叠层封装结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种层叠封装结构及其形成方法，其中，一种封装件包括封装部件，封装部件进一步包括顶面和位于封装部件顶面处的金属焊盘。封装件还包括位于金属焊盘上方并且接合至金属焊盘的不可回流的电连接件、以及位于封装部件上方的模塑材料。将不可回流的电连接件模制在模塑材料中并且与模塑材料接触。不可回流的电连接件的顶面低于模塑料的顶面。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种层叠封装结构及其形成方法，其中，一种封装件包括封装部件，封装部件进一步包括顶面和位于封装部件顶面处的金属焊盘。封装件还包括位于金属焊盘上方并且接合至金属焊盘的不可回流的电连接件、以及位于封装部件上方的模塑材料。将不可回流的电连接件模制在模塑材料中并且与模塑材料接触。不可回流的电连接件的顶面低于模塑料的顶面。【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请要求于2013年3月14日提交的标题为"Package-on-Package Structures and Methods for Forming the Same"的美国临时专利申请第61/783, 050号的优先权，其 全部内容结合于此作为参考。
技术介绍
在传统叠层封装（PoP)工艺中，接合第一器件管芯的顶部封装件通过焊球进一步 接合至底部封装件。底部封装件也可以包括接合在其中的第二器件管芯。第二器件管芯可 以与焊球位于底部封装件的同一侧上。 在将顶部封装件接合至底部封装件之前，将模塑料应用于底部封装件，使得模塑 料覆盖第二器件管芯和焊球。由于焊球被埋入模塑料中，因此实施激光烧蚀或钻削以在模 塑料中形成孔，使得焊球露出。然后，可以通过底部封装件中的焊球将顶部封装件和底部封 装件接合。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种封装件，包括：底部封装件，其包括第一封装 部件，第一封装部件又包括顶面和位于第一封装部件的顶面处的金属焊盘，底部封装件还 包括位于金属焊盘上方并且接合至金属焊盘的不可回流的电连接件以及位于第一封装部 件上方的模塑材料，不可回流的电连接件部分地模制在模塑材料中并且与模塑材料接触， 其中，不可回流的电连接件的顶面低于模塑材料的顶面；顶部封装件，位于底部封装件上 方；以及焊料区，将不可回流的电连接件接合至顶部封装件，焊料区和不可回流的电连接件 包括不同的材料。 优选地，不可回流的电连接件的顶面包括圆化部分，其中圆化部分的中心部分低 于顶面的剩余部分。 优选地，不可回流的电连接件具有圆化的底面，底面的形状为部分球体。 优选地，该封装件还包括：焊膏，焊膏设置在不可回流的电连接件的圆化的底面和 金属焊盘之间并且与圆化的底面和金属焊盘接触。 优选地，不可回流的电连接件与焊料区物理接触。 优选地，不可回流的电连接件包括铜。 优选地，该封装件还包括：接合至第一封装部件的顶面的第二封装部件，其中，模 塑材料至少将第二封装件的下部模制在其中。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种封装件，包括：底部封装件，包括封装衬底，封 装衬底包括顶面和位于封装衬底的顶面处的金属焊盘，底部封装件还包括位于金属焊盘上 方并且接合至金属焊盘的部分金属球(部分金属球由不可回流的材料形成)、位于封装衬底 上方并且接合至封装衬底的管芯以及位于封装衬底上方的模塑材料，部分金属球和管芯的 下部模制在模塑材料中；顶部封装件，位于底部封装件的上方；以及电连接件，将部分金属 球接合至顶部封装件，电连接件和部分金属球包括相同的导电材料。 优选地，部分金属球具有顶面，并且部分金属球的顶面的中心部分低于模塑材料 的顶面。 优选地，部分金属球具有不平坦的顶面。 优选地，部分金属球的顶面包括圆化部分，圆化部分的最低点接近部分金属球的 顶面的中心。 优选地，该封装件还包括：设置在部分金属球的圆化底面和金属焊盘之间并且与 部分金属球的圆化底面和金属焊盘接触的焊膏。 优选地，部分金属球和电连接件包括铜。 优选地，部分金属球和电连接件包括焊料。 根据本专利技术的又一方面，提供了一种方法，包括：在封装衬底上方模制模塑料以形 成底部封装件，其中底部封装件的电连接件穿过模塑材料的顶面而露出；以及使用电弧去 除电连接件的顶部，在去除步骤之后保留电连接件的底部。 优选地，该方法还包括：将顶部封装部件接合至封装衬底，顶部封装部件通过电连 接件接合至封装衬底。 优选地，实施去除电连接件的顶部的步骤直至电连接件的部分顶面低于模塑材料 的顶面。 优选地，电连接件包括焊料区，方法还包括：将焊球置于封装衬底的金属焊盘上 方；以及在模制步骤之前，回流焊球以形成电连接件。 优选地，在去除电连接件的顶部的步骤之后，电连接件的剩余部分的整个顶面低 于模塑材料的顶面。 优选地，生成电弧的步骤包括：将电极置于电连接件上方并且与电连接件对准； 以及在电连接件和电极之间施加电压差。 【专利附图】【附图说明】 为了更全面地理解实施例及其优势，现结合附图参考以下描述，其中： 图1至图6B是根据一些示例性实施例的叠层封装结构在制造的中间阶段的截面 图。 【具体实施方式】 下面详细讨论本专利技术各实施例的制造和使用。然而，应该理解，本专利技术提供了许多 可以在各种具体环境中实现的可应用的概念。所讨论的具体实施例仅仅用于示出的目的， 而不用于限制本专利技术的范围。 本专利技术根据各个实施例提供了叠层封装（PoP )结构及其制造方法。根据一些实施 例示出了形成P〇P结构的中间阶段。讨论了实施例的变形。在本专利技术的各种视图和说明性 的实施例中，相似的参考符号用于表不相似的兀件。 参见图1，提供了封装部件10。在一些实施例中，封装部件10是封装衬底，因此在 通篇描述中，封装部件10被称为封装衬底10,但其也可以为其他类型。在可选实施例中，封 装部件10包括中介层。封装部件10可以是包括多个相同封装部件10的封装部件的一部 分。例如，封装部件10可以是封装衬底，并且其位于包括形成为阵列的多个封装衬底的未 锯开的封装衬底带中。 封装衬底10可以包括由介电材料形成的衬底18。可选地，可以由诸如半导体材料 (例如，硅）的其他材料形成衬底18。在一些示例性实施例中，如图1所示，衬底18是建立 在核心上的增层（build-up)衬底。可选地，衬底18可以是层压衬底，其包括通过层压粘合 在一起的层压介电膜。当衬底18由介电材料形成时，介电材料可以包括混有玻璃纤维和/ 或树脂的复合材料。 封装衬底10被配置为将第一表面10A上的电连接件12电连接至第二表面10B上 的导电部件16，其中，表面10A和10B为封装衬底10的相对表面。电连接件12和导电部件 16例如可以是金属焊盘，因此分别称为金属焊盘12和16。封装衬底10可以包括诸如金属 线/通孔14的导电连接件，并且其还可以包括贯穿衬底18的通孔。 在一些实施例中，将焊膏22涂覆在一些或所有金属焊盘12上。接下来，如图2所 示，将电连接件24接合在金属焊盘12上。接合可以包括将电连接件24放置到焊膏22上， 然后加热封装衬底10，使得电连接件24固定在金属焊盘12上。电连接件24电连接至金属 焊盘12，其中，焊膏22提供固定电连接件24的紧固力。此外，焊膏22有助于提供电连接件 24和下面的金属焊盘12之间的电连接。 在一些实施例中，电连接件24是不可回流的金属球。在通常的用于熔化焊料的温 度(例如，可以在约200°C至约280°C的范围内)条件下，电连接件24不会熔化。根据一些实 施例，电连接件24是铜球和铝球等。电连接件24也可以包括选自基本上由铜、铝、镍、钼、 锡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装件，包括：底部封装件，包括：第一封装部件，包括：顶面；和金属焊盘，位于所述第一封装部件的顶面处；不可回流的电连接件，位于所述金属焊盘上方并且接合至所述金属焊盘；和模塑材料，位于所述第一封装部件上方，所述不可回流的电连接件部分地模制在所述模塑材料中并且与所述模塑材料接触，其中，所述不可回流的电连接件的顶面低于所述模塑材料的顶面；顶部封装件，位于所述底部封装件上方；以及焊料区，将所述不可回流的电连接件接合至所述顶部封装件，所述焊料区和所述不可回流的电连接件包括不同的材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄贵伟，林志伟，林修任，林威宏，郑明达，刘重希，
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