叠层封装结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供了层叠封装结构及其形成方法，该方法包括压印底部封装件的焊球，其中在压印步骤之后，焊球的顶面变平。焊球模制在模制材料中。焊球的顶面通过模制材料中的沟槽露出。

【技术实现步骤摘要】
叠层封装结构及其形成方法本申请要求于2013年3月11日提交的标题为“Package-on-PackageStructureandMethodsforFormingtheSame”的美国临时专利申请序列号61/776,747的优先权，其内容结合于此作为参考。
本专利技术总的来说涉及集成电路，更具体地，涉及叠层封装结构及其形成方法。
技术介绍
在现有叠层封装（PoP）封装工艺中，首先形成底部封装件，其包括接合至封装衬底的器件管芯。然后，模塑料模制在封装衬底上，其中将器件管芯模制在模塑料中。封装衬底还包括与器件管芯位于封装衬底同一侧的焊球。焊球用于将底部封装件连接至顶部封装件。然后，在模塑料中形成通孔模制开口（through-moldingopenings），因此通过通孔模制开口来露出焊球。在形成通孔模制开口的过程中，激光钻孔用于去除模塑料中覆盖连接件的部分。激光钻孔是低生产量工艺。虽然焊球可以被制得足够大，使得模塑料不能完全覆盖焊球，但是由于焊球的大尺寸，焊球的间距也很大。此外，顶部封装件和底部封装件之间的焊点高度（stand-offheight）也很高。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种方法，包括：压印底部封装件的焊球，在压印步骤之后，焊球的顶面变平；将焊球模制在模制材料中；以及通过模制材料中的沟槽来露出焊球的顶面。优选地，压印步骤包括：将间隔件置于底部封装件的封装衬底上方；将刚性板置于焊球上方，刚性板包括与焊球重叠的第一部分以及与间隔件重叠的第二部分；以及对刚性板施加压力来压印焊球，刚性板受到间隔件的阻挡，并且在焊球被压印之后来执行模制步骤。优选地，该方法还包括：移除间隔件和刚性板；以及对模制材料执行激光修整从而露出焊球。优选地，该方法还包括：在对刚性板施加压力的步骤中，将焊球加热至低于焊球的熔化温度的温度。优选地，通过将模具压向焊球来执行压印焊球的步骤，并且模制步骤包括将模制材料分布至底部封装件和模具之间的空间中。优选地，模具包括多个分散的插针，并且在压印步骤中，多个分散的插针中的每一个都压向焊球中的一个。优选地，模具包括多个彼此独立的插针环，并且在压印步骤中，底部封装件中的所有焊球都受到多个插针环中的一个的按压。优选地，模具包括插针网格，并且在压印步骤中，多个底部封装件中的所有焊球都受到插针网格的按压。根据本专利技术的又一方面，提供了一种方法，包括：将间隔件置于底部封装件的封装衬底上；使用与多个焊球接触的共面表面来压印封装衬底的多个焊球，其中，通过共面表面来使多个焊球的顶面变平，并且在共面表面受到间隔件的阻挡之后，停止压印步骤；移除间隔件；将多个焊球模制在模制材料中；以及移除位于多个焊球上方的模制材料的顶部从而露出多个焊球。优选地，移除模制材料的顶部的步骤包括激光修整。优选地，在移除模制材料的顶部的步骤之后，形成连续沟槽，通过连续沟槽来露出多个焊球。优选地，沟槽形成环，底部封装件的管芯被环包围。优选地，在移除模制材料的顶部的步骤之后，形成多个分散沟槽，多个焊球中的每一个都通过多个分散沟槽中的一个来露出。优选地，该方法还包括：将顶部封装件接合至底部封装件，其中，顶部封装件接合至多个焊球。根据本专利技术的又一方面，提供了一种封装件，包括：底部封装件，包括封装衬底和位于封装衬底上方并与封装衬底接合的管芯；多个焊料区，位于封装衬底的顶面上方且与封装衬底的顶面接合；以及模制材料，位于封装衬底上方并且模制焊料区。模制材料包括：第一顶面，覆盖管芯；和沟槽，从第一顶面延伸至模制材料中，其中，多个焊料区暴露在沟槽中。优选地，模制材料还包括沟槽中的第二顶面，并且第二顶面在多个焊料区之间延伸且基本上是平面的。优选地，模制材料还包括与第一顶面共面的第三顶面，并且第一顶面和第三顶面位于沟槽的相对侧。优选地，沟槽延伸至底部封装件的边缘。优选地，沟槽形成包围管芯的沟槽环。优选地，多个焊料区具有平坦顶面。附图说明为了更完整地理解本实施例及其优点，现在结合附图来参考以下描述，其中：图1至图8是根据一些示例性实施例的制造叠层封装（PoP）结构的中间阶段的截面图；图9至图13是根据一些可选实施例的制造PoP结构的中间阶段的截面图，其中插针（pin）型模具用于压印焊球；图14至图18是根据又一些可选实施例的制造PoP结构的中间阶段的截面图，其中沟槽型模具用于压印焊球；以及图19至图23是根据又一些可选实施例的制造PoP结构的中间阶段的截面图，其中梯台（terrace）型模具用于压印焊球。具体实施方式以下详细讨论本专利技术实施例的制造和使用。然而，应该理解，实施例提供了许多可在各种具体环境中实施的可应用专利技术概念。所讨论的具体实施例是示例性的，但不限制本专利技术的范围。根据各个实施例提供了一种封装件及其形成方法。根据一些实施例示出了形成封装件的中间阶段。讨论了实施例的变型。在各个视图和示例性实施例中，类似标号用于表示类似元件。参照图1，提供封装部件10。封装部件10可包括在封装部件100中，其包括多个封装部件10。在一些实施例中，封装部件10是封装衬底。因此，在整篇说明书中，封装部件10称作封装衬底，尽管它们可以是另一种类型的封装部件。因此，封装部件100可以是封装衬底条。在可选的实施例中，封装部件10是中介片。在一些实施例中，封装衬底10包括由诸如硅的半导体材料形成的衬底11。可选地，衬底11由介电材料形成。衬底11还可以是包括层压介电膜的层压衬底。封装衬底10被配置为将第一表面10A上的连接件12电连接至第二表面10B上的导电部件16，其中表面10A和10B是封装衬底10的相对表面。例如，导电部件16可以是金属焊盘。封装衬底10可包括位于其中的金属线/通孔14。可选地，部件14包括穿透衬底11的通孔。封装部件20通过电连接件12接合至封装衬底10。封装部件20可以是管芯，因此在下文中可选地将其称为管芯20，尽管它们还可以是诸如封装件的另一种类型的封装部件。管芯20可以是包括诸如晶体管、电容器、电感器、电阻器等的集成电路器件（未示出）的器件管芯。管芯20与连接件12的接合可以是焊料接合或直接金属-金属接合（诸如铜-铜接合）。在一些实施例中，底部填充物18可分布在管芯20和封装衬底10之间的间隙内。在可选实施例中，在管芯20和封装衬底10之间的间隙内没有分布底部填充物。在整篇说明书中，封装衬底10、管芯20和焊球24一起称为底部封装件102。在封装衬底10的顶面上形成焊球24。焊球24可电连接至连接件12和导电部件16。根据一些实施例，焊球24置于封装衬底10上，然后通过回流步骤将焊球24与封装衬底10连接。因此，焊球24具有圆形表面。在一些实施例中，焊球24的顶端24A高于管芯20的顶面20A。在可选的实施例中，焊球24的顶端24A与管芯20的顶面20A基本平齐或低于管芯20的顶面20A。参照图2，间隔件26置于封装衬底条100上。虽然所示间隔件26包括分散的部分，但是所示分散部分可以是集成间隔件的一部分。在一些实施例中，间隔件26具有网格的俯视图形状，其中管芯20与网格的网格开口对齐。此外，焊球24也与网格的网格开口对齐。间隔件26的顶端低于焊球24的顶端。还如图2所示，刚性板28置于焊球24上方并且与其对齐。在一些实施例中，刚性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：压印底部封装件的焊球，在压印步骤之后，所述焊球的顶面变平；将所述焊球模制在模制材料中；以及通过所述模制材料中的沟槽来露出所述焊球的顶面。

【技术特征摘要】
2013.03.11 US 61/776,747;2013.05.01 US 13/874,8211.一种叠层封装结构的形成方法，包括：使用压印头压印底部封装件的焊球，其中在压印过程中，所述压印头加热所述焊球，并且在压印步骤之后，所述焊球的顶面变平；将所述焊球模制在模制材料中；以及通过所述模制材料中的沟槽来露出所述焊球的顶面，所述沟槽形成包围所述底部封装件的管芯的沟槽环。2.根据权利要求1所述的叠层封装结构的形成方法，其中，所述压印步骤包括：将间隔件置于所述底部封装件的封装衬底上方；将刚性板置于所述焊球上方，所述刚性板包括与所述焊球重叠的第一部分以及与所述间隔件重叠的第二部分；以及对所述刚性板施加压力来压印所述焊球，所述刚性板受到所述间隔件的阻挡，并且在所述焊球被压印之后来执行模制步骤。3.根据权利要求2所述的叠层封装结构的形成方法，还包括：移除所述间隔件和所述刚性板；以及对所述模制材料执行激光修整从而露出所述焊球。4.根据权利要求2所述的叠层封装结构的形成方法，还包括：在对所述刚性板施加压力的步骤中，将所述焊球加热至低于所述焊球的熔化温度的温度。5.根据权利要求1所述的叠层封装结构的形成方法，其中，通过将模具压向所述焊球来执行压印所述焊球的步骤，并且模制步骤包括将所述模制材料分布至所述底部封装件和所述模具之间的空间中。6.根据权利要求5所述的叠层封装结构的形成方法，其中，所述模具包括多个分散的插针，并且在所述压印步骤中，所述多个分散的插针中的每一个都压向所述焊球中的一个。7.根据权利要求5所述的叠层封装结构的形成方法，其中，所述模具包括彼此独立的多个插针环，并且在所述压印步骤中，所述底部封装件中的所有焊球都受到所述多个插针环中的一个的按压。8.根据权利要求5所述的叠层封装结构的形成方法，其中，所述模具...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建勋，郑荣伟，侯皓程，王宗鼎，吴俊毅，宋明忠，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71