提供了通过使用中介层和非流动型底部填充(NUF)层形成堆叠封装(PoP)封装件的机制。插入框架改进了封装件的形状因数，能够减小接合结构的间距。通过利用用于接合的半导体管芯的连接件上的热量和插入框架的连接件上的热量，NUF层使半导体管芯和插入框架能够接合至衬底。由半导体管芯和插入框架提供的热量还将NUF层转换成底部填充。通过使用插入框架和NUF层形成的PoP结构提高了产率并具有更好的可靠性性能。本发明专利技术提供了用于具有插入框架的封装件的非流动型底部填充。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体封装件及其形成方法，具体而言，本专利技术涉及堆叠封装结构及其形成方法。
技术介绍
半导体器件用于各种电子应用，比如个人计算机、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过在半导体衬底上方相继沉积绝缘材料层或介电材料层、导电材料层和半导体材料层，并采用光刻图案化各种材料层以在其上形成电路部件和元件来制造半导体器件。半导体产业通过不断地减小最小部件尺寸，进而不断地改进各种电子部件(例如，晶体管、二极管、电阻 器、电容器等)的集成密度，从而能够将更多元件集成到给定区域上。在一些应用中，这些更小的电子部件也需要比过去的封装件更小的且利用更少面积的封装件。因此,开始开发新的封装技术，比如晶圆级封装(WLP)和堆叠封装(package onpackage, PoP)。用于半导体的这些相对新型的封装技术面临制造挑战。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种形成堆叠封装结构的方法，所述方法包括:提供衬底，其中所述衬底具有多个第一凸块和多个第二凸块，其中所述多个第二凸块围绕所述多个第一凸块；在所述衬底上方施加非流动型底部填充(NUF)层；利用半导体管芯供应的热量将所述半导体管芯接合至所述衬底上的多个第一凸块；以及利用插入框架供应的热量将所述插入框架接合至所述衬底上的多个第二凸块，其中，所述插入框架围绕所述半导体管芯，其中所述半导体管芯设置在所述插入框架的开口中。在上述方法中，其中，所述NUF层包括聚烯烃、聚酯、聚碳酸酯或它们的组合。在上述方法中，其中，所述NUF层的厚度在约20 μ m至约120 μ m的范围内。在上述方法中，其中，包括:在所述半导体管芯和所述插入框架的上方设置封装管芯，其中，所述封装管芯具有与所述插入框架的多个衬底通孔(TSH)对准的多个凸块；以及实施回流工艺以使得所述衬底的多个第二凸块和所述封装管芯的多个凸块填充所述多个TSH。在上述方法中，其中，利用所述半导体管芯供应的热量将所述半导体管芯接合至所述衬底上的多个第一凸块包括:使用管芯夹持件拾取所述半导体管芯，其中所述管芯夹持件提供热量用于接合所述半导体管芯和所述衬底上的多个第一凸块；将所述半导体管芯按压在所述NUF层和所述衬底上，其中，所述半导体管芯上的多个凸块推开围绕所述多个第一凸块的NUF层以接触所述衬底上的所述多个第一凸块；以及利用所述半导体管芯提供的热量将所述半导体管芯的多个凸块接合至所述多个第一凸块。在上述方法中，其中，利用所述半导体管芯供应的热量将所述半导体管芯接合至所述衬底上的多个第一凸块进一步包括:使所述半导体管芯的多个凸块与所述多个第一凸块对准。在上述方法中，其中，利用所述插入框架供应的热量将所述插入框架接合至所述衬底上的多个第二凸块包括:用框架夹持件拾取所述插入框架，其中，所述框架夹持件提供热量用于接合所述插入框架与所述衬底上的多个第二凸块；以及将所述插入框架按压在所述NUF层和所述衬底上，其中，所述插入框架上的多个衬底通孔(TSH)推开围绕所述多个第二凸块的所述NUF层以接触所述衬底上的多个第二凸块；以及利用所述插入框架提供的热量将所述插入框架的TSH接合至所述多个第二凸块。在上述方法中，其中，利用所述插入框架供应的热量将所述插入框架接合至所述衬底上的多个第二凸块包括:使所述插入框架上的多个TSH与所述衬底上的多个第二凸块对准。 在上述方法中，其中，如果接合是无铅接合，所述半导体管芯的多个凸块的温度升高至约230°C至约260°C的范围内，然而如果接合是共晶接合，所述半导体管芯的多个凸块的温度升高至约200°C至约230°C的范围内。在上述方法中，其中，如果所述接合是无铅接合，所述插入框架的TSH的温度升高至约230°C至约260°C的范围内，然而如果所述接合是共晶接合，所述插入框架的TSH的温度升高至约200°C至约230°C的范围内。在上述方法中，其中，所述NUF层是胶并施加在所述衬底的表面上。在上述方法中，其中，所述NUF层是液体形式，并且通过喷射施加在所述衬底上方。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种形成堆叠封装结构的方法，所述方法包括:提供衬底，其中所述衬底具有多个第一凸块和多个第二凸块，其中所述多个第二凸块围绕所述多个第一凸块；在所述衬底上方施加非流动型底部填充(NUF)层；利用半导体管芯供应的热量将所述半导体管芯接合至所述衬底上的多个第一凸块；利用插入框架供应的热量将所述插入框架接合至所述衬底上的多个第二凸块，其中，所述插入框架围绕所述半导体管芯，所述半导体管芯设置在所述插入框架的开口中；在所述半导体管芯和所述插入框架上方设置封装管芯，其中，所述封装管芯具有与所述插入框架的多个TSH对准的多个凸块；以及实施回流工艺以使得所述衬底的多个第二凸块的焊料和所述封装管芯的多个凸块的焊料填充多个衬底通孔(TSH)。根据本专利技术的又一方面，还提供了一种半导体封装件，包括:衬底，具有多个第一凸块和多个第二凸块；插入框架，其中，所述插入框架包括多个衬底通孔(TSH)和在其中限定的开口 ；半导体管芯，接合至所述衬底的多个第一凸块并设置在所述插入框架内的开口中，其中，所述衬底的多个第二凸块与所述多个TSH对准并接合至所述多个TSH;以及非流动型底部填充(NUF)层，夹置在所述半导体管芯、所述插入框架和所述衬底之间，其中，所述NUF层填充所述半导体管芯和所述衬底之间的间隔，并且所述NUF层还填充所述插入框架和所述衬底之间的间隔。在上述半导体封装件中，其中，所述NUF层的厚度在约20 iim至约120iim的范围内。在上述半导体封装件中，其中，所述NUF层包括聚烯烃、聚酯、聚碳酸酯或它们的组合。在上述半导体封装件中，其中，所述NUF层包含热固性聚合物和填料。在上述半导体封装件中，其中，所述NUF层的热膨胀系数(CTE)在约3ppm/°C至约50ppm/°C的范围内。在上述半导体封装件中，进一步包括:具有多个凸块的封装管芯，其中，所述封装管芯的多个凸块接合至所述衬底的多个第二凸块，其中，所述多个TSH被来自所述衬底的多个凸块的焊料材料和来自所述封装管芯的多个凸块的焊料材料填充。在上述半导体封装件中，其中，所述多个TSH的侧壁衬有导电层。 在上述半导体封装件中，其中，所述多个TSH中的每一个的端部都被所述导电层覆盖。附图说明为了更充分地理解本专利技术及其一些优点，现在参考结合附图所进行的以下描述，其中:图1A是根据一些实施例的采用堆叠封装(PoP)技术的包括接合至另一封装件的封装件的封装件(也被称为“PoP封装件”)的透视图，其中另一封装件进一步接合至衬底。图1B是根据一些实施例的沿着线P-P截取的图1A的PoP封装件的一部分的截面图。图2是根据一些实施例的PoP封装件的分解视图。图3A是根据一些实施例的插入框架的截面图。图3B是根据一些实施例的图3A的插入框架的俯视图。图3C是根据一些实施例的衬底通孔(TSH)的截面图。图4A至图4D是根据一些实施例的在各个制造阶段的PoP封装结构的截面图。除非另有说明，不同附图中的相应数字和符号通常是指相应的部分。绘制附图用于清楚地示出实施例的相关方面而不必按比例绘制。具体实施方式在下面详细论述本专利技术实施例的制造和使用。然而，应该理解，本专利技术提供了许多本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种形成堆叠封装结构的方法，所述方法包括：提供衬底，其中所述衬底具有多个第一凸块和多个第二凸块，其中所述多个第二凸块围绕所述多个第一凸块；在所述衬底上方施加非流动型底部填充(NUF)层；利用半导体管芯供应的热量将所述半导体管芯接合至所述衬底上的多个第一凸块；以及利用插入框架供应的热量将所述插入框架接合至所述衬底上的多个第二凸块，其中，所述插入框架围绕所述半导体管芯，其中所述半导体管芯设置在所述插入框架的开口中。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊毅，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。