[發明專利]具有晶片級有源管芯和外部管芯底座的半導體封裝

在審

• 申請號: 201680091229.8
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN109983570A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: V.V.梅塔;E.J.李;S.加內桑;D.馬利克;R.L.桑克曼
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/00;H01L23/525;H01L23/48;H01L21/768
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 高葦娟;申屠偉進

描述了具有硅晶片上的有源管芯和外部管芯底座的半導體封裝和封裝組件，以及制作這樣的半導體封裝和封裝組件的方法。在示例中，半導體封裝組件包括具有通過第一焊料凸塊而附接到硅晶片的有源管芯的半導體封裝。第二焊料凸塊在硅晶片上從有源管芯橫向向外以提供用于外部管芯的底座。環氧樹脂層可以圍繞有源管芯并且覆蓋硅晶片。孔可以在第二焊料凸塊上方貫穿環氧樹脂層以通過該孔暴露第二焊料凸塊。因此，外部存儲器管芯可以通過該孔而直接連接到硅晶片上的第二焊料凸塊。

技術領域

實施例處于集成電路封裝的領域中，并且特別地，處于具有晶片級封裝的半導體封裝的領域中。

背景技術

移動半導體工業不斷地朝著更小且更薄的半導體封裝而工作以供用在移動設備產品中。已經出現了各種解決方案來減小半導體封裝尺寸。例如，努力集中在減小片上系統管芯或保持該管芯的有機嵌入式跡線襯底的總厚度上。其它解決方案包括離開堆疊封裝（package-on-package）配置而朝向寬I/O存儲器配置移動。此外，已經提出了晶片級封裝，即將集成電路封裝為硅晶片的一部分，以通過消除有機嵌入式跡線襯底來提供芯片規模封裝。在這些解決方案中的任何解決方案中，不管尺寸減小如何，重要的是最大化半導體封裝的功能性，例如智能電話的羅盤、感測、無線或電力管理功能。

附圖說明

圖1圖示了依照實施例的半導體封裝組件的橫截面視圖。

圖2圖示了依照實施例的包括硅晶片上的有源管芯和外部管芯底座（mount）的半導體封裝的橫截面視圖。

圖3圖示了依照實施例的制作包括硅晶片上的有源管芯和外部管芯底座的半導體封裝的方法的流程圖。

圖4A-4I圖示了依照實施例的制作包括硅晶片上的有源管芯和外部管芯底座的半導體封裝的方法中的操作。

圖5是依照實施例的計算機系統的示意圖。

具體實施方式

描述了包括硅晶片上的有源管芯和外部管芯底座的半導體封裝，以及制作這樣的半導體封裝的方法。在以下描述中，闡述了眾多具體細節，諸如封裝和互連架構，以便提供對實施例的透徹理解。對本領域技術人員將顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐實施例。在其它實例中，并未詳細描述公知的特征，諸如具體的半導體制作工藝，以免不必要地使實施例模糊。此外，要理解，圖中所示的各種實施例是說明性表示并且不一定按比例繪制。

存在使得移動半導體封裝更小且更薄的現有解決方案。然而，所述解決方案在功能性和/或制造成本方面可能具有折衷。例如，被提出用于減小片上系統管芯或有機嵌入式跡線襯底的尺寸的解決方案移除那些部件的功能性以實現較小的尺寸。另一方面，被提出用于完全消除有機嵌入式跡線襯底的解決方案可能要求圍繞有源管芯形成銅柱。類似地，被提出用于寬I/O存儲器配置的解決方案可能要求制作硅通孔和硅通孔上的鍵合。用于精確地構建銅柱或硅通孔的制造工藝可以是復雜的，并且因此，這樣的解決方案很可能具有低制造產量和高制造成本。因此，需要用于在不犧牲功能性的情況下減小移動半導體封裝尺寸的低成本解決方案。

在一方面，一種半導體封裝包括芯片到晶片封裝，其消除了對于有機嵌入式跡線襯底和這樣的襯底所要求的管芯到襯底互連的需要。倘若有機嵌入式跡線襯底通常具有175μm的厚度，并且用于這樣的襯底的管芯到襯底互連通常具有45μm的厚度，則以下描述的半導體封裝的總厚度可以近似比典型的移動半導體封裝薄220μm。以下描述的半導體封裝可以包括安裝在硅晶片上的有源管芯，并且硅晶片可以合并功能性，即集成電路。因此，可以在不犧牲功能性的情況下減小半導體封裝尺寸。半導體封裝可以包括硅晶片上的外部管芯底座（例如，焊料凸塊）以允許將外部存儲器管芯直接安裝在硅晶片上。因此，外部存儲器可以使用高量且低成本的制造操作（諸如焊料回流工藝）直接連接到硅晶片，而不需要形成諸如銅柱之類的復雜互連結構。