半导体封装结构的制作方法

文档序号:13032836阅读:169来源:国知局
半导体封装结构的制作方法与工艺

本发明涉及半导体封装技术领域,特别涉及一种半导体封装结构。



背景技术:

为了确保电子产品与通信装置的持续微型化和多功能性,业界期望半导体封装具有小尺寸、支持多引脚连接,高速操作以及具有高功能性。这些影响将迫使半导体封装制造者发展扇出(fan-out)半导体封装。但是,多功能芯片封装的大量增加的输入/输出连接可能引起热电问题,例如散热,串扰,信号传播延迟,rf(射频)电路中的电磁干扰等问题。热电问题会影响产品的可靠性和质量。

因此,期待一种创新的半导体封装结构。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明实施例提供了一种半导体封装结构,可以提高可靠性。

本发明实施例提供了一种半导体封装结构,包括:重分布层结构,其中该重分布层结构包括:导电迹线和重分布层接触垫,其中该重分布层接触垫电性耦接至该导电迹线;其中,该重分布层接触垫包括:对称部分和连接至该对称部分的延伸翼部分构成;其中,第一距离不同于第二距离,该第一距离定义为该对称部分的中心点与该对称部分的边界之间的距离,该第二距离定义为该对称部分的中心点与该延伸翼部分的边界之间的距离。

其中,该rdl结构包括:第一区域和第二区域,其中该第二区域围绕该第一区域,并且该第一区域用于半导体晶粒设置于其上。

其中,该对称部分的形状为:圆形、椭圆形或多边形。

其中,第一方向定义为从该对称部分的中心点至该第一区域的中心点,第二方向定义为从该对称部分的中心点至该延伸翼部分的边界的中心点;当该rdl接触垫设置在该第一区域中时,该第一方向和该第二方向之间的角度在顺时针或逆时针方向上介于0°~90°之间;或者,当该rdl接触垫设置在该第二区域中时,该第一方向和该第二方向之间的角度在顺时针方向上介于90°~270°之间。

其中,该导电迹线包括:尾部,与该对称部分重叠并且向该重分布接触垫外延伸。

其中,第三方向定义为该导电迹线向该重分布接触垫外延伸的方向,第四方向定义为从该对称部分的中心点至该延伸翼部分的边界的中心点;其中,该重分布接触垫设置在该第一区域或第二区域内时,该第三方向和第四方向之间的角度在顺时针方向上介于45°~315°之间。

其中,该重分布层结构包括:相对的第一表面和第二表面;该半导体封装结构进一步包括:模塑料,设置于该第一表面上并且围绕该半导体晶粒,其中该模塑料接触该第一表面位于该第二区域内的部分和该半导体晶粒;以及导电结构,设置于该第二表面上并且接触和电性连接至该重分布层接触垫。

其中,当从平面图观察时,该延伸翼部分与该对称部分的边界部分重叠

本发明实施例提供了一种半导体封装结构,包括:重分布层结构,其中该重分布层结构包括:导电迹线和重分布层接触垫,其中该重分布层接触垫电性耦接至该导电迹线;其中,该重分布层接触垫具有一弦,将该重分布层接触垫划分为第一部分和第二部分,其中该第一部分具有第一对对称形状的至少一半,该第二部分具有第二对称形状的至少一半,该第一对称形状不同于该第二对称形状。

其中,该重分布层结构包括:第一区域和第二区域,其中该第二区域围绕该第一区域,并且该第一区域用于半导体晶粒设置于其上。

其中,该第一部分由该弦与连接至该弦两相对端的第一边界部分围绕;该第二部分由该弦与连接至该弦两相对端的第二边界部分围绕。

其中,第一距离不同于第二距离,其中该第一距离定义为该弦的中心点与该第一边界部分之间的距离,该第二距离定义为该弦的中心点与该第二边界部分之间的距离。

其中,第一方向定义为该弦的中心点至该第一区域的中心点,第二方向定义为该弦的中心点至该第二边界部分的中心点;当该重分布层接触垫设置在该第一区域时,该第一方向和该第二方向之间的角度在顺时针或逆时针方向上介于0°~90°之间;或者,当该重分布层接触垫设置在该第二区域时,该第一方向和该第二方向之间的角度在顺时针方向上介于90°~270°之间。

其中,该导电迹线包括:尾部,与该重分布接触垫重叠并且向该重分布接触垫外延伸。

其中,第三方向定义为该导电迹线向该重分布接触垫外延伸的方向,第四方向定义为从该弦的中心点至该第二边界部分的中心点;该第三方向和第四方向之间的角度在顺时针方向上介于45°~315°之间。

其中,该第一对称形状和该第二对称形状包括:圆形、椭圆形或多边形。

其中,该重分布层结构包括:相对的第一表面和第二表面;该半导体封装结构进一步包括:模塑料,设置于该第一表面上并且围绕该半导体晶粒,其中该模塑料接触该半导体晶粒以及该第一表面中位于该第二区域内的部分;以及导电结构,设置于该第二表面上并且接触和电性连接至该重分布层接触垫。

本发明实施例的有益效果是:

本发明实施例通过在rdl接触垫上设置延伸翼部分,从而有助于缓解来自rdl结构上的半导体晶粒和模塑料的应力,从而搞半导体封装结构的可靠性。

附图说明

图1为根据本发明一些实施例的半导体封装结构的剖面示意图;

图2a~2h为平面示意图,用来显示根据本发明一些实施例的rdl(redistributionlayer,重分布层)结构中的rdl接触垫的形状;

图3a~3h图为平面示意图,用来显示根据本发明一些实施例的rdl结构中的rdl接触垫的形状;

图4a为平面示意图,用来显示根据本发明一些实施例的rdl结构中的模塑料区中布置的rdl接触垫的布局;

图4b为平面示意图,用来显示根据本发明一些实施例的rdl结构中的晶粒区中布置的rdl接触垫的布局;

图5a为平面示意图,用来显示根据本发明一些实施例的rdl结构中的晶粒区中布置的rdl接触垫与连接至该rdl接触垫的导电迹线(conductivetrace)的布局;

图5b为平面示意图,用来显示根据本发明一些实施例的rdl结构中的模塑料区中布置的rdl接触垫与连接至该rdl接触垫的垫导电迹线的布局;以及

图6为根据本发明一些实施例的半导体封装结构的剖面示意图。

具体实施方式

以下描述为实现本发明的较佳预期方式。但是,此描述仅作为说明本发明一般原理的目的,而不意味着限制。本发明的范围可参考所附的权利要求来确定。

本发明主要涉及rdl结构中的rdl接触垫的设计。

图1为根据本发明一些实施例的半导体封装结构500a的剖面示意图。在一些实施例中,该半导体封装结构500a包括:fowlp(fan-outwafer-levelsemiconductorpackage,扇出晶圆级半导体封装)350,例如,倒装芯片(flip-chip)半导体封装。需要注意的是,在半导体封装结构500a中使用的fowlp350仅为示例而不意味着限制本发明。

在一些实施例中,该fowlp350包括:纯soc封装或者混合soc封装(包括dram(dynamicrandomaccessmemory,动态随机存取存储器)、pmic(powermanagementintegratedcircuit,电源管理集成电路)、闪存、gps(globalpositioningsystem,全球定位系统)装置、或者rf(radiofrequency,射频)装置)。该半导体封装结构500a通过接合工艺安装于基座(未示出)上,例如安装于由pp(polypropylene,聚丙烯)形成的pcb(printedcircuitboard,印刷电路板)上。

如图1所示,该fowlp350包括:半导体晶粒200,模塑料(moldingcompound)210,rdl结构300及多个导电结构226。

如图1所示,该半导体晶粒200具有后表面201与前表面203。该半导体晶粒200使用倒装芯片技术来装配。该半导体晶粒200包括:多个晶粒垫204,设置于该前表面203上,以电性连接该半导体晶粒200的电路(未示出)。在一些实施例中,该晶粒垫204属于该半导体晶粒200的互连结构(未示出)的顶层金属层。

如图1所示,该fowlp350包括:介电层208,形成为覆盖该前表面203以及晶粒垫204的一部分。该半导体封装结构500a进一步包括:多个导电通孔(via)206,安置在对应晶粒垫204的位置并且设置在该前表面203上。该导电通孔206穿过介电层208。该导电通孔206分别与该晶粒垫204接触及电性耦接。

如图1所示,该fowlp350还包括:模塑料210,围绕并且覆盖该半导体晶粒200。该模塑料210接触该半导体晶粒200。该模塑料210也覆盖该半导体晶粒200的后表面201。在一些实施例中,该模塑料210可以由非导电材料形成,诸如环氧树脂、树脂、可塑聚合物,等等。该模塑料210可以在大致为液体时应用,然后通过化学反应固化,诸如在环氧树脂或者树脂中。在其他的一些实施例中,该模塑料210可以为uv(ultraviolet,紫外)或者热固化聚合物,并且作为能够设置在半导体晶粒200周围的凝胶或者可塑固体应用,接着通过uv或者热固化工艺进行固化。模塑料210可以按照模型来固化。

如图1所示,该fowlp350还包括:rdl结构300,设置在该半导体晶粒200的前表面203。在一些实施例中,该rdl结构300包括:第一区域306,用于半导体晶粒200设置于其上;以及第二区域308,围绕该第一区域306并且被模塑料210直接覆盖。

如图1所示,该rdl结构300具有第一表面302和与该第一表面302相对的第二表面304。该第一表面302位于第二区域308中的部分与模塑料210接触。另外,该第一表面302位于第一区域306中的部分用于半导体晶粒200设置于其上并且靠近半导体晶粒200的前表面203。因此,第一区域306也作为晶粒区,而第二区域308也作为模塑料区。在一些实施例中,该rdl结构300包括:导电迹线(conductivetrace)216,imd(intermetaldielectric,金属间介电)层214,rdl接触垫218及钝化层220。

在一些实施例中,一条或者多条导电迹线216设置在第一区域306和第二区域308中的一个或者多个imd层214中。靠近第一表面302的导电迹线216通过设置于第一表面302和晶粒垫204之间的导电通孔206电性耦接至晶粒垫204。另外,导电通孔206和介电层208接触rdl结构300。另外,导电迹线216接触并且电性连接至对应的靠近第二表面304的rdl接触垫218。

如图1所示,导电迹线216可以设计为自半导体晶粒200的一个或多个晶粒垫204扇出,以提供半导体晶粒200与对应的rdl接触垫218之间的电连接。因此,相比于半导体晶粒200的晶粒垫204,rdl接触垫218可以具有更大的节距(pitch);其中,该具有更大节距的rdl接触垫218可以适合于bga(ballgridarray,球栅阵列)或者另一封装安装系统。但是,需要注意的是,在图1中所示出的导电迹线216的数量、imd层214的数量以及rdl接触垫218的数量均仅是示例,而不是对本发明的限制。

在一些实施例中,如图1所示,rdl结构300的钝化层220覆盖imd层214,该imd层214靠近该rdl结构300的第二表面304。在一些实施例中,钝化层220充当rdl结构300的顶层。也就是说,钝化层220的顶面作为rdl结构300的第二表面304。钝化层220具有对应rdl接触垫218的开口230。因此,各个rdl接触垫218的一部分分别从对应的开口230露出。钝化层220可以由相同或者不同于imd层214的材料构成。例如,钝化层220可以由环氧树脂、阻焊剂,无机材料(如硅氮化物(sinx)、硅氧化物(siox)),有机聚合物基材料,等等。

在其他一些实施例中,如图1所示,fowlp350可选地包含:穿过模塑料210的多个通孔228。通孔228设置在rdl结构300的第一表面302上。通孔228电性连接至导电迹线216上。另外,半导体晶粒200也被通孔228围绕。在一些实施例中,通孔228可以包括:由铜形成的tpv(throughpackagevias,穿过封装的通孔)。通孔228可以作为电性连接,以传送来自另一垂直堆叠在半导体封装结构500a上的半导体封装(未示出)的i/o信号,接地信号或者电源信号,从而形成3d(three-dimensional,三维)半导体封装。

如图1所示,该fowlp350还包括:多个导电结构226,设置在该rdl结构300的第二表面304上,该第二表面304远离该半导体晶粒200。该导电结构226形成为穿过钝化层220的开口230。另外,导电结构226分别接触并且电性连接至对应的rdl接触垫218。需要注意的是,没有ubm(underbumpmetallurgy,凸块下金属)层形成于rdl接触垫218和对应的导电结构226之间。在一些实施例中,导电结构226可以包括:导电凸块结构(诸如铜凸块或者焊料凸块结构),导电柱结构,导电线结构,或者导电膏(conductivepaste)结构。

图2a~2h为图1中的区域450的平面示意图。该2a~2h显示了根据本发明一些实施例的rdl结构300的rdl接触垫218a~218h的形状。另外,图2a~2h示出了根据本发明一些实施例的rdl接触垫218a~218h与对应的导电迹线216之间的关系。出于清楚地显示rdl接触垫218a~218h与对应的导电迹线216的布置,rdl结构300中的imd层214、钝化层220和导电结构226没有在图2a~2h中示出。

在一些实施例中,如图2a~2h所示,rdl接触垫218a~218h中的每一个由对称部分和延伸翼(extendedwing)部分构成,该延伸翼部分连接至该对称部分。例如,图2a~2d中的rdl接触垫218a~218d中的每一个均包括:对称部分318a和连接至该对称部分318a的延伸翼部分(如延伸翼部分318c~318f)。例如,图2e~2h所示的rdl接触垫218e~218h中的每一个均包括:对称部分318b和连接至该对称部分318b的延伸翼部分(如延伸翼部分318c~318f)。

在一些实施例中,对称部分318a和318b具有旋转对称。例如,在图2a~2d所示的平面图中,对称部分318a可以围绕其中心点310a旋转;在图2e~2h所示的平面图中,对称部分318b可以围绕其中心点310b旋转。在一些实施例中,对称部分为圆形(如对称部分318a)或者八角形(如对称部分318b)。在其他一些实施例中,对称部分可以为椭圆形、或者另一多边形,等等。

在一些实施例中,当从图2a~2d所示的平面图观察时,延伸翼部分318c~318f中的每一个均与对称部分318a的边界319a重叠。其中,对称部分318a的边界319a与延伸翼部分318c~318f重叠的部分的长度(虚线所示)例如可以小于边界319a的总长度的一半,但是这仅是示例而不是对本发明的限制,例如在一些实施例中,对称部分318a的边界319a与延伸翼部分318c~318f重叠的部分的长度可以大于边界319a的总长度的一半。类似地,当从图2e~2h所示的平面图观察时,延伸翼部分318c~318f中的每一个与对称部分318b的边界319b重叠。因此,边界319b与延伸翼部分318c~318f重叠的部分的长度(示意为虚线)例如可以是边界319b的总长度的一半,或者大于或小于边界319b的总长度的一半。

在一些实施例中,如图2a~2h所示,rdl接触垫218a~218h的延伸翼部分318c~318f布置为自rdl接触垫218a~218h的对应的对称部分(如,对称部分318a或318b)向外延伸。在一些实施例中,延伸翼部分318c~318f被设计为具有一个或多个顶点(即多边形的一个或多个角点)(如图2a和2e所示的延伸翼部分318c,以及图2b和2f所示的延伸翼部分318d),或者具有圆形边界(如,图2c和2g所示的延伸翼部分318e,以及图2d和2h所示的延伸翼部分318f)。

由于rdl接触垫218a~218h具有上述的延伸翼部分,因此对称部分的中心点(如对称部分318a的中心点310a和对称部分318b的中心点310b)与对称部分的边界(如对称部分318a的边界319a和对称部分318b的边界319b)之间的第一距离(如距离d1)不同于该对称部分的该中心点与延伸翼部分的边界(如延伸翼部分318c的边界419c,延伸翼部分318d的边界419d,延伸翼部分318e的边界419e和延伸翼部分318f的边界419f)之间的第二距离(如距离d2)。在一些实施例中,第一距离小于第二距离。

如图2a所示,例如,对称部分318a的中心点310a与对称部分318a的边界319a之间的第一距离d1不同于对称部分318a的中心点310a与延伸翼部分318c的边界419c之间的第二距离d2。如图2b所示,例如,对称部分318a的中心点310a与对称部分318a的边界319a之间的第一距离d1不同于对称部分318a的中心点310a与延伸翼部分318d的边界419d之间的第二距离d2。如第2c图所示,例如,对称部分318a的中心点310a与对称部分318a的边界319a之间的第一距离d1不同于对称部分318a的中心点310a与延伸翼部分318e的边界419e之间的第二距离d2。如图2d所示,例如,对称部分318a的中心点310a与对称部分318a的边界319a之间的第一距离d1不同于对称部分318a的中心点310a与延伸翼部分318f的边界419f之间的第二距离d2。类似地,如图2e所示,例如,对称部分318b的中心点310b与对称部分318b的边界319b之间的第一距离d1不同于对称部分318b的中心点310b与延伸翼部分318c的边界419c之间的第二距离d2。如图2f所示,例如,对称部分318b的中心点310b与对称部分318b的边界319b之间的第一距离d1不同于对称部分318b的中心点310b与延伸翼部分318d的边界419d之间的第二距离d2。如图2g所示,例如,对称部分318b的中心点310b与对称部分318b的边界319b之间的第一距离d1不同于对称部分318b的中心点310b与延伸翼部分318e的边界419e之间的第二距离d2。如图2h所示,例如,对称部分318b的中心点310b与对称部分318b的边界319b之间的第一距离d1不同于对称部分318b的中心点310b与延伸翼部分318f的边界419f之间的第二距离d2。

在一些实施例中,如图2a~2d所示,导电迹线216包括:尾部216a,与rdl接触垫218a/218b/218c/218d的对称部分318a重叠,并且向rdl接触垫218a/218b/218c/218d外延伸。在一些实施例中,如图2e~2h所示,导电迹线216的尾部216a与rdl接触垫218e/218f/218g/218h的对称部分318b重叠,并且向rdl接触垫218e/218f/218g/218h外延伸。

图3a~3h为图1中的区域450的平面图。图3a~3h显示了根据本发明一些实施例的rdl结构300的rdl接触垫218a~218h的形状。另外,图3a~3h示出了根据本发明一些实施例的rdl接触垫218a~218h与rdl结构300的对应导电迹线216之间的关系。出于清楚地显示rdl接触垫218a~218h与对应的导电迹线216的布局,rdl结构300中的imd层214、钝化层220和导电结构226没有在图3a~3h中示出。

从另一个角度来看,根据图3a~3h所示的本发明一些实施例的rdl接触垫218a~218h具有一弦(如弦(chord)420a和420b),用来将rdl接触垫218a~218h划分为第一部分和第二部分。当从图3a~3h所示的平面图来观察时,该第一部分具有第一对称形状的至少一半,以及该第二部分具有第二对称形状的至少一半,并且该第一对称形状不同于该第二对称形状。因此,该rdl接触垫218a~218h中的每一个相对于他们的弦不对称。另外,该rdl接触垫218a~218h中的每一个的弦可以充当第一对称形状的直径以及第二对称形状的直径。例如,图3a~3d所示的rdl接触垫218a~218d中的每一个具有弦420a,将rdl接触垫218a~218d中的每一个分为第一部分418a和第二部分(如第二部分418c~418f)。例如,图3e~3h所示的rdl接触垫218e~218h中的每一个具有弦420b,将rdl接触垫218e~218h中的每一个划分为第一部分418b和第二部分(如第二部分418c~418f)。在一些实施例中,rdl接触垫218a~218d中的每一个的第一部分418a至少具有第一对称形状的一半。例如,如果第一对称形状为圆形,那么第一部分418a为半圆形。在一些实施例中,rdl接触垫218e~218h中的每一个的第一部分418b至少具有第一对称形状的一半。例如,如果第一对称形状具有八角形形状,那么第一部分418b具有半八角形形状。在其他的一些实施例中,第一对称形状包括:椭圆形、圆形或者另一多边形。

在一些实施例中,当从图3a~3h所示的平面图观察时,第二部分418c~418f分别具有第二对称形状的至少一半,其中该第二对称形状不同于该第一对称形状。例如,该第二对称形状可以包括:多边形(如矩形、八角形或者六角形),椭圆形或者圆形。在一些实施例中,图3a和3e所示的第二部分418c具有半八角形形状,图3b和3f所示的第二部分418d具有半六角形形状,图3c和3g所示的第二部分418e具有半圆形形状,以及图3d和3h所示的第二部分418f具有半椭圆形形状。

在一些实施例中,rdl接触垫218a~218h中的每一个的第一部分(如第一部分418a和418b)由弦(如弦420a和420b)与连接至该弦的两相对端的第一边界部分(如第一边界部分320a~320b)围绕。rdl接触垫218a~218h中的每一个的第二部分(如第二部分418c~418f)由该弦与连接至该弦的相对端的第二边界部分(如第二边界部分419c~419f)围绕。对于rdl接触垫218a~218h中的每一个,其第二边界部分的两相对端分别连接其第一边界部分的两相对端。因此,对于rdl接触垫218a~218h中的每一个,其边界可以由第一边界部分和第二边界部分构成。

例如,图3a~3d所示的rdl接触垫218a~218d中的每一个的第一部分418a由弦420a和连接至弦420a的两相对端的第一边界部分320a围绕。图3a~3d所示的rdl接触垫218a~218d中的每一个的第二部分418c~418f由弦420a和连接至弦420a的两相对端的第二边界部分419c~419f围绕。例如,图3e~3h所示的rdl接触垫218e~218h中的每一个的第一部分418b由弦420b和连接至弦420b的两相对端的第一边界部分320b围绕。图3e~3h所示的rdl接触垫218e~218h中的每一个的第二部分418c~418f由弦420b和连接至弦420b的两相对端的第二边界部分419c~419f围绕。

在一些实施例中,图3a~3d中所示的rdl接触垫218a~218d中的每一个的弦420a具有中心点。弦420a的中心点的位置与中心点310a重合。因此,中心点310a也作为图3a~3d中所示的rdl接触垫218a~218d中的每一个的弦420a的中心点。在一些实施例中,图3e~3h中所示的rdl接触垫218e~218h中的每一个的弦420b具有中心点。弦420b的中心点的位置与中心点310b重合。因此,中心点310b也作为图3e~3h中所示的rdl接触垫218e~218h中的每一个的弦420b的中心点。

由于rdl接触垫218a~218h相对于其弦不对称,因此对于图3a~3h所示的rdl接触垫218a~218h中的每一个,其第一部分(如第一部分418a和418b)的弦(如弦420a和420b)的中心点与第一部分(如第一部分418a和418b)的第一边界部分(如第一边界部分320a和320b)之间的第一距离(如距离d1)不同于其第二部分(如第二部分418c~418f)的弦(如弦420a和420b)的中心点与第二部分(如第二部分418c~418f)的第二边界部分(如第二边界部分419c~419f)之间的第二距离(如距离d2)。例如,对于图3a~3d中的rdl接触垫218a~218d中的每一个,弦420a的中心点310a与第一边界部分320a之间的距离d1不同于弦420a的中心点310a与第二边界部分419c~419f之间的第二距离d2。例如,对于图3e~3h中的rdl接触垫218e~218h中的每一个,弦420b的中心点310b与第一边界部分320b之间的距离d1不同于弦420b的中心点310b与第二边界部分419c~419f之间的距离d2。

在一些实施例中,如图3a~3d所示,导电迹线216的尾部216a与rdl接触垫218a~218d的第一部分418a重叠,并且向rdl接触垫218a~218d外延伸。在一些实施例中,如图3e~3h所示,导电迹线216的尾部216a与rdl接触垫218d~218h的第一部分418b重叠,并且向rdl接触垫218d~218h外延伸。

由于半导体晶粒200和模塑料210设置在半导体封装结构500a的rdl结构300上,因此rdl结构300会遭受到由半导体晶粒200和模塑料210产生的应力。并且,由于rdl结构300和半导体晶粒200之间的cte(thermalexpansionofthecoefficient,热膨胀系数)不匹配,rdl结构300和模塑料210之间的cte不匹配,以及半导体晶粒200和模塑料210之间的cte不匹配,所以rdl结构遭受该不匹配所产生的应力,其中半导体晶粒200的cte例如大约为3ppm/℃,模塑料210的cte例如大约为9ppm/℃。另外,施加在晶粒区(如第一区域306)中的rdl结构300上的应力的方向可以不同于施加在模塑料区(如第二区域308)中的rdl结构300上的应力的方向。考虑到施加在rdl结构上的应力的方向,对于rdl结构,其晶粒区中的rdl接触垫的延伸翼的方向(orientation)可以不同于其模塑区中的rdl接触垫的延伸翼的方向。

图4a为根据本发明实施例的平面示意图,用来显示在rdl结构300的第一区域306(晶粒区)中的rdl接触垫218a的布置。需要注意的是,rdl接触垫218a仅为示例,以显示晶粒区中布置的rdl接触垫的延伸翼部分的方向,而不意味着限制本发明。在一些实施例中,当rdl接触垫218a设置在第一区域306内时,第一方向232和第二方向234之间的角度θ1在顺时针方向或逆时针方向上介于0°~90°的范围内,其中第一方向232从对称部分318a的中心点310a至第一区域306的中心点312,第二方向234从对称部分318a的中心点310a至延伸翼部分318c的边界419c的中心点421a。在一些实施例中,当rdl接触垫218a设置在第一区域306内时,角度θ1大约为0°。

换言之,根据图4a所示的实施例,当rdl接触垫218a设置在第一区域306内时,第一方向232和第二方向234之间的角度θ1在顺时针方向或逆时针方向上介于0°~90°之间;其中第一方向232从弦420a的中心点310a至第一区域306的中心点312,第二方向234从弦420a的中心点310a至延伸翼部分418c的边界419c的中心点421a。

图4b为根据本发明实施例的平面示意图,用来显示在rdl结构300的第二区域308(模塑料区)内的rdl接触垫218a的布置。需要注意的是,rdl接触垫218a仅为示例,以显示模塑料区中布置的rdl接触垫的延伸翼部分的方向,而不意味着限制本发明。在一些实施例中,当rdl接触垫218a设置在第二区域308内时,第一方向232和第二方向234之间的角度θ2在顺时针方向上介于90°至270°的范围内,其中第一方向232从对称部分418a的中心点310a至第一区域306的中心点312,第二方向234从对称部分418a的中心点310a至延伸翼部分318c的边界419c的中心点421a。在一些实施例中,当rdl接触垫218a设置在第二区域308内时,角度θ2大约为180°。

换言之,根据图4b所示的实施例,当rdl接触垫218a设置在第二区域308内时,第一方向232和第二方向234之间的角度θ2在顺时针方向上介于90°~270°之间;其中第一方向232从弦420a的中心点310a至第一区域306的中心点312,第二方向234从弦420a的中心点310a至延伸翼部分418c的边界419c的中心点421a。

考虑到施加在rdl结构上的应力的方向,对于rdl结构,在晶粒区内的rdl接触垫的延伸翼部分的方向与对应的导电迹线的方向之间的关系可以不同于在模塑料区中的rdl接触垫的延伸翼部分的方向与对应的导电迹线的方向之间的关系。

图5a为根据本发明实施例的平面示意图,用来显示rdl接触垫218a和连接至该rdl接触垫218a的导电迹线216的布置,其中该rdl接触垫218a及该导电迹线216布置在rdl结构300的晶粒区(第一区域306)内。需要注意的是,rdl接触垫218a仅为示例,以显示晶粒区中布置的rdl接触垫的延伸翼部分的方向,而不意味着限制本发明。在一些实施例中,如图5a所示,导电迹线216包括:尾部216a,与rdl接触垫218a的对称部分318a重叠,并且大致沿第三方向236向rdl接触垫218a外延伸,其中第三方向为导电迹线216的延伸方向。在一些实施例中,当rdl接触垫218a设置在第一区域306内时,第三方向236和第二方向234之间的角度θ3在顺时针方向上介于45°至315°之间,其中第二方向234从对称部分318a的中心点310a至延伸翼部分的边界419c的中心点421a。在一些实施例中,当rdl接触垫218a设置在第一区域306内时,角度θ3大约为180°。

换言之,根据图5a所示的实施例,当rdl接触垫218a设置在第一区域306内时,第三方向236和第二方向234之间的角度θ3在顺时针方向上介于45°至315°之间,其中第二方向234从弦420a的中心点310a至第二部分418c的第二边界419c的中心点421a。

图5b为根据本发明实施例的平面示意图,用来显示rdl接触垫218a以及连接至该rdl接触垫218a的导电迹线216的布置,其中,该rdl接触垫218a及该导电迹线216布置在rdl结构300的模塑料区(第二区域308)内。需要注意的是,rdl接触垫218a仅为示例,以显示模塑料区中布置的rdl接触垫的延伸翼的方向,而不是意味着限制本发明。在一些实施例中,如图5b所示,当rdl接触垫218a设置在第二区域308内时,第三方向236和第二方向234之间的角度θ4在顺时针方向上介于45°至315°之间,其中第二方向234从对称部分318a的中心点310a至延伸翼部分318c的边界419c的中心点421a。在一些实施例中,当rdl接触垫218a设置在第二区域308内时,角度θ4大约为180°。

换言之,根据图5b所示的实施例,当rdl接触垫218a设置在第二区域308内时,第三方向236和第二方向234之间的角度θ4在顺时针方向上介于45°~315°之间,其中该第二方向234从弦420a的中心点310a至第二部分418c的第二边界419c的中心点421a。

在一些实施例中,可以在pop(package-on-package,封装上封装)半导体封装结构中使用上述的rdl接触垫的设计,其中该rdl接触垫布置在rdl结构的晶粒区和模塑料区中。

图6为根据本发明实施例的半导体封装结构500b的剖面示意图。以下实施例的组件,有相同或类似于先前参考图1已描述了的,出于简洁而不再重复。

在一些实施例中,该半导体封装结构500b包括:倒装芯片半导体封装(即,fowlp350),以及dram封装400,垂直地堆叠于该倒装芯片半导体封装上。该半导体封装结构500b也可以作为pop半导体封装结构。该半导体封装结构500b的fowlp350的配置和/或结构类似于或相同于图1所示的半导体封装结构500a的fowlp350。另外,图6中的rdl接触垫218(布置在rdl结构300的晶粒区306和模塑料区308中)的设计类似或相同于半导体封装结构500a(图1)中的设计,因此其细节在此中不再重复描述。需要注意的是,在半导体封装结构500b中使用的fowlp350和dram封装400仅为示例而不意味着限制本发明。

在一些实施例中,如图6所示,fowlp350进一步包括:rdl结构100。dram封装400通过该rdl结构100连接并电性耦接至fowlp350。rdl结构100设置在半导体晶粒200的后表面201的上方。rdl结构100电性耦接至fowlp350的rdl结构300。rdl结构100具有相对的表面101和103。rdl结构100的表面103接触fowlp350的模塑料210。表面101靠近dram封装400。

如图6所示,rdl结构100可以具有一条或者多条导电迹线102,设置在一个或多个imd层中,例如imd层100a~100c。该rdl结构100也可以包括:rdl接触垫130和132,电性耦接至对应的导电迹线102。rdl接触垫130,靠近表面103,电性耦接至多个通孔228。rdl接触垫132,靠近表面101,电性耦接至dram封装400的多个导电结构432。rdl结构100的导电迹线102通过rdl接触垫130和多个通孔228电性连接至rdl结构300,其中该rdl结构300设置在半导体晶粒200的前表面203上。但是,需要注意的是,图6所示的导电迹线102的数量和imd层100a~100c的数量仅是示例而不是对本发明的限制。

在一些实施例中,如图6所示,rdl结构100,也被称为扇出结构,被设计为自多个通孔228中的一个或更多个扇出,通过rdl结构100来重新分配通孔228的位置。因此,rdl结构100可以对fowlp350和dram封装400之间的电性连接提供灵活的设计。

在一些实施例中,如图6所示,rdl结构100包括:第一区域,对应第一区域306;以及第二区域,对应第二区域308并且直接由模塑料210覆盖。在一些实施例中,rdl结构100的金属垫130和132被设计为具有延伸翼部分,类似于第一区域306(晶粒区)和第二区域308(模塑料区)中布置的rdl接触垫218的设计。在一些实施例中,布置在rdl结构100的第一区域(晶粒区)和第二区域(模塑料区)中的金属垫130和132的延伸翼部分的方向类似于rdl接触垫218(布置在fowlp350中的rdl结构300的晶粒区306和模塑料区308中)的延伸翼部分的方向。

如图6所示,dram封装400通过接合工艺堆叠在fowlp350上。在一些实施例中,drma封装400包括:符合引脚布置规则的lpddr(low-powerdoubledatarate,低功耗双倍速)dram封装,如符合jedeclpddri/o内存规范。可选地,该dram封装400可以包括:宽i/odram封装。在一实施例中,dram封装400包括:主体418和至少一个堆叠于其上的dram晶粒,例如三个drma晶粒402,404和406。主体418具有晶粒附着面420和相对于该晶粒附着面420的凸块附着面422。在本实施例中,如图6所示,三个dram晶粒402,404和406安装在主体418的晶粒附着面420上。dram晶粒404通过粘剂(paste)堆叠在dram晶粒402上,以及dram晶粒406通过粘剂(paste)堆叠在dram晶粒404上。drma晶粒402,404和406通过接合线耦接至主体418,例如接合线414和416。但是,堆叠的dram晶粒的数量不是对本发明的限制。可选地,图6所示的三个dram晶粒402,404和406可以并排布置。因此,dram晶粒402,404和406可以通过粘剂安装于主体418的晶粒附着面420上。主体418可以包括:电路428和金属垫424,426和430。金属垫424和426设置在电路428的靠近晶粒附着面420的顶部上。金属垫430设置在电路428的靠近凸块附着面422的底部上。dram封装400的电路428通过多个导电结构432与rdl结构100的导电迹线102和rdl结构300的导电迹线216互连,其中该导电结构432设置在主体418的凸块附着面422上。在一些实施例中,导电结构432可以包括:导电凸块结构(如铜凸块结构或者焊料凸块结构),导电柱结构,导电线结构,或者导电膏结构。在一些实施例中,dram封装400通过rdl结构100和通孔228(穿过drma封装400和fowlp350的rdl结构300之间的模塑料210)电性耦接至rdl结构300的导电迹线216。

在一些实施例中,如图6所示,dram封装400进一步包括:模塑料412,覆盖主体418的晶粒附着面420,包封dram晶粒402、404和406、接合线414和416,其中接合线414连接在dram晶粒402的晶粒垫410和金属垫424之间,接合线416连接在dram晶粒406的晶粒垫410和金属垫426之间。在一些实施例中,dram封装400的主体418也充当rdl结构,该rdl结构包括:第一区域436,用于dram晶粒402,404和406设置于其上;以及第二区域438,围绕第一区域436以及由模塑料412直接覆盖。在一些实施例中,dram封装400的金属垫430,靠近主体418的凸块附着面422,被设计为具有一延伸翼部分,该延伸翼部分类似于rdl接触垫218的设计,其中该rdl接触垫218布置在fowlp350的rdl结构300中的晶粒区306和模塑料308中。在一些实施例中,金属垫430的延伸翼部分的方向类似于晶粒区306和模塑料区308中布置的rdl接触垫218的延伸翼的方向,其中金属垫430布置在主体418的第一区域436和第二区域438中,rdl接触垫218布置在rdl结构300的晶粒区306和模塑料区308内。

本发明各实施例提供的半导体封装结构,例如fowlp。该半导体封装结构具有rdl结构,用来重新分配和扇出具有小节距(pitch)的一个或多个晶粒垫。另外,该rdl结构包括:导电迹线,以及电性耦接至该导电迹线的rdl接触垫。在一些实施例中,rdl接触垫由对称部分和连接至对称部分的延伸翼部分构成。当从平面观察时,延伸翼部分与对称部分的边界至少部分重叠。在一些实施例中,对称部分的中心点和对称部分的边界之间的第一距离不同于对称部分的中心点和延伸翼部分的边界之间的第二距离。在一些实施例中,rdl接触垫具有一弦,将rdl接触垫划分为第一部分和第二部分。第一部分具有第一对称形状的至少一半,以及第二部分具有第二对称形状的至少一半,其中当从平面观察时,第一对称图形不同于第二对称图形。

在一些实施例中,rdl结构的具有延伸翼部分的rdl接触垫有助于缓解来自半导体晶粒和模塑料的应力,该应力由于rdl结构和半导体晶粒之间,rdl结构和模塑料之间,以及半导体晶粒和模塑料之间的cte不匹配而产生。考虑到施加在rdl结构的晶粒区和模塑料区上的应力的方向,rdl结构的晶粒区中布置的rdl接触垫的延伸翼部分的方向不同于rdl结构的模塑料区中布置的rdl接触垫的延伸翼部分的方向。另外,在晶粒区中,rdl接触垫的延伸翼部分的方向与对应的导电迹线的方向之间的关系不同于rdl结构的模塑料区中的情况。因此,改善了半导体封装结构的可靠性。另外,可以避免在rdl接触垫和导电结构(如导电凸块结构或焊料球)之间的界面处形成的破裂问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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