，這樣是為了避免下芯片6凸出于錫球的底部從而造成下芯片易于損壞或整個(gè)封裝體不易安裝于其他器件上的問(wèn)題。
[0033]雖然下芯片6工作時(shí)產(chǎn)生的熱量較多，但是在本發(fā)明的開(kāi)放結(jié)構(gòu)中，其產(chǎn)生的熱量能夠快速的釋放，從而能夠有效的解決現(xiàn)有技術(shù)散熱不佳的問(wèn)題。
[0034]由于上述的超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)特性，在其制作過(guò)程中，由于塑封層5對(duì)應(yīng)的材質(zhì)的收縮率與樹(shù)脂基板的收縮率不同，一般樹(shù)脂基板的收縮率小，塑封層5的收縮率大，因此在注塑形成塑封層5后，所述樹(shù)脂基板會(huì)出現(xiàn)一定的變形翹曲，此時(shí)，由于所述微凸塊8的尺寸非常小，與樹(shù)脂基板的接觸面積本身就有限，因此在弧形的樹(shù)脂基板底面上，微凸塊8和樹(shù)脂基板之間的接觸面積進(jìn)一步縮減，導(dǎo)致鍵合穩(wěn)定性無(wú)法保證，極易出現(xiàn)微凸塊8和樹(shù)脂基板接觸不良或松脫的問(wèn)題，從而影響超薄3D封裝的半導(dǎo)體產(chǎn)品的品質(zhì)和使用壽命O
[0035]為了解決上述的問(wèn)題，發(fā)明人嘗試在高溫下用重物壓著未冷卻的注塑材料以防止超薄基板I變形，等注塑材料自然冷卻形成塑封層5后取下重物，再進(jìn)行植球，但是植球結(jié)束后，超薄基板I仍然會(huì)出現(xiàn)翹曲的問(wèn)題，效果不佳;另一方面，發(fā)明人還考慮采用收縮比率相近或相同的材質(zhì)來(lái)制作超薄基板I和形成塑封層I從而避免兩者材料的收縮率不同導(dǎo)致的超薄基板I的翹曲問(wèn)題，然而無(wú)法有效的找到兩種材質(zhì)相近或相同的材料以滿足上述半導(dǎo)體器件的加工要求，同時(shí)需要花費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，效率地低。
[0036]針對(duì)此種問(wèn)題，本發(fā)明進(jìn)一步揭示了一種上述的超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的加工方法，本方法通過(guò)整體封裝并通過(guò)對(duì)塑封層5進(jìn)行預(yù)切割的方式來(lái)消除基板的內(nèi)應(yīng)力，從而解決超薄基板的翹曲變形問(wèn)題，其具體步驟如下:
SI，上芯片封裝步驟:按照指定布局方式，在一塊超薄基板I的頂面上固定指定數(shù)量的上芯片2，所述上芯片2在所述超薄基板I上的布設(shè)形式可以是并排或并列或按照陣列狀或按照蜂窩狀或按照網(wǎng)格狀等，優(yōu)選所述上芯片2為陣列狀布局，這樣的結(jié)構(gòu)便于后續(xù)加工及提高加工效率;并且，所述超薄基板I上已根據(jù)上芯片2的布局形式和數(shù)量設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)布局形式和數(shù)量的電路;接著，使每個(gè)上芯片2與所述超薄基板I連接通信，再將所述超薄基板I的頂面整體塑封形成塑封層5，具體的，其又包括如下步驟:
Sll，芯片貼裝步驟:在超薄基板I的頂面按照每個(gè)上芯片2的確定位置處進(jìn)行點(diǎn)貼片膠，并把上芯片2貼合在貼片膠處，通過(guò)貼片膠將所述上芯片2粘貼在所述超薄基板I的頂面。
[0037]S12，鍵合線鍵合步驟:接著，通過(guò)反向鍵合工藝使鍵合線3連接所述超薄基板I和上芯片2并實(shí)現(xiàn)它們的通信，詳細(xì)的，先把劈刀置于上芯片2的鍵合區(qū)上，打一個(gè)金球(鍵合點(diǎn))，在形成金球之后，按照超薄基板I上的鍵合點(diǎn)為第一焊點(diǎn)，上芯片2上的鍵合點(diǎn)為第二焊點(diǎn)的順序進(jìn)行鍵合，即先連接鍵合線3和超薄基板I，然后連接鍵合線3和上芯片2。
[0038]S13，清洗步驟:將經(jīng)過(guò)S12，鍵合線鍵合步驟的中間體置入指定的等離子清洗設(shè)備中進(jìn)行去污。
[0039]S14，注塑步驟:將經(jīng)過(guò)清洗的超薄基板I的頂面整體注塑形成塑封層5，即使塑封層5覆蓋所有的上芯片2以及與每個(gè)上芯片對(duì)應(yīng)的鍵合點(diǎn)和鍵合線，優(yōu)選，所述塑封層5以水平面為剖切面形成的剖面的面積、形狀與所述超薄基板的面積、形狀相同；此時(shí)，由于塑封層5的收縮情況相對(duì)超薄基板I要顯著，因此在塑封層5成型后，超薄基板I由于受到塑封層5的尺寸的限制及由此產(chǎn)生的拉力而出現(xiàn)明顯的翹曲，且超薄基板I無(wú)法自由的實(shí)現(xiàn)形狀的變化。
[0040]S2，切割步驟:如附圖4所示，為了消除超薄基板I的翹曲問(wèn)題，通過(guò)切刀對(duì)塑封層5進(jìn)行切割以形成應(yīng)力釋放機(jī)構(gòu)，并使每個(gè)上芯片2與其所對(duì)應(yīng)的塑封層區(qū)域和超薄基板形成一個(gè)半成品單體，且使任意相鄰的半成品單體之間保持指定間隙12，優(yōu)選，任意相鄰的半成品單體之間的間隙為0.2-0.3mm，進(jìn)一步優(yōu)選為0.25mm左右，所述間隙12即構(gòu)成了應(yīng)力釋放機(jī)構(gòu)。
[0041]當(dāng)然在進(jìn)行切割時(shí)，應(yīng)控制切割的深度不小于所述塑封層5的厚度，可以延伸到超薄基板I上，但要保證不將超薄基板I切斷，此時(shí)，所述應(yīng)力釋放機(jī)構(gòu)是任意相鄰的所述超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件11之間設(shè)置的從塑封層5的頂面延伸到超薄基板I上的缺口 13。
[0042]對(duì)所述塑封層5進(jìn)行了切割后，所述塑封層5由一個(gè)體積較大的整體被分割為若干個(gè)相互分離、且體積較小的單體，由于每個(gè)塑封層的單體的尺寸對(duì)整個(gè)超薄基板的形狀自由變化的限制基本上可以忽略，因此，整個(gè)超薄基板不再受到未切割前的塑封層5的尺寸和拉力的限制，能夠?qū)崿F(xiàn)自由變形，從而能夠消除超薄基板I的翹曲內(nèi)應(yīng)力，恢復(fù)到水平狀態(tài)，為后續(xù)的下芯片倒裝創(chuàng)造條件。
[0043]S3，錫球制作步驟:在塑封層5經(jīng)過(guò)切割的超薄基板I的底面制作與每個(gè)半成品單體匹配的錫球7，所述錫球7的數(shù)量及布局形式可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置。
[0044]S4，下芯片倒裝步驟:將與每個(gè)半成品單體匹配的下芯片6通過(guò)倒裝工藝安裝在所述超薄基板I的底部，詳細(xì)的，先在下芯片6上制作錫球(微凸塊8)，然后將下芯片翻轉(zhuǎn)加熱錫球，利用熔融狀態(tài)的錫球?qū)崿F(xiàn)下芯片6和超薄基板I的互聯(lián);接著，在下芯片6和超薄基板I之間填充高導(dǎo)熱膠體形成覆蓋所述微凸塊8的底部填充層9，以使得封裝內(nèi)熱量更容易耗散;所有下芯片6倒裝完成后形成包括若干個(gè)超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的半成品10，此時(shí)，所述半成品10中的所述超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件11通過(guò)共同的超薄基板I連成一體，且任意相鄰的所述超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件11之間設(shè)置有應(yīng)力釋放機(jī)構(gòu)。
[0045]S5，切割單體化步驟:按照每個(gè)超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件11的實(shí)際尺寸要求，將所述半成品10切分成對(duì)應(yīng)數(shù)量的超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件11，從而完成上述的超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件11的制作。
[0046]本發(fā)明尚有多種實(shí)施方式，例如，在其他實(shí)施例中，上述的S3，錫球制作步驟;S4，下芯片倒裝步驟的順序也是可以顛倒的，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，包括超薄基板(I)，其特征在于:所述超薄基板(I)的頂面設(shè)置有至少一個(gè)上芯片(2)，所述上芯片(2)通過(guò)鍵合線(3)和鍵合點(diǎn)(4)與超薄基板(I)連接并通信，所述超薄基板(I)的頂面上還設(shè)置有包裹所述上芯片(2)、鍵合線(3)和鍵合點(diǎn)(4)的塑封層(5);所述超薄基板(I)的底面倒裝有下芯片(6)，所述下芯片(6)的底面位于所述超薄基板(I)底面設(shè)置的錫球(7)的最低點(diǎn)所在平面的上方。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述超薄基板(I)是樹(shù)脂超薄基板。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述鍵合線(3)的弧高小于60mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述塑封層(5)的厚度小于150微米。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述下芯片(6)通過(guò)若干位于所述超薄基板底部的微凸塊(8)與所述超薄基板(I)連接并通信，所述微凸塊(8)包覆于超薄基板底部和下芯片之間的底部填充層(9)中。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件，其特征在于:所述微凸塊(8)是金球或錫球。7.—種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的半成品，其特征在于:包括數(shù)個(gè)權(quán)利要求1-6任一所述的超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件(11 )，所述超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件(11)通過(guò)共同的超薄基板(I)連成一體，且任意相鄰的所述超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件(11)之間設(shè)置有應(yīng)力釋放機(jī)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的半成品，其特征在于:所述應(yīng)力釋放機(jī)構(gòu)是任意相鄰的所述超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件(11)的塑封層(5)之間設(shè)置的間隙(12)或是任意相鄰的所述超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件(11)之間設(shè)置的從塑封層(5)的頂面延伸到超薄基板(I)上的缺口(13)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的半成品，其特征在于:所述的間隙(12)或缺口(13)的寬度為0.2-0.3mm。10.一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的加工方法，其特征在于:包括如下步驟: SI，上芯片封裝步驟:按照指定布局方式，在一塊超薄基板(I)的頂面上固定指定數(shù)量的上芯片(2)并使每個(gè)上芯片(2)與超薄基板(I)連接通信，再將超薄基板(I)的頂面整體塑封形成塑封層(5); S2，切割步驟:對(duì)塑封層(5)進(jìn)行切割，控制切割深度不小于塑封層(5)的厚度，并使每個(gè)上芯片(2)與其所對(duì)應(yīng)的塑封層、超薄基板區(qū)域形成一個(gè)半成品單體，任意相鄰的半成品單體之間保持指定間隙； S3，錫球制作步驟:在塑封層經(jīng)過(guò)切割的超薄基板(I)的底面制作與每個(gè)半成品單體匹配的錫球(7); S4，下芯片倒裝步驟:將與每個(gè)半成品單體匹配的下芯片(6)通過(guò)倒裝工藝安裝在所述超薄基板(I)的底部，形成包括若干個(gè)超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件(11)的半成品(10); S5，切割單體化步驟:將所述半成品(10)切分成對(duì)應(yīng)數(shù)量的超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件(II)011.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的加工方法，其特征在于:所述上芯片(2)并排或并列或按照陣列狀或按照蜂窩狀或按照網(wǎng)格狀布設(shè)在所述超薄基板⑴上。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種超薄3D封裝的半導(dǎo)體器件的加工方法，其特征在于:所述SI，上芯片封裝步驟包括如下過(guò)程: Sll，芯片貼裝步驟:在超薄基板(I)的頂面點(diǎn)貼片膠，并通過(guò)貼片膠將所述上芯片(2)粘貼在所述超薄基板(I)的頂面； S12，鍵合線鍵合步驟:通過(guò)反向鍵合工藝使鍵合線(3)連接所述超薄基板(I)和上芯片(2)并實(shí)現(xiàn)它們的通信； S13，清洗步驟:將經(jīng)過(guò)S12，鍵合線鍵合步驟的中間體置入指定的等離子清洗設(shè)備中進(jìn)行去污； S14，注塑步驟:將經(jīng)過(guò)清洗的超薄基板(I)的頂面整體注塑形成塑封層(5)。
【文檔編號(hào)】H01L21/98GK105932017SQ201610340042
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】申亞琪, 王建國(guó)
【申請(qǐng)人】蘇州捷研芯納米科技有限公司