半导体装置的制作方法

本发明关于一种半导体装置。

背景技术：

各种半导体封装，例如囊封在模制化合物中的半导体封装，生产起来不必要地昂贵并且在囊封过程期间会遇到制造缺陷。所属领域的技术人员通过参看图式比较常规方法与本公开其余部分中阐述的本发明的方法和系统的一些态样，将容易明白常规囊封半导体封装及其制造方法的局限性和缺点。

技术实现要素：

本公开的各种态样提供囊封半导体封装及其生产方法。作为非限制性实例，可以通过部分切块晶片、模制部分切块的晶片和完全切块模制的并且部分切块的晶片，借此生产半导体封装。

更具体地说，在一个实施例中，一种半导体装置，所述半导体装置包括半导体裸片以及囊封物，其包围所述半导体裸片的至少所述侧表面，所述半导体裸片包括作用表面；与所述作用表面相对的非作用表面；多个侧表面，其在所述作用表面与所述非作用表面之间延伸；以及突片，其从所述多个侧表面中的第一侧表面延伸，其中所述突片的端面从所述囊封物中露出。所述突片围绕在所述第一侧表面上。所述突片的端面与所述囊封物的侧表面共面。所述突片包括与所述半导体裸片的所述第一侧表面相同的高度。所述囊封物覆盖所述半导体裸片的所述非作用表面和所述突片的顶表面。所述囊封物包括环氧模制化合物。所述囊封物从所述半导体裸片的所述多个侧表面向外横向地延伸不超过25um。所述半导体装置，其包括第二突片，所述第二突片从所述第一侧表面延伸，其中所述第二突片的端面从所述囊封物中露出。

在另一实施例中，一种半导体装置，其包括半导体裸片以及囊封物，其包围所述半导体裸片的至少所述侧表面，所述半导体裸片包括作用表面；与所述作用表面相对的非作用表面；多个侧表面，其在所述作用表面与所述非作用表面之间延伸；以及多个突片，每一个所述突片从所述多个侧表面中的个别对应的侧表面延伸，其中每一个所述突片的端面从所述囊封物中露出。每一个所述突片的端面与所述囊封物的个别对应的侧表面共面。所述囊封物覆盖所述半导体裸片的所述非作用表面和每一个所述突片的顶表面。所述半导体装置包括第二多个突片，所述第二多个突片的每一个从所述多个侧表面中的个别对应的侧表面延伸，其中所述第二多个突片的每一个的端面从所述囊封物中露出。

附图说明

图1示出了根据本公开的各种态样的制造半导体封装的实例方法的流程图。

图2A-图2D示出了说明根据本公开的各种方面的图1的实例方法的各种态样的图式。

图3A-图3C示出了说明根据本公开的各种态样的实例半导体封装的侧视图、透视图和分解视图的图式。

具体实施方式

如本文中所使用，“和/或”意味着由“和/或”联结的列表中的项目中的任何一个或多个。作为实例，“x和/或y”意指三元素集合{(x),(y),(x,y)}中的任何元素。也就是说，“x和/或y”意指“x和y中的一个或两个”。作为另一实例，“x、y和/或z”意指七元素集合{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何元素。也就是说，“x、y和/或z”意指“x、y及z中的一或多个”。如本文所用，术语“例如”和“举例而言”划出一或多个非限制性实例、例子或示例的列表。

本文中所使用的术语仅出于描述特定实例的目的，且并不希望限制本公开。如本文中所使用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式也意图包含复数形式。将进一步理解，术语“包括”、“包含”、“具有”等等当在本说明书中使用时，表示所陈述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。

将理解，虽然术语第一、第二等可在本文中用以描述各种元件，但这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用以将一个元件与另一元件区分开来。因此，例如，在不脱离本公开的教示的情况下，下文论述的第一元件、第一组件或第一部分可被称为第二元件、第二组件或第二部分。类似地，例如“上部”、“下部”、“侧面”、“顶部”、“底部”等的各种空间术语可用于以相对方式将一个元件与另一元件区分开来。然而，应理解，组件可以不同方式定向，例如，在不脱离本公开的教示的情况下，半导体装置可以侧向转动使得其“顶”表面水平地朝向且其“侧”表面垂直地朝向。

在生产模制半导体封装的实例方法中，将晶片完全切块。接着将单独的裸片分别拾取和放置在载体上。当裸片固持在载体上的合适位置时，模制裸片。接着将模制的裸片再次单分以形成单个封装。此过程包含各种改进机会。举例来说，裸片拾取和放置过程是低效并且昂贵的。另外，在模制期间，单个裸片可能会在载体上移位，从而导致有缺陷的封装。本公开的各种态样提供模制半导体封装及其生产方法，其能得到更低的生产成本、更快的生产时间和更低数目的有缺陷的封装。

图1示出了根据本公开的各种态样的制造半导体封装的实例方法100的流程图。实例封装可以例如包括晶片级芯片规模封装，但本公开的范围不限于此。

实例方法100可以在框105处开始执行。实例方法100可以响应于任何各种原因或条件而开始执行，在此提供所述各种原因或条件的非限制性实例。举例来说，实例方法100可以响应于指示半导体裸片的晶片准备好被封装和/或在其去往实施方法100的平台的路途上或路途的一部分上的上游过程而开始执行。另外，举例来说，实例方法100可以响应于方法100的执行流程返回到来自方法100的另一框的框105而开始执行。总的来说，实例方法100可以响应于任何多种原因或条件而开始执行。因此，本公开的范围不应受到任何特定原因或条件的特性的限制。

实例方法100可以在框110处包括接收半导体裸片的晶片。框110可以包括以任何各种方式接收晶片，在此提供所述各种方式的非限制性实例。举例来说，框110可包括从操作者接收晶片。而且，举例来说，框110可包括从自动操控系统接收晶片(例如，无需直接操作者交互)。另外，举例来说，框110可包括在行进或传送紧固件等上作为单独的零件接收原始晶片。总的来说，框110可包括接收半导体裸片的晶片。因此，本公开的范围不应受到接收此晶片的任何特定方式的特性的限制。

虽然本公开总体上涉及半导体裸片的晶片(例如硅晶片等)，但是本公开的各种态样的范围不限于此。举例来说，可以作为面板、晶片的部分等接收半导体裸片。并且，接收到的晶片可包括任何多种特征，例如在后端晶片制造过程中添加到晶片的特征、通过先前半导体器件封装过程添加的特征等。举例来说，晶片可仅包括裸片，晶片可包括形成于其上(例如在晶片的作用侧上)的各种电介质层和/或传导层(例如再分布层)，接收到的晶片可具有形成于其上(例如在晶片的作用侧上)的互连特征(例如衬垫、凸台、凸块等)，接收到的晶片可包括形成于其中的穿硅通孔等。因此，本公开的范围不应受到接收到的半导体裸片的晶片或面板的特定特性的限制。

实例方法100可以在框120处包括固定接收到的晶片(例如在框110处接收到的晶片)。框120可以包括以任何各种方式固定接收到的晶片，在此提供所述各种方式的非限制性实例。举例来说，框120可包括将接收到的晶片附着到胶带(例如热释放胶带、紫外辐射释放胶带等)，胶带安置于载体上。举例来说，可以将接收到的晶片的作用侧放置成与释放胶带接触。而且举例来说，框120可包括将接收到的晶片附着到粘合膏或液体，其例如涂布在载体上或者放置在载体上。应注意，必要时可以执行粘合固化。另外，举例来说，框120可包括利用真空和/或机械机构固定晶片等。

晶片固定至的载体可包括多种特性中的任何特性。举例来说，载体可包括金属载体、玻璃载体、陶瓷载体等。载体可以例如包括与后续切块、模制或一般封装形成操作中利用的对应的紧固特征或设备配合的特征。

图2A处示出了框120的实例图示220。举例来说，晶片224的作用侧放置在粘合剂层222(例如热释放胶带等)上。总的来说，晶片224将覆盖粘合剂222，图2A中出于说明性目的将粘合剂222露出。

总的来说，框120可包括以任何各种方式固定接收到的晶片。因此，本公开的范围不应受到用于固定晶片的任何特定方式和/或机构的特性的限制。

实例方法100可以在框130处包括将被固定的晶片(例如如在框120处被固定)切块。框130可以包括以任何各种方式将晶片切块，在此提供所述各种方式的非限制性实例。

举例来说，框130可包括仅仅将晶片部分地切块(或单分)。在实例实施方案中，框130可包括沿着单分线的第一部分完全切割或蚀刻穿过晶片，以及阻止沿着单分线的第二部分完全切割或蚀刻穿过晶片(或者阻止对晶片进行任何切割或蚀刻)。图2B提供从框130产生的部分切块晶片的实例图示230。

图示230示出了晶片的第一裸片231，其用第二连接件233(或连接部件)连接到第二裸片232。此连接件233可以例如对应于单分线的未切割(或非完全切割、或未蚀刻、或未完全蚀刻等)部分。第二连接件233可以例如包括与第一裸片231相同或者可以更短的高度(或厚度)。而且，举例来说，连接件233可具有多种长度特性中的任何长度特性。举例来说，在实例实施方案中，连接件233可以在第一裸片231与第二裸片232之间是140um长(例如+/-5％或+/-10％)或更小。换句话说，单分线的切割(或蚀刻)部分的宽度可以是140um宽(例如+/-5％或+/-10％)或更小。连接件233还可例如具有多种宽度特性中的任何宽度特性。举例来说，连接件233的宽度总体上可以与其高度相同。而且，举例来说，连接件233的宽度可以小于其高度。

虽然连接件233总体上示出为从第一裸片231的侧表面的中间延伸到第二裸片232的侧表面的中间，但是连接件233可以位于任何多种位置。举例来说，连接件233可以从裸片231和232的中心偏移。而且，举例来说，连接件233可以形成在裸片231和232的邻近角等。另外，虽然第一裸片231与第二裸片232之间仅仅示出单个实例连接件233，但是第一裸片231与第二裸片232之间(或任何邻近裸片之间)可存在多个这样的连接件。在另一实例实施方案中，可存在将对角线裸片彼此连接的连接件，例如作为对连接横向地邻近的裸片的补充或取代。

类似地，第一裸片231可以用连接件235连接到第三裸片234，第一裸片231可以用连接件237连接到第四裸片236，并且第一裸片231可以用连接件239连接到第五裸片238。虽然实例连接件全部示出为具有相同尺寸，但是本公开的范围不限于此。而且，例如，具有相对较少裸片的单分线中的连接件可以比具有相对较多裸片的单分线中的连接件更宽(例如，在晶片包括矩形裸片的场景中等)。

应注意，虽然本文中论述的实例实施方案可包括连接件，但是本公开的范围不仅仅限于利用这样的连接件的实施方案。换句话说，可以在框130处执行完全切块而不是部分切块。

框130可包括利用多种技术中的任何技术执行切块。举例来说，框130可包括利用蚀刻(例如等离子蚀刻、液体蚀刻、干式蚀刻等)将晶片切块(例如部分地切块)。举例来说，单分线的第二部分(例如对应于本文中论述的连接件)可以被掩蔽，以防止这样的第二部分受到蚀刻，而单分线的第一部分可以不受掩蔽并且经受蚀刻。应注意，可以利用其它晶片蚀刻和/或切割技术(例如激光切块、机械切块等)。

应注意，在蚀刻晶片利用胶带(例如热释放胶带)固定到载体的实例实施方案中，框130可以在切块时使胶带保持完好。然而，在另一个实施方案中，胶带也可以被蚀刻或切割(例如完全或部分)。

总的来说，框130可包括以任何各种方式(例如部分切块等)将被固定的晶片(例如如在框120处被固定)切块。因此，本公开的范围不受任何特定切块方式的限制。

实例方法100可以在框140处包括将晶片(例如如在框130处切块)囊封在囊封物中。框140可包括以任何各种方式执行这样的囊封，本文中提供各种方式的非限制性实例。举例来说，框140可包括用模制化合物(例如环氧模制化合物(EMC)等)在切块的晶片上包覆模制。框140可以例如包括利用转移模制工艺、压缩模制工艺、注射模制工艺等。

图2C示出了包含覆盖图2B的切块晶片的包封材料245的图示240。可以在单分线或更具体来说在单分线的在框130处的切块之后没有晶片材料的部分中填充囊封材料。囊封材料可以因而包围连接件233、235、237和239的至少侧面和顶面。囊封材料245还可覆盖裸片的背对载体的表面(例如，在作用表面安装到载体的场景中，这是裸片的非作用表面)。图2C中示出了此配置，其中裸片和/或其间的连接件都未示出为从囊封物245中露出。应注意，这样的裸片表面不需要被囊封物覆盖。

总的来说，框140可包括将晶片(例如如在框130处切块)囊封在囊封物中。因此，本公开的范围不受任何特定类型的囊封的特性的限制。

实例方法100可以在框150处包括将囊封晶片(例如在框140处囊封)从载体上释放。框150可以包括以任何各种方式释放囊封晶片，在此提供所述各种方式的非限制性实例。举例来说，在框120包括利用热释放胶带固定晶片的实例实施方案中，框150可包括向热释放胶带施热，由此使得热释放胶带失去其粘合力。在其它实例实施方案中，框150可包括移除用于在框120处固定晶片的机械和/或真空力。在又另一实例中，框150可包括利用紫外光和/或化学物质移除或抵消用于在框120处固定晶片的粘合剂。总的来说，框150可包括从载体释放囊封晶片。因此，本公开的范围不受任何执行这样的释放的特定方式的特性的限制。

应注意，在各种实例实施方案中，框150可以跳过。举例来说，在晶片在框120处被固定至的同一个载体和/或相同晶片朝向可以用在后续操作(例如将囊封晶片切块)中的实例实施方案中，囊封晶片可以以此方式继续受到固定。

还应注意，在各种实例实施方案中(例如在从载体释放囊封晶片之后)，可以形成各种电介质层和传导层(例如再分布层)，例如以将信号路由到期望位置(例如在裸片的作用表面上、以扇出配置在囊封物的底表面上等)。

实例方法100可以在框160处包括将囊封晶片切块。框160可以包括以任何各种方式将囊封晶片切块，在此提供所述各种方式的非限制性实例。举例来说，框160可包括利用激光或机械锯(例如从晶片的顶面、从晶片的底面等)将囊封晶片切块。

图2D提供从框160产生的切块囊封晶片的实例图示250。这样的切块可以例如形成单个半导体装置封装。举例来说，第一半导体封装251可包括图2B中所示的第一半导体裸片231。类似地，第二半导体封装252、第三半导体封装254、第四半导体封装256、和第五半导体封装258可分别包括第二半导体裸片232、第三半导体裸片234、第四半导体裸片236、和第五半导体裸片238。

在实例实施方案中，当比较图2B和图2D时如图解所示，在框130处(例如在部分切块期间)在裸片之间形成具有第一宽度(例如如图2B中所示在裸片之间)的第一单分线。此单分线可以例如具有保持在其中的连接件。框160接着可包括形成具有比第一宽度更窄的第二宽度的单分线(例如如图2D中所示在模制裸片之间)。因此，裸片的侧表面保持被囊封材料245覆盖。

举例来说，在实例实施方案中并且如本文所论述，框130可以得到140um的第一单分线宽度(例如蚀刻线宽等)。继续实例实施方案，框160可包括形成具有100um(例如对应于激光束宽度、锯条宽度等)的宽度(例如切割线宽等)的单分线。在此实施方案中，40um的模制材料245可以沿着单分线保持(例如相应20um的模制材料245)耦合到每个半导体裸片的相应侧表面。应注意，这样的宽度参数是实例，并且本公开的范围不限于此。举例来说，根据本公开的各种态样，可以在框160处切块之后保留毗邻每个半导体裸片(例如从半导体裸片的侧面延伸)的25um的模制化合物宽度。

在框160处切块可以切穿模制化合物和在邻近半导体裸片之间延伸并且耦合邻近半导体裸片的连接件。举例来说，参看图2B和图2C，框160可包括切穿模制化合物245和连接件233、235、237和239。与囊封材料245一样，在框160处形成的单分线比在框130处形成的单分线(例如切割线宽等)更宽(例如蚀刻线宽等)的实例情境中，连接件233、235、237和239的一些部分将在切块之后保留，并且这样的连接件233、235、237和239的相应端面可以与囊封材料245的相应切割侧面共面。连接件233、235、237和239的这样的剩余部分在本文中也可被称作突片。

总的来说，框160可包括将囊封晶片切块。因此，本公开的范围不应受到执行这样的切块的任何特定方式的特性的限制。

实例方法100可以在框195处包括执行从囊封晶片切块的封装的持续处理。这样的持续处理可包括任何多种类型的持续处理(例如丢球、标记、测试、进一步封装、信号路由等)。框195还可例如包括使实例方法100的执行流返回到实例方法100的任何先前框(例如用于接收下一个晶片和处理这下一个晶片的框110等)。

应注意，作为一实例提出实例方法100用于说明本公开的各种态样。本公开的范围不限于实例方法100的具体特性。

现在转向图3A-图3C，这些图示出了根据本公开的各种态样的示出实例半导体封装251的侧视图、透视图和分解图的图式。实例半导体封装251可以例如通过实施本文中论述的实例方法100得到。实例半导体封装251(或其任何一部分)可以例如与本文中论述的任何其它封装(或其任何一部分)有一些共同的特性。

图3A示出了说明穿过不与来自连接件233、235、237和239的突片之一相交的线截取的实例半导体封装251的横截面图。在实例半导体封装251中，示出囊封物245(例如环氧模制化合物等)覆盖裸片231的顶表面(例如非作用表面等)。囊封物245还覆盖裸片231的侧表面。如本文中所阐释，囊封物245可以例如从裸片231的侧面横向地延伸20um。并且，举例来说，囊封物245可以从裸片231的侧面横向地延伸25um或更少。在另一实例场景中，囊封物245可以从裸片231的侧面延伸100um或更少。

图3B示出了说明实例半导体封装251的透视图的图。在所图示的实例中，裸片231的作用表面从囊封物245中露出(例如从囊封物的底部)。另外，突片(例如在框160处切块之后剩余的连接件233、235、237和239的部分)的各种表面从囊封物245中露出。举例来说，在框160包括用同一个切割机构(例如激光、锯条、定向能量、蚀刻技术等)切割囊封物245和连接件233、235、237和239的实施方案中，连接件233、235、237和239的所得突片的端面可以从囊封物245的侧表面露出，并且可以与囊封物245的侧表面共面。此外，这样的所得突片的底表面也可从囊封物245露出，其中这样的底表面可以例如与囊封物245的底表面和裸片231的底表面(例如作用表面等)共面。再者，可以用囊封物245覆盖这样的所得突片的顶表面连同裸片231的顶表面，裸片231的顶表面可以例如与突片的顶表面共面。

图3C示出了实例半导体封装251的分解图的图，例如用于更好地理解实例半导体封装251的各种组件的相应形状。举例来说，图3C示出了切断连接件233、235、237和239剩余的突片，每个突片从裸片231的相应侧表面横向地延伸。如本文所论述，突片可以例如包括与裸片231相同的高度(例如厚度)。并且，举例来说，突片可包括20um并且在各种实例实施方案中25um或更小的长度(例如从裸片231的侧面延伸的距离)。另外，举例来说，突片可包括100um或更小的长度。另外，举例来说，突片可包括与高度尺寸相同的宽度尺寸。然而，在其它实例中，如图3A-图3C中所示，突片可包括比高度尺寸更窄的宽度尺寸。虽然突片总体上示出为相同的，但是应注意，突片可以彼此不同。举例来说，对应于单分行的突片可包括不同于对应于单分列的突片的尺寸(例如宽度尺寸等)。举例来说，对应于具有相对较少裸片的单分线的突片可包括比对应于具有相对更多裸片的单分线的突片更大(例如更宽等)的尺寸(例如宽度尺寸等)。

综上所述，本公开的各种态样提供囊封半导体封装及其生产方法。作为非限制性实例，可以通过部分切块晶片、模制部分切块的晶片和完全切块模制的并且部分切块的晶片，借此生产半导体封装。虽然已经参考某些态样和实例描述了以上内容，但是所属领域的技术人员应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行各种改变并可用等效物取代。另外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教示。因此，希望本公开不限于所公开的特定实例，而是本公开将包括落入所附权利要求书的范围内的所有实例。