用于使用结构元件来改进半导体装置中的掉落/震动弹性的方法和设备制造方法及图纸

本公开涉及用于使用结构元件来改进半导体装置中的掉落/震动弹性的方法和设备。一种半导体封装组合件包含面向印刷电路板的第二安装表面的封装衬底的第一安装表面。第一结构元件接合垫安装到所述第一安装表面。第二结构元件接合垫安装到所述第二安装表面，并且所述第一结构元件接合垫和所述第二结构元件接合垫彼此对准。结构元件通过第一焊料接头互连到所述第一结构元件接合垫且通过第二焊料接头互连到所述第二结构元件接合垫。所述结构元件在所述第一结构元件接合垫与所述第二结构元件接合垫之间延伸以在压缩力将所述第一安装表面和所述第二安装表面中的一个朝向另一个推动时吸收机械震动。推动时吸收机械震动。推动时吸收机械震动。

【技术实现步骤摘要】
用于使用结构元件来改进半导体装置中的掉落/震动弹性的方法和设备


[0001]本专利技术技术涉及半导体装置封装。更确切地说，本专利技术技术的一些实施例涉及用于改进半导体装置的弹性的技术。

技术介绍

[0002]包含存储器芯片、微处理器芯片、逻辑芯片和成像器芯片的半导体裸片通常通过将多个半导体裸片个别地或以裸片堆叠方式以栅格图案安装在衬底上而组装。组合件可用于移动装置、计算和/或汽车产品中。如果装置或产品掉落或经历突然冲击，则掉落和/或震动负载可能萌生结构中的裂纹，尤其在拐角和边缘焊料接头处。如果裂纹长度达到临界值，则可产生开路，并且组件可最终无法操作。

技术实现思路

[0003]根据本公开的方面，提供一种半导体封装组合件。半导体封装组合件包括：封装衬底的第一安装表面，其面向印刷电路板的第二安装表面；第一结构元件接合垫，其安装到第一安装表面；第二结构元件接合垫，其安装到第二安装表面，第一结构元件接合垫和第二结构元件接合垫彼此对准；以及结构元件，其通过第一焊料接头互连到第一结构元件接合垫且通过第二焊料接头互连到第二结构元件接合垫，其中结构元件在第一结构元件接合垫与第二结构元件接合垫之间延伸以在压缩力将第一安装表面和第二安装表面中的一个朝向另一个推动时吸收机械震动。
[0004]根据本公开的另一方面，提供一种组装半导体封装组合件的方法。方法包括：在第一安装表面上形成球状栅格阵列(BGA)接合垫的第一阵列；在第一安装表面上形成第一结构元件接合垫；在第二安装表面上形成BGA接合垫的第二阵列；在第二安装表面上形成第二结构元件接合垫，其中BGA接合垫的第一阵列和第二阵列彼此对准，并且第一结构元件接合垫和第二结构元件接合垫彼此对准；将焊料球互连到第一安装表面的BGA接合垫的第一阵列；将结构元件互连到第一安装表面的第一结构元件接合垫；将焊料球互连到第二安装表面的BGA接合垫的第二阵列；以及将结构元件互连到第二安装表面的第二结构元件接合垫。
[0005]根据本公开的又一方面，提供一种半导体封装组合件。半导体封装组合件包括：封装衬底的第一安装表面，其面向印刷电路板的第二安装表面；接合垫的第一阵列，其安装到第一安装表面以用于接受球状栅格阵列(BGA)的焊料球；接合垫的第二阵列，其安装到第二安装表面以用于接受BGA的焊料球，接合垫的第二阵列与接合垫的第一阵列对准；第一结构元件接合垫和第二结构元件接合垫，所述第一结构元件接合垫和所述第二结构元件接合垫安装到第一安装表面，第一结构元件接合垫和第二结构元件接合垫位于第一安装表面的第一拐角和第二拐角中在接合垫的第一阵列与第一安装表面的外边缘之间；第三结构元件接合垫和第四结构元件接合垫，所述第三结构元件接合垫和所述第四结构元件接合垫安装到第二安装表面，第三结构元件接合垫和第四结构元件接合垫分别与第一结构元件接合垫和
第二结构元件接合垫对准；第一结构元件，其与第一结构元件接合垫和第三结构元件接合垫互连；以及第二结构元件，其与第二结构元件接合垫和第四结构元件接合垫互连。
附图说明
[0006]参考以下图式可更好地理解本专利技术技术的许多方面。图式中的组件不一定按比例绘制。实际上，重点在于说明本专利技术技术的原理。
[0007]图1是根据本专利技术技术的半导体装置组合件的横截面视图，所述半导体装置组合件具有连接到印刷电路板的半导体装置，其中结构元件互连在所述半导体装置与所述印刷电路板之间。
[0008]图2A
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2C是根据本专利技术技术的安装到衬底的底部表面的结构元件的自上向下视图。
[0009]图3A
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3E是根据本专利技术技术的安装到衬底的底部表面的细长结构元件的自上向下视图。
[0010]图4A
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4H展示根据本专利技术技术的使用图2A
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2C和3A
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3E的结构元件中的一或多个的组装过程的横截面视图。
[0011]图5是根据本专利技术技术的用于组装并入结构元件中的一或多个的半导体装置和印刷电路板的方法的流程图。
[0012]图6是展示包含根据本专利技术技术的实施例配置的半导体装置组合件的系统的示意图。
具体实施方式
[0013]下文描述半导体装置的若干实施例的具体细节，其包含用于减少可在半导体装置与印刷电路板(PCB)之间的焊料球连接处发生的界面开裂的方法和设备。在一些实施例中，在装置或组合件掉落或以其它方式经历冲击时，可能通过“掉落和/或震动”诱发界面开裂。掉落和震动是通过焊料球中的拉伸或法向应力驱动。本专利技术技术的一或多个结构元件的并入可提供保护至少接近半导体装置的拐角和边缘的区域的技术优点，尤其是对于关键功能引脚。结构元件是硬性的，并且吸收环境震动(例如，机械、温度等)中的至少一些且缓解焊料球接头的应力。
[0014]结构元件的使用的优点和益处包含实施特征的低成本，所述特征也易于集成到当前过程流程中。通过实施如下文所论述的一或多个结构元件，增加焊料接头可靠性和良率，同时降低半导体封装的早期失效。并入结构元件还可产生用于例如汽车和服务器应用等高热应力应用的稳固封装结构。
[0015]一些实施例的另一优点是能够实施不同形状的结构元件以增强保护。多个结构元件可分组或群集在一起以提供更稳固保护，并且在一些情况下，多个结构元件可共享单个接合垫。结构元件可由一或多种金属制成，例如单个铜线、多个铜线或圆柱形的结构(铜、铝等)、沿着安装表面的外边缘延伸的壁，和/或延伸到球状栅格阵列中或定位在球状栅格阵列内的壁。可使用单个结构元件，或可使用多个结构元件来提供所要震动保护。
[0016]本文中公开许多具体细节以提供本专利技术技术的实施例的详尽且有用的描述。然而，所属领域的技术人员将理解，所述技术可具有额外实施例，并且所述技术可在没有下文
参考图1
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6所描述的实施例的若干细节的情况下实践。举例来说，已省略所属领域中众所周知的半导体装置和/或封装的一些细节，以免使本专利技术技术模糊不清。一般来说，应理解，除了本文中所公开的那些具体实施例之外的各种其它装置和系统可在本专利技术技术的范围内。
[0017]如本文中所使用，术语“竖直”、“横向”、“上部”、“下部”、“上方”和“下方”、“顶部”和“底部”可指半导体装置中的特征鉴于图中所展示的定向的相对方向或位置。举例来说，“上部”或“最上部”或“顶部”可指定位成比另一特征更接近页面顶部的特征。然而，这些术语应广泛地理解为包含具有其它定向的半导体装置，所述定向例如倒置或倾斜定向，其中顶部/底部、之上/之下、上方/下方、向上/向下，以及左侧/右侧可取决于定向而互换。
[0018]图1说明本专利技术技术的实施例的概述，而图2
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5说明本专利技术技术的各种替代实施例的另外细节。类似参考数字在图1
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4中涉及类似组件和特征。本专利技术技术解决由于机械冲击和/或温度波动而引起的焊料接头上的应力的技术问题，这可导致拐角和/或边缘接头以及半导体封装界面内部的其它位置处的裂纹萌生。包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装组合件，其包括：封装衬底的第一安装表面，其面向印刷电路板的第二安装表面；第一结构元件接合垫，其安装到所述第一安装表面；第二结构元件接合垫，其安装到所述第二安装表面，所述第一结构元件接合垫和所述第二结构元件接合垫彼此对准；以及结构元件，其通过第一焊料接头互连到所述第一结构元件接合垫且通过第二焊料接头互连到所述第二结构元件接合垫，其中所述结构元件在所述第一结构元件接合垫与所述第二结构元件接合垫之间延伸以在压缩力将所述第一安装表面和所述第二安装表面中的一个朝向另一个推动时吸收机械震动。2.根据权利要求1所述的半导体封装组合件，其中所述第一结构元件接合垫接近所述第一安装表面的第一拐角定位，并且所述第二结构元件接合垫接近所述第二安装表面的对应拐角定位。3.根据权利要求2所述的半导体封装组合件，其进一步包括安装到所述第一安装表面以用于接受焊料球的球状栅格阵列BGA接合垫的阵列，其中所述第一结构元件接合垫位于BGA接合垫的所述阵列的周边与所述第一安装表面的外边缘之间。4.根据权利要求1所述的半导体封装组合件，其进一步包括安装到所述第一安装表面以用于接受焊料球的BGA接合垫的阵列，其中BGA接合垫的所述阵列中的所述接合垫中的至少一个与所述第一结构元件接合垫相比更接近所述第一安装表面的外边缘定位。5.根据权利要求1所述的半导体封装组合件，其中所述结构元件是金属。6.根据权利要求1所述的半导体封装组合件，其中所述结构元件包含铜和铝中的至少一种。7.根据权利要求1所述的半导体封装组合件，其中所述第一结构元件接合垫和所述第二结构元件接合垫被电隔离。8.根据权利要求1所述的半导体封装组合件，其中所述结构元件是铜线。9.根据权利要求1所述的半导体封装组合件，其中所述结构元件具有非均匀形状，并且其中所述第一结构元件接合垫和所述第二结构元件接合垫的形状反映所述非均匀形状。10.根据权利要求1所述的半导体封装组合件，其中所述结构元件具有横向延伸接近所述第一安装表面的第一侧的非均匀形状。11.根据权利要求1所述的半导体封装组合件，其进一步包括在所述第一结构元件接合垫与所述第二结构元件接合垫之间互连的第二结构元件。12.一种组装半导体封装组合件的方法，所述方法包括：在第一安装表面上形成球状栅格阵列BGA接合垫的第一阵列；在所述第一安装表面上形成第一结构元件接合垫；在第二安装表面上形成BGA接合垫的第二阵列；在所述第二安装表面上形成第二结构元件接合垫，其中BGA接合垫的所述第一阵列和所述第二阵列彼此对准，并且所述第一结构元件接合垫和所述第二结构元件接合垫彼此对准；将焊料球互连到所述第一安装表面的BGA接合垫的所述第一阵列；将结构元件互连到所述第一安装表面的所述第一结构元件接合垫；
将所述焊料球互连到所述第二安装表面的BGA接合垫的所述第二阵列；以及将所述结构元件互连到所述第二安装表面的所述第二结构元件接合垫。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一结构元件接合垫和所述第二结构元件接合垫、所述结构元件、所述BGA接合垫以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：