热增强型全模制扇出模组制造技术

一种制造半导体装置的方法可以包括提供具有粘合剂的暂时载体。可将第一半导体管芯及第二半导体管芯面向上安装至暂时载体，使得第一半导体管芯的背表面和第二半导体管芯的背表面陷入粘合剂内。通过在单一步骤中包封第一半导体管芯的至少四个侧表面和有源表面、第二半导体管芯、及导电互连件的侧表面而形成嵌入式管芯面板。可以通过在嵌入式管芯面板上方形成精细间距堆积互连结构，而在没有硅中介层的情况下使得第一半导体管芯及第二半导体管芯的导电互连件互连，以形成至少一个模制核心单元。可将所述至少一个模制核心单元安装至有机多层基材。

Heat enhanced fully moulded fan out module

A method of manufacturing a semiconductor device may include providing a temporary carrier with an adhesive. The first semiconductor tube and the two semiconductor core can be mounted up to a temporary carrier so that the back surface of the first semiconductor core and the back surface of the second semiconductor core are trapped inside the adhesive. An embedded tube core panel is formed by sealing at least four side surfaces of the first semiconductor tube core and the active surface, the second semiconductor tube core, and the side surface of the conductive interconnect part in a single step. The interconnect structure of fine spacing can be formed over the embedded pipe core panel, and in the absence of a silicon medium layer, the first semiconductor core is interconnected with the conductive interconnect of the two semiconductor core to form at least one mold core unit. The at least one molded core unit can be installed to an organic multilayer substrate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热增强型全模制扇出模组相关申请的交叉引用本申请主张于2015年9月17日申请的标题为“热增强型全模制扇出模组(ThermallyEnhancedFullyMoldedFan-OutModule)”的美国临时专利No.62/219,991的权利(包括申请日期)，其公开内容通过该该引用并入本文中。
本公开涉及包括热增强型扇出模组的半导体封装及其制造方法。
技术介绍
半导体装置常见于现代电子产品中。半导体装置具有不同的电气部件数量及电气部件密度。离散半导体装置一般包括一种类型电气部件，例如，发光二极体(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器、及功率金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)。集成式半导体装置通常包括数百至数百万个电气部件。集成式半导体装置的示例包括微控制器、微处理器、电荷耦合装置(CCD)、太阳能电池、及数字微镜装置(DMD)。半导体装置执行广泛的功能，诸如信号处理、高速计算、传输及接收电磁信号、控制电子装置、将日光转变成电力、及建立用于电视显示器的视觉投影。在娱乐、通信、功率转换、网路、电脑、及消费性产品领域中可见到半导体装置。军事应用、航空、汽车、工业控制器、及办公室设备中也可见到半导体装置。在娱乐、通信、功率转换、网路、电脑、及消费性产品领域中可见到半导体装置。军事应用、航空、汽车、工业控制器、及办公室设备中也可见到半导体装置。半导体装置利用半导体材料的电性质。半导体材料的原子结构允许通过施加电场或基极电流或通过掺杂工艺来操纵其导电性。掺杂引入杂质至半导体材料中以操纵及控制半导体装置的导电性。半导体装置含有有源及无源电气结构。有源结构(包括双极性及场效晶体管)控制电流的流动。通过改变电场或基极电流的施加及掺杂的水平，晶体管促进或限制电流的流动。无源结构(包括电阻器、电容器、及电感器)建立执行各式各样电气功能所必须的电压与电流之间的关系。无源结构及有源结构电连接以形成电路，其使得半导体装置能够执行高速计算及其他实用的功能。一般使用两个复杂的制造工艺来制造半导体装置，即，前端制造及后端制造，其每一个可能涉及数百个步骤。前端制造涉及在半导体晶圆的表面上形成多个半导体管芯。每一个半导体管芯通常相同且包括通过电连接有源和无源部件而形成的电路。后端制造涉及从成品晶圆中单切个体半导体管芯及封装管芯，以提供结构支撑及环境隔离。如本文中所使用的术语“半导体管芯(semiconductordie)”指单数形式和复数形式词语两者，并且因此可指单一半导体装置及多个半导体装置两者。半导体制造的一个目标是生产更小的半导体装置。更小的装置通常消耗更少的功率、具有更高的效能，且能够更加有效地生产。另外，更小的半导体装置具有更小的占用面积，此对于更小的最终产品是所期望的。通过前端工艺的改善可以实现更小的半导体管芯大小，从而产生具有更小的、密度更高的有源和无源部件的半导体管芯。后端工艺可通过电互连与封装材料的改善而产生占用面积更小的半导体装置封装。一种以高布线密度和高热耗散集成多个半导体管芯或晶片10的方法是将具有微凸块、凸块或球体12的半导体管芯10覆晶附着于硅(Si)中介层20，且进一步将Si中介层20覆晶附着于封装或多层有机球状栅格阵列(BGA)基材30，以形成具有Si中介层20的半导体封装40。晶片10可以是个体半导体管芯或管芯条(strip)或管芯片(slice)，包括28nm现场可编程门阵列(FPGA)管芯片。Si中介层20提供多个晶片10之间的高密度布线。Si穿孔(TSV)22形成于Si中介层20中，以使电信号穿过布线层或再分布层(RDL)24及TSV22而被路由至中介层底部上的覆晶凸块或C4凸块26的阵列。布线层24是高带宽、低延时连接。进入封装基材30和从封装基材30出来的信号可被路由穿过覆晶凸块26及球状栅格阵列凸块或焊球32。在封装40组装至母板之后，散热器可附着于封装40，诸如附着于晶片10的背表面14。
技术实现思路
存在改善半导体制造的机会。因此，在一个方面中，一种制造全模制扇出模组(FMFOM)的方法可包括：提供暂时载体，该暂时载体包括布置在该暂时载体的顶表面上方的粘合剂；提供第一半导体管芯，该第一半导体管芯包括联接到第一半导体的有源表面的导电互连件；和提供第二半导体管芯，该第二半导体管芯包括联接到第二半导体管芯的有源表面的导电互连件。在封装第一半导体管芯和第二半导体管芯之前，可将第一半导体管芯及第二半导体管芯面向上安装至暂时载体，使得第一半导体管芯的背表面和第二半导体管芯的背表面陷入粘合剂内。通过在单一步骤中利用包封物封装第一半导体管芯的至少四个侧表面和有源表面、第二半导体管芯、及导电互连件的侧表面而形成嵌入式管芯面板。可以通过在嵌入式管芯面板上方形成精细间距堆积互连结构，而在没有硅中介层的情况下使得第一半导体管芯及第二半导体管芯的导电互连件互连，以形成至少一个模制核心单元。可去除暂时载体。可将所述至少一个模制核心单元安装至有机多层基材。可利用设置与散热器与模制核心单元之间的热界面材料(TIM)而将散热器联接至模制核心单元。制造FMFOM的方法可以进一步包括：在封装第一半导体管芯和第二半导体管芯之后，从粘合剂去除第一半导体管芯和第二半导体管芯，以暴露第一半导体管芯和第二半导体管芯的背表面。第一半导体管芯的背表面和第二半导体管芯的背表面从包封物偏移大于10μm的距离。可以在第一半导体管芯的和第二半导体管芯的偏移背表面上方提供TIM，并且散热器可以被联接到模制核心单元，其中TIM布置在散热器与模制核心单元之间。导电互连件可以形成为铜柱，并且还包括10-100μm的高度，并且是无焊料的。精细间距堆积互连结构可以直接接触导电互连件。精细间距堆积互连结构可以包括小于3μm的线和空间距离(lineandspacedistance)。在将所述至少一个模制核心单元安装到有机多层基材之前，可以测试所述至少一个模制核心单元的电连接性。在另一个方面中，一种制造FMFOM的方法，可以包括提供暂时载体，该暂时载体包括设置在暂时载体的顶表面上方的粘合剂。在封装第一半导体管芯和第二半导体管芯之前，可将第一半导体管芯及第二半导体管芯面向上安装至暂时载体，使得第一半导体管芯的背表面和第二半导体管芯的背表面陷入粘合剂内。通过在单一步骤中封装第一半导体管芯的至少四个侧表面和有源表面、第二半导体管芯、及导电互连件的侧表面而形成嵌入式管芯面板。可以通过在嵌入式管芯面板上方形成精细间距堆积互连结构，而在没有硅中介层的情况下使得第一半导体管芯及第二半导体管芯的导电互连件互连，以形成至少一个模制核心单元。暂时载体可以被去除并且所述至少一个模制核心单元可以被安装到多层基材。制造FMFOM的方法可以进一步包括：在封装第一半导体管芯和第二半导体管芯之前将第一半导体管芯和第二半导体管芯面向上安装到载体；和在封装第一半导体管芯和第二半导体管芯之后从载体去除第一半导体管芯和第二半导体管芯，以暴露第一半导体管芯的和第二半导体管芯的背表面。第一半导体管芯的背表面和第二半导体管芯的背表面可以从包封物偏移大于10μm的距离。可以在第一半导体管芯的和第二半导体管芯的偏移背表面上方提供TIM，并且散热器可以被联接到模制核心单元，其中TIM布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造完全模制的扇出模块(FMFOM)的方法，包括：提供暂时载体，所述暂时载体包括设置在所述暂时载体的顶表面上的粘合剂；提供第一半导体管芯，所述第一半导体管芯包括联接到所述第一半导体管芯的有源表面的导电互连件；提供第二半导体管芯，所述第二半导体管芯包括联接到所述第二半导体管芯的有源表面的导电互连件；在包封所述第一半导体管芯和第二半导体管芯之前，将所述第一半导体管芯及所述第二半导体管芯面向上安装至所述暂时载体，使得所述第一半导体管芯的背表面和所述第二半导体管芯的背表面陷入所述粘合剂内；通过在单一步骤中利用包封物包封所述第一半导体管芯的至少四个侧表面和有源表面、所述第二半导体管芯、及所述导电互连件的侧表面而形成嵌入式管芯面板；通过在嵌入式管芯面板上形成精细间距堆积互连结构，而在没有硅中介层的情况下使得第一半导体管芯的导电互连件及第二半导体管芯的导电互连件互连，以形成至少一个模制核心单元；去除所述暂时载体；将所述至少一个模制核心单元安装到有机多层基材；和利用设置在散热器与模制核心单元之间的热界面材料(TIM)而将散热器联接至模制核心单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.17 US 62/219,991;2016.09.16 US 15/268,3451.一种制造完全模制的扇出模块(FMFOM)的方法，包括：提供暂时载体，所述暂时载体包括设置在所述暂时载体的顶表面上的粘合剂；提供第一半导体管芯，所述第一半导体管芯包括联接到所述第一半导体管芯的有源表面的导电互连件；提供第二半导体管芯，所述第二半导体管芯包括联接到所述第二半导体管芯的有源表面的导电互连件；在包封所述第一半导体管芯和第二半导体管芯之前，将所述第一半导体管芯及所述第二半导体管芯面向上安装至所述暂时载体，使得所述第一半导体管芯的背表面和所述第二半导体管芯的背表面陷入所述粘合剂内；通过在单一步骤中利用包封物包封所述第一半导体管芯的至少四个侧表面和有源表面、所述第二半导体管芯、及所述导电互连件的侧表面而形成嵌入式管芯面板；通过在嵌入式管芯面板上形成精细间距堆积互连结构，而在没有硅中介层的情况下使得第一半导体管芯的导电互连件及第二半导体管芯的导电互连件互连，以形成至少一个模制核心单元；去除所述暂时载体；将所述至少一个模制核心单元安装到有机多层基材；和利用设置在散热器与模制核心单元之间的热界面材料(TIM)而将散热器联接至模制核心单元。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在包封第一半导体管芯和第二半导体管芯之后，从粘合剂去除第一半导体管芯和第二半导体管芯，以暴露第一半导体管芯的背表面和第二半导体管芯的背表面，其中第一半导体管芯的背表面和第二半导体管芯的背表面从包封物偏移大于10μm的距离。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：在第一半导体管芯的和第二半导体管芯的偏移背表面上提供TIM；和将散热器联接到模制核心单元，其中TIM布置在散热器和模制核心单元之间。4.根据权利要求1所述的方法，其中，导电互连件形成为铜柱，并且还包括10-100μm的高度，并且是无焊料的。5.根据权利要求1所述的方法，其中，精细间距堆积互连结构直接接触导电互连件。6.根据权利要求1所述的方法，其中，精细间距堆积互连结构包括小于3μm的线和空间距离。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：在将所述至少一个模制核心单元安装到有机多层基材之前，测试所述至少一个模制核心单元的电连接性。8.一种制造完全模制的扇出模块(FMFOM)的方法，包括：提供暂时载体，所述暂时载体包括设置在所述暂时载体的顶表面上的粘合剂；在包封所述第一半导体管芯和第二半导体管芯之前，将所述第一半导体管芯及所述第二半导体管芯面向上安装至所述暂时载体，使得所述第一半导体管芯的背表面和所述第二半导体管芯的背表面陷入所述粘合剂内；通过在单一步骤中包封第一半导体管芯的至少四个侧表面和有源表面、第二半导体管芯、及联接到所述第一半导体管芯和所述第二半导体管芯的导电互连件的侧表面而形成嵌入式管芯面板；通过在嵌入式管芯面板上形成精细间距堆积互连结构，而在没有硅中介层的情况下使得第一半导体管芯的导电互连件及第二半导体管芯的导电互连件互连，以形成至少一个模制核心单元；去除所...

【专利技术属性】
技术研发人员：CM斯坎伦，
申请(专利权)人：德卡技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US