三維（3d）扇出封裝機制的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了三維(3D)扇出封裝機制。形成半導(dǎo)體器件封裝件的機制由于其相對簡單的工藝流程而提供了低成本的制造工藝。通過形成具有能夠?qū)⒁粋€或多個管芯接合到封裝結(jié)構(gòu)下方的(一層或多層)再分配層的互連結(jié)構(gòu)，大幅減少了整個封裝件的翹曲。此外，在不使用模塑料的情況下形成互連結(jié)構(gòu)，減少了顆粒污染。翹曲和顆粒污染的減少提高了成品率。而且，由于一個或多個管芯安裝在封裝結(jié)構(gòu)和互連結(jié)構(gòu)之間的間隔下方，所形成的半導(dǎo)體器件封裝件具有低形狀因數(shù)。
【專利說明】三維(3D)扇出封裝機制
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝，更具體而言，涉及三維(3D)扇出封裝機制。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，半導(dǎo)體芯片/管芯變得越來越小。同時，更多的功能被集成到半導(dǎo)體管芯中。于是，半導(dǎo)體管芯具有封裝到更小區(qū)域中的越來越多的輸入/輸出(I/o)焊盤。因此，半導(dǎo)體管芯的封裝變得更加重要并且更具挑戰(zhàn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種半導(dǎo)體封裝件，包括:互連結(jié)構(gòu)，其中所述互連結(jié)構(gòu)包括再分配層(RDL);半導(dǎo)體管芯，通過多個第一接合結(jié)構(gòu)接合到所述互連結(jié)構(gòu)，其中所述互連結(jié)構(gòu)的RDL使得所述半導(dǎo)體管芯能夠扇出連接；以及封裝結(jié)構(gòu)，通過多個第二接合結(jié)構(gòu)接合到所述互連結(jié)構(gòu)，其中所述半導(dǎo)體管芯置放置在所述封裝結(jié)構(gòu)和所述互連結(jié)構(gòu)之間的間隔中。
[0004]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，所述互連結(jié)構(gòu)包括被一層或多層介電層圍繞的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
[0005]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，所述互連結(jié)構(gòu)包括被一層或多層介電層圍繞的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，其中，所述一層或多層介電層由感光聚合物形成。
[0006]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，所述互連結(jié)構(gòu)的厚度等于或小于約30 μ m。
[0007]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，被模塑層覆蓋的所述互連結(jié)構(gòu)和所述封裝結(jié)構(gòu)的總厚度介于約350 μ m至約1050 μ m的范圍內(nèi)。
[0008]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，所述封裝結(jié)構(gòu)面向所述互連結(jié)構(gòu)的第二表面的第一表面和所述第二表面之間的距離介于約100 μ m至約400 μ m的范圍內(nèi)。
[0009]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，多個連接元件與位于與所述半導(dǎo)體管芯和所述封裝結(jié)構(gòu)相對的表面上的互連結(jié)構(gòu)接合。
[0010]所述的半導(dǎo)體封裝件還包括:鄰近所述半導(dǎo)體管芯的另一半導(dǎo)體管芯，其中另一半導(dǎo)體管芯與所述互連結(jié)構(gòu)接合并且放置在所述封裝結(jié)構(gòu)和所述互連結(jié)構(gòu)之間的間隔中。
[0011]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，所述封裝結(jié)構(gòu)包括兩個或更多個半導(dǎo)體管芯。
[0012]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，所述互連結(jié)構(gòu)包括用于與所述半導(dǎo)體管芯形成第一接合結(jié)構(gòu)的第一連接件，以及用于與所述封裝結(jié)構(gòu)形成第二接合結(jié)構(gòu)的第二連接件，其中所述第一連接件的第一寬度小于所述第二連接件的第二寬度。
[0013]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，所述互連結(jié)構(gòu)包括用于與所述半導(dǎo)體管芯形成第一接合結(jié)構(gòu)的第一連接件，以及用于與所述封裝結(jié)構(gòu)形成第二接合結(jié)構(gòu)的第二連接件，其中所述第一連接件的第一寬度小于所述第二連接件的第二寬度，其中，所述第一連接件和所述第二連接件都包括阻擋層。
[0014]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，所述互連結(jié)構(gòu)包括用于與所述半導(dǎo)體管芯形成第一接合結(jié)構(gòu)的第一連接件，以及用于與所述封裝結(jié)構(gòu)形成第二接合結(jié)構(gòu)的第二連接件，其中所述第一連接件的第一寬度小于所述第二連接件的第二寬度，其中，所述第一連接件和所述第二連接件都包括導(dǎo)電層。
[0015]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，所述互連結(jié)構(gòu)包括用于與所述半導(dǎo)體管芯形成第一接合結(jié)構(gòu)的第一連接件，以及用于與所述封裝結(jié)構(gòu)形成第二接合結(jié)構(gòu)的第二連接件，其中所述第一連接件的第一寬度小于所述第二連接件的第二寬度，其中，所述第一寬度介于約20 μ m至約100 μ m的范圍內(nèi)。
[0016]在所述的半導(dǎo)體封裝件中，所述互連結(jié)構(gòu)包括用于與所述半導(dǎo)體管芯形成第一接合結(jié)構(gòu)的第一連接件，以及用于與所述封裝結(jié)構(gòu)形成第二接合結(jié)構(gòu)的第二連接件，其中所述第一連接件的第一寬度小于所述第二連接件的第二寬度，其中，所述第二寬度介于約100 μ m至約400 μ m的范圍內(nèi)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體封裝件，包括:互連結(jié)構(gòu)，其中所述互連結(jié)構(gòu)包括再分配層(RDL)，其中所述互連結(jié)構(gòu)的厚度等于或小于約30 μ m ;半導(dǎo)體管芯，通過多個第一接合結(jié)構(gòu)接合到所述互連結(jié)構(gòu)，其中所述互連結(jié)構(gòu)的RDL使得所述半導(dǎo)體管芯能夠扇出連接；以及封裝結(jié)構(gòu)，通過多個第二接合結(jié)構(gòu)接合到所述互連結(jié)構(gòu)，其中所述半導(dǎo)體管芯被放置在所述封裝結(jié)構(gòu)和所述互連件結(jié)構(gòu)之間的間隔中。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種形成半導(dǎo)體封裝件的方法，包括:提供其上設(shè)置有粘附層的載具；在所述粘附層上形成互連結(jié)構(gòu)；將半導(dǎo)體管芯放置在所述互連結(jié)構(gòu)的表面上；將封裝結(jié)構(gòu)放置在所述互連結(jié)構(gòu)的表面上，其中所述半導(dǎo)體管芯安裝在所述互連結(jié)構(gòu)和所述封裝結(jié)構(gòu)之間的間隔中；以及實施回流以將所述封裝結(jié)構(gòu)接合到所述互連結(jié)構(gòu)。
[0019]在所述的方法中，所述回流還將所述半導(dǎo)體管芯接合到所述互連結(jié)構(gòu)。
[0020]所述的方法還包括:在將所述半導(dǎo)體管芯放置在所述互連結(jié)構(gòu)的表面上之后以及在放置所述封裝結(jié)構(gòu)之前實施另一回流。
[0021]在所述的方法中，所述互連結(jié)構(gòu)包括再分配層(RDL)，并且所述互連層的RDL使得所述半導(dǎo)體管芯能夠扇出連接。
[0022]在所述的方法中，所述互連結(jié)構(gòu)包括與所述半導(dǎo)體管芯接合的第一接觸件和與所述封裝結(jié)構(gòu)接合的第二接觸件，其中所述第一接觸件小于所述第二接觸件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了更充分地理解實施例及其優(yōu)點，現(xiàn)在將參考結(jié)合附圖所進行的以下描述，其中:
[0024]圖1A是根據(jù)一些實施例的封裝件的截面圖。
[0025]圖1B是根據(jù)一些實施例的封裝件的一部分的截面圖。
[0026]圖1C是根據(jù)一些實施例的與互連結(jié)構(gòu)接合的兩個管芯的截面圖。
[0027]圖2A至圖2G是根據(jù)一些實施例形成互連結(jié)構(gòu)的連續(xù)工序流程的截面圖。
[0028]圖3A至圖3H是根據(jù)一些實施例形成封裝件的連續(xù)工藝流程的截面圖。
【具體實施方式】[0029]在下面詳細論述本發(fā)明實施例的制造和使用。然而，應(yīng)該理解，實施例提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實現(xiàn)的可應(yīng)用的發(fā)明構(gòu)思。所論述的具體實施例是示例性的，而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0030]圖1A是根據(jù)一些實施例的封裝件100的截面圖。封裝件100包括封裝結(jié)構(gòu)110和管芯120。封裝結(jié)構(gòu)110包括半導(dǎo)體管芯111和112。在一些實施例中，半導(dǎo)體管芯111和112中的每一個都包括如用于半導(dǎo)體集成電路制造的半導(dǎo)體襯底，并且可以在其中和/或在其上形成集成電路。半導(dǎo)體襯底指的是包含半導(dǎo)體材料的任何結(jié)構(gòu)，包括但不限于體硅、半導(dǎo)體晶圓、絕緣體上硅(SOI)襯底或者硅鍺襯底。還可以使用包括III族、IV族和V族元素的其他半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體襯底還可以包括多個隔離部件(未示出)，諸如淺溝槽隔離(STI)部件或者硅的局部氧化(LOCOS)部件。隔離部件可以限定和隔離各種微電子元件?？梢栽诎雽?dǎo)體襯底中形成的各種微電子元件的實例包括晶體管(例如，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶體管、雙極結(jié)型晶體管(BJT)、高電壓晶體管、高頻晶體管、P溝道和/或η溝道場效應(yīng)晶體管(PFET/NFET)等)；電阻器；二極管；電容器；電感器；熔絲；以及其他合適的元件。實施形成各種微電子元件的各種工藝包括沉積、蝕刻、注入、光刻、退火和/或其他合適的工藝。將微電子元件互連以形成集成電路器件，諸如邏輯器件、存儲器器件(例如SRAM)、RF器件、輸入/輸出(I/O)器件、芯片上系統(tǒng)(SoC)器件、它們的組合以及其他合適的器件類型。
[0031]半導(dǎo)體管芯111和112設(shè)置在襯底115上，在襯底115的表面上具有接觸件116。如圖1A所示，封裝結(jié)構(gòu)110的襯底115具有使襯底115的一個表面上的接觸件116與襯底的相反表面上的接觸件118連接的互連結(jié)構(gòu)117。根據(jù)一些實施例，通過引線113和114分別將半導(dǎo)體管芯111和112電連接至接觸件116。還可以通過其他方式使半導(dǎo)體管芯111和112連接至接觸件116。襯底115中的互連結(jié)構(gòu)117可以包括金屬線和通孔。在一些實施例中，互連結(jié)構(gòu)117的通孔包括襯底通孔(TSV)或襯底穿孔(TSH)。位于襯底115的相反表面上的接觸件118包括金屬焊盤。在與互連結(jié)構(gòu)130接合之前，接觸件118還可以包括焊料層(未示出)。焊料層形成各個連接件119的一部分。將諸如焊料凸塊或焊料球的連接件119接合到接觸件118。在一些實施例中，連接件119的寬度(或直徑)介于約100 μ m至約400 μ m的范圍內(nèi)。連接件119和接觸件118形成接合結(jié)構(gòu)124。
[0032]如上所述，封裝件100還包括管芯120。管芯120具有接觸件122，其被一層或多層鈍化層(未示出)圍繞。在一些實施例中，接觸件122包括金屬焊盤123和在金屬焊盤123上方形成的凸塊。接觸件122的凸塊可以是焊料凸塊和/或可以包括銅柱。接觸件122的焊料凸塊形成管芯120和互連結(jié)構(gòu)130之間的接合結(jié)構(gòu)125。在一些實施例中，接合結(jié)構(gòu)125的寬度(或直徑)介于約20 μ m至約IOOym的范圍內(nèi)。根據(jù)一些實施例，連接件119大于接觸件122。
[0033]封裝結(jié)構(gòu)110的底面與互連結(jié)構(gòu)130的頂面之間的距離在圖1A中標記為氏。在一些實施例中，H1介于約100 μ m至約400 μ m的范圍內(nèi)。圖1A還示出管芯120的厚度H2。H2小于H1，這容許管芯120利用封裝結(jié)構(gòu)110和互連結(jié)構(gòu)130之間的間隔。
[0034]如圖1A所示，封裝結(jié)構(gòu)110和管芯120設(shè)置在互連結(jié)構(gòu)130上方并且與互連結(jié)構(gòu)130電連接?；ミB結(jié)構(gòu)130包括一層或多層介電層，諸如介電層131和132。介電層131和132可以是軟的(或者易彎曲的)以吸收在形成封裝件100中所涉及的(一個或多個)接合工藝的應(yīng)力。用于介電層131和132中的每一個的材料都可以選自可光定義的阻焊劑(photo-definable solder resists);諸如聚酰亞胺、聚苯并惡唑(PBO)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、模塑料的聚合物等。
[0035]互連結(jié)構(gòu)130的小接觸件133與管芯120上的接觸件122接合以形成接合結(jié)構(gòu)125。而且互連結(jié)構(gòu)130的大接觸件134與封裝結(jié)構(gòu)110的連接件119接合以形成接合結(jié)構(gòu)124。根據(jù)一些實施例，小接觸件133小于大接觸件134。而且，互連結(jié)構(gòu)130的接觸件135與連接元件140接合，連接元件140用于與諸如印刷電路板(PCB)的外部襯底或另一封裝件形成外部連接。連接元件140的高度在圖1A中標記為H5。在一些實施例中，H5介于約100 μ m至約400 μ m的范圍內(nèi)。
[0036]在一些實施例中，介電層131的厚度介于約3 μ m至約25 μ m的范圍內(nèi)。在一些實施例中，鈍化層132的厚度介于約3μπι至約15μπι的范圍內(nèi)?；ミB結(jié)構(gòu)130的總厚度在圖1A中標記為Η3。在一些實施例中，H3介于約6μπι至約30μπι的范圍內(nèi)。在一些實施例中，H3等于或小于約30 μ m。在一些實施例中，H3等于或小于約25 μ m。
[0037]在圖1A的實施例中，接觸件135與金屬線136連接，金屬線136提供接合結(jié)構(gòu)125、124和126之間的電連接。金屬線136充當再分配層(RDL)并且使得管芯120能夠扇出連接，該扇出連接允許超出管芯120的邊緣(或邊界)外的電連接。圖1A的實施例僅包括一層金屬層。然而，(一層或多層)RDL可以包括多層金屬層，其可以通過通孔互連。在一些實施例中，接觸件133和134包括凸塊下金屬(UBM)層211，其可以充當接觸件133、134和接觸件135之間的擴散阻擋層和能夠電鍍層(plating-enabling layer)。下面提供更多詳細描述。
[0038]在一些實施例中，接觸件133的寬度介于約20 μ m至約100 μ m的范圍內(nèi)。在一些實施例中，接觸件134的寬度介于約100 μ m至約400 μ m的范圍內(nèi)。在圖1A的實施例中，接觸件135包括導(dǎo)電層208和阻擋層205。下面提供對這些層及其形成方法的更多詳細描述。
[0039]在圖1A的實施例中，封裝結(jié)構(gòu)110被模塑層(或模塑料)145覆蓋。在一些實施例中，模塑層145包括環(huán)氧樹脂、硅、二氧化硅填充劑和/或其他類型的聚合物。在圖1A的實施例中，模塑層145還填充封裝結(jié)構(gòu)110和互連結(jié)構(gòu)130之間的間隔。在一些實施例中，模塑層145還充當?shù)撞刻畛湮?UF)并填充管芯120和互連結(jié)構(gòu)130之間的間隔。在這種情況下，模塑層145是底部填充模塑(MUF)料，并且在將管芯120和封裝結(jié)構(gòu)110接合到互連結(jié)構(gòu)130之后施加到互連結(jié)構(gòu)130的表面上。在一些實施例中，在管芯120接合到互連結(jié)構(gòu)130之后施加底部填充物144，如根據(jù)一些實施例的圖1B所示。在施加底部填充物144之后，然后將封裝結(jié)構(gòu)110放置在互連結(jié)構(gòu)130上方并且使其與互連結(jié)構(gòu)130接合。位于互連結(jié)構(gòu)130上方的封裝結(jié)構(gòu)110的厚度在圖1A中標記為H4。在一些實施例中，H4介于約350 μ m至約1000 μ m的范圍內(nèi)。封裝件110和互連結(jié)構(gòu)130的總厚度在圖1A中標記為H6。在一些實施例，H6介于約350μπι至1050μπι的范圍內(nèi)。H6小于諸如介于約1000 μ m至約1500μπι范圍內(nèi)的其他封裝結(jié)構(gòu)。因此，封裝件100具有小的Z軸形狀因數(shù)(或封裝件100的總厚度)。
[0040]在圖1A的實施例中，將管芯120和封裝結(jié)構(gòu)110接合到互連結(jié)構(gòu)130。在一些實施例中，在封裝結(jié)構(gòu)110下方具有多于一個的管芯。在圖1C的實施例中，根據(jù)一些實施例，將兩個管芯120’和120”接合到互連結(jié)構(gòu)130’。在圖1C的實施例中，將封裝結(jié)構(gòu)110’放置在管芯120’和120”的上方。
[0041]圖2A至圖2G是根據(jù)一些實施例形成互連結(jié)構(gòu)130的連續(xù)工藝流程的截面圖。在圖2A中，在載具201上形成粘附層202。根據(jù)一些實施例，載具201由玻璃制成。然而，其他材料也可以用于載具201。粘附層202設(shè)置(例如，層壓)在載具201上。粘附層202可以由膠形成，或者可以是由箔形成的層壓層。根據(jù)一些實施例，如圖2B所示，在形成粘附層202之后，形成并且圖案化鈍化層203從而在粘附層202上形成接觸開口 204。在一些實施例中，鈍化層203是介電材料。在一些實施例中，鈍化層203是聚合物。在一些實施例中，鈍化層203是感光聚合物并且可以在沒有光刻膠層的情況下進行圖案化。
[0042]根據(jù)一些實施例，如圖2C所示，在形成接觸開口 204之后，形成阻擋層205以覆蓋載具201上的鈍化層203的暴露表面。阻擋層205是導(dǎo)電層并且阻止為填充開口 204而沉積的銅的擴散。在一些實施例中，阻擋層205由Ti制成。在一些實施例中，在阻擋層205上方形成銅晶種層(未示出)。在一些實施例中，通過物理汽相沉積(PVD)沉積阻擋層205和/或銅晶種層。在形成阻擋層205之后，然后在阻擋層上方形成光刻膠層206。在圖2C中，光刻膠層206形成在阻擋層205上方。在一些實施例中，通過旋涂工藝(濕法工藝)形成光刻膠層206。在一些其他實施例中，光刻膠層206是干光刻膠層，其粘附于阻擋層205的表面，阻擋層205的表面可以被銅晶種層(未示出)覆蓋。如圖2C所示，然后圖案化光刻膠層206以限定用于形成互連的開口 207。
[0043]在圖2D中，根據(jù)一些實施例，在開口 207和204中形成導(dǎo)電層208。在一些實施例中，導(dǎo)電層208是由銅或銅合金形成。根據(jù)一些實施例，導(dǎo)電層208包括諸如鋁、鎳、金、銀、鉬的(一種或多種)金屬，上述金屬的合金，或者它們的組合。在一些實施例中，通過鍍法形成導(dǎo)電層208。根據(jù)一些實施例，通過諸如化學(xué)機械拋光(CMP)的去除工藝去除多余的導(dǎo)電層208或者導(dǎo)電層208太厚的區(qū)域。然后去除光刻膠層206。例如，如果光刻膠層206是干光刻膠膜，則其可以通過剝離去除。在一些實施例中，通過蝕刻工藝去除光刻膠層206。在去除光刻膠層206之后，暴露出阻擋層205被光刻膠層206覆蓋的部分。然后如圖2D所示，去除阻擋層205的暴露部分。在一些實施例中，通過蝕刻工藝去除阻擋層205的暴露部分。
[0044]在圖2E中，根據(jù)一些實施例，在鈍化層203和導(dǎo)電層208的上方沉積另一鈍化層209并對其進行圖案化。在一些實施例中，鈍化層209是介電材料。在一些實施例中，鈍化層209是聚合物。在一些實施例中，鈍化層209是感光聚合物并且可以在沒有光刻膠層的情況下進行圖案化。圖案化工藝形成開口 210。根據(jù)一些實施例，在形成開口 210之后，在鈍化層209的表面上沉積凸塊下金屬(UBM)層211。在一些實施例中，UBM層211包括擴散阻擋層和晶種層。在一些實施例中，擴散阻擋層還可以充當粘附層(或者膠合層)。擴散阻擋層可以由Ta、TaN, T1、TiN或它們的組合形成。晶種層是由用于能夠后續(xù)沉積導(dǎo)電層的材料形成。在一些實施例中，UBM層211包括由Ti形成的擴散阻擋層和由Cu形成的晶種層。在一些實施例中，通過物理汽相沉積(PVD)(或濺射)方法沉積諸如Ti層的擴散阻擋層和諸如Cu層的晶種層。
[0045]根據(jù)一些實施例，如圖2F所示，在形成UBM層211之后，在UBM層上方形成光刻膠層212。光刻膠層212可以是干光刻膠或濕光刻膠。圖案化光刻膠層212以限定與開口210基本對準的開口 213。在完成圖案化工藝之后，形成用于填充開口 210和213的導(dǎo)電層214。在一些實施例中，導(dǎo)電層214包括銅、鋁、銅合金或其他流動性導(dǎo)電材料。在一些實施例中，導(dǎo)電層214由焊料形成。
[0046]在一些實施例中，導(dǎo)電層214包括兩個子層。一個子層是金屬層，其由銅、鋁、銅合金或具有低電阻率的其他導(dǎo)電材料形成。覆蓋先前提到的子層的另一子層由焊料形成。在一些實施例中，根據(jù)一些實施例，如圖2G所示，形成覆蓋導(dǎo)電層214的保護層215。在一些實施例中，保護層215是可選的。之后，去除光刻膠層212，并且還去除由于光刻膠層的去除而暴露的UBM層211。在一些實施例中，通過鍍法沉積導(dǎo)電層214。保護層215保護導(dǎo)電層214的表面不被氧化。在一些實施例中，保護層是由Ni或者一種有機表面保護(OSP)材料形成。在一些實施例中，UBM層211、導(dǎo)電層214以及可選的保護層215形成接觸件133和134。圖2G所示的接觸件是接觸件133或134。
[0047]根據(jù)一些實施例，UBM層211和導(dǎo)電層214形成凸塊結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，凸塊結(jié)構(gòu)是銅柱。形成銅柱的材料、結(jié)構(gòu)以及形成方法的示例性細節(jié)記載在2010年7月29日提交的名稱為“Mechanisms for Forming CopperPillar Bumps (形成銅柱凸塊的機制)”(代理人案卷號TSMC2010-0205)的美國專利申請12/846,353中，將該申請的全部內(nèi)容引入本文中。根據(jù)一些實施例，如圖2G所示的形成在粘附層202上方的結(jié)構(gòu)是互連結(jié)構(gòu)130。
[0048]圖3A至圖3H是根據(jù)一些實施例形成封裝件100的連續(xù)工藝流程的截面圖。在圖3A的實施例中，在位于載具301上方的粘附層302上形成互連結(jié)構(gòu)130。根據(jù)一些實施例的互連結(jié)構(gòu)130的形成工藝和部件已在上文圖2A至圖2G中描述了。在一些實施例中，載具301與載具201類似，并且粘附層302與粘附層202類似。根據(jù)一些實施例，如圖3B所示，在形成互連結(jié)構(gòu)130之后，將管芯120放置在互連結(jié)構(gòu)130上方。如圖1A的更詳細視圖中所示，管芯120上的接觸件122直接放置在互連結(jié)構(gòu)130的接觸件133上方并且與該接觸件133接觸。在一些實施例中，實施回流工藝以將接觸件122接合到接觸件133。在一些實施例中，在將接觸件122和133接合到一起之后，施加底部填充物(UF)來填充管芯120和互連結(jié)構(gòu)130的表面之間的間隔。圖1B示出填充管芯120和互連結(jié)構(gòu)130的表面之間的間隔的底部填充物144。如上所述，在一些實施例中未實施底部填充物的回流和施加，如圖3B所示。
[0049]根據(jù)一些實施例，如圖3C所示，在將管芯120放置在互連結(jié)構(gòu)130上之后，將封裝結(jié)構(gòu)Iio放置在互連結(jié)構(gòu)130上。如圖1A所述，將封裝結(jié)構(gòu)110上的連接件119直接放置在互連結(jié)構(gòu)130上的接觸件134的上方并且與該接觸件134接觸。如上所述，接觸件134大于接觸件133，因為封裝結(jié)構(gòu)110的連接件119大于管芯120上的接觸件122。
[0050]之后，根據(jù)一些實施例，如圖3D所示，實施回流工藝以使接觸件134和連接件119接合并且還使接觸件133與接觸件122接合?；亓鞴に噷⒐苄?20和封裝結(jié)構(gòu)110都接合到互連結(jié)構(gòu)130。如上所述，在將管芯120放置在互連結(jié)構(gòu)130上之后可以實施回流。在這種情況下，如圖3D所描述，回流僅將接觸件134接合到連接件119。
[0051]在完成回流工藝之后，根據(jù)一些實施例，如圖3E所示，施加模塑層145以覆蓋封裝結(jié)構(gòu)110和管芯120。如上所述，在一些實施例中，模塑層145還充當?shù)撞刻畛湮?UF)并且填充管芯120和互連結(jié)構(gòu)130之間的間隔。然而，在一些其他實施例中，模塑層145還底部填充管芯120。[0052]在圖3F中，根據(jù)一些實施例，去除載具301和粘附層302。如圖2C所述，形成阻擋層205以內(nèi)襯開口 204。去除阻擋層205 (例如Ti層)以暴露導(dǎo)電層208，根據(jù)一些實施例導(dǎo)電層208由銅制成。
[0053]在圖3G中，根據(jù)一些實施例，將諸如焊料球的連接元件140安裝在互連結(jié)構(gòu)130的表面上以與接觸件135接合。接合工藝還包括回流。
[0054]在將連接元件140接合到互連結(jié)構(gòu)130之后，將圖3G示出的封裝結(jié)構(gòu)固定到膠帶，該膠帶被固定到載具(未示出)。然后對圖3G的帶有固定后的封裝結(jié)構(gòu)的載具進行切割工藝以將封裝件100分成單獨的封裝件。在切割工藝之后，從每一個封裝件100分離膠帶和載具(從載具除去膠帶并除去接合)。圖3H示出切割和除去膠帶/除去接合工藝之后的封裝件100。
[0055]在管芯120、封裝結(jié)構(gòu)110、連接元件140和互連結(jié)構(gòu)130之間形成的接合結(jié)構(gòu)僅是一些實施例。具有不同形狀和材料層的其他類型的接合結(jié)構(gòu)也是可能的。
[0056]由于相對簡單的工藝流程，上面所述的形成半導(dǎo)體器件封裝件的機制提供低成本的制造工藝。通過形成具有能夠在封裝結(jié)構(gòu)下方接合一個或多個管芯的(一層或多層)再分配層的互連結(jié)構(gòu)，大幅減少了整個封裝件的翹曲。此外，在不使用模塑料的情況下形成互連結(jié)構(gòu)，減少了顆粒污染。翹曲和顆粒污染的減少提高了成品率。而且，由于一個或多個管芯安裝在封裝結(jié)構(gòu)和互連結(jié)構(gòu)之間的間隔下方，所形成的半導(dǎo)體器件封裝件具有低形狀因數(shù)。
[0057]在一些實施例中，提供了一種半導(dǎo)體封裝件。半導(dǎo)體封裝件包括互連結(jié)構(gòu)，而互連結(jié)構(gòu)包括再分配層(RDL)。半導(dǎo)體封裝件還包括通過多個第一接合結(jié)構(gòu)接合到互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體管芯，并且互連層的RDL使得半導(dǎo)體管芯能夠扇出連接。半導(dǎo)體管芯進一步包括通過多個第二接合結(jié)構(gòu)接合到互連結(jié)構(gòu)的封裝結(jié)構(gòu)，并且半導(dǎo)體管芯被放置在封裝結(jié)構(gòu)和互連結(jié)構(gòu)之間的間隔中。
[0058]在一些其他實施例中，提供一種半導(dǎo)體封裝件。半導(dǎo)體封裝件包括互連結(jié)構(gòu)，而互連結(jié)構(gòu)包括再分配層(RDL)?；ミB結(jié)構(gòu)的厚度等于或小于約30 μ m。半導(dǎo)體封裝件還包括通過多個第一接合結(jié)構(gòu)接合到互連結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體管芯，并且互連層的RDL使得半導(dǎo)體管芯能夠扇出連接。半導(dǎo)體封裝件還包括通過多個第二接合結(jié)構(gòu)接合到互連結(jié)構(gòu)的封裝結(jié)構(gòu)，并且半導(dǎo)體管芯被放置在封裝結(jié)構(gòu)和互連結(jié)構(gòu)之間的間隔中。
[0059]在又一些其他實施例中，提供一種形成半導(dǎo)體封裝件的方法。該方法包括:提供其上設(shè)置有粘附層的載具，并且在粘附層上形成互連結(jié)構(gòu)。該方法還包括將半導(dǎo)體管芯放置在互連結(jié)構(gòu)的表面上，并且將封裝結(jié)構(gòu)放置在互連結(jié)構(gòu)的表面上。半導(dǎo)體管芯安裝在互連結(jié)構(gòu)和封裝結(jié)構(gòu)之間的間隔中。該方法還包括實施回流以將封裝結(jié)構(gòu)接合到互連結(jié)構(gòu)。
[0060]盡管已經(jīng)詳細地描述了實施例及其優(yōu)勢，但應(yīng)該理解，可以在不背離所附權(quán)利要求限定的實施例的構(gòu)思和范圍的情況下，進行各種改變、替換和更改。而且，本申請的范圍并不僅限于本說明書中描述的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法和步驟的特定實施例。作為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明應(yīng)很容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以利用現(xiàn)有的或今后開發(fā)的用于執(zhí)行與本文所述相應(yīng)實施例基本上相同的功能或者獲得基本上相同的結(jié)果的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求預(yù)期在其范圍內(nèi)包括這樣的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。此外，每條權(quán)利要求構(gòu)成單獨的實施例，并且多個權(quán)利要求和實施例的組合在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體封裝件，包括: 互連結(jié)構(gòu)，其中所述互連結(jié)構(gòu)包括再分配層(RDL)； 半導(dǎo)體管芯，通過多個第一接合結(jié)構(gòu)接合到所述互連結(jié)構(gòu)，其中所述互連結(jié)構(gòu)的RDL使得所述半導(dǎo)體管芯能夠扇出連接；以及 封裝結(jié)構(gòu)，通過多個第二接合結(jié)構(gòu)接合到所述互連結(jié)構(gòu)，其中所述半導(dǎo)體管芯置放置在所述封裝結(jié)構(gòu)和所述互連結(jié)構(gòu)之間的間隔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，所述互連結(jié)構(gòu)包括被一層或多層介電層圍繞的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，所述一層或多層介電層由感光聚合物形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，多個連接元件與位于與所述半導(dǎo)體管芯和所述封裝結(jié)構(gòu)相對的表面上的互連結(jié)構(gòu)接合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，還包括: 鄰近所述半導(dǎo)體管芯的另一半導(dǎo)體管芯，其中另一半導(dǎo)體管芯與所述互連結(jié)構(gòu)接合并且放置在所述封裝結(jié)構(gòu)和所述互連結(jié)構(gòu)之間的間隔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，所述互連結(jié)構(gòu)包括用于與所述半導(dǎo)體管芯形成第一接合結(jié)構(gòu)的第一連接件，以及用于與所述封裝結(jié)構(gòu)形成第二接合結(jié)構(gòu)的第二連接件，其中所述第一連接件的第一寬度小于所述第二連接件的第二寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝件，其中，所述第一連接件和所述第二連接件都包括阻擋層或者導(dǎo)電層。
8.一種半導(dǎo)體封裝件，包括: 互連結(jié)構(gòu)，其中所述互連結(jié)構(gòu)包括再分配層(RDL)，其中所述互連結(jié)構(gòu)的厚度等于或小于約30 μ m ; 半導(dǎo)體管芯，通過多個第一接合結(jié)構(gòu)接合到所述互連結(jié)構(gòu)，其中所述互連結(jié)構(gòu)的RDL使得所述半導(dǎo)體管芯能夠扇出連接；以及 封裝結(jié)構(gòu)，通過多個第二接合結(jié)構(gòu)接合到所述互連結(jié)構(gòu)，其中所述半導(dǎo)體管芯被放置在所述封裝結(jié)構(gòu)和所述互連件結(jié)構(gòu)之間的間隔中。
9.一種形成半導(dǎo)體封裝件的方法，包括: 提供其上設(shè)置有粘附層的載具； 在所述粘附層上形成互連結(jié)構(gòu)； 將半導(dǎo)體管芯放置在所述互連結(jié)構(gòu)的表面上； 將封裝結(jié)構(gòu)放置在所述互連結(jié)構(gòu)的表面上，其中所述半導(dǎo)體管芯安裝在所述互連結(jié)構(gòu)和所述封裝結(jié)構(gòu)之間的間隔中；以及 實施回流以將所述封裝結(jié)構(gòu)接合到所述互連結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述互連結(jié)構(gòu)包括再分配層(RDL)，并且所述互連層的RDL使得所述半導(dǎo)體管芯能夠扇出連接。
【文檔編號】H01L23/488GK103681606SQ201210576132
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】林俊成, 張進傳, 洪瑞斌 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司