[發明專利]半導體裝置組合件和其制造方法

有效

• 申請號: 201811006229.0
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109427755B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: B·P·沃茲;B·L·麥克萊恩;J·E·明尼克;馬朝輝
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065;H01L23/488;H01L21/50
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王龍

本發明涉及一種半導體裝置組合件和其制造方法。一種半導體裝置組合件，其包含定位在襯底上方的半導體裝置，其中多個電互連件形成在所述半導體裝置與所述襯底之間。所述襯底的表面包含朝向所述半導體裝置延伸的多個離散焊料掩模支座。熱壓結合過程用于使焊料熔融以形成所述電互連件，這降低所述半導體裝置以接觸所述多個離散焊料掩模支座且由所述多個離散焊料掩模支座支撐。所述焊料掩模支座準許在所述結合過程期間施加比使用傳統焊料掩模更大的壓力。所述焊料掩模支座可具有各種多邊形或非多邊形形狀且可按圖案定位以保護所述半導體裝置和/或所述襯底的敏感區域。所述焊料掩模支座可以是保護所述半導體裝置和/或襯底的區域的細長形狀。

技術領域

本文中所描述的實施例涉及具有裸片支撐結構的半導體裝置組合件和提供此類半導體裝置組合件的方法。本公開涉及用以將例如裸片等半導體裝置支撐在襯底上的離散焊料掩模支座。

背景技術

半導體裝置組合件，包含但不限于存儲器芯片、微處理器芯片和成像器芯片，通常包含安裝在襯底上的半導體裸片，所述半導體裝置組合件可包入塑料防護蓋或金屬散熱器中。半導體裝置組合件可包含各種功能性特征，例如存儲器單元、處理器電路和成像器裝置，且可包含電連接到半導體裝置組合件的功能性特征的結合墊。半導體裝置組合件可包含堆疊在封裝件內的相鄰裸片之間的個別互連件上且通過所述個別互連件彼此電連接的半導體裸片。個別互連件可包括例如焊料等導電材料，以及半導體裝置組合件的相鄰裸片的相對表面上的一對接觸件。各種方法和/或技術可被采用來支撐和電互連半導體裝置組合件中的相鄰裸片和/或襯底。

與非導電膜(NCF)的熱壓結合，另外被稱為晶片級底部填充(WLUF)，是一種可用于將裸片連接到襯底以形成半導體裝置組合件的技術。底部填充材料，其可以是一張層壓膜，被沉積到包括多個裸片的晶片上。晶片可被切割以形成接著結合到襯底的個別裸片。WLUF的一個潛在缺點是由于襯底的表面形態(例如，銅跡線、焊料掩模)所致的空隙存在。舉例來說，表面形態可抑制空隙溢出到裸片區域外部。圖5展示半導體裝置封裝件200，其包含結合到封裝材料290內的襯底240的半導體裝置210。半導體裝置封裝件200包含定位在半導體裝置210與襯底240之間的焊料掩模245和NCF 270。半導體裝置封裝件200包含NCF 270內的鄰近于半導體裝置210與襯底240之間的互連件280的空隙246。空隙246可能已由于互連件280的表面形態而形成?；ミB件280可包括經由墊260連接到電跡線250的柱230。舉例來說，互連件280的表面形態可抑制空隙溢出到半導體裝置210的區域外部。

在半導體裝置210與襯底240之間具有具體結合線可能是所要的。在結合過程期間，在結合過程期間施加的力可能需要發生變化以圖獲得指定結合線。舉例來說，當NCF材料處于高粘度狀態時，可能需要施加更大的力以獲得所要結合線，但是隨著NCF在TCB過程期間受熱，NCF的粘度可減小，從而使得需要更小的力以獲得所要結合線。在TCB過程期間的粘度改變、繼而致使施加力的變化可使得難以在過程的持續時間內獲得所要結合線。

在TCB過程期間施加的更大的力可有助于消除WLUF空隙，但更大的施加力可能會使焊料跨半導體裝置的跡線和/或互連件無意地橋接，如所屬領域的技術人員將了解。替代地，可減小焊料厚度以幫助消除橋接，但減小的焊料厚度可能會導致亞穩定金屬間化合(IMC)問題，如所屬領域的技術人員將認識到。

使用焊劑和毛細管底部填充物(“Flux/CUF”)作為一種材料的TCB是可用于將裸片附接到襯底以形成半導體裝置組合件的另一種技術?？蓪⒑竸﹪娏鞯揭r底上且接著可使用TCB過程將半導體裝置附接到襯底。然后，可緊靠半導體結合線分配毛細管底部填充物(CUF)，從而使得毛細管效應將CUF拉動到結合線中，直到所述結合線充滿為止。襯底的表面形態(例如，銅跡線、焊料掩模、支腿墊)可致使跨襯底的所要表面的不完全毛細流動。

可能存在額外缺陷和缺點。

發明內容