[發(fā)明專利]半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110092215.7
• 申請日: 2011-04-13
• 公開（公告）號: CN102738101A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳永祥
• 申請（專利權(quán)）人: 華東科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L23/31
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 劉淑敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于半導(dǎo)體裝置，特別是有關(guān)于一種半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造。

背景技術(shù)

在現(xiàn)今半導(dǎo)體封裝技術(shù)中，為了達到多功能、高作動功率的需求，因而衍生出一種半導(dǎo)體封裝件互相堆棧的封裝結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，即是堆棧式封裝層迭(stacked?package?on?package，POP)，或又可稱為立體封裝(3D?package)。POP由獨立的兩個封裝組件經(jīng)封裝與測試后再以表面黏著方式迭合，以組合為一種不占用表面接合面積的高密度整合裝置，可以減少多種集成電路制程整合與單一封裝的不合格率風險，進而提高產(chǎn)品合格率。故POP封裝是一種新興的、封裝技術(shù)成熟的、且成本最低的系統(tǒng)封裝解決方案，特別適用于整合復(fù)雜的、多種的邏輯組件與內(nèi)存。

圖1是現(xiàn)有的一種半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造在組合之前的截面示意圖，圖2是該半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造在組合之后的截面示意圖。該半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造100包括下層的一底封裝件110以及上層的一上層封裝件120，兩者是利用表面黏著技術(shù)(surface?mount?technology，SMT)經(jīng)由焊球123焊接在一起。該底封裝件110的一第一基板111的上表面111A設(shè)置有一第一芯片112以及復(fù)數(shù)個轉(zhuǎn)接墊114，該些轉(zhuǎn)接墊114是供該些焊球123接合的接合設(shè)置。一第一封膠體115形成在該第一基板111的上表面111A并包覆該第一芯片112。該第一基板111的下表面111B形成有復(fù)數(shù)個外接端子113，以供外表面接合至一印刷電路板10。該上層封裝件120接合于該底封裝件110之上。該上層封裝件120的一第二基板121的上表面121A設(shè)置有至少一第二芯片122，一第二封膠體125形成在該第二基板121的上表面121A以包覆該第二芯片122。該些焊球123形成在該第二基板121的下表面121B。在回焊(reflowing)時該些焊球123對準并接合至下方的該些轉(zhuǎn)接墊114，以將該上層封裝件120堆棧并電性連接至該底封裝件110。在適當?shù)幕睾笢囟认拢撋蠈臃庋b件120經(jīng)由該些焊球123表面接合至該底封裝件110的該些轉(zhuǎn)接墊114。該底封裝件110經(jīng)由該些外接端子113表面接合至該印刷電路板10。

然而，如圖2所示，在熱循環(huán)試驗與實際運算等各種加熱過程中，因不同材料間的熱膨脹系數(shù)(Coefficient?of?Thermal?Expansion，CTE)差異在封裝堆棧中會產(chǎn)生應(yīng)力，特別容易引起該第一基板111的翹曲(warpage)現(xiàn)象，這會造成該些外接端子113的空焊或假焊(如圖2的空焊處113A)或是該些焊球123的焊點斷裂(如圖2的焊點斷裂處123A)等接合不良，而降低半導(dǎo)體立體封裝的可靠度。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造，可增進被嵌埋焊球的接合并有效減輕底封裝件的基板翹曲，以此解決現(xiàn)有POP堆棧的接合焊點斷裂而產(chǎn)生上下封裝件之間電性連接失敗的問題。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。本發(fā)明公開一種半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造，包含：一底封裝件、一上層封裝件以及一異方性導(dǎo)電黏著層。該底封裝件包含一第一基板、至少一設(shè)于該第一基板的第一芯片、復(fù)數(shù)個設(shè)于該第一基板下方的外接端子以及復(fù)數(shù)個轉(zhuǎn)接墊，其中該些轉(zhuǎn)接墊設(shè)置于該第一基板的上表面周邊。該上層封裝件接合于該底封裝件之上，該上層封裝件包含一第二基板、至少一設(shè)于該第二基板的第二芯片以及復(fù)數(shù)個焊球，其中該些焊球設(shè)置于該第二基板的下表面周邊。該異方性導(dǎo)電黏著層介設(shè)于該底封裝件與該上層封裝件之間并具有一中央開口，以黏接該第一基板的該上表面周邊與該第二基板的該下表面周邊。其中，該異方性導(dǎo)電黏著層內(nèi)具有復(fù)數(shù)個導(dǎo)電粒子，其中該些焊球嵌陷于該異方性導(dǎo)電黏著層內(nèi)，并包覆部分該些導(dǎo)電粒子進而接合至該些轉(zhuǎn)接墊。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。

在前述的半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造中，該些被包覆的導(dǎo)電粒子可大致集中于該些焊球朝向該些轉(zhuǎn)接墊的下半部。

在前述的半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造中，該些焊球在回焊后可為細長弧狀。

在前述的半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造中，該異方性導(dǎo)電黏著層的厚度可大于該些焊球回焊前的高度。

在前述的半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造中，每一焊球可包含一被焊料包覆的柱核心。

在前述的半導(dǎo)體立體封裝構(gòu)造中，該底封裝件可包含一第一封膠體，形成于該第一基板上，以密封該第一芯片，并且該上層封裝件包含一第二封膠體，形成于該第二基板上，以密封該第二芯片。