[發明專利]用于使用間隔件上間隔件設計實現半導體裝置中的焊料接頭可靠性改進的方法和設備

在審

• 申請號: 202211657335.1
• 申請日: 2022-12-22
• 公開（公告）號: CN116344523A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 車法興;黃宏遠;王堯傳;于薇;潘玲;卜琳
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/31;H01L23/48
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 江泰維

本公開涉及用于使用間隔件上間隔件設計實現半導體裝置中的焊料接頭可靠性改進的方法和設備。一種半導體封裝組合件包含襯底、包含至少一底部裸片的裸片堆疊、惰性頂部間隔件，以及至少一第一惰性底部間隔件。所述惰性頂部和底部間隔件不包括任何電路。所述惰性頂部間隔件的頂部表面直接附接到所述裸片堆疊中的所述底部裸片的底部表面。所述第一惰性底部間隔件的頂部表面直接附接到所述惰性頂部間隔件的底部表面，且所述第一惰性底部間隔件的底部表面直接附接到所述襯底。所述惰性底部間隔件的覆蓋區小于所述惰性頂部間隔件的覆蓋區。在一些實施例中，所述惰性底部間隔件的所述覆蓋區完全定位在所述惰性頂部間隔件的所述覆蓋區內。

技術領域

本發明技術是針對半導體裝置封裝。更具體地說，本發明技術的一些實施例涉及用于改進包含高密度封裝的半導體裝置的焊料接頭的可靠性的技術。

背景技術

包含存儲器芯片、微處理器芯片、邏輯芯片和成像器芯片的半導體裸片通常通過將多個半導體裸片個別地或以裸片堆疊方式以網格圖案安裝在襯底上而組裝。組合件可用于移動裝置、計算和/或汽車產品中。在制造或現場應用期間，焊料接頭交接面可能經歷由循環溫度加載期間半導體裝置和印刷電路板的不同膨脹和收縮率所引發的熱機械應力，這可能會導致焊料接頭可靠性下降。并且，在例如芯片安裝或附接線接合等制造工藝期間，活性裸片和襯底之間的物理接觸可能增加裸片隅角應力并導致斷裂。如果焊料接頭和/或裸片邊緣中的裂縫長度擴散到臨界值，則可能發生開路或電氣故障，且組件最終可能無法操作。

發明內容

本公開的一方面針對一種半導體封裝組合件，所述半導體封裝組合件包括：襯底；裸片堆疊，其包含至少一底部裸片；惰性頂部間隔件，其不包括任何電路且具有頂部及底部表面，所述惰性頂部間隔件的所述頂部表面直接附接到所述裸片堆疊的底部表面，所述惰性頂部間隔件具有第一覆蓋區；以及第一惰性底部間隔件，其不包括任何電路且具有頂部及底部表面，所述第一惰性底部間隔件的所述頂部表面直接附接到所述惰性頂部間隔件的所述底部表面且所述第一惰性底部間隔件的所述底部表面直接附接到所述襯底，所述第一惰性底部間隔件具有小于所述第一覆蓋區且完全定位在所述第一覆蓋區內的第二覆蓋區。

本公開的另一方面針對一種用于形成半導體封裝的方法，所述方法包括：將第一惰性底部間隔件的底部表面直接附接到襯底；將惰性頂部間隔件的底部表面直接附接到所述第一惰性底部間隔件的頂部表面，其中所述惰性頂部間隔件的第一覆蓋區大于所述第一惰性底部間隔件的第二覆蓋區，其中所述惰性頂部間隔件的所述底部表面定位成距所述襯底某一距離，使得所述惰性頂部間隔件的所述底部表面不接觸所述襯底，其中所述第一惰性底部間隔件和所述惰性頂部間隔件不包括任何電路；以及將裸片的底部表面直接附接到所述惰性頂部間隔件的頂部表面。

本公開的又一方面針對一種半導體封裝組合件，所述半導體封裝組合件包括：襯底；裸片堆疊，其包含至少兩個半導體裸片，所述裸片堆疊具有擁有裸片覆蓋區的底部裸片；惰性頂部間隔件，其不包括任何電路且具有頂部及底部表面，所述惰性頂部間隔件的所述頂部表面直接附接到所述裸片堆疊的底部表面，所述惰性頂部間隔件具有惰性頂部間隔件覆蓋區；第一惰性底部間隔件，其不包括任何電路且具有頂部及底部表面，所述第一惰性底部間隔件的所述頂部表面直接附接到所述惰性頂部間隔件的所述底部表面且所述第一惰性底部間隔件的所述底部表面直接附接到所述襯底，所述第一惰性底部間隔件具有小于所述惰性頂部間隔件覆蓋區的第一惰性底部間隔件覆蓋區；以及模制材料，其包覆所述裸片堆疊的頂側和側邊緣，所述模制材料進一步包覆所述裸片堆疊的所述底部表面和所述襯底之間的至少一個開放區，所述模制材料進一步包覆所述惰性頂部間隔件的所述底部表面和所述襯底之間的至少一個開放區。

附圖說明

參考以下圖式可更好地理解本發明技術的許多方面。圖式中的組件未必按比例繪制。實際上，重點在于說明本發明技術的原理。

圖1A是根據本發明技術的包含裸片堆疊的半導體裝置的橫截面圖，所述裸片堆疊利用兩層間隔件抬升且以與另一裸片堆疊并排的配置安裝在襯底上。