[發明專利]偏移裸片堆疊中的半導體裸片支撐

無效

• 申請號: 200910166162.1
• 申請日: 2009-08-18
• 公開（公告）號: CN101661931A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 邱錦泰;赫姆·塔基阿爾;習佳清
• 申請（專利權）人: 桑迪士克股份有限公司
• 主分類號: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065;H01L23/48;H01L23/12
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 劉國偉

技術領域

本發明的實施例涉及一種低輪廓半導體裝置及制造所述低輪廓半導體裝置的方法。

背景技術

對便攜式消費電子裝置的需求的強烈增長推動著對高容量存儲裝置的需要。例如快閃存儲器存儲卡的非易失性半導體存儲器裝置正變得廣泛用于滿足不斷增長的對數字信息存儲及交換的需求。此類存儲器裝置的便攜性、多功能性及堅固耐用設計連同其高可靠性及大容量已使此類存儲器裝置理想地用于各種各樣的電子裝置中，包含(例如)數碼相機、數字音樂播放器、視頻游戲控制臺、PDA及蜂窩式電話。

雖然已知各種各樣的封裝配置，但快閃存儲器存儲卡通常可制造為單封裝系統(SiP)或多芯片模塊(MCM)，其中多個裸片以堆疊式配置安裝在襯底上。現有技術圖1及2中顯示常規半導體封裝20(不具有模制化合物)的邊視圖。典型的封裝包含安裝到襯底26的多個半導體裸片22、24。雖然圖1及2中未顯示，但所述半導體裸片形成有位于所述裸片的上部表面上的裸片接合墊。襯底26可由夾在上部傳導層與下部傳導層之間的電絕緣核心形成。所述上部傳導層及/或下部傳導層可經蝕刻以形成包含電引線及接觸墊的電導圖案。將線接合焊接在半導體裸片22、24的裸片接合墊與襯底26的接觸墊之間以將半導體裸片電耦合到襯底。所述襯底上的電引線又提供裸片與主機裝置之間的電路徑。一旦形成裸片與襯底之間的電連接，通常，接著將所述組合件包封在模制化合物中以提供保護性封裝。

已知以堆疊式配置(現有技術圖1)或以偏移(現有技術圖2)將半導體裸片層疊在彼此頂部上。在圖1的堆疊式配置中，兩個或兩個以上的半導體裸片直接堆疊在彼此頂部上，借此為既定大小半導體裸片提供最小占用面積。然而，在堆疊式配置中，必須在鄰近半導體裸片之間為接合線30提供空間。除接合線30本身的高度之外，還必須在所述接合線上面留有額外空間，因為一個裸片的接合線30與上面的下一裸片接觸可導致電短路。因此，如圖1中所示，已知提供介電間隔件層34以為將要接合到下部裸片24上的裸片接合墊的線接合30提供足夠的空間。

在圖2的偏移配置中，以偏移堆疊所述裸片以使得下一下部裸片的接合墊暴露。此類配置顯示于(例如)林(Lin)等人的標題為“Multichip?Module?Having?A?StackedChip?Arrangement(具有堆疊式芯片布置的多芯片模塊)”的美國專利第6,359,340號中。偏移配置提供便于接近所述半導體裸片中的每一者上的接合墊的優點。off?of在圖2所示的實施例中，所述線接合是從頂部半導體裸片22的第一邊緣及底部半導體裸片24的相對邊緣形成的。還已知從與底部裸片24相同的邊緣從頂部裸片22提供線接合。

在圖1及2的配置中，在安裝裸片之后，可使用線接合毛細管將所述裸片線接合在所述襯底與相應裸片之間。一種已知的線接合工藝是球接合工藝，其中將要線接合的一段線(通常是金或銅)被饋送穿過所述線接合毛細管的中心腔。所述線穿過所述毛細管的尖端伸出，其中從與所述毛細管尖端相關聯的變換器向所述線施加高電壓電荷。所述電荷使所述尖端處的線熔化且所述線由于熔融金屬的表面張力而形成為球。

隨著所述球凝固，所述毛細管降低到半導體裸片的表面以接納線接合的第一端。可對所述表面進行加熱以促進較好接合。在負載下將所述線接合球沉積在所述裸片的裸片接合墊上，同時變換器施加超聲波能量。組合的熱、壓力及超聲波能量在所述線接合球與所述裸片接合墊之間形成接合。

接著，穿過所述毛細管將所述線放出，且線接合裝置移到接納所述線接合的第二端的襯底(或其它半導體)。接著，再次使用熱、壓力及超聲波能量但不是形成球而是形成稱為楔形接合或尾端接合的第二接合，所述線在壓力下被擠壓而形成第二接合。接著，所述線接合裝置放出一小段線并將所述線從第二接合的表面撕下。接著，使用從所述毛細管的末端垂下的小尾線來形成用于下一隨后線接合的線接合球。上述循環可每秒重復約20到30次。

如圖1及2中所見，上部裸片22的接納線接合的部分懸伸在下部裸片24之外且其后表面上未受到支撐。常規半導體封裝的一個問題是當線接合毛細管接觸上部裸片以粘附線接合球時，其在裸片22的其后表面處未受到支撐的部分上施加向下壓力。在過去，半導體裸片足夠厚，因此這并不是一個重要問題。然而，由于半導體裸片的厚度已顯著地降低，因此線接合毛細管在線接合期間施加的壓力可使上部裸片破裂或否則損壞上部裸片。

發明內容