疊層封裝體組件以及封裝體疊層組件的制作方法
【專利摘要】一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及包括多個(gè)疊層封裝體的帶有一個(gè)或多個(gè)懸臂式焊盤的半導(dǎo)體封裝體。在一個(gè)實(shí)施例中，凹陷位于封裝體的襯底中、面朝懸臂式焊盤。懸臂式焊盤包括其上形成有導(dǎo)電球的導(dǎo)電焊盤。懸臂式焊盤被配置成用于吸收作用在封裝體上的應(yīng)力。
【專利說(shuō)明】
疊層封裝體組件以及封裝體疊層組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本披露的實(shí)施例涉及包括封裝體疊層(PoP)的半導(dǎo)體封裝體。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體封裝體的可靠性是非常重要的。雖然各種問(wèn)題導(dǎo)致了半導(dǎo)體封裝體的可靠性問(wèn)題，可靠性問(wèn)題的一個(gè)已知的原因是封裝體以及向其上安裝封裝體的襯底或板由各種類型的材料所形成，每種材料具有不同的熱膨脹系數(shù)(CTE)。在使用期間產(chǎn)生熱量，并且由于不同的CTE，可能會(huì)向封裝體和/或板內(nèi)引入應(yīng)力。應(yīng)力會(huì)例如在焊接點(diǎn)中導(dǎo)致裂縫，如將半導(dǎo)體封裝體耦接至印刷電路板(PCB)上的那些焊接點(diǎn)，由此通過(guò)擾亂封裝體與PCB之間的電耦接而影響封裝體的板級(jí)可靠性。
[0003]當(dāng)多個(gè)封裝體堆疊在彼此頂部上時(shí)(如在也被稱為PoP的疊層封裝體中)，由不同的CTE所導(dǎo)致的問(wèn)題可能會(huì)進(jìn)一步復(fù)雜。通常，在PoP中，疊層封裝體通過(guò)位于相鄰封裝體之間的多個(gè)導(dǎo)電球耦接在一起。由于由不同的CTE所引起的被引入到封裝體中的應(yīng)力，每個(gè)封裝體都可能會(huì)翹曲。同時(shí)，兩個(gè)相鄰的封裝體可能會(huì)翹曲遠(yuǎn)離彼此，從而使得上部封裝體向上彎曲并且下部封裝體向下彎曲，由此將這些導(dǎo)電球放置于拉伸性應(yīng)力中，具體地，將這些導(dǎo)電球放置在PoP的周邊處。另外，隨著更大數(shù)量的封裝體堆疊在彼此頂部上，在互連這些封裝體的那些焊料球上所產(chǎn)生的應(yīng)力可能會(huì)增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本公開(kāi)的目的是提供一種疊層封裝體組件以及封裝體疊層組件，以至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題。
[0005]根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種疊層封裝體組件，包括:
[0006]第一封裝體，所述第一封裝體包括:
[0007]第一襯底，所述第一襯底具有第一表面和第二表面；
[0008]在所述第一襯底的所述第二表面中的開(kāi)口，所述開(kāi)口在所述第一襯底中在所述第一表面與所述第二表面之間形成第一凹陷；
[0009]第一懸臂式焊盤，所述第一懸臂式焊盤從所述第一襯底延伸并且具有面朝所述第一凹陷的第一側(cè)以及形成所述襯底的所述第二表面的一部分的第二側(cè)，
[0010]第一導(dǎo)電焊盤，所述第一導(dǎo)電焊盤位于所述第一懸臂式焊盤上；以及
[0011]第一半導(dǎo)體裸片，所述第一半導(dǎo)體裸片耦接至所述第一襯底的所述第一表面，所述第一半導(dǎo)體裸片電耦接至所述第一導(dǎo)電焊盤；
[0012]耦接至所述第一封裝體的多個(gè)導(dǎo)電球;以及
[0013]堆疊在所述第一封裝體下方的第二封裝體，所述第二封裝體通過(guò)所述多個(gè)導(dǎo)電球耦接至所述第一封裝體，所述第二封裝體包括:
[0014]第二襯底，所述第二襯底具有第三表面和第四表面；
[0015]在所述第三表面中的第二開(kāi)口，所述第二開(kāi)口在所述第二襯底中形成第二凹陷；
[0016]第二懸臂式焊盤，所述第二懸臂式焊盤從所述第二襯底延伸并且具有面朝所述第二凹陷的第一側(cè)以及形成所述第三表面的一部分的第二側(cè)；
[0017]第二導(dǎo)電焊盤，所述第二導(dǎo)電焊盤位于所述第二懸臂式焊盤上；以及
[0018]第二半導(dǎo)體裸片，所述第二半導(dǎo)體裸片耦接至所述第二襯底的所述第三表面和所述第四表面之一，所述第二半導(dǎo)體裸片和所述第一半導(dǎo)體裸片之一電耦接至所述第二導(dǎo)電焊盤。
[0019]優(yōu)選地，所述第二懸臂式焊盤在所述襯底的所述第三表面上，并且所述多個(gè)導(dǎo)電球之一在第一側(cè)處耦接至所述第二導(dǎo)電焊盤并且在第二側(cè)處耦接至所述第一導(dǎo)電焊盤。
[0020]優(yōu)選地，所述第一懸臂式焊盤和所述第一導(dǎo)電焊盤分別是多個(gè)第一懸臂式焊盤和多個(gè)第一導(dǎo)電焊盤之一。
[0021]優(yōu)選地，所述多個(gè)第一懸臂式焊盤和所述多個(gè)第一導(dǎo)電焊盤位于所述第二表面的周邊處。
[0022]優(yōu)選地，所述第二懸臂式焊盤和所述第二導(dǎo)電焊盤分別是多個(gè)第二懸臂式焊盤和多個(gè)第二導(dǎo)電焊盤之一，其中，所述多個(gè)第二導(dǎo)電焊盤通過(guò)所述多個(gè)導(dǎo)電球電耦接至所述多個(gè)第一導(dǎo)電焊盤。
[0023]優(yōu)選地，所述第一懸臂式焊盤和所述第二懸臂式焊盤分別部分地由在所述第一襯底和所述第二襯底中的C形貫通開(kāi)口、1]形貫通開(kāi)口和V形貫通開(kāi)口之一形成。
[0024]優(yōu)選地，所述疊層封裝體組件進(jìn)一步包括:在所述第二襯底的所述第四表面中的開(kāi)口，所述開(kāi)口在所述第二襯底中形成第三凹陷；以及第三懸臂式焊盤，所述第三懸臂式焊盤從所述第二襯底延伸并且具有面朝所述第三凹陷的第一側(cè)以及形成所述第四表面的一部分的第二側(cè)。
[0025]根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，提供了一種封裝體疊層組件，包括:
[0026]第一封裝體，所述第一封裝體包括耦接至第一襯底的第一表面的第一半導(dǎo)體裸片，所述第一襯底包括與所述第一半導(dǎo)體裸片電連通的多個(gè)第一懸臂式焊盤；
[0027]耦接至所述第一封裝體的多個(gè)導(dǎo)電互連件；以及
[0028]位于所述第一封裝體下方的第二封裝體，所述第二封裝體包括耦接至第二襯底的第二表面的第二半導(dǎo)體裸片，所述第二封裝體通過(guò)所述多個(gè)導(dǎo)電互連件耦接至所述第一封裝體，所述第二襯底包括多個(gè)第二懸臂式焊盤，所述多個(gè)第二懸臂式焊盤中的至少一個(gè)第二懸臂式焊盤與所述第一半導(dǎo)體裸片電連通。
[0029]優(yōu)選地，所述多個(gè)第二懸臂式焊盤位于所述第二襯底的所述第二表面上。
[0030]優(yōu)選地，所述多個(gè)第二懸臂式焊盤位于所述第二襯底的與所述第二表面相反的第三表面上。
[0031]優(yōu)選地，所述封裝體疊層組件進(jìn)一步包括在所述第二襯底的所述第二表面上的多個(gè)第三懸臂式焊盤，其中，所述多個(gè)導(dǎo)電互連件在第一側(cè)處耦接至所述多個(gè)第一懸臂式焊盤并且在第二側(cè)處耦接至所述多個(gè)第三懸臂式焊盤。
[0032]優(yōu)選地，所述封裝體疊層組件進(jìn)一步包括與所述多個(gè)第二懸臂式焊盤相反的多個(gè)第三懸臂式焊盤。
[0033]優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體裸片通過(guò)所述多個(gè)導(dǎo)電互連件中的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電互連件電耦接至所述第二半導(dǎo)體裸片。
[0034]優(yōu)選地，所述多個(gè)導(dǎo)電互連件是多個(gè)導(dǎo)電球。
[0035]一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及帶有一個(gè)或多個(gè)懸臂式焊盤的半導(dǎo)體封裝體。在一個(gè)實(shí)施例中，凹陷位于封裝體的襯底中、面朝懸臂式焊盤。懸臂式焊盤包括其上形成有導(dǎo)電球的導(dǎo)電焊盤。懸臂式焊盤被配置成用于吸收作用在該封裝體上的應(yīng)力。例如，懸臂式焊盤可以被配置成用于撓曲進(jìn)入凹陷和/或從凹陷向外撓曲。就此而言，懸臂式焊盤可以響應(yīng)于正作用在半導(dǎo)體封裝體的各種材料上的應(yīng)力而輕易地進(jìn)行響應(yīng)。例如，在操作期間，響應(yīng)于一種或多種材料的由具有不同的CTE并且以不同的速率膨脹的各種材料所導(dǎo)致的膨脹，懸臂式焊盤可以被配置成向內(nèi)撓曲、朝向凹陷撓曲和/或向外撓曲遠(yuǎn)離凹陷。從而，降低了在封裝體或耦接至該封裝體的PCB的電結(jié)構(gòu)中形成裂縫的可能性。在一個(gè)實(shí)施例中，懸臂式焊盤可以防止在將封裝體電耦接至PCB的多個(gè)導(dǎo)電球中發(fā)生裂縫或降低其可能性。
[0036]在一些實(shí)施例中，在襯底的兩個(gè)相反側(cè)上形成多個(gè)懸臂式焊盤。另一個(gè)實(shí)施例涉及包括帶有多個(gè)懸臂式焊盤的一個(gè)或多個(gè)封裝體的PoP。在一個(gè)實(shí)施例中，PoP包括豎直地堆疊在第二封裝體上的第一封裝體。第一封裝體和第二封裝體各自包括至少一個(gè)懸臂式焊盤。第二封裝體包括襯底并且包括在該襯底的相反表面上的多個(gè)懸臂式焊盤。
【附圖說(shuō)明】
[0037]在這些附圖中，相同的參考號(hào)標(biāo)識(shí)相似的元件。未必按比例繪制附圖中的元件的尺寸和相對(duì)位置。
[0038]圖1A是根據(jù)本披露的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝體的橫截面圖。
[0039]圖1B是圖1的封裝體的特寫橫截面圖。
[0040]圖1C是圖1B的特寫視圖的特寫底視圖。
[0041]圖2是耦接至另一個(gè)器件的圖1的封裝體的特寫橫截面圖。
[0042]圖3展示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括一些懸臂式焊盤的封裝體的底表面。
[0043]圖4A-4H展示了橫截面圖，示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例在各個(gè)制造階段以圖1B的特寫視圖組裝圖1的封裝體。
[0044]圖5A展示了根據(jù)本披露的一個(gè)實(shí)施例的PoP的橫截面圖。
[0045]圖5B是圖5A的PoP的特寫橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然出于說(shuō)明性目的在此描述了本披露的具體實(shí)施例，但是可在不脫離本披露的精神和范圍的情況下做出各種修改。
[0047]在以下說(shuō)明中，陳述了某些具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)所披露的主題的不同方面的全面理解。然而，所披露的主題可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在一些實(shí)例中，尚未對(duì)包括在此所披露的主題的實(shí)施例的眾所周知的半導(dǎo)體加工結(jié)構(gòu)和方法進(jìn)行詳細(xì)描述以避免模糊本披露的其他方面的描述。
[0048]圖1A示出了根據(jù)本披露的一個(gè)實(shí)施例的封裝體10的橫截面圖。圖1B示出了圖1A的一部分的特寫視圖。封裝體10包括在襯底14的上表面13上的半導(dǎo)體裸片12。半導(dǎo)體裸片12包括電子器件(如集成電路)的電結(jié)構(gòu)。
[0049]襯底14具有與上表面13相反的下表面15，并且包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層和絕緣層。在所展示的實(shí)施例中，襯底14包括第一絕緣材料層17和第二絕緣材料層19;然而，襯底14可以包括任何數(shù)量的絕緣層。這些絕緣層可以包括任何絕緣材料，包括陶瓷、玻璃、聚合物或任何其他適合的絕緣材料。該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層可以是任何導(dǎo)電材料，如金屬材料。在一個(gè)實(shí)施例中，這些導(dǎo)電層是銅。
[0050]半導(dǎo)體裸片12通過(guò)粘合材料18耦接至襯底14的上表面13。粘合材料18可以是將半導(dǎo)體裸片12鍵合至襯底14的上表面13的任何粘合材料18，如粘膠、膠水、環(huán)氧化物、雙面膠帶或任何其他合適的材料。
[0051]襯底14的上表面13包括位于半導(dǎo)體裸片12的一個(gè)或多個(gè)邊緣附近的多個(gè)導(dǎo)電指狀物20。雖然僅示出了兩個(gè)導(dǎo)電指狀物20，應(yīng)當(dāng)理解，可以提供任何數(shù)量的導(dǎo)電指狀物20，包括僅僅一個(gè)。在一些實(shí)施例中，多個(gè)導(dǎo)電指狀物20位于半導(dǎo)體裸片12的每一側(cè)上。一般而言，這些導(dǎo)電指狀物20互相電隔離，然而，兩個(gè)或更多個(gè)可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電跡線耦接在一起。
[0052]半導(dǎo)體裸片12電耦接至這些導(dǎo)電指狀物20。具體地，半導(dǎo)體裸片12的電子器件通過(guò)多條導(dǎo)電接線22耦接至這些導(dǎo)電指狀物20。更具體地，導(dǎo)電接線22的第一端27耦接至半導(dǎo)體裸片12的鍵合焊盤，該鍵合焊盤可以耦接至電子器件的各個(gè)電子部件，并且導(dǎo)電接線的第二端24耦接至導(dǎo)電指狀物。在另一個(gè)實(shí)施例中，如本領(lǐng)域中眾所周知的，半導(dǎo)體裸片12的電子器件通過(guò)倒裝芯片安排耦接至這些導(dǎo)電指狀物20。就此而言，這些導(dǎo)電指狀物20將位于半導(dǎo)體裸片12下方并且通過(guò)多個(gè)導(dǎo)電球耦接至半導(dǎo)體裸片12的那些鍵合焊盤。
[0053]襯底14的下表面15包括多個(gè)懸臂式焊盤26。如在圖1B中最佳地示出的，這些懸臂式焊盤26包括由襯底支撐部分30所支撐的導(dǎo)電焊盤28在懸臂式焊盤26的導(dǎo)電焊盤28上的是導(dǎo)電球31(如焊料球)，該導(dǎo)電球被配置成用于將封裝體10耦接至另一個(gè)襯底或板，如PCB50(圖2)。
[0054]這些懸臂式焊盤26通過(guò)位于這些懸臂式焊盤26上方的多個(gè)凹陷32以及通過(guò)在襯底14中的沿著這些懸臂式焊盤26的三側(cè)的多個(gè)貫通開(kāi)口 33而懸置。具體地，這些凹陷32位于第一層17中，并且這些貫通開(kāi)口33位于與這些凹陷32連通的第二層19中。如在圖1C中最佳地示出的，多個(gè)貫通開(kāi)口 33從這些懸臂式焊盤26的一端并沿著這些懸臂式焊盤的側(cè)表面延伸，形成在平面視圖中的C形。在平面視圖中，貫通開(kāi)口33可以是與凹陷32—起形成懸臂式焊盤的任何形狀。例如，貫通開(kāi)口 33還可以是V形的或U形的。
[0055]懸臂式焊盤26的厚度是在將封裝體10附接至另一個(gè)襯底或板上時(shí)為懸臂式焊盤26提供合適的結(jié)構(gòu)支撐同時(shí)還允許懸臂式焊盤26的一定撓曲的任何厚度。懸臂式焊盤26可以允許在一個(gè)方向上撓曲(如撓曲進(jìn)入凹陷32或撓曲遠(yuǎn)離該凹陷)或在兩個(gè)方向上撓曲(如撓曲進(jìn)入凹陷32和撓曲遠(yuǎn)離該凹陷)。
[0056]鑒于懸臂式焊盤26撓曲進(jìn)入凹陷32，凹陷32可以具有足以提供適當(dāng)?shù)拈g隙的深度，從而使得懸臂式焊盤26的上表面并不與襯底14的界定凹陷32的內(nèi)表面相抵接。
[0057]這些導(dǎo)電指狀物20通過(guò)一條或多條導(dǎo)電跡線36和延伸穿過(guò)襯底14的多個(gè)貫通過(guò)孔38電耦接至這些懸臂式焊盤26的導(dǎo)電焊盤28。也就是，這些導(dǎo)電指狀物20耦接至位于第一層17上方的跡線36。第一層17上的跡線36通過(guò)延伸穿過(guò)襯底14的第一層17和第二層19的多個(gè)貫通過(guò)孔38耦接至第二層19上的跡線36。在所展示的實(shí)施例中，內(nèi)部跡線44將第一層17中的貫通過(guò)孔38耦接至第二層19中的貫通過(guò)孔38。
[0058]電介質(zhì)層46位于這些跡線36之上并且在襯底14的第一表面和第二表面上。電介質(zhì)層46可以是任何可以提供保護(hù)以免受環(huán)境損壞源(如，腐蝕、物理?yè)p壞、潮濕損壞或?qū)﹄娞卣鞯钠渌麚p壞原因)的影響的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，電介質(zhì)層46是阻焊掩模材料。該阻焊掩?？梢允侨缭诠袒^(guò)程期間硬化的液體材料。
[0059]包封材料48位于襯底之上，圍繞該裸片、這些導(dǎo)電指狀物20和這些導(dǎo)電接線22。包封材料48可以是任何可以被配置成用于提供保護(hù)以免受環(huán)境損壞源(如，腐蝕、物理?yè)p壞、潮濕損壞或?qū)﹄娮悠骷钠渌麚p壞原因)的影響的材料。包封材料48可以是模制化合物，該模制化合物包括以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng):聚合物、聚氨酯、丙烯酸、環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮或任何其他合適的材料。
[0060]圖2示出了封裝體10的通過(guò)這些導(dǎo)電球31耦接至板(如印刷電路板(PCB)50)的部分。如在圖2中所示，懸臂式焊盤26撓曲進(jìn)入凹陷32。懸臂式焊盤26可能能夠吸收在封裝體的各種材料或部件或耦接至封裝體的部件中所產(chǎn)生的應(yīng)力。具體地，懸臂式焊盤26可以響應(yīng)于多個(gè)力(如由一個(gè)或多個(gè)部件的熱膨脹而造成的那些力)而移入凹陷32和/或移動(dòng)遠(yuǎn)離該凹陷，由此防止在電子部件(如導(dǎo)電球31)中形成裂縫或降低其可能性。由于懸臂式焊盤26的靈活性，提高了封裝體10的導(dǎo)電接點(diǎn)可靠性或焊接點(diǎn)可靠性。
[0061]在安裝過(guò)程期間，懸臂式焊盤26可以撓曲進(jìn)入凹陷32，在該安裝過(guò)程中，封裝體10也被安裝到PCB 50上。例如，由于多個(gè)非平面導(dǎo)電球31 (例如，這些導(dǎo)電球的支座高度差)，某些懸臂式焊盤26可以從凹陷朝內(nèi)或朝外撓曲。在一些實(shí)施例中，可以在安裝期間施加壓力，由此將在這些懸臂式焊盤26上施加力以向內(nèi)移動(dòng)。非平面導(dǎo)電球可能由分配不同比例的形成這些球的導(dǎo)電材料或由封裝體的各個(gè)部件的翹曲所導(dǎo)致。
[0062]封裝體10可以包括任何數(shù)量的懸臂式焊盤26。在一個(gè)實(shí)施例中，封裝體的所有導(dǎo)電焊盤都是懸臂式焊盤26。在其他實(shí)施例中，封裝體的導(dǎo)電焊盤中只有一些是懸臂式焊盤26，而其他導(dǎo)電焊盤不是懸臂式的。在一個(gè)實(shí)施例中，懸臂式焊盤26位于封裝體上在對(duì)應(yīng)于向焊盤以及位于焊盤上的導(dǎo)電球上施加最大量的預(yù)期應(yīng)力的位置中。
[0063]圖3展示了封裝體1a的底表面的布局，該封裝體包括被固定到如上所述的多個(gè)懸臂式焊盤26上的多個(gè)導(dǎo)電球31以及不是懸臂式的傳統(tǒng)焊盤27。也就是，這些懸臂式焊盤26和導(dǎo)電球31位于封裝體1a的周邊處，而在封裝體1a的中心處這些導(dǎo)電焊盤28和導(dǎo)電球31是傳統(tǒng)的非懸臂式焊盤。在一些實(shí)施例中，在熱膨脹期間，位于封裝體的周邊處的那些導(dǎo)電焊盤和凸塊可能受到比那些中心焊盤要大的應(yīng)力。就此而言，在封裝體的外周邊處的那些懸臂式焊盤26能夠響應(yīng)于在其中所產(chǎn)生的應(yīng)力而撓曲，而那些中心焊盤沒(méi)有受到顯著的應(yīng)力。
[0064]圖4A-4H展示了橫截面圖，展示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例在各個(gè)制造階段以圖1B的特寫視圖組裝圖1A的封裝體10。圖4A示出了第一絕緣芯材料層17，該絕緣芯材料可以是陶瓷、玻璃、聚合物或任何合適的芯材料。雖然未示出，在一些實(shí)施例中，在至少一部分的加工期間，第一層17可以耦接至支撐結(jié)構(gòu)。第一絕緣材料層17具有第一表面62和第二表面64。
[0065]如在圖4B中所示出的，去除第一絕緣材料層17的多個(gè)部分。具體地，在第一層17的第二表面64中形成多個(gè)凹陷32，并且形成從第一表面62延伸至第二表面64的多個(gè)通孔66。這些凹陷32對(duì)應(yīng)于用于這些懸臂式焊盤26的位置，并且這些通孔66對(duì)應(yīng)于用于圖1A和圖1B的那些導(dǎo)電貫通過(guò)孔38的位置。
[0066]使用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體加工來(lái)形成凹陷32和通孔66，該標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體加工包括使用光敏材料(如光刻膠和蝕刻(例如，濕法蝕刻和/或干法蝕刻))來(lái)圖案化第二表面。雖然僅示出了一個(gè)凹陷和通孔，將對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員明顯的是，在第一層17的第二表面64中形成了多個(gè)凹陷32和通孔66。
[0067]如在圖4C中所示出的，以導(dǎo)電材料來(lái)填充通孔66以形成導(dǎo)電貫通過(guò)孔38。類似地，將導(dǎo)電材料沉積在第一層17的第一表面62和第二表面64上、在導(dǎo)電貫通過(guò)孔38上方和下方，形成跡線36和導(dǎo)電指狀物20。使用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體加工技術(shù)來(lái)執(zhí)行沉積，該標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體加工技術(shù)可以包括:圖案化導(dǎo)電材料或毯式沉積導(dǎo)電材料，并且然后去除導(dǎo)電材料的多個(gè)部分以形成多條跡線和多個(gè)導(dǎo)電指狀物。如上所述，導(dǎo)電材料可以是任何導(dǎo)電材料，并且在一個(gè)實(shí)施例中是銅。在另一個(gè)實(shí)施例中，通孔中的導(dǎo)電材料可以不同于形成跡線的導(dǎo)電材料。
[0068]如在圖4D中所示出的，第二絕緣材料層19被固定到第一層17的第二表面64上。第二層19可以通過(guò)任何方法(包括層壓，其可以包括壓力層壓和/或熱層壓)被固定到第一層17上。第二層19的厚度取決于用于第二層19的材料特性而變化，并且還可以取決于形成跡線36和導(dǎo)電焊盤28的導(dǎo)電材料的機(jī)械特性。在第二層19是陶瓷的實(shí)施例中，第二層19可以是薄膜。
[0069]如在圖4D中所示出的，在第一層17中的導(dǎo)電貫通過(guò)孔38之下在第二層19中形成通孔68。使用標(biāo)準(zhǔn)的加工技術(shù)(包括如上文所提到的圖案化和蝕刻)來(lái)形成通孔68?？梢栽趯⒌诙?9固定到第一層17上之前或之后形成通孔68。
[0070]如在圖4E中所示出的，將導(dǎo)電材料沉積在第二層19的通孔68中以形成導(dǎo)電貫通過(guò)孔38。第二層19的貫通過(guò)孔38通過(guò)內(nèi)部跡線44電耦接至第一層17的貫通過(guò)孔38。注意，內(nèi)部跡線44橫向延伸出貫通過(guò)孔38。鑒于通孔66和68是在不同的加工步驟中蝕刻的，內(nèi)部跡線44可以解決在第一層17的貫通過(guò)孔38與第二層19的貫通過(guò)孔38之間所發(fā)生的任何未對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。
[0071]如在圖4E中所示出的，將導(dǎo)電材料沉積在第二層19的底表面上以形成跡線36和導(dǎo)電焊盤28?？梢允褂蒙衔乃岬降臉?biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體技術(shù)來(lái)沉積和圖案化導(dǎo)電材料。
[0072]如在圖4F中所示出的，電介質(zhì)層46沉積于第一層17和第二層19的多個(gè)部分以及第一層17和第二層19上的各種結(jié)構(gòu)(如，跡線36)之上。電介質(zhì)層46是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體加工技術(shù)來(lái)沉積的，包括帶有圖案化和蝕刻的毯式沉積或者圖案化光敏材料然后圖案化沉積。如上所述，電介質(zhì)層46可以通過(guò)沉積硬化的液體材料來(lái)形成。該液體材料可以隨著時(shí)間硬化或者可以在加熱或固化步驟中硬化。
[0073]如在圖4F中所示出的，第二層19上的導(dǎo)電焊盤28保持暴露，并且第一層17上的導(dǎo)電指狀物20保持暴露。此外，第二層19的部分70保持不被電介質(zhì)層46覆蓋。部分70至少部分地位于凹陷32下方。
[0074]保持打開(kāi)的部分70具有與圖1C中的貫通開(kāi)口33的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀。然而，如上文所指出的，部分70的形狀可以是在被蝕刻掉的時(shí)候?qū)е碌诙?9的一部分與凹陷32形成的懸臂式焊盤26的任何形狀。從而，該形狀可以是任何兩邊形或三邊形，如C形、U形、V形或任何其他合適的形狀。
[0075]如在圖4G中所示出的，如在干法蝕刻或濕法蝕刻步驟中，去除第二層19的在凹陷下方的部分70。在一個(gè)實(shí)施例中，電介質(zhì)層充當(dāng)蝕刻掩模。在去除第二層19的部分70時(shí)，形成了懸臂式焊盤26。
[0076]如在圖4H中所示出的，半導(dǎo)體裸片12通過(guò)粘合材料18耦接至襯底14的上表面13。也就是，可以將粘合材料施加到半導(dǎo)體裸片12的上表面13和后表面中的一個(gè)或兩個(gè)上。如在本領(lǐng)域中是眾所周知的，導(dǎo)電接線22耦接于半導(dǎo)體裸片12與導(dǎo)電指狀物20之間。在襯底14的上表面13之上形成包封材料48，包封封裝體的各種部件?？梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體加工技術(shù)來(lái)形成包封材料，這些技術(shù)包括使用模具，在該模具中以及圍繞各個(gè)部件注入模制化合物。然后，模制化合物在硬化步驟中硬化，該硬化步驟包括固化步驟或加熱步驟?？梢栽趹冶凼胶副P26上形成導(dǎo)電球31，如通過(guò)焊料分配技術(shù)。然而，在其他實(shí)施例中，在封裝體10將要耦接至其上的另一個(gè)器件上形成導(dǎo)電球31。
[0077]應(yīng)當(dāng)理解的是，這些方法步驟可以以任何順序執(zhí)行，從而可以以與所示出和描述的順序不同的順序執(zhí)行。例如，可以在將第一層17和第二層19耦接到一起之前在第二層19中形成貫通開(kāi)口 33。
[0078]圖5A示出了根據(jù)本披露的一個(gè)實(shí)施例的疊層封裝體或PoP72的橫截面圖。PoP 72包括堆疊在第二封裝體74上的第一封裝體(如圖1的封裝體10)。通過(guò)第一封裝體10的那些導(dǎo)電球31將第一封裝體10機(jī)械耦接和電耦接至第二封裝體74。雖然示出了兩個(gè)封裝體，該P(yáng)oP可以包括超過(guò)兩個(gè)封裝體。
[0079]第二封裝體74基本上類似于圖1的封裝體10，并且包括在結(jié)構(gòu)和功能上類似于第一封裝體10的那些元件的許多元件。從而，為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，這些類似的元件的結(jié)構(gòu)和功能將不再重復(fù)。下面將詳細(xì)地討論第二封裝體74的不同于第一封裝體10的那些元件。
[0080]圖5B示出了PoP72的第二封裝體74的特寫。第二封裝體74包括半導(dǎo)體裸片12，該半導(dǎo)體裸片通過(guò)本領(lǐng)域中眾所周知的倒裝芯片安排中的多個(gè)導(dǎo)電球31a耦接至襯底14的上表面13上的多個(gè)導(dǎo)電焊盤。通過(guò)位于襯底14的上表面13上的包封材料48來(lái)包封半導(dǎo)體裸片12和這些導(dǎo)電球31a。
[0081]該襯底包括兩個(gè)或三個(gè)絕緣材料層，第一層17與兩個(gè)第二層19在第一層17的相反側(cè)上。第一層17包括在相反側(cè)上形成的多個(gè)凹陷32。在所展示的實(shí)施例中，這些凹陷32彼此相反地形成;然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這些凹陷32可以彼此偏移。這些第二絕緣材料層19包括多個(gè)貫通開(kāi)口 33，這些貫通開(kāi)口與第一絕緣材料層17中的那些凹陷32中的一部分凹陷相配合。這些第二層19在這些凹陷32之上形成多個(gè)懸臂式焊盤26。
[0082]襯底14包括在襯底14的上表面13與襯底14的下表面15之間提供電連接的多個(gè)導(dǎo)電貫通過(guò)孔38和多條內(nèi)部跡線44。這些導(dǎo)電貫通過(guò)孔38具有接近上表面13的第一端以及接近下表面15的第二端。這些導(dǎo)電貫通過(guò)孔38的第一端和第二端通過(guò)跡線36耦接至一個(gè)或多個(gè)懸臂式焊盤26。就此而言，第二封裝體72包括在襯底14的上表面和下表面上的多個(gè)懸臂式焊盤26。這些懸臂式焊盤26可以如圖5所示在上表面和下表面上彼此相反或者可以彼此偏移。
[0083]如在圖5A中最佳地示出的，第二封裝體74的上表面上的這些懸臂式焊盤26通過(guò)這些導(dǎo)電球31耦接至第一封裝體10的那些懸臂式焊盤26。就此而言，這些導(dǎo)電球31在第一封裝體10與第二封裝體74之間提供了電連通。應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)施例中，這些焊盤中只有一些(包括一個(gè))可以是懸臂式焊盤。
[0084]多個(gè)導(dǎo)電球31a位于第二封裝體74上。這些導(dǎo)電球31a提供了在PoP 72外部的電連通。就此而言，這些導(dǎo)電球31a針對(duì)第一封裝體10和第二封裝體74兩者提供了外部連通。具體地，第一封裝體10具有通過(guò)導(dǎo)電球31和導(dǎo)電過(guò)孔38以及第二封裝體74的跡線44、36到導(dǎo)電球31a的電路徑。第二封裝體74的半導(dǎo)體裸片12可以電耦接至第二封裝體10的半導(dǎo)體裸片12，如通過(guò)貫通過(guò)孔38、跡線44、36以及懸臂式焊盤26。雖然未被示出，第一封裝體10和第二封裝體72可以通過(guò)其他導(dǎo)電互連(如從襯底的相反表面延伸的多個(gè)導(dǎo)電過(guò)孔)由襯底耦接在一起。
[0085]使用與以上參照?qǐng)D4A-4H所描述的那些方法類似的方法來(lái)形成PoP 72。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，第一絕緣材料層17的兩側(cè)都將被加工以在兩側(cè)上形成那些懸臂式焊盤26。例如，在第一絕緣材料層17的兩側(cè)上形成多個(gè)凹陷32，并且在第一絕緣材料層17的兩側(cè)上形成跡線44和第二絕緣材料層19。
[0086]首先，可以如參照?qǐng)D4H所描述的那樣在第一封裝體10的那些懸臂式焊盤26上形成這些導(dǎo)電球31。替代性地，在第二封裝體74的懸臂式焊盤26上形成導(dǎo)電球31、31a。
[0087]這些懸臂式焊盤26允許PoP 72中的導(dǎo)電球31、31a的撓曲。也就是，這些懸臂式焊盤26可以向上和/或向下?lián)锨匀菁{作用在其上的應(yīng)力。就此而言，當(dāng)懸臂式焊盤撓曲時(shí)，第一封裝體10和第二封裝體74可以保持基本平坦，由此減小了作用在PoP 72的元件上的應(yīng)力。
[0088]在此所討論的各種實(shí)施例可以使用各種類型的材料。下面提供了可以用于圖1至圖5B的實(shí)施例的材料和厚度的一個(gè)示例。應(yīng)該理解的是，以下所設(shè)定的這些材料和厚度僅僅是一個(gè)示例，并且許多其他的材料和厚度都可以被使用。
[0089]襯底的第一絕緣材料層17可以是由日立(Hitachi)公司以部件名稱E679-FGB所提供的芯，并且具有在大約0.095mm與0.225mm之間的厚度，然而，許多其他可接受的材料和合適的厚度都可以被使用。第一層的厚度可以取決于懸臂式焊盤是否形成于襯底的彼此相反的相反側(cè)上或者懸臂式焊盤是否形成于襯底的一側(cè)上或在相反側(cè)上彼此偏移。
[0090]襯底的那些第二絕緣材料層19可以是由日立公司以部件名稱GEA-E679FG(GZPE)所提供的預(yù)浸材，并且具有在大約0.032mm與0.048mm之間的厚度，然而，許多其他可接受的材料和合適的厚度都可以被使用。第一層中的凹陷和第二層中的開(kāi)口可以在大約0.04_與0.60_之間。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，取決于封裝體中所使用的材料(包括第一絕緣材料層)，這些凹陷和開(kāi)口的厚度可以是不同的。
[0091]這些跡線36、導(dǎo)電焊盤28和導(dǎo)電指狀物20可以是銅并且可以具有在大約0.012mm與0.023mm之間的厚度。這些電介質(zhì)層46可以是由太陽(yáng)鐵工(Taiyo)公司以部件名稱AUS308所提供的阻焊掩模，并且具有在大約0.0lOmm與0.030mm之間的厚度。
[0092]以上所描述的各個(gè)實(shí)施例可以被組合以提供進(jìn)一步的實(shí)施例。在本說(shuō)明書中引用的和/或在申請(qǐng)數(shù)據(jù)表中列舉的所有美國(guó)專利、美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)、美國(guó)專利申請(qǐng)、外國(guó)專利、外國(guó)專利申請(qǐng)和非專利公開(kāi)通過(guò)引用而完全并入于此。如有必要，可以對(duì)實(shí)施例的各方面進(jìn)行修改，以利用各專利、申請(qǐng)和出版物的概念來(lái)提供更進(jìn)一步的實(shí)施例。
[0093]鑒于以上的詳細(xì)說(shuō)明，可以對(duì)實(shí)施例做出這些和其他改變?？傊谝韵聶?quán)利要求書中，所使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng)當(dāng)被解釋為將權(quán)利要求書局限于本說(shuō)明書和權(quán)利要求書中所披露的特定實(shí)施例，而是應(yīng)當(dāng)被解釋為包括所有可能的實(shí)施例、連同這些權(quán)利要求有權(quán)獲得的等效物的整個(gè)范圍。相應(yīng)地，權(quán)利要求書并不受到本披露的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種疊層封裝體組件，其特征在于，包括: 第一封裝體，所述第一封裝體包括: 第一襯底，所述第一襯底具有第一表面和第二表面； 在所述第一襯底的所述第二表面中的開(kāi)口，所述開(kāi)口在所述第一襯底中在所述第一表面與所述第二表面之間形成第一凹陷； 第一懸臂式焊盤，所述第一懸臂式焊盤從所述第一襯底延伸并且具有面朝所述第一凹陷的第一側(cè)以及形成所述襯底的所述第二表面的一部分的第二側(cè)， 第一導(dǎo)電焊盤，所述第一導(dǎo)電焊盤位于所述第一懸臂式焊盤上；以及第一半導(dǎo)體裸片，所述第一半導(dǎo)體裸片耦接至所述第一襯底的所述第一表面，所述第一半導(dǎo)體裸片電耦接至所述第一導(dǎo)電焊盤； 耦接至所述第一封裝體的多個(gè)導(dǎo)電球；以及 堆疊在所述第一封裝體下方的第二封裝體，所述第二封裝體通過(guò)所述多個(gè)導(dǎo)電球耦接至所述第一封裝體，所述第二封裝體包括: 第二襯底，所述第二襯底具有第三表面和第四表面； 在所述第三表面中的第二開(kāi)口，所述第二開(kāi)口在所述第二襯底中形成第二凹陷； 第二懸臂式焊盤，所述第二懸臂式焊盤從所述第二襯底延伸并且具有面朝所述第二凹陷的第一側(cè)以及形成所述第三表面的一部分的第二側(cè)； 第二導(dǎo)電焊盤，所述第二導(dǎo)電焊盤位于所述第二懸臂式焊盤上；以及第二半導(dǎo)體裸片，所述第二半導(dǎo)體裸片耦接至所述第二襯底的所述第三表面和所述第四表面之一，所述第二半導(dǎo)體裸片和所述第一半導(dǎo)體裸片之一電耦接至所述第二導(dǎo)電焊盤。2.如權(quán)利要求1所述的疊層封裝體組件，其特征在于，所述第二懸臂式焊盤在所述襯底的所述第三表面上，并且所述多個(gè)導(dǎo)電球之一在第一側(cè)處耦接至所述第二導(dǎo)電焊盤并且在第二側(cè)處耦接至所述第一導(dǎo)電焊盤。3.如權(quán)利要求1所述的疊層封裝體組件，其特征在于，所述第一懸臂式焊盤和所述第一導(dǎo)電焊盤分別是多個(gè)第一懸臂式焊盤和多個(gè)第一導(dǎo)電焊盤之一。4.如權(quán)利要求3所述的疊層封裝體組件，其特征在于，所述多個(gè)第一懸臂式焊盤和所述多個(gè)第一導(dǎo)電焊盤位于所述第二表面的周邊處。5.如權(quán)利要求3所述的疊層封裝體組件，其特征在于，所述第二懸臂式焊盤和所述第二導(dǎo)電焊盤分別是多個(gè)第二懸臂式焊盤和多個(gè)第二導(dǎo)電焊盤之一，其中，所述多個(gè)第二導(dǎo)電焊盤通過(guò)所述多個(gè)導(dǎo)電球電耦接至所述多個(gè)第一導(dǎo)電焊盤。6.如權(quán)利要求1所述的疊層封裝體組件，其特征在于，所述第一懸臂式焊盤和所述第二懸臂式焊盤分別部分地由在所述第一襯底和所述第二襯底中的C形貫通開(kāi)口、U形貫通開(kāi)口和V形貫通開(kāi)口之一形成。7.如權(quán)利要求1所述的疊層封裝體組件，其特征在于，進(jìn)一步包括: 在所述第二襯底的所述第四表面中的開(kāi)口，所述開(kāi)口在所述第二襯底中形成第三凹陷；以及 第三懸臂式焊盤，所述第三懸臂式焊盤從所述第二襯底延伸并且具有面朝所述第三凹陷的第一側(cè)以及形成所述第四表面的一部分的第二側(cè)。8.一種封裝體疊層組件，其特征在于，包括: 第一封裝體，所述第一封裝體包括耦接至第一襯底的第一表面的第一半導(dǎo)體裸片，所述第一襯底包括與所述第一半導(dǎo)體裸片電連通的多個(gè)第一懸臂式焊盤； 耦接至所述第一封裝體的多個(gè)導(dǎo)電互連件；以及 位于所述第一封裝體下方的第二封裝體，所述第二封裝體包括耦接至第二襯底的第二表面的第二半導(dǎo)體裸片，所述第二封裝體通過(guò)所述多個(gè)導(dǎo)電互連件耦接至所述第一封裝體，所述第二襯底包括多個(gè)第二懸臂式焊盤，所述多個(gè)第二懸臂式焊盤中的至少一個(gè)第二懸臂式焊盤與所述第一半導(dǎo)體裸片電連通。9.如權(quán)利要求8所述的封裝體疊層組件，其特征在于，所述多個(gè)第二懸臂式焊盤位于所述第二襯底的所述第二表面上。10.如權(quán)利要求8所述的封裝體疊層組件，其特征在于，所述多個(gè)第二懸臂式焊盤位于所述第二襯底的與所述第二表面相反的第三表面上。11.如權(quán)利要求9所述的封裝體疊層組件，其特征在于，進(jìn)一步包括在所述第二襯底的所述第二表面上的多個(gè)第三懸臂式焊盤，其中，所述多個(gè)導(dǎo)電互連件在第一側(cè)處耦接至所述多個(gè)第一懸臂式焊盤并且在第二側(cè)處耦接至所述多個(gè)第三懸臂式焊盤。12.如權(quán)利要求9所述的封裝體疊層組件，其特征在于，進(jìn)一步包括與所述多個(gè)第二懸臂式焊盤相反的多個(gè)第三懸臂式焊盤。13.如權(quán)利要求8所述的封裝體疊層組件，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體裸片通過(guò)所述多個(gè)導(dǎo)電互連件中的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電互連件電耦接至所述第二半導(dǎo)體裸片。14.如權(quán)利要求8所述的封裝體疊層組件，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)電互連件是多個(gè)導(dǎo)電球。
【文檔編號(hào)】H01L21/50GK205609508SQ201521066505
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日
【發(fā)明人】J·塔利多, G·迪瑪尤加
【申請(qǐng)人】意法半導(dǎo)體公司