[發(fā)明專利]層疊封裝接合結(jié)構(gòu)及其形成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910831627.4
• 申請(qǐng)日: 2013-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110620085A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃貴偉;陳威宇;陳孟澤;林威宏;鄭明達(dá);劉重希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/31
• 分類號(hào): H01L23/31;H01L23/488;H01L21/48;H01L21/50
• 代理公司: 11409 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種管芯封裝件，包括：

半導(dǎo)體管芯，通過(guò)模塑料圍繞所述半導(dǎo)體管芯的至少一部分；

襯底，具有互連結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體管芯接合至所述襯底且電連接至所述互連結(jié)構(gòu)；

其中，所述模塑料覆蓋所述襯底的表面的第一部分，所述半導(dǎo)體管芯接合至所述表面的第二部分；以及

外部連接件，圍繞所述半導(dǎo)體管芯，所述外部連接件電連接至所述互連結(jié)構(gòu)和所述半導(dǎo)體管芯，所述外部連接件嵌入在所述模塑料中，其中，所述外部連接件包括：

接觸焊盤(pán)；

金屬球，所述金屬球接合至所述接觸焊盤(pán)，其中，所述金屬球包括與所述接觸焊盤(pán)接觸的底面、與所述模塑料接觸的側(cè)面以及位于所述模塑料中的頂面；以及

焊膏層，形成在所述金屬球的頂面上方，所述焊膏層包括與所述金屬球的頂面接觸的底面、與所述模塑料接觸并位于其中的第一頂面部分、以及由所述模塑料露出的第二頂面部分，其中所述焊膏層的底面、所述第一頂面部分和所述第二頂面部分向遠(yuǎn)離所述金屬球的方向突出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯封裝件，其中，所述焊膏層的厚度在10μm至50μm的范圍內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯封裝件，其中，所述金屬球的頂面位于所述模塑料的表面下方，且與所述模塑料的表面相距50μm至200μm范圍內(nèi)的距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯封裝件，其中，所述焊膏層的頂面至所述模塑料的表面的距離在5μm至40μm的范圍內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯封裝件，其中，所述金屬球的直徑在100μm至250μm的范圍內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯封裝件，其中，所述互連結(jié)構(gòu)使所述半導(dǎo)體管芯能夠扇出。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯封裝件，其中，第一金屬間化合物層形成在所述金屬球和所述焊膏層之間，其中，所述第一金屬間化合物層位于所述模塑料的表面的下方。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管芯封裝件，其中，所述第一金屬間化合物層的厚度在3μm至8μm的范圍內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯封裝件，其中，第二金屬間化合物層形成在所述金屬球和所述接觸焊盤(pán)之間，其中，所述第二金屬間化合物層的厚度在2μm至5μm的范圍內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯封裝件，其中，所述接觸焊盤(pán)在接觸所述金屬球的表面上包括焊料。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管芯封裝件，其中，所述金屬球由銅或銅合金制成。

12.一種層疊封裝結(jié)構(gòu)，包括：

第一管芯封裝件，具有圍繞第一半導(dǎo)體管芯的第一外部連接件，所述外部連接件通過(guò)襯底中的互連結(jié)構(gòu)電連接至所述第一半導(dǎo)體管芯，所述外部連接件和所述第一半導(dǎo)體管芯均設(shè)置在所述襯底上方并嵌入在模塑料中，并且所述第一外部連接件包括：

接觸焊盤(pán)；

金屬球，所述金屬球接合至所述接觸焊盤(pán)，其中，所述金屬球包括與所述接觸焊盤(pán)接觸的底面、與所述模塑料接觸的側(cè)面以及位于所述模塑料中的頂面；和

焊膏層，形成在所述金屬球的頂面上方，所述焊膏層包括與所述金屬球的頂面接觸的底面、與所述模塑料接觸并位于其中的第一頂面部分、以及由所述模塑料露出的第二頂面部分，其中所述焊膏層的底面、所述第一頂面部分和所述第二頂面部分向遠(yuǎn)離所述金屬球的方向突出；以及

第二管芯封裝件，具有第二外部連接件，所述第二外部連接件在一端處具有焊料層，并且所述第二外部連接件的所述焊料層接合至所述第一外部連接件的所述焊膏層。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的層疊封裝結(jié)構(gòu)，其中，通過(guò)所述第二管芯封裝件的所述第二外部連接件的所述焊料層以及所述第一管芯封裝件的所述第一外部連接件的所述焊膏層形成接合的焊料層。