具有堆叠式封装能力的半导体封装件及其制作方法技术

本发明专利技术是关于一种具有堆叠式封装能力的半导体封装件制作方法。根据本发明专利技术的一优选实施方面，其包括下列步骤：将一芯片-中介层堆叠次组体贴附至一含金属载体，并使该芯片插入该含金属载体的一凹穴中；移除该含金属载体的选定部分以定义出一用于该芯片的散热座。该散热座可提供该芯片的散热、电磁屏蔽、以及湿气阻障，而该中介层提供该芯片的初级扇出路由以及一热膨胀系数匹配的介面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种具有堆叠式封装能力的半导体封装件，尤指一种具有内建散热座的可堆叠式半导体封装件及其制造方法，其中该内建散热座用于嵌埋芯片。
技术介绍
为了整合移动、通信以及运算功能，半导体封装产业面临极大的散热、电性以及可靠度挑战。尽管在文献中已报导许多堆叠式封装组件，但该些组件仍然存在许多性能不足的问题。举例来说，美国专利公开号N0.2013/0249106及美国专利案号N0.8，438，727、8，410，614中所揭露的堆叠式封装组件，因为其中嵌埋芯片所产生的热无法通过热绝缘材料例如层压材或模制化合物适当地散逸，因此可能会造成性能衰减问题。美国专利案号N0.5，432，677,6, 590，291,6, 909，054 以及 8，410，614 中所揭露的堆叠式封装组件，其是使用激光或光显像工艺于嵌埋芯片的I/o垫上直接形成微盲孔，以电性连接芯片与增层电路。然而，随着芯片制造技术的进步，芯片的I/o垫数目持续地增加，但芯片的尺寸变得愈来愈小，造成I/o垫的间隔(间距)减小。因此，使用微盲孔的技术会因为微盲孔彼此非常靠近，而导致相邻微盲孔短路。上述可堆叠式组件的制造方法会造成另一严重的缺点是在封胶或层压工艺时，会造成嵌埋芯片的位移。如美国专利案号N0.8, 501, 544中描述的芯片位移会造成不完全的微盲孔金属化，其恶化电性连接的质量，因此降低组件的可靠度及生产合格率。为了上述理由及以下所述的其他理由，目前亟需发展一种用于互连嵌埋芯片的新装置与方法，其无需使用位于I/o垫上的微盲孔，以改善芯片的可靠度，并且不需使用热绝缘材料(模制化合物或层压材)封胶芯片，以避免芯片过热而造成芯片可靠度及电性效能的重大问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种用于堆叠式封装(package-on-package)的半导体封装件，其中一芯片通过多个凸块互连至低热膨胀系数(coefficient of thermalexpans1n, CTE)的中介层，以解决芯片与增层电路间热膨胀系数不匹配以及位置辨识问题，以改善半导体封装件的生产合格率及可靠度。本专利技术的另一目的是提供一种用于堆叠式封装的半导体封装件，其中一芯片-中介层堆叠次组件贴附至一金属散热座，并使该金属散热座的一凹穴罩盖该芯片，以有效地散逸芯片所产生的热，以改善半导体封装件的信号完整性及电性效能。依据上述及其他目的，本专利技术提出一具有堆叠式封装能力的半导体封装件，其包括一芯片、一中介层、一黏着剂、一金属散热座、双重增层电路、以及多个披覆穿孔。该芯片通过多个凸块电性耦接至该中介层，并且嵌埋于该金属散热座的一凹穴中。该双重增层电路为分别设置于该封装件相反两面的顶部增层电路及底部增层电路，并且通过该些披覆穿孔相互电性连接，使该封装件具有堆叠能力。另一半导体封装件则可设置于该封装件的顶部增层电路或底部增层电路上，以形成一堆叠式封装组件。在本专利技术的一实施方面中，本专利技术提供一种具有堆叠式封装能力的半导体封装件的制作方法，包括以下步骤:提供一芯片；提供一中介层，其包含一第一表面、与该第一表面相反的一第二表面、该第一表面上的多个第一接触垫、该第二表面上的多个第二接触垫、以及电性耦接该些第一接触垫与该些第二接触垫的多个贯孔；通过多个凸块电性耦接该芯片至该中介层的该些第二接触垫，以形成一芯片-中介层堆叠次组件；提供一含金属载体，其具有一第一表面、一相反的第二表面、以及形成于该第一表面的一凹穴；使用一黏着剂贴附该芯片-中介层堆叠次组件至该含金属载体，并使该芯片插入该凹穴中，且该中介层侧向延伸于该凹穴外；在该芯片-中介层堆叠次组体贴附至该含金属载体后，于该中介层的该第一表面上形成一第一增层电路，其中该第一增层电路通过该第一增层电路的多个第一导电盲孔电性耦接至该中介层的该些第一接触垫；移除该含金属载体的选定部分，以形成一金属散热座，该金属散热座为该含金属载体的第一剩余部分，其罩盖该凹穴内的该芯片，并且具有对应于该含金属载体的该第一表面的一第一表面及一相反的第二表面；形成一芯层，其侧向覆盖该金属散热座的侧壁；于该金属散热座的该第二表面上及该芯层上形成一第二增层电路，其中该第二增层电路优选包括用于电性及热性耦接至该金属散热座的多个第二导电盲孔；以及形成延伸穿过该芯层的多个披覆穿孔，以提供该第一增层电路与该第二增层电路间的电性及热性连接。在本专利技术的另一实施方面中，本专利技术提供一种具有堆叠式封装能力的半导体封装件的另一制作方法，包括以下步骤:提供一芯片；提供一中介层，其包含一第一表面、与该第一表面相反的一第二表面、该第一表面上的多个第一接触垫、该第二表面上的多个第二接触垫、以及电性耦接该些第一接触垫与该些第二接触垫的多个贯孔；通过多个凸块电性耦接该芯片至该中介层的该些第二接触垫，以形成一芯片-中介层堆叠次组件；提供一含金属载体，其具有一第一表面、一相反的第二表面、以及形成于该第一表面的一凹穴；于该含金属载体的第一表面与第二表面间形成延伸穿过该含金属载体的多个贯穿开口 ；使用一黏着剂贴附该芯片-中介层堆叠次组件至该含金属载体，并使该芯片插入该凹穴中，且该中介层侧向延伸于该凹穴外；在该芯片-中介层堆叠次组体贴附至该含金属载体后，于该中介层的该第一表面上形成一第一增层电路，其中该第一增层电路通过该第一增层电路的多个第一导电盲孔电性耦接至该中介层的该些第一接触垫；于该含金属载体的该第二表面上形成一第二增层电路，其中该第二增层电路优选包括用于电性及热性耦接至该含金属载体的多个第二导电盲孔；以及形成延伸穿过该些贯穿开口的多个披覆穿孔，以提供该第一增层电路与该第二增层电路间的电性及热性连接。除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。在本专利技术的再一实施方面中，本专利技术提供一种通过上述方法制成的具有堆叠式封装能力之半导体封装件，其包括:一芯片、一中介层、一黏着剂、一金属散热座、一第一增层电路、一第二增层电路、以及多个披覆穿孔，其中α)该芯片通过多个凸块以电性耦接至该中介层的该些第二接触垫，并且置放于该金属散热座的该凹穴中；(ii)该中介层侧向延伸于该凹穴外，并使该中介层的该第二表面贴附至该金属散热座的一平坦表面，该平坦表面邻接该凹穴的入口且自该凹穴的入口侧向延伸该黏着剂夹置于该芯片与该金属散热座间、以及该中介层与该金属散热座间；(iv)该第一增层电路设置于该中介层的该第一表面上，并且通过该第一增层电路的多个第一导电盲孔电性耦接至该中介层的多个第一接触垫；(V)该第二增层电路设置于该金属散热座的第二表面上，并且优选是通过该第二增层电路的多个第二导电盲孔电性及热性耦接至该金属散热座；以及(Vi)该些披覆穿孔的第一端延伸至该第一增层电路，且第二端延伸至该第二增层电路，以提供该第一增层电路与该第二增层电路间的电性与热性连接。本专利技术用于堆叠式封装的半导体封装件制作方法具有许多优点。举例来说，先形成芯片-中介层堆叠次组件后，再贴附至含金属载体，其可确保电性连接芯片，因此可避免于微盲孔工艺中会遭遇的未连接接触垫的问题。通过芯片-中介层堆叠次组件将芯片插入凹穴中是特别具有优势的，其原因在于，在工艺中无需严格控制凹穴的形状或深度，或是无需严格控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有堆叠式封装能力的半导体封装件制作方法，其特征在于，包含以下步骤：提供一芯片；提供一中介层，其包含一第一表面、与该第一表面相反的一第二表面、该第一表面上的多个第一接触垫、该第二表面上的多个第二接触垫、以及电性耦接该些第一接触垫与该些第二接触垫的多个贯孔；通过多个凸块电性耦接该芯片至该中介层的该些第二接触垫，以形成一芯片‑中介层堆叠次组件；提供一含金属载体，其具有一第一表面、相反的一第二表面、以及形成于该第一表面的一凹穴；使用一黏着剂贴附该芯片‑中介层堆叠次组件至该含金属载体，并使该芯片插入该凹穴中，且该中介层侧向延伸于该凹穴外；在该芯片‑中介层堆叠次组体贴附至该含金属载体后，于该中介层的该第一表面上形成一第一增层电路，其中该第一增层电路通过该第一增层电路的多个第一导电盲孔电性耦接至该中介层的该些第一接触垫；移除该含金属载体的选定部分，以形成一金属散热座，该金属散热座为罩盖该凹穴内的该芯片的该金属载体的一第一剩余部分，并且具有对应于该含金属载体的该第一表面的一第一表面及相反的一第二表面；形成一芯层，其侧向覆盖该金属散热座的侧壁；于该金属散热座的该第二表面上及该芯层上形成一第二增层电路；以及形成延伸穿过该芯层的多个披覆穿孔，以提供该第一增层电路与该第二增层电路间的电性及热性连接。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林文强，王家忠，
申请(专利权)人：钰桥半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71