低剖面加强层叠封装半导体器件制造技术

本公开提供了半导体封装以及用于制造PoP半导体封装的方法。该PoP半导体封装可包括第一半导体封装和第二半导体封装，该第一半导体封装包括阳极化金属盖结构，该结构包括(i)具有中央空腔开口方向的中央空腔以及(ii)具有面向与该中央空腔开口方向相反的方向的周界空腔开口方向的至少一个周界空腔；布置在该阳极化金属盖结构的中央空腔中的第一半导体器件；电耦合到该第一半导体器件的重分布层，其中在该重分布层中形成的导电迹线向该至少一个周界空腔曝露；以及布置在该至少一个周界空腔中的焊料材料，该第二半导体封装包括至少一个导电桩，其中该至少一个导电桩被电耦合到布置在该至少一个周界空腔中的焊料材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低剖面加强层叠封装半导体器件引言本公开的诸方面一般涉及半导体器件，并尤其涉及增强具有层叠封装(PoP)半导体器件结构的半导体器件的密度和促成具有层叠封装(PoP)半导体器件结构的制造。已经为其中电路板空间必须被节省的应用(诸如蜂窝电话和其他便携式设备之类)开发了层叠封装(PoP)半导体器件。在一种可能的场景中，底部封装是处理器封装，而顶部封装是存储器封装。PoP技术具有相对于其他技术(诸如堆栈管芯电路)而言的某些益处。例如，制造商能够通过在PoP结构中替换不同的存储器封装而非绑定到特定存储器来降低成本和增加灵活性。此外，PoP结构的顶部封装和底部封装可被独立测试。作为对比，若堆栈管芯结构中包括不良管芯，那么整个结构必须被弃用。图1解说了典型PoP半导体器件100。电路板110被耦合到第一封装130。如图1中所示，第一封装130是底部封装。具体而言，电路板110包括电路板触点112，和将电路板110耦合到第一封装130的焊球120。第一封装130包括第一基板140和第一半导体器件150。第一半导体器件150可以被嵌入到第一模具152中。在一个可能的场景中，第一半导体器件150是处理器。第一封装130经由焊球160被耦合到第二封装170。焊球160将第一封装130的表面上的触点(未示出)耦合到第二封装170的表面上的触点(未示出)。第二封装170包括第二基板180和第二半导体器件190。第二半导体器件190可以被嵌入到第二模具192中。改进的PoP半导体器件设计面临两个关键的技术挑战。首先，PoP半导体器件的总体高度必须被减小使得该器件剖面较小。其次，随着PoP半导体器件的组件变得更薄，它们变得更加难以制造。例如，图1中示出的第一基板140可能在制造期间显现出增加的翘曲倾向。作为结果，需要新的材料、设计和工艺来防止制造期间薄组件的翘曲。相应地，在本领域中需要提供增大的密度和制造的简易度的改进的PoP架构。概览在一方面，本公开提供了一种PoP半导体封装，该PoP半导体封装包括第一半导体封装和第二半导体封装，该第一半导体封装包括阳极化金属盖结构，该结构包括(i)具有中央空腔开口方向的中央空腔以及(ii)具有面向与该中央空腔开口方向相反的方向的周界空腔开口方向的至少一个周界空腔；布置在该阳极化金属盖结构的该中央空腔中的第一半导体器件；电耦合到该第一半导体器件的重分布层，其中在该重分布层中形成的导电迹线向该至少一个周界空腔曝露；以及布置在该至少一个周界空腔中的焊料材料，该第二半导体封装包括至少一个导电桩，其中该至少一个导电桩被电耦合到布置在该至少一个周界空腔中的焊料材料。在另一方面，本公开提供了一种制造PoP半导体封装的方法，该方法包括形成阳极化金属盖结构，其中形成该阳极化金属盖结构包括在该阳极化金属盖结构中定义具有中央空腔开口方向的中央空腔，以及在该阳极化金属盖结构中定义具有周界空腔开口方向的至少一个周界空腔，其中该周界空腔开口方向面向与该中央空腔开口方向相反的方向；将第一半导体器件放置到该阳极化金属盖结构的中央空腔中；通过将该第一半导体器件电耦合到重分布层来形成第一半导体封装，其中该重分布层中形成的导电迹线向该至少一个周界空腔曝露；用焊料材料来填充该至少一个周界空腔的至少部分；以及通过将至少一个导电桩耦合到该焊料材料来将具有该至少一个导电桩的第二半导体封装附连到该第一半导体封装。在还有另一方面，本公开提供了一种PoP半导体器件，该PoP半导体器件包括第一半导体封装和第二半导体封装，该第一半导体封装包括用于电隔离并保护该第一半导体封装的装置，该装置具有第一开口并具有面向与该第一开口相反的方向的第二开口；布置在该用于电隔离并保护该第一半导体器件的装置的第一开口中的第一半导体器件；耦合到该第一半导体器件的用于重分布电信号的装置，其中该用于重分布电信号的装置向该第二开口曝露，以及布置在该第二开口中的第一用于耦合的装置，该第二半导体封装包括第二用于耦合的装置，其中该第二用于耦合的装置电耦合到布置在用于转移电荷的装置中的该第一用于耦合的装置。附图简述对本公开的各方面及其许多伴随优点的更完整领会将因其在参考结合附图考虑的以下详细描述时变得更好理解而易于获得，附图仅出于解说目的被给出而不对本专利技术构成任何限定，并且其中：图1一般地解说了常规PoP半导体器件封装。图2一般地解说了根据本公开的一方面的PoP半导体器件封装。图3一般地解说了根据本公开的一方面的示例性制造过程。图4A一般地解说了图3的制造过程的一阶段中的示例性组件布置的示意图。图4B一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图4C一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图4D一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图4E一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图4F一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图4G一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图4H一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图4I一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图4J一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图4K一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图4L一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图4M一般地解说了图3的制造过程的另一个阶段中的示例性组件布置的示意图。图5一般地解说了其中可有利地采用本公开的一方面的示例性无线通信系统的框图。图6一般地解说了解说用于所公开的半导体IC封装的电路、布局以及逻辑设计的设计工作站的框图。详细描述本公开的诸方面在以下针对本公开具体方面的描述和有关附图中被公开。可构想出替换性方面而不背离本专利技术的范围。另外，本专利技术中众所周知的元素将不被详细描述或将被省去以免湮没本专利技术的相关细节。措辞“示例性”和/或“示例”在本文中用于意指“用作示例、实例或解说”。本文描述为“示例性”和/或“示例”的任何方面不必被解释为优于或胜过其他方面。类似地，术语“本专利技术的诸方面”并不要求本专利技术的所有方面都包括所讨论的特征、优点或操作模式。如本文中所使用的，术语“垂直”一般是针对其上形成半导体封装的基板或载体的表面定义的。该基板或载体将一般地定义“水平”面，而垂直方向接近大致垂直于该水平面的方向。为了解决常规PoP半导体封装设计的一些缺点，PoP半导体器件的总体高度必须被减小从而使得器件剖面较小。此外，需要新的材料、设计和工艺来防止制造期间薄组件的翘曲。本公开呈现了PoP半导体封装中的组件的各种布置。本公开还呈现了用于制造PoP半导体封装的各种方法。在常规设计中，放置在第一封装和第二封装之间的焊球(例如，图1中所示的焊球160)容易增加PoP半导体封装的总体高度。在本公开的一个方面，第一封装和第二封装在不使用焊球的情况下彼此耦合，由此减小了PoP半导体封装的总体高度。常规设计还利用了随着变薄而易于翘曲的基板(例如，图1中所示的第一基板140)。在本公开的另一方面，为了利于抗翘曲设计而省略了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层叠封装(PoP)半导体器件，包括：第一半导体封装，所述第一半导体封装包括：阳极化金属盖结构，其包括(i)具有中央空腔开口方向的中央空腔和(ii)具有面对与所述中央空腔开口方向相反的方向的周界空腔开口方向的至少一个周界空腔；布置在所述阳极化金属盖结构的所述中央空腔中的第一半导体器件；电耦合到所述第一半导体器件的重分布层，其中形成在所述重分布层中的导电迹线向所述至少一个周界空腔曝露；以及布置在所述至少一个周界空腔中的焊料材料；以及第二半导体封装，所述第二半导体封装包括至少一个导电桩，其中所述至少一个导电桩电耦合到布置在所述至少一个周界空腔中的所述焊料材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.16 US 14/572,7531.一种层叠封装(PoP)半导体器件，包括：第一半导体封装，所述第一半导体封装包括：阳极化金属盖结构，其包括(i)具有中央空腔开口方向的中央空腔和(ii)具有面对与所述中央空腔开口方向相反的方向的周界空腔开口方向的至少一个周界空腔；布置在所述阳极化金属盖结构的所述中央空腔中的第一半导体器件；电耦合到所述第一半导体器件的重分布层，其中形成在所述重分布层中的导电迹线向所述至少一个周界空腔曝露；以及布置在所述至少一个周界空腔中的焊料材料；以及第二半导体封装，所述第二半导体封装包括至少一个导电桩，其中所述至少一个导电桩电耦合到布置在所述至少一个周界空腔中的所述焊料材料。2.如权利要求1所述的PoP半导体器件，其特征在于，所述阳极化金属盖结构进一步包括配置成容适电荷从形成在所述重分布层中的所述导电迹线向所述焊料材料的转移的孔洞。3.如权利要求1所述的PoP半导体器件，其特征在于，所述第一半导体器件用第一接合剂接合到所述中央空腔的表面。4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述重分布层是光刻重分布层。5.如权利要求1所述的PoP半导体器件，其特征在于，进一步包括焊球，所述焊球在所述重分布层的与所述半导体器件被耦合到的所述重分布层的那侧相反的一侧上被耦合到所述重分布层。6.如权利要求1所述的PoP半导体器件，其特征在于，所述第二半导体封装是用第二接合剂来接合到所述第一半导体封装的。7.如权利要求6所述的PoP半导体器件，其特征在于，所述第二半导体封装被压缩接合到所述第一半导体封装。8.如权利要求6所述的PoP半导体器件，其特征在于，所述第二半导体封装的第二半导体器件经由所述至少一个导电桩和所述焊料材料被电耦合到所述第一半导体封装的所述第一半导体器件。9.如权利要求1所述的PoP半导体器件，其特征在于，所述PoP半导体具有大约600μm到800μm的高度。10.一种包括如权利要求1所述的PoP半导体器件的设备，所述设备选自包括机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元和计算机的组。11.一种制造层叠封装(PoP)半导体器件的方法，包括：形成阳极化金属盖结构，其中形成所述阳极化金属盖结构包括：在所述阳极化金属盖结构中定义具有中央空腔开口方向的中央空腔；以及在所述阳极化金属盖结构中定义具有周界空腔开口方向的至少一个周界空...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·B·蔚，D·W·金，KP·黄，Y·K·宋，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US