具有顺应性角的堆叠半导体封装体制造技术

本申请涉及具有顺应性角的堆叠半导体封装体。一个或多个实施例涉及堆叠在柔性折叠衬底上的堆叠封装体，比如封装体上封装体(PoP)封装体。这些堆叠封装体具有顺应性角。具体地，这些堆叠封装体包括在该折叠衬底的层之间的这些角处的粘合材料。该粘合材料具有低弹性模量，如例如，硅树脂粘合剂的弹性模量。该粘合材料的该低弹性模量产生了该堆叠封装体的顺应性角。该粘合材料对该折叠衬底之间的在该堆叠封装体的底部半导体封装体周围形成的开口进行填充。就此而言，该底部半导体封装体可以具有拉回角或者凹角，并且该粘合材料对由这些凹角所形成的这些开口进行填充。这些凹角可以具有任何大小或者形状。

Stacked semiconductor packaging with compliance angle

This application involves a stacked semiconductor package with an adaptability angle. One or more embodiments involve stacked packages stacked on a flexible folded substrate, such as an encapsulation (PoP) package on a package. These stacked packages have an adaptability angle. Specifically, these stacked packages include adhesive materials at these corners between the layers of the folded substrate. The adhesive material has a low modulus of elasticity, for example, the modulus of elasticity of a silicone adhesive. The low modulus of elasticity of the adhesive produces the compliance angle of the stacked package. The adhesive material is filled with the opening between the folded substrate around the bottom semiconductor package of the stack package. With regard to the bottom, the semiconductor package can have back corner or nook, and the adhesive material formed by these reentrant these openings are filled. These can have any shape or size of fillet.

【技术实现步骤摘要】
具有顺应性角的堆叠半导体封装体
本公开的实施例涉及堆叠半导体封装体和形成堆叠半导体封装体的方法。
技术介绍
对更小的电子设备的不断需求迫使这类设备的制造商在设备内部的任何可能的地方增大部件密度并减小部件大小。半导体制造者已经通过以下方式做出回应：增加使用芯片尺度封装和晶片级封装技术来最小化半导体封装体的占用面积，有时将封装体减小到与半导体裸片自身的尺寸相接近的尺寸。具体地，已经实施了对可直接表面安装的球栅阵列和倒装芯片构型的使用，从而减小了半导体封装体的大小。已经通过垂直地堆叠封装体来形成堆叠封装体(也被称为封装体上封装体(Package-on-Package，PoP)封装体，从而节省了印刷电路板(PCB)上的空间。堆叠封装体是垂直堆叠的封装体并且包括垂直堆叠在底部封装体之上的一个或多个顶部封装体。堆叠封装体通常比单独的封装体更加刚性并且在一些情况下可能由于堆叠封装体内不同材料的刚性和不同热膨胀系数而引起翘曲。在将封装体耦合到PCB时，堆叠封装体的刚性可能导致焊接可靠性减小。
技术实现思路
一个或多个实施例涉及堆叠在柔性折叠衬底上的堆叠封装体，比如封装体上封装体(PoP)封装体。堆叠封装体具有顺应性角，这些顺应性角在一些实施例中减小堆叠封装体的刚性。具体地，这些堆叠封装体包括在堆叠的角处(比如在折叠衬底的层之间)的粘合材料。该粘合材料具有低弹性模量，如例如，硅树脂粘合剂的弹性模量。粘合材料的低弹性模量产生了堆叠封装体的顺应性角并且容纳通常可能在堆叠封装体中引起的翘曲中的至少一些。此外，在将堆叠封装体耦合到另一设备(比如PCB)时，粘合剂改善了堆叠封装体的角处的导电凸块的寿命。在至少一个实施例中，该粘合材料对该折叠衬底之间的在该堆叠封装体的底部半导体封装体周围形成的开口进行填充。就此而言，该底部半导体封装体可以具有拉回角或者凹角，并且该粘合材料对由这些凹角所形成的这些开口进行填充。这些开口中的这些凹角和该粘合材料可以具有任何大小或者形状。附图说明在附图中，完全相同的参考号标识类似的元件。附图中的元件的大小和相对位置不一定按比例绘制。图1A至图1C展示了根据一个实施例的堆叠封装体的各种视图；图2展示了图1A至图1C的被耦合到PCB的堆叠封装体的侧视图。图3展示了根据另一个实施例的堆叠封装体的侧视图。图4A至图4G展示了根据本公开的实施例的用于形成堆叠封装体(比如图1A至图1C的堆叠封装体)的装配工艺的各个阶段的横截面视图。图5是将具有顺应性角的半导体封装体(比如图1A至图1C的封装体)的焊料寿命与不具有顺应性角的封装体的焊料寿命进行比较的表。具体实施方式将理解的是，尽管出于说明的目的在此描述了本公开的多个具体实施例，但在不背离本公开的精神和范围的情况下可以做出各种修改。在以下说明中，阐述了某些具体细节以便提供对所公开的主题的各种方面的全面理解。然而，所公开的主题可以在没有这些具体细节的情况下实施。在一些实例中，尚未具体描述包括在此所公开的主题的实施例的公知结构和半导体(比如半导体功率设备)加工方法以免模糊本公开的其它方面的描述。图1A是根据一个实施例的封装体上封装体(PoP)封装体或者堆叠封装体10的等距视图。如下文将详细解释的，图1B是堆叠封装体10的侧视图，而图1C是堆叠封装体10的顶视图，用虚线展示了底部封装体的凹角。堆叠封装体10包括被耦合到折叠柔性衬底16的顶部半导体封装体12和底部半导体封装体14。顶部半导体封装体12和底部半导体封装体14包括集成了如本领域中熟知的集成电路等一个或多个电气部件的一个或多个半导体芯片30(图4A)。集成电路可以是被实施为形成在芯片内并根据芯片的电气设计和功能电互连的有源设备、无源设备、导电层以及电介质层的模拟电路或者数字电路。半导体芯片30周围为包封材料20，该包封材料为保护其中的电气部件(比如半导体芯片和导电接线或凸块)不受损坏(比如腐蚀、物理损坏、潮湿损坏或对电气部件的损坏的其他原因)的外部环境来源的影响的电介质材料。包封材料20可以是模制化合物，比如聚合物树脂。尽管在堆叠封装体中只示出了两个半导体封装体，但应当理解的是，堆叠封装体可以包括堆叠中的更大数量的半导体封装体并且可以进一步包括柔性衬底或者另一个衬底中的更多折叠。柔性衬底16将顶部半导体封装12和底部半导体封装体14电气地且机械地耦合到一起。在折叠部分16a处将柔性衬底16折叠以形成上部部分16b和下部部分16c。将顶部半导体封装体12直接耦合到柔性衬底16的上部部分16b并且将底部半导体封装体14直接耦合到柔性衬底16的下部部分16c。如本领域中熟知的，柔性衬底16包括导电触点、导电迹线和绝缘材料。具体地，柔性衬底包括上部部分16b和下部部分16c上的导电触点。各个导电触点在柔性衬底16上通过导电迹线耦合到一起，这些导电迹线如本领域中公知的那样延伸穿过柔性衬底16的折叠部分16a。在那个方面，上部部分16b的一个或多个导电触点通过延伸穿过柔性衬底16的折叠部分16a的导电迹线耦合到下部部分16c的导电触点。柔性衬底16的绝缘材料将其中的各种导电部件隔离开。柔性衬底16具有内表面16d和外表面16e。内表面16d和外表面16e位于柔性衬底16的上部部分16b和下部部分16c两者上。顶部半导体封装体12通过第一组导电凸块(比如焊料凸块)22a耦合到柔性衬底16的上部部分16b的外表面16e的导电触点。如本领域中熟知的，第一组导电凸块22a被耦合到顶部半导体封装体12内的半导体芯片的一个或多个电气部件。柔性衬底16的内表面16d面向底部半导体封装体14的第一表面和第二表面。具体地，柔性衬底16的内表面16d(在其上部部分16b处)面向底部半导体封装体14的第二表面，并且柔性衬底16的下部部分16c的内表面16d面向底部半导体封装体14的第一表面。将底部半导体封装体14电耦合到柔性衬底16的下部部分16c的内表面16d上的导电触点。具体地，将底部半导体封装体14之内的半导体芯片的电气部件电耦合到柔性衬底16的下部部分16c的内表面16d的导电触点。例如，如本领域中熟知的，半导体芯片可以通过采用倒装芯片构型的导电凸块或者通过导电接线耦合。在柔性衬底16的下部部分16c的外表面16e的导电触点上形成第二组导电凸块(比如焊球)22b。如在图2中示出的，第二组导电凸块22b被配置成用于将堆叠封装体耦合到另一个设备，比如PCB28。如将对本领域普通技术人员而言明显的，顶部半导体封装体12和底部半导体封装体14中的半导体芯片通过柔性衬底16的下部部分16c上的第二组导电凸块22b电耦合到PCB28的电气部件。PCB28是电子设备的一部分，该电子设备可以是任何电子设备(比如智能电话、笔记本计算机或者任何其他电子设备)，包括作为更大设备的一部分的设备。在堆叠封装体10的角处，在柔性衬底16的上部部分16b和下部部分16c的内表面16d之间为粘合材料24。粘合材料24为具有低杨氏模量(比如硅树脂粘合剂的杨氏模量)的任何粘合材料。例如，在一个实施例中，粘合材料的杨氏模量在约0.001至0.05GPa之间。具体地，粘合材料的杨氏模量小于半导体封装体的包封材料20的杨氏模量。在那个方面，粘合材料24为允许堆叠封装体10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堆叠半导体封装体，包括：柔性衬底，所述柔性衬底具有第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面包括导电触点，所述柔性衬底被折叠并形成上部部分和下部部分；第一半导体封装体，所述第一半导体封装体位于所述柔性衬底的所述上部部分与所述下部部分之间，所述第一半导体封装体包括凹角；粘合材料，所述粘合材料位于所述凹角处并位于所述柔性衬底的所述上部部分与所述下部部分之间；以及第二半导体封装体，所述第二半导体封装体被耦合到所述柔性衬底的所述上部部分。

【技术特征摘要】
2016.06.13 US 15/181,1161.一种堆叠半导体封装体，包括：柔性衬底，所述柔性衬底具有第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面包括导电触点，所述柔性衬底被折叠并形成上部部分和下部部分；第一半导体封装体，所述第一半导体封装体位于所述柔性衬底的所述上部部分与所述下部部分之间，所述第一半导体封装体包括凹角；粘合材料，所述粘合材料位于所述凹角处并位于所述柔性衬底的所述上部部分与所述下部部分之间；以及第二半导体封装体，所述第二半导体封装体被耦合到所述柔性衬底的所述上部部分。2.如权利要求1所述的堆叠半导体封装体，其中，所述粘合材料包括硅树脂。3.如权利要求1所述的堆叠半导体封装体，其中，所述粘合材料具有第一杨氏模量并且所述第一半导体封装体包括具有大于所述第一杨氏模量的第二杨氏模量的包封材料。4.如权利要求1所述的堆叠半导体封装体，其中，所述第一半导体封装体的所述凹角形成正方形开口、三角形开口以及矩形开口中的至少一种。5.如权利要求1所述的堆叠半导体封装体，其中，所述粘合材料位于所述堆叠封装体的角处。6.如权利要求1所述的堆叠半导体封装体，包括所述第一半导体封装体的背部表面与所述柔性衬底的所述上部部分之间的粘合材料。7.如权利要求1所述的堆叠半导体封装体，其中，所述堆叠半导体封装体被耦合到印刷电路板。8.一种方法，包括：将第一半导体芯片耦合到柔性衬底的第一部分的第一表面；用包封材料包封所述第一半导体芯片以形成具有凹角的第一半导体封装体，其中，所述柔性衬底的所述第一部分的所述第一表面的多个部分被所述凹角暴露；将粘合材料放置在被所述柔性衬底的所述第一部分的所述第一表面的所述凹角暴露的所述部分中；以及将所述柔性衬底的第二部分折叠在所述柔性衬底的所述第一部分之上。9.如权利要求8所述的方法，进一步包括：将第二半导体封装体耦合到所述柔性衬底的所述第二部分以形成堆叠封装体。10.如权利要求9所述的方法，进一步包括：用导电凸块将所述堆叠封装体耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·塔利多，
申请(专利权)人：意法半导体公司，
类型：发明
国别省市：菲律宾,PH