[發明專利]平衡有虛設銅圖案的嵌入PCB單元表面的半導體器件和方法

有效

• 申請號: 201410451734.1
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104576517B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 林耀劍;陳康;高英華;沈一權
• 申請（專利權）人: 新科金朋有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/528
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;陳嵐

平衡有虛設銅圖案的嵌入PCB單元表面的半導體器件和方法。半導體器件具有襯底。導電通孔穿過襯底而形成。多個第一接觸焊盤在襯底的第一表面上方形成。多個第二接觸焊盤在襯底的第二表面上方形成。虛設圖案在襯底的第二表面上方形成。缺口在襯底的側壁中形成。開口穿過襯底而形成。密封劑被沉積在開口中。絕緣層在襯底的第二表面上方形成。虛設開口在絕緣層中形成。半導體管芯被布置成鄰近于襯底。密封劑被沉積在半導體管芯和襯底上方。襯底的第一表面包括比襯底的第二表面的寬度大的寬度。

國內優先權的要求

本申請要求2013年10月29日提交的美國臨時申請（No.61/897,176）的權益，該申請通過引用并入本文中。

技術領域

本發明一般涉及半導體器件，且更特別地涉及形成具有由虛設銅圖案平衡的頂部和底部導電層的印刷電路板（PCB）單元的半導體器件和方法。

背景技術

半導體器件通常存在于現代電子產品中。半導體器件在電氣部件的數量和密度上變化。分立半導體器件通常包含一種類型的電氣部件，例如發光二極管（LED）、小信號晶體管、電阻器、電容器、電感器和功率金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）。集成半導體器件一般包含數百到數百萬個電氣部件。集成半導體器件的示例包括微控制器、微處理器和各種信號處理電路。

半導體器件執行寬范圍的功能，諸如信號處理、高速計算、發送和接收電磁信號、控制電子器件、將太陽光變換成電以及創建用于電視顯示器的視覺圖像。半導體器件存在于娛樂、通信、功率轉換、網絡、計算機和消費產品的領域中。半導體器件還存在于軍事應用、航空、汽車、工業控制器和辦公室設備中。

半導體器件利用半導體材料的電性質。半導體材料的結構允許材料的導電性由電場或基極電流的施加或通過摻雜的過程來操縱。摻雜將雜質引入半導體材料中以操縱并控制半導體器件的導電性。

半導體器件包含有源和無源電結構。包括雙極和場效應晶體管的有源結構控制電流的流動。通過使電場或基極電流的摻雜和施加的級別變化，晶體管促進或限制電流的流動。無源結構（包括電阻器、電容器和電感器）創建用來執行各種電氣功能所必需的在電壓和電流之間的關系。無源和有源結構被電連接以形成使半導體器件能夠執行高速操作和其它有用的功能的電路。

一般使用兩個復雜的制造過程，即，前端制造和后端制造來制造半導體器件，每個制造潛在地涉及數百個步驟。前端制造涉及在半導體晶片的表面上的多個管芯的形成。每個半導體管芯通常是同樣的，并包含通過電連接有源和無源部件而形成的電路。后端制造涉及從已完成的晶片分割個別的半導體管芯，并封裝管芯以提供結構支承、電互連和環境隔離。如在本文中使用的術語“半導體管芯”指的是單數和復數形式的詞，且因此可以指的是單個半導體器件和多個半導體器件。

半導體制造的一個目標是生產更小的半導體器件。更小的器件通常消耗更小的功率，具有更高的性能，并可被更有效地生產。此外，更小的半導體器件具有更小的覆蓋區，其對更小的最終產品是合乎需要的。可通過在導致具有更小、更高密度有源和無源部件的半導體管芯的前端過程中的改進來實現更小的半導體管芯尺寸。后端過程可通過在電互連和封裝材料中的改進來導致具有更小的覆蓋區的半導體器件封裝。

更小的半導體器件的制造依賴于實現對在多個級別上的多個半導體器件之間的水平和垂直電互連（即，三維（3D）器件集成）的改進。實現更大的集成和更小的半導體器件的目標的一種方法是將鄰近于半導體管芯的PCB單元嵌入單個封裝中。PCB單元包括用于穿過半導體封裝路由電信號的已完成的導電通孔或電鍍穿孔（PTH）。在PCB單元的底側或前側上的接觸焊盤連接到在PCB單元和半導體管芯上方形成的RDL。在PCB單元的頂側或后側上的接觸焊盤被暴露為與用于隨后與在堆疊式封裝體（PoP）配置中的第二半導體封裝或其它外部器件的互連的RDL層相對。