具有散热座的散热增益型面对面半导体组件及制作方法技术

本发明专利技术面对面半导体组件的特征在于，将密封装置电性耦接至并叠置于散热增益型装置上，其中密封装置具有第一半导体元件，且第一半导体元件被密封材料中的一系列垂直连接件所环绕，而散热增益型装置具有第二半导体芯片，且第二半导体芯片容置于导热板的凹穴中。第一及第二半导体芯片以面对面方式，接置于第一路由电路的相反两侧，并借由第一路由电路，进一步电性连接至垂直连接件。该导热板具有散热座，以提供第二半导体芯片散热的途径。第一路由电路可对第一及第二半导体芯片提供初级的扇出路由，而垂直连接件则提供下一级连接用的电性接点。

【技术实现步骤摘要】
具有散热座的散热增益型面对面半导体组件及制作方法
本专利技术是关于一种面对面半导体组件及其制作方法，尤其涉及一种借由双路由电路使两半导体装置面对面接置一起的面对面半导体组件，且其中一装置中设有外部接触端子。
技术介绍
多媒体装置的市场趋势倾向于更迅速且更薄型化的设计需求。其中一种方法是以面对面(face-to-face)方式以互连两芯片，以使两芯片间具有最短的路由距离。由于叠置的芯片间可直接相互传输，以降低延迟，故可大幅改善组件的信号完整度，并节省额外的耗能。因此，面对面半导体组件可展现三维集成电路堆栈(3DICstacking)几乎所有的优点，且无需于堆栈芯片中形成成本高昂的硅穿孔(Through-SiliconVia)。如美国专利申请案号2014/0210107即揭露了具有面对面设置结构的堆栈式芯片组件。然，由于其底部芯片未受到保护，且底部芯片的厚度又必须比用于外部连接的焊球薄，故该组件可靠度不佳且无法实际应用上。美国专利案号8,008,121、8,519,537及8,558,395则揭露各种具有中介层的组件结构，其将中介层设于面对面设置的芯片间。虽然其无需于堆栈芯片中形成硅穿孔(TSV)，但中介层中用于提供芯片间电性路由的硅穿孔会导致制程复杂、生产良率低及高成本。此外，由于半导体芯片易于高操作温度下发生效能劣化现象，因此若面对面的堆栈式芯片未进行适当散热，则会使元件的热环境变差，导致操作时可能出现立即失效的问题。为了上述理由及以下所述的其他理由，目前亟需发展一种具新式的面对面半导体组件，以达到高封装密度、较佳信号完整度及高散热性的要求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的提供一种面对面半导体组件，其借由双路由电路，使两半导体装置面对面接置一起，以提高两半导体装置间的互连效率，进而确保该组件具有优异的电性效能。本专利技术的另一目的提供一种面对面半导体组件，其中该组件借由形成垂直连接件，以于装置中设置外部接触端子，如此便无需额外焊球环绕于组件外围边缘，进而可降低组件尺寸。本专利技术的又一目的提供一种面对面半导体组件，其将一导热板贴附至一半导体芯片，且该导热板具有一散热座及设置于该散热座上的一路由电路，因此此半导体芯片所产生的热可借由散热座直接及/或间接散逸，进而有效改善组件的热效能。依据上述及其他目的，本专利技术提供一种将密封装置电性耦接至散热增益型装置的散热增益型面对面半导体组件，其中该密封装置包含一第一半导体芯片、一第一路由电路、一系列垂直连接件及一密封材料，而该散热增益型装置包含一第二半导体芯片及一导热板。于一优选实施例中，第一半导体芯片电性耦接至第一路由电路的顶侧，并被该些垂直连接件环绕，且密封于该密封材料中；第二半导体芯片借由第一凸块电性耦接至第一路由电路的底侧，因而借由该第一路由电路而与第一半导体芯片相互面对面地电性连接；第一路由电路对第一半导体芯片及第二半导体芯片提供初级的扇出路由及最短的互连距离；导热板与容置于导热板凹穴中的第二半导体芯片热性导通，以提供第二半导体芯片散热途径。于另一形态中，本专利技术提供一种设有散热座的散热增益型面对面半导体组件，其包括：一密封装置，其包含一第一半导体芯片、一密封材料、一系列垂直连接件及一第一路由电路，该第一路由电路设置于密封材料的一第一表面，其中(i)第一半导体芯片嵌埋于密封材料中，并电性耦接至第一路由电路，且(ii)该些垂直连接件被密封材料侧向覆盖，并环绕第一半导体芯片，其中该些垂直连接件电性耦接至第一路由电路，并延伸至或延伸超过密封材料的一相反第二表面；以及一散热增益型装置，其包括一散热座、一第二路由电路及一第二半导体芯片，第二路由电路设置于散热座上，而第二半导体芯片借由一导热接触件与散热座热性导通；其中该密封装置叠置于该散热增益型装置上，且第二半导体芯片借由一系列第一凸块，电性耦接至第一路由电路，并与第一路由电路保持距离，而第二路由电路则借由一系列第二凸块，电性耦接至第一路由电路，并与第一路由垫路保持距离。于再一形态中，本专利技术提供另一种设有散热座的散热增益型面对面半导体组件，其包括：一密封装置，其包含一第一半导体芯片、一密封材料、一系列垂直连接件及一第一路由电路，该第一路由电路设置于密封材料的一第一表面，其中(i)第一半导体芯片嵌埋于密封材料中，并电性耦接至第一路由电路，且(ii)该些垂直连接件被密封材料侧向覆盖，并环绕第一半导体芯片，其中该些垂直连接件电性耦接至第一路由电路，并延伸至或延伸超过密封材料的一相反第二表面；以及一散热增益型装置，其包括一散热座及一第二半导体芯片，该第二半导体芯片借由一导热接触件与散热座热性导通，并位于该散热座的一凹穴内；其中该密封装置叠置于该散热增益型装置上，且第二半导体芯片借由一系列凸块，电性耦接至第一路由电路，并与第一路由电路保持距离。于又一形态中，本专利技术提供一种设有散热座的散热增益型面对面半导体组件制作方法，其包括下述步骤：提供一密封装置，其包含一第一半导体芯片、一密封材料、一系列垂直连接件及一第一路由电路，该第一路由电路设置于密封材料的一第一表面，其中(i)第一半导体芯片嵌埋于密封材料中，并电性耦接至第一路由电路，且(ii)该些垂直连接件环绕第一半导体芯片，并电性耦接至第一路由电路；借由位于第一路由电路处的一系列第一凸块，将一第二半导体芯片电性耦接至密封装置的第一路由电路；提供一导热板，其包含一散热座；以及将密封装置叠置于导热板上，并借由一导热接触件，使第二半导体芯片与散热座热性导通。除非特别描述或步骤间使用”接着”字词，或者是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。本专利技术的面对面半导体组件及其制作方法具有许多优点。举例来说，将第一及第二半导体芯片面对面地电性耦接至第一路由电路的两相反侧，可提供第一及第二半导体芯片间的最短互连距离。形成垂直连接件于密封材料中是特别具有优势的，其原因在于，环绕第一半导体芯片的垂直连接件可提供密封材料相反两侧间的电性连接，因此可于密封材料顶侧接置更密集的较小焊球，以供外部连接，避免使用需横跨密封装置高度的大尺寸外部焊球。此外，将第二半导体芯片插入导热板的凹穴是有利的，其原因在于，导热板的散热座可供第二半导体芯片散热，并可作为支撑平台，供密封装置叠置其上。本专利技术的上述及其他特征与优点可借由下述优选实施例的详细叙述更加清楚明了。附图说明参考随附附图，本专利技术可借由下述优选实施例的详细叙述更加清楚明了，其中：图1为本专利技术第一实施形态中，于牺牲载板上形成路由线的剖视图；图2为本专利技术第一实施形态中，图1结构上形成第一介电层及第一盲孔的剖视图；图3为本专利技术第一实施形态中，图2结构上形成第一导线的剖视图；图4为本专利技术第一实施形态中，图3结构上接置第一半导体芯片的剖视图；图5为本专利技术第一实施形态中，图4结构上接置第一焊球的剖视图；图6为本专利技术第一实施形态中，图5结构上形成密封材料的剖视图；图7为本专利技术第一实施形态中，图6结构上形成开孔的剖视图；图8为本专利技术第一实施形态中，自图7结构移除牺牲载板的剖视图；图9为本专利技术第一实施形态中，散热座的剖视图；图10为本专利技术第一实施形态中，图9结构上形成第二介电层及第二盲孔的剖视图；图11为本专利技术第一实施形态中，图10结构上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有散热座的散热增益型面对面半导体组件，其特征在于，包括：一密封装置，其包含一第一半导体芯片、一密封材料、一系列垂直连接件及一第一路由电路，该第一路由电路设置于该密封材料的一第一表面，其中(i)该第一半导体芯片嵌埋于该密封材料中，并电性耦接至该第一路由电路，且(ii)该些垂直连接件被该密封材料侧向覆盖，并环绕该第一半导体芯片，其中该些垂直连接件电性耦接至该第一路由电路，并延伸至或延伸超过该密封材料的一相反第二表面；以及一散热增益型装置，其包括一散热座、一第二路由电路及一第二半导体芯片，该第二路由电路设置于该散热座上，而该第二半导体芯片借由一导热接触件与该散热座热性导通；其中，该密封装置叠置于该散热增益型装置上，且该第二半导体芯片借由一系列第一凸块，电性耦接至该第一路由电路，并与该第一路由电路保持距离，而该第二路由电路则借由一系列第二凸块，电性耦接至该第一路由电路，并与该第一路由电路保持距离。

【技术特征摘要】
1.一种具有散热座的散热增益型面对面半导体组件，其特征在于，包括：一密封装置，其包含一第一半导体芯片、一密封材料、一系列垂直连接件及一第一路由电路，该第一路由电路设置于该密封材料的一第一表面，其中(i)该第一半导体芯片嵌埋于该密封材料中，并电性耦接至该第一路由电路，且(ii)该些垂直连接件被该密封材料侧向覆盖，并环绕该第一半导体芯片，其中该些垂直连接件电性耦接至该第一路由电路，并延伸至或延伸超过该密封材料的一相反第二表面；以及一散热增益型装置，其包括一散热座、一第二路由电路及一第二半导体芯片，该第二路由电路设置于该散热座上，而该第二半导体芯片借由一导热接触件与该散热座热性导通；其中，该密封装置叠置于该散热增益型装置上，且该第二半导体芯片借由一系列第一凸块，电性耦接至该第一路由电路，并与该第一路由电路保持距离，而该第二路由电路则借由一系列第二凸块，电性耦接至该第一路由电路，并与该第一路由电路保持距离。2.根据权利要求1所述的散热增益型面对面半导体组件，其中，该密封装置更包括一外部路由电路，其设置于该密封材料的该第二表面上，并电性耦接至该密封材料中的该些垂直连接件。3.根据权利要求1所述的散热增益型面对面半导体组件，其中，该些垂直连接件包括金属柱、焊球、导电盲孔或其组合。4.根据权利要求1所述的散热增益型面对面半导体组件，其中，该第二路由电路更电性耦接至该散热座。5.根据权利要求1所述的散热增益型面对面半导体组件，其中，该导热接触件包括混有金属粒的有机树脂或焊料。6.根据权利要求1所述的散热增益型面对面半导体组件，其中，该密封装置更包括另一散热座，其贴附至该第一半导体芯片的一非主动面上。7.根据权利要求1所述的散热增益型面对面半导体组件，更包括：一树脂，其填充于该密封装置与该散热增益型装置间的空间。8.一种具有散热座的散热增益型面对面半导体组件，其特征在于，包括：一密封装置，其包含一第一半导体芯片、一密封材料、一系列垂直连接件及一第一路由电路，该第一路由电路设置于该密封材料的一第一表面，其中(i)该第一半导体芯片嵌埋于该密封材料中，并电性耦接至该第一路由电路，且(ii)该些垂直连接件被该密封材料侧向覆盖，并环绕该第一半导体芯片，其中该些垂直连接件电性耦接至该第一路由电路，并延伸至或延伸超过该密封材料的一相反第二表面；以及一散热增益型装置，其包括一散热座及一第二半导体芯片，该第二半导体芯片借由一导热接触件与该散热座热性导通，并位于该散热座的一凹穴内；其中，该密封装置叠置于该散热增益型装置上，且该第二半导体芯片借由一系列凸块，电性耦接至该第一路由电路，并与该第一路由电路保持距离。9.根据权利要求8所述的散热增益型面对面半导体组件，其中，该密封装置更包括一外部路由电路，其设置于该密封材料的该第二表面上，并电性耦接至该密封材料中...

【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