[發明專利]用于形成堆疊封裝件的方法和裝置

有效

• 申請號: 201310084632.6
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103915421B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 陳旭賢;陳志華;葉恩祥;呂孟升;陳承先
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64;H01L23/66;H01L23/48;H01L21/60
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司11409
• 代理人: 章社杲,孫征

技術領域

本發明涉及用于形成堆疊封裝件的方法和裝置。

背景技術

電子設備可以被分成由諸如集成電路(IC)芯片、封裝件、印刷電路板(PCB)和系統的器件組成的簡單層級。封裝件是IC芯片和PCB之間的界面。IC管芯是由諸如硅的半導體材料制成的。然后使用引線接合(WB)、膠帶自動接合(TAB)或倒裝芯片(FC)凸塊組裝技術將管芯組裝到諸如方形扁平封裝(QFP)、引腳網格陣列(PGA)或球柵陣列(BGA)的封裝件中。然后將封裝管芯直接連接至PCB或另一襯底，這被定義為二級封裝。

球柵陣列(BGA)封裝技術是一種先進的半導體封裝技術，其特點是在襯底的正面上安裝IC管芯以及在襯底的背面上以矩陣陣列(通常被稱為球柵陣列)的方式布置多個導電元件(諸如焊球)。BGA允許半導體封裝件被接合和電連接至外部的PCB或其他電子器件。可以在諸如動態隨機存取存儲器(DRAM)和其他的存儲器中使用BGA封裝件。

倒裝芯片(FC)封裝技術包括IC管芯、互連系統和襯底。用多個焊料凸塊將IC管芯連接至襯底的正面，其中焊料凸塊在管芯和襯底之間形成金屬互連。管芯、焊料凸塊和襯底形成倒裝芯片封裝件。而且，多個球可以在襯底的背面形成球柵陣列并且將倒裝芯片封裝件連接至PCB。

堆疊封裝(PoP)器件是一種垂直組合多個封裝件的IC封裝技術。將兩個或多個封裝件安裝在彼此的頂部上(即堆疊)，其界面用來按照路線發送封裝件之間的信號。這例如在手機/PDA市場中允許更高的密度。在PoP器件中，可以分別封裝個體管芯或者在每個單獨的個體封裝件中與多個管芯一起來封裝個體管芯，然后可以將單獨的個體封裝件接合在一起并且互連以形成PoP器件從而使得單獨的個體封裝件中的個體管芯可以按順序集成到一起以便執行期望的任務。

PoP技術理想上適用于將計算和通訊融合在一起的無線通信系統。將計算和通訊融合在一起的無線通信系統需要具有多功能的不同的系統硬件技術，諸如數字、模擬、射頻(RF)和光學電路。無線通信系統可以包括諸如基帶處理器、無線收發器、存儲器、天線的各種管芯，和諸如電阻器和電容器的分立無源部件。在無線通信系統的各種部件之間配電網絡阻抗可能很高并且需要使其降低。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，根據本發明的一方面，提供了一種封裝器件，包括：第一封裝件，包括第一襯底、位于所述第一襯底上方的第一管芯、位于所述第一襯底上方的第一去耦電容器以及連接所述第一管芯和所述第一去耦電容器的第一電氣通路，其中所述第一電氣通路具有約8μm至約44μm范圍內的第一寬度和約10μm至約650μm范圍內的第一長度。

在所述的器件中，所述第一去耦電容器是鋁電解電容器、固體鉭電容器、鋁-聚合物電容器、特種聚合物電容器、替換鉭電容器、替換鋁電解電容器或者多層陶瓷電容器。

在所述的器件中，所述第一管芯包括基帶處理器、無線收發器、存儲芯片、天線或者無源部件。

在所述的器件中，所述第一電氣通路包括所述第一管芯的第一接觸焊盤、位于所述第一襯底上的第一再分配層(RDL)、連接所述第一接觸焊盤和所述第一RDL的第一連接件、所述第一去耦電容器的第二接觸焊盤以及連接所述第二接觸焊盤和所述第一RDL的第二連接件。

在所述的器件中，所述第一連接件是安裝螺柱、導電柱、焊球、微凸塊或者可控坍塌芯片連接(C4)凸塊；以及所述第二連接件是安裝螺柱、導電柱、焊球、微凸塊或者可控坍塌芯片連接(C4)凸塊。

所述的器件進一步包括：第二去耦電容器，位于所述第一封裝件的第一襯底上方；第二封裝件，包括第二襯底和位于所述第二襯底上方的第二管芯；以及第二電氣通路，連接所述第二管芯和所述第二去耦電容器，所述第二電氣通路具有約8μm至約44μm范圍內的第二寬度和約10μm至約650μm范圍內的第二長度。

在所述的器件中，所述第二電氣通路包括所述第二管芯的第三接觸焊盤、位于所述第二襯底上的第二RDL、連接所述第三接觸焊盤和所述第二RDL的第三連接件、所述第二去耦電容器的第四接觸焊盤、位于所述第一襯底上的第三RDL、連接所述第四接觸焊盤和所述第三RDL的第四連接件以及連接所述第二RDL和所述第三RDL的通孔。

在所述的器件中，所述第二封裝件是第一堆疊封裝(PoP)器件的底部封裝件，而所述第一封裝件是所述第一PoP器件的頂部封裝件。

在所述的器件中，所述第二封裝件是第二堆疊封裝(PoP)器件的頂部封裝件，而所述第一封裝件是所述第二PoP器件的底部封裝件。