包含互连的叠加封装体的半导体装置制造方法及图纸

公开了一种半导体装置。所述半导体装置包含垂直堆叠且互连的至少第一半导体封装体和第二半导体封装体。所述第二半导体封装体和主机装置之间的信号通信通过所述第一半导体封装体发生。本公开提高了产品的良率。

【技术实现步骤摘要】
包含互连的叠加封装体的半导体装置
本公开涉及半导体装置。
技术介绍
对于便携消费电子产品需求的强势增长正驱动对于高容量储存装置的需求。非易失性半导体存储器装置，例如闪速存储器存储卡，正被广泛应用，以满足对数字信息储存和交换的日益增长的需求。其便携性，多功能和坚固设计，以及其高可靠性和大容量，已使得这样的存储器装置被理想地使用于各种各样的电子装置中，包括例如数码照相机、数码音乐播放器、视频游戏控制器、PDA和移动电话。尽管已知多种不同的封装配置，闪速存储器存储卡通常可以制造为系统级封装(SiP)或多芯片模块(MCM)，在这种情况下，多个裸芯安装并且互连到小足印(footprint)基板上。基板通常可以包含刚性的、电介质基底，所述基底具有蚀刻在其一侧或两侧上的导电层。在裸芯和(多个)导电层之间形成电连接，并且(多个)导电层提供用于将裸芯连接到主机装置的电引导结构。一旦建立裸芯和基板之间的电连接，组装件典型地被包装在提供保护性封装的模塑料中。图1和图2示出了常规半导体封装体20的截面侧视图和俯视图(图2中无模塑料)。典型的封装体包含固定至基板26的多个半导体裸芯，例如闪速存储器裸芯22和控制器裸芯24。在裸芯制造工艺期间，可以在半导体裸芯22、24上形成多个裸芯接合垫28。类似地，可以在基板26上形成多个接触垫30。可以将裸芯22固定到基板26，然后将裸芯24安装到裸芯22上。然后可以通过在相应的裸芯接合垫28和接触垫30对之间固定引线键合体32，来将全部的裸芯电联接到基板。一旦建立全部电连接，可以将裸芯和引线键合体包封到模塑料34中，以密封封装体，并且保护裸芯和引线键合体。为最高效地利用封装体足印(footprint)，上下叠置半导体裸芯是已知的，或者完全彼此重叠并在相邻的裸芯之间具有间隔层，或者如图1和图2所示具有偏移。在偏移配置中，裸芯堆叠在另一裸芯的顶部上，使得下面的裸芯的接合垫被暴露。偏移配置提供了堆叠体中的每个半导体裸芯上的接合垫都易于接近的优点。随着半导体裸芯变得更薄，且为了增加半导体封装体中的存储器容量，半导体封装体中叠置的裸芯的数量持续增加。然而，这样可能造成从上面的裸芯向下到基板的长键合引线。长键合引线容易损坏或短路到其他引线键合体，并且还具有比短引线键合体更低的信噪比。此外，封装体中的大量的半导体裸芯可能不利地影响良率(yield)。
技术实现思路
概括来说，在一个示例中，本技术涉及一种半导体装置，包含：第一半导体封装体，该第一半导体封装体包含：第一基板、第一多个半导体裸芯、插入器层(具有固定到插入器层的表面的多个焊料球)、以及包封第一半导体封装体的至少一部分的第一模塑料，焊料球的至少一部分延伸穿过第一模塑料的表面；以及第二半导体封装体，该第二半导体封装体包含：第二基板(包含在第二基板的表面上的接触垫)，第二多个半导体裸芯，以及包封第二半导体封装体的至少一部分的第二模塑料；延伸穿过第一模塑料的焊料球的图案与第二基板的表面上的接触垫的图案相匹配，焊料球固定到接触垫，以将第一半导体封装体联接到第二半导体封装体。在另一示例中，本技术涉及一种半导体装置，包含：第一半导体封装体，该第一半导体封装体包含：第一基板，第一多个半导体裸芯，插入器层(具有在插入器层表面中的多个接触垫)，以及包封第一半导体封装体的至少一部分的第一模塑料，接触垫通过第一模塑料的表面暴露；以及第二半导体封装体，该第二半导体封装体包含：第二基板(包含在第二基板的表面上的接触垫，以及固定到接触垫的焊料球)、，第二多个半导体裸芯，以及包封第二半导体封装体的至少一部分的第二模塑料；第二基板的接触垫上的焊料球的图案与插入器层的表面上的接触垫的图案相匹配，焊料球固定到接触垫，以将第一半导体封装体联接到第二半导体封装体。在另一示例中，本技术涉及一种半导体装置，包含：第一半导体封装体，该第一半导体封装体包含：第一基板(包含在第一基板的表面上的第一组接触垫)、第一多个半导体裸芯、具有多个接触的插入器层，在插入器层、第一多个半导体裸芯和第一基板之间延伸的第一组引线键合体、在插入器层和第一基板之间延伸，绕过第一多个半导体裸芯的第二组引线键合体，以及包封第一半导体封装体的至少一部分的第一模塑料；第二半导体封装体，该第二半导体封装体包含：第二基板(包含在第二基板的表面上的第二组接触垫)、第二多个半导体裸芯、在第二多个半导体裸芯和第二基板之间延伸的第三组引线键合体、以及包封第二半导体封装体的至少一部分的第二模塑料；将插入器层上的多个接触与第二基板的表面上的第二组接触垫焊料连接，以电联接第一半导体封装体和第二半导体封装体。在另一示例中，本技术涉及一种半导体装置，包含：第一半导体封装体，该第一半导体封装体包含：第一基板(包含在第一基板的表面上的第一组接触垫)、第一多个半导体裸芯、用于在第一半导体封装体和第二半导体封装体之间传输电压的插入器机构、用于在插入器机构、第一多个半导体裸芯和第一基板之间传输电压的第一电连接机构、用于在插入器机构和第一基板之间传输电压，绕过第一多个半导体裸芯的第二电连接机构、以及包封第一半导体封装体的至少一部分的第一模塑料；第二半导体封装体，该第二半导体封装体包含：第二基板(包含在第二基板的表面上的第二组接触垫)、第二多个半导体裸芯、用于在第二多个半导体裸芯和第二基板之间传输电压的第三电连接机构，以及包封第二半导体封装体的至少一部分的第二模塑料；以及连接机构，用于连接插入器层上的多个接触和第二基板的表面上的接触垫，以将第一半导体封装体和第二半导体封装体电联接。附图说明图1是常规半导体封装体的截面侧视图。图2是常规基板和引线键合的半导体裸芯的俯视图。图3是根据本专利技术的实施例的半导体装置总体制造工艺的流程图。图4是根据本技术的实施例的制造工艺中的第一步骤的半导体装置的侧视图。图5是根据本技术的实施例的制造工艺中的第二步骤的半导体装置的俯视图。图6是根据本技术的实施例的制造工艺中的第三步骤的半导体装置的侧视图。图7是根据本技术的实施例的制造工艺中的第四步骤的半导体装置的侧视图。图8是根据本技术的实施例的制造工艺中的第五步骤的半导体装置的侧视图。图9是根据本技术的实施例的制造工艺中的第五步骤的半导体装置的简化透视图。图10是根据本技术的实施例的制造工艺中的第六步骤的半导体装置的侧视图。图11是使用在根据本技术的实施例的半导体装置中的插入器层的俯视图。图12是根据本技术的实施例的第一完成的半导体的侧视图。图13示出了在根据本技术的实施例的制造工艺中的进一步的步骤中将要彼此固定的第一半导体封装体和第二半导体封装体。图14示出了将第一半导体封装体和第二半导体封装体彼此固定，以形成根据本技术的实施例的完成的半导体装置。图15和图16分别示出了根据本技术的进一步的实施例的插入器层和完成的半导体装置。图17和图18分别示出了根据本技术的另一实施例的插入器层和完成的半导体装置。具体实施方式现在将参考附图描述本技术，其在实施例中涉及包含垂直堆叠且互连的半导体封装体的半导体装置。应当理解的是，本专利技术可以以多种不同形式来实施，而并不应理解为局限于本文所阐述的实施例。不如说，提供这些实施例以使得本公开彻底且完整，并且将本专利技术完全地传达给本领本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包含：第一半导体封装体，包含：第一基板，第一多个半导体裸芯，插入器层，具有固定到所述插入器层的表面的多个焊料球，以及第一模塑料，包封所述第一半导体封装体的至少一部分，所述焊料球的至少一部分延伸穿过所述第一模塑料的表面；以及第二半导体封装体，包含：第二基板，包含在所述第二基板的表面上的接触垫，第二多个半导体裸芯，以及第二模塑料，包封所述第二半导体封装体的至少一部分；延伸穿过所述第一模塑料的表面的所述焊料球的图案与所述第二基板的表面上的接触垫的图案相匹配，所述焊料球固定到所述接触垫，以将所述第一半导体封装体联接到所述第二半导体封装体。

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，包含：第一半导体封装体，包含：第一基板，第一多个半导体裸芯，插入器层，具有固定到所述插入器层的表面的多个焊料球，以及第一模塑料，包封所述第一半导体封装体的至少一部分，所述焊料球的至少一部分延伸穿过所述第一模塑料的表面；以及第二半导体封装体，包含：第二基板，包含在所述第二基板的表面上的接触垫，第二多个半导体裸芯，以及第二模塑料，包封所述第二半导体封装体的至少一部分；延伸穿过所述第一模塑料的表面的所述焊料球的图案与所述第二基板的表面上的接触垫的图案相匹配，所述焊料球固定到所述接触垫，以将所述第一半导体封装体联接到所述第二半导体封装体。2.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述第二半导体封装体与主机装置之间的信号通信通过所述第一半导体封装体发生。3.如权利要求2所述的半导体装置，其中部分地使用连接到所述第一封装体中的第一多个半导体裸芯的第一组引线键合体，以执行从所述第二封装体中的第二多个半导体裸芯读取数据，和/或将数据写入到所述第二封装体中的第二多个半导体裸芯。4.如权利要求3所述的半导体装置，其中部分地使用所述第一封装体中不连接到所述第一封装体中的第一多个半导体裸芯的第二组引线键合体，以执行除了从所述第二封装体中的第二多个半导体裸芯读取数据或将数据写入到所述第二封装体中的第二多个半导体裸芯之外的电压的输送。5.如权利要求4所述的半导体装置，其中所述第二组引线键合体在所述插入器层和所述第一基板之间延伸。6.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一多个半导体裸芯与所述第二多个半导体裸芯在相同的分箱分类中。7.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一半导体封装体具有与所述第二半导体封装体相同的配置。8.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一半导体封装体具有与所述第二半导体封装体不同的配置。9.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述第二基板的表面上的接触垫是第一组接触垫，所述装置还包含在所述第一基板的表面上的第二组接触垫，所述第一组接触垫的图案与所述第二组接触垫的图案相匹配。10.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述第二基板的表面上的接触垫是第一组接触垫，所述装置还包含在所述第一基板的表面上的第二组接触垫，所述第一组接触垫的图案与所述第二组接触垫的图案不同。11.一种半导体装置，包含：第一半导体封装体，包含：第一基板，第一多个半导体裸芯，插入器层，具有在所述插入器层的表面中的多个接触垫，以及第一模塑料，包封所述第一半导体封装体的至少一部分，所述接触垫通过所述第一模塑料的表面暴露；以及第二半导体封装体，包含：第二基板，包含：接触垫，在所述第二基板的表面上，以及焊料球，固定到所述接触垫，第二多个半导体裸芯，以及第二模塑料，包封所述第二半导体封装体的至少一部分；所述第二基板的接触垫上的焊料球的图案与所述插入器层的表面上的接触垫的图案相匹配，所述焊料球固定到所述接触垫，以将所述第一半导体封装体联接到所述第二半导体封装体。12.如权利要求11所述的半导体装置，其中所述第二半导体封装体与主机装置之间的信号通信通过所述第一半导体封装体发生。13.如权利要求12所述的半导体装置，其中部分地使用连接到所述第一封装体中的第一多个半导体裸芯的第一组引线键合体，以执行从所述第二封装体中的第二多个半导体裸芯读取数据，和/或将数据写入到所述第二封装体中的第二多个半导体裸芯。14.如权利要求13所述的半导体装置，其中部分地使用所述第一封装体中不连接到所述第一封装体中的第一多个半导体裸芯的第二组引线键合体，以执行除了从所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱进添，H塔吉娅，
申请(专利权)人：晟碟信息科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31