半导体装置封装和其形成方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种准备好装配的半导体装置封装，所述半导体装置封装包含：半导体衬底；第一凸块下金属层，其安置于所述半导体衬底上；第一导电柱，其安置于所述第一凸块下金属层上；以及第二导电柱，其安置于所述第一导电柱上。所述第一导电柱的材料不同于所述第二导电柱的材料，且所述第二导电柱的所述材料包含抗氧化剂。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置封装和其形成方法

技术介绍
为了允许更多组件集成到半导体芯片或半导体装置封装中，一个方法是采用倒装芯片结构。对于倒装芯片结构，第一晶圆经倒装，且借由导电凸块附接到第二晶圆上。焊料通常用以装配半导体装置封装。安置于第一晶圆的衬垫或铜柱上的焊料在附接到第二晶圆的另一衬垫或铜柱之前经回焊。衬底和组件可在回焊操作期间经受翘曲，这样可能损坏焊接点。此外，半球面状焊料凸块(其借由回焊操作得以形成)还可促成完整半导体装置封装的翘曲。此类现象可在封装的边缘处特别明显，其中翘曲更加强烈。翘曲可致使衬底弯曲、翘曲或开裂。因此，需要提供改善型半导体装置封装以解决上述问题。
技术实现思路
在一些实施例中，揭示一种准备好装配的半导体装置封装。所述半导体装置封装包括半导体衬底、第一凸块下金属(UBM)层、第一导电柱和第二导电柱。所述第一凸块下金属层安置于所述半导体衬底上。所述第一导电柱安置于所述第一凸块下金属层上。所述第二导电柱安置于所述第一导电柱上。所述第一导电柱的材料不同于所述第二导电柱的材料，且所述第二导电柱准备好被装配到外部装置。在一些实施例中，所述第二导电柱的所述材料包含抗氧化剂。在一些实施例中，揭示一种半导体封装组合件。所述半导体封装组合件包括：第一半导体衬底、第一凸块下金属层、第一导电柱、第二导电柱、第二凸块下金属层、第三导电柱、第四导电柱、第二半导体衬底、第一导电垫和第二导电垫。所述第一凸块下金属层安置于所述第一半导体衬底上。所述第一导电柱安置于所述第一凸块下金属层上。所述第二导电柱安置于所述第一导电柱上，其中所述第一导电柱的材料不同于所述第二导电柱的材料。所述第二凸块下金属层安置于所述第一半导体衬底上。所述第三导电柱安置于所述第二凸块下金属层上。所述第四导电柱安置于所述第三导电柱上，其中所述第三导电柱的材料不同于所述第四导电柱的材料。所述第一导电垫安置于所述第二半导体衬底上，且所述第二导电柱接合到所述第一导电垫。所述第二导电垫安置于所述第二半导体衬底上，且所述第四导电柱接合到所述第二导电垫。所述第二导电柱的所述材料的体积不同于所述第四导电柱的所述材料的体积。在一些实施例中，揭示一种形成准备好装配的半导体装置封装的方法。所述方法包括：在半导体衬底上形成第一凸块下金属凸块下金属层；在所述第一凸块下金属层上形成第一导电柱；以及在所述第一导电柱上形成第二导电柱。所述第一导电柱的材料不同于所述第二导电柱的材料，且所述第二导电柱准备好以第一导电垫进行装配。附图说明当结合附图阅读时，从以下具体实施方式最好地理解本专利技术的一些实施例的方面。应注意，各种特征可能未按比例绘制,且各种特征的尺寸可出于论述的清楚起见任意增大或减小。图1是说明半导体封装组合件的横截面图。图2是说明根据一些实施例的半导体装置封装的横截面图。图3是说明根据一些实施例的半导体装置封装的一部分的横截面图。图4是说明根据一些实施例的半导体封装组合件的横截面图。图5是说明根据一些实施例的半导体封装组合件的一部分的装配工艺的横截面图。图6是说明根据一些实施例的半导体封装组合件的一部分的装配工艺的横截面图。图7A、图7B、图7C、图7D、图7E、图7F、图7G和图7H是根据本专利技术的一些实施例的在各阶段处所制造的半导体装置封装的一部分的横截面图。具体实施方式以下揭示内容提供用于实施所提供标的物的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件和布置的具体实例来阐释本专利技术的某些方面。当然，这些仅是实例且并不希望是限制性的。举例来说，在以下描述中，第一特征在第二特征的上方或上的形成可包含第一特征与第二特征直接接触地形成的实施例，且还可包含额外特征可形成于第一特征与第二特征之间使得第一特征与第二特征可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各种实例中重复参考数字和/或字母。此重复是出于简单和清楚的目的，且本身并不指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。下文详细论述本专利技术的一些实施例。然而，应了解，本专利技术提供可在广泛多种特定内容脉络中体现的许多适用的专利技术性概念。所论述的具体实施例仅仅是说明性的，且并不限制本专利技术的范围。此外，例如“底下”、“下方”、“更低”、“上方”、“上部”、“更高”、“左”、“右”等空间相对术语可为易于描述而在本文中用以描述如图中所说明的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除图中所描绘的定向以外，与空间相关的术语意图涵盖在使用中的装置或操作的不同定向。装置可以其它方式定向(旋转90度或呈其它定向)，且本文中所使用的空间相对描述词同样地可相应地进行解释。将理解，当元件被称作“连接到”或“耦合到”到另一元件时，其可直接连接到或耦合到另一元件，或可存在介入元件。图1是说明半导体封装组合件10的横截面图。半导体封装组合件10包括半导体装置封装12和半导体衬底14。半导体装置封装12经布置以经由多个导电凸块16和多个焊料18接合到半导体衬底14。在封装期间，回焊并翻转半导体装置封装12来将焊料18附接到半导体衬底14的导电垫20上。然而，在回焊操作期间，高温可引发半导体装置封装12的翘曲。半导体装置封装12的翘曲可在半导体装置封装12的边缘22处引起焊接点损坏的相对高风险。如图1中所展示，借由翘曲的半导体装置封装12的力拉动半导体装置封装12的边缘22处的焊料18。因此，半导体装置封装12的边缘22处的焊料18的形状变形成细长形状。细长形状在中间部分中具有相对小周界，且可具有凹面轮廓。此焊料18可具有接点故障的相对高风险，此係因为焊料18的中间部分可能是脆弱的。此外，焊料18的细长形状还可具有相对高阻抗，相对高阻抗可影响形成于半导体装置封装12中的集成电路的可靠性或信号完整性。焊料18的结合问题在半导体装置封装12相对大时恶化。在图1中，可在两个操作中执行半导体封装组合件10的形成。第一操作是回焊操作且第二操作是附接操作。在回焊操作期间，加热半导体装置封装12以熔化待附接到半导体衬底14的导电垫20的焊料18。高温引发半导体装置封装12的翘曲。在附接操作期间，焊料18对准并接着附接到半导体衬底14的导电垫20。当半导体装置封装12被装配到半导体衬底14时，半导体装置封装12的中间部分中且围绕所述中间部分的焊料18附接到对应导电垫20。然而，半导体装置封装12的边缘22处的焊料18可悬置于对应导电垫20上。可通过朝向半导体衬底14推动半导体装置封装12来将半导体装置封装12的边缘22处的焊料18附接到对应导电垫20。当焊料18附接到对应导电垫20时，焊料18可进一步影响半导体装置封装12的翘曲，这是因为焊料18的力可能不同。举例来说，半导体装置封装12的边缘22处的焊料18可借由拉力结合到对应导电垫20。围绕半导体装置封装12的中间的焊料18可在平衡力下结合到对应导电垫20。在半导体装置封装12的中间的焊料18可借由推力结合到对应导电垫20。因此，半导体封装组合件10在将半导体装置封装12附接到半导体衬底14之后具有最终翘曲。另外，如果半导体装置封装12的翘曲超出可接受阀值，那么半导体装置封装12的边缘22处的焊料18可仅接触对应导电垫20或保持为未附接于对应导电垫20上。根据上述描述，回焊操作是半导体装置封装12中引发翘曲的主要原因。因此，提议并未本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种准备好装配的半导体装置封装，其包括：半导体衬底；第一凸块下金属层，其安置于所述半导体衬底上；第一导电柱，其安置于所述第一凸块下金属层上；以及第二导电柱，其安置于所述第一导电柱上；其中所述第一导电柱的材料不同于所述第二导电柱的材料，且所述第二导电柱的所述材料包含抗氧化剂。

【技术特征摘要】
2016.11.01 US 15/340,8031.一种准备好装配的半导体装置封装，其包括：半导体衬底；第一凸块下金属层，其安置于所述半导体衬底上；第一导电柱，其安置于所述第一凸块下金属层上；以及第二导电柱，其安置于所述第一导电柱上；其中所述第一导电柱的材料不同于所述第二导电柱的材料，且所述第二导电柱的所述材料包含抗氧化剂。2.根据权利要求1所述的半导体装置封装，其中所述第一导电柱是铜柱，且所述第二导电柱是包含所述抗氧化剂的焊料柱。3.根据权利要求1所述的半导体装置封装，其中所述第一导电柱具有宽度，所述第二导电柱具有高度，且所述高度比所述宽度大了至少0.65倍。4.根据权利要求1所述的半导体装置封装，其进一步包括：第二凸块下金属层，其安置于所述半导体衬底上；第三导电柱，其安置于所述第二凸块下金属层上；以及第四导电柱，其安置于所述第三导电柱上；其中所述第三导电柱的材料不同于所述第四导电柱的材料，且所述第四导电柱的所述材料包含所述抗氧化剂。5.根据权利要求4所述的半导体装置封装，其中所述第一导电柱与所述第三导电柱具有大体上相同的高度，且所述第二导电柱与所述第四导电柱具...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊钦，叶勇谊，许哲铭，
申请(专利权)人：日月光半导体制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71