具有半导体部件的层叠装置的组件制造方法及图纸

本公开涉及一种具有半导体部件的层叠装置的组件，还涉及一种用于形成组件的方法，所述组件包括层叠在彼此之上的、具有半导体部件的第一装置和第二装置，所述半导体部件包括相对的导电球，所述方法包括步骤：a)在所述第一装置上形成至少一个树脂图形，所述树脂图形具有框架或者框架的一部分的形状，所述树脂图形以小于或者等于球的直径的一半的非零距离靠近至少一些所述导电球，并且所述树脂图形的高度大于球的高度；以及b)通过使用所述至少一个图形将所述第二装置的球引导朝向所述第一装置的对应的球，将所述第二装置键合至所述第一装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于形成组件的方法，该组件包括相互层叠的、具有半导体部件的第一装置和第二装置，该半导体部件包含相对的导电球。本专利技术也涉及这种组件。
技术介绍
图I是示意性地显示了组件的截面图，组件包括层叠的、具有半导体部件的第一装置和第二装置，分别为装置I (下层装置)和装置2 (上层装置)。装置I和装置2每个均包括密封在封装体中的半导体芯片，分别为半导体芯片3和半导体芯片4。芯片3和芯片4的每个均由例如由硅制成的半导体衬底形成。通常减薄这些衬底以使得芯片厚度不超过100 ii m至200 ii m之间。在本领域中，这些组件在本领域中通常命名为PoP，“封装体上封装体”。作为示例，下层芯片3包括微处理器，而上层芯片4包括微处理器可以访问的存储器 组件。装置I的封装体包括支撑晶片5，芯片3组装在支撑芯片5的上表面上。晶片5在顶视图中具有比芯片3大的多的表面积。晶片5旨在支撑允许将芯片3连接至上层装置2的导电球。晶片5通常由有机材料制成，并且可以包括(例如由铜制成的)各种金属化层。上层包括接触区域(具体地，旨在接收导电球)。在晶片5的上表面上附接有旨在提供至上层装置2的连接的球7。在顶视图中，球7布置在围绕芯片3的环中。在该示例中，球9进一步附接至晶片5的下表面，并且旨在提供至外部装置(未示出)的连接，外部装置例如为印刷电路板。芯片3借由例如由金制成的接触导线11而连接至晶片5的接触区域。芯片3的上表面和侧表面、以及接触导线11埋设在形成装置I的封装体的上层部分的保护树脂13中。树脂13与芯片3 —起形成在导电球7之间的位于晶片5的中心部分上的岛。上层装置2的封装体类似于装置I的封装体。上层装置2的封装体包括，在下部中的支撑晶片15以及在上部中的保护树脂17,芯片4组装在支撑晶片15的上表面上，芯片4的上表面和侧表面以及提供芯片4至晶片15的连接的接触导线埋设在保护树脂17中。在晶片15的下表面侧，晶片15包括金属接触区域，金属接触区域旨在连接至提供至装置I的连接的导电球7。应当注意到，仅可以在球7的高度Hb大于由树脂13和芯片3形成的中心岛的高度Hr时，才可以实现这种组件。当期望增加单位表面积的球7的数目(以增加装置I和装置2之间的连接的数目，而不增加支撑晶片5和支撑晶片15的表面积)时，这成为了这种类型的组件的限制。确实，为了增加单位表面积的球的数目，必需减小球直径，并且相应地减小高度ffi。单位表面积的球7的数目因此受限于中心岛的高度Hr。可以通过在芯片3和晶片5之间提供表面组件(倒装芯片)来稍微减小高度Hr。在这种情况中，不是通过导电线而是通过布置在芯片3之下的球或接触焊垫来将芯片3连接至晶片5。因此可以去掉保护树脂13 (在图I的示例中必须要用保护树脂13来保护导线11)，并且因此减小高度Hr。然而，实际上，包含芯片3的中心岛的高度Hr至少为250 iim至300 iim。鉴于在组装期间球7部分地变形的事实，不可以使用直径低于从350 ii m至450 u m的球，对应于球间步长(从中心至中心)为650iim左右。图2A至图2F是示意性地显示了被提供以允许使用较小直径的导电球的组装方法的示例的步骤的截面图。图2A图示了装置1，其对应于图I的下层装置I。如前所述，装置I包括密封在封装体中的半导体芯片3。装置I的封装体包括，在其下部中的支撑晶片5以及在其上部中的保护树脂13，支撑晶片5具有组装在其上表面上的芯片3，芯片3的上表面和侧表面以及提供芯片3至晶片5的连接的导线11埋设在保护树脂13中。在该组装方法的开始步骤中，将导电球7附接至晶片5的上表面的接触区域，该接触区域环绕由芯片3和树脂13形成的中心岛。图2B图示了在其期间装置I的整个上表面上形成高度大于球7的高度的树脂层 21的步骤。在该步骤结束时，球7嵌入在层21中，并且因此不再可从装置I的上表面连通。图2C图示了在其期间通过激光刻蚀在球7的前面的树脂层21中形成开口以清扫至球7的上部的通路的步骤。图2D图示了在其期间将对应于图I的上层装置2的装置2键合至装置I的步骤。如前所述，装置2包括密封在封装体中的半导体芯片4。装置2的封装体包括，在其下部中的支撑晶片15以及在其上部中的保护树脂17，支撑晶片15具有组装在其上表面上的芯片4，芯片4的上表面和侧表面以及提供芯片4至晶片15的连接的导线埋设在保护树脂17中。在将装置2键合至装置I之前，将导电球7’附接至晶片15的下表面，并且导电球7’旨在与下层装置I的球7接触。在步骤2C处形成在树脂层21中的空腔允许在键合期间相对于球7适当地引导并且对准球7’。图2E图示了在将装置2键合至装置I之后并且在组件被加热以将球7’焊接至球7之后的最终组件。应当注意到，球9可以附接至装置I的晶片5的下表面，以提供至例如为印刷电路板的外部装置(未示出)的连接。在图2A至图2E中所示的方法，相对于关于图I描述的类型的组件，可以增加装置I和装置2之间的单位表面积的连接数目。在图2E的组件中，装置I和装置2包括相互焊接的相对的导电球。因此，对于给定的球直径而言，支撑晶片5的上表面与支撑晶片15的下表面之间的可用的高度Hb近似为关于图I描述的类型组件的两倍。因此，对于给定的包含芯片3的中心岛的高度Hr而言，可以减小球直径，并且因此相对于关于图I描述的类型的组件减小球间步长。作为示例，关于图2A至图2E描述的组装方法允许中心岛高度Hr近似从250 ii m至300 u m范围使用具有直径从200 y m至250 u m的球、而球间步长近似从400 u m至500 u m范围内。然而，该方法的缺点在于，需要通过树脂层21的激光刻蚀在导电球7的前面形成开口的漫长且昂贵的步骤(图2C)。此外，在已形成这些开口之后，需要提供清洁步骤，以避免树脂21的残留物阻止在球7和V之间的接触的形成。尽管利用这些清洁步骤，仍然可能凑巧未移除树脂残留物，这不利地影响了球7和V之间的电接触的质量。
技术实现思路
因此，一个实施例的目的在于提供一种形成组件的方法，该组件包括层叠在彼此之上的、具有半导体部件的第一装置和第二装置，该半导体部件包括相对的导电球，该方法克服了现有解决方案的至少某些缺点。一个实施例的目的在于提供这样一种方法，其无需提供在其中埋设有的导电球的树脂层中形成局部开口的步骤。一个实施例的目的在于提供这样一种方法，其允许相对于现有方法改进第一装置和第二装置之间的电接触的质量。一个实施例的目的在于提供一种组件，其包括层叠在彼此之上的具有半导体部件的第一装置和第二装置。因此，一个实施例提供了一种用于形成组件的方法，该组件包括层叠在彼此之上的、具有半导体部件的第一装置和第二装置，该半导体部件包含相对的导电球，该方法包括以下步骤a)在第一装置上形成至少一个具有框架或者框架的一部分的形状的树脂图形，该树脂图形以小于或者等于球直径的一半的非零距离靠近至少一些导电球，并且树脂图形的高度大于球高度；以及b)通过使用所述至少一个图形将第二装置的球引导朝向第一装置的对应的球，将第二装置键合至第一装置。依照本专利技术的一个实施例，所述至少一个图形具有围绕第一装置的所有球的框架的形状。依照本专利技术的一个实施例，所述框架包括，在其内部边缘的锯齿状物，在顶视图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成组件的方法，所述组件包括层叠在彼此之上的、具有半导体部件的第一装置(1)和第二装置(2)，所述半导体部件包括相对的导电球(7，7’)，所述方法包括以下步骤：a)在所述第一装置(1)上形成至少一个树脂图形(31)，所述树脂图形具有框架或者框架的一部分的形状，所述树脂图形以小于或者等于所述球的直径的一半的非零距离靠近至少一些所述导电球(7)，并且所述树脂图形的高度大于所述球的高度；以及b)通过使用所述至少一个图形(31)将所述第二装置的球(7’)引导朝向所述第一装置的对应的球(7)，将所述第二装置(2)键合至所述第一装置(1)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·维蒂，
申请(专利权)人：意法半导体格勒诺布尔二公司，
类型：发明
国别省市：