具有穿过封装互连的半导体装置组合件及相关联系统、装置与方法
【技术领域】
[0001]本技术涉及形成延伸通过半导体装置封装的壳体的穿过封装互连。特定来说，本技术的一些实施例涉及形成半导体装置封装的组合件中的此类互连。
【背景技术】
[0002]封装半导体装置(例如，存储器芯片及微处理器芯片)通常包含安装到衬底且围封于保护覆盖物中的半导体装置。所述装置包含功能性特征，例如存储器单元、处理器电路及互连电路。所述装置通常也包含电耦合到所述功能性特征的结合垫。所述结合垫耦合到延伸至所述保护覆盖物外部用于将所述半导体装置连接到总线、电路及/或其它半导体装置的引脚或其它类型的终端。
[0003]用以减少由紧凑型电子产品中的封装半导体装置占据的表面面积的一种常规方法为将一个封装装置堆叠在具有同样配置的另一封装装置上。举例来说，如图1中所展示，常规半导体装置组合件10包含使用焊料球16彼此连接且连接到印刷电路板(PCB) 14的两个同样封装装置12 (展示为上封装装置12a及下封装装置12b)。每一封装装置12可包含安装到支撑PCB 20且用囊封剂22围封的半导体裸片18。每一裸片18具有使用支撑PCB20内部的电路与支撑PCB 20的对应结合垫24a连接的裸片结合垫(未展示)。焊料球16将上封装12a的结合垫24a连接到下封装12b的结合垫24b。额外焊料球16将下封装12b连接到PCB 14的对应结合垫24b。
[0004]图1的常规布置的一个缺点为结合垫24a及24b助长组合件10的整体占据面积。特定来说，结合垫24a及24b占据PCB 14及支撑PCB 20的周边的部分26。因此，存在对占据较小表面面积的改进的半导体装置组合件的需要。
【附图说明】
[0005]参考以下图示可更好地理解本技术的许多方面。图中的组件不一定按比例。取而代之的是，重点放置在清楚地说明本技术的原理。
[0006]图1为根据现有技术的半导体装置组合件的部分示意性横截面侧视图。
[0007]图2为根据本技术的所选择的实施例而配置的半导体装置组合件的部分示意性及部分分解的横截面侧视图。
[0008]图3A到3J为说明用于制造根据本技术的所选择的实施例的穿过封装互连的方法中的所选择的步骤处的半导体装置的部分示意性横截面图。
[0009]图4为用于制造根据本技术的所选择的实施例而配置的半导体装置组合件的方法的流程图。
[0010]图5为说明合并有根据本技术的实施例的半导体装置的系统的框图。
【具体实施方式】
[0011]本文描述连同相关方法、装置与系统一起的用于形成延伸半导体装置封装的外壳的穿过封装互连的方法的若干实施例的特定细节。术语“半导体装置”一般指包含半导体材料的固态装置。半导体装置的实例包含逻辑装置、存储器装置及二极管等。此外，术语“半导体装置”可指制成的装置或在成为制成的装置之前的各种处理阶段处的组合件或其它结构。取决于使用衬底的上下文，术语“衬底”可指晶片级衬底或单一化的裸片级衬底。所属领域的技术人员将认识到可在晶片级或裸片级执行本文所描述的方法的合适步骤。此夕卜，除非上下文另外指示，否则能够使用常规半导体制造技术形成本文所揭示的结构。能够(例如)使用化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、旋涂及/或其它合适的技术来沉积材料。类似地，能够(例如)使用等离子蚀刻、湿式蚀刻、化学机械平面化或其它合适的技术来移除材料。
[0012]术语“半导体装置封装”可指堆叠或以其它方式并入到共同封装中的半导体装置的组合件。半导体封装可包含部分或完全囊封半导体装置的组合件的外壳。术语“半导体装置组合件”可指半导体装置的组合件。此术语也可指半导体装置的组合件及耦合到所述半导体装置的组合件的支撑衬底。支撑衬底包含印刷电路板(PCB)或承载半导体装置的组合件且将电连接提供到半导体装置组合件的其它合适的衬底。所属领域的技术人员也将理解本技术可具有额外实施例且可在无下文参考图2到5描述的实施例的若干细节的情况下实践本技术。
[0013]图2说明根据本发明的所选择的实施例而配置的半导体装置组合件100。所述装置组合件包含使用互连106 (在图2中展示为焊料球106)彼此连接且连接到载体衬底104的半导体装置封装102 (展示为第一到第三封装装置102a到102c)。每一装置封装102可包含多个半导体裸片108 (个别地识别为第一半导体裸片108a及第二半导体裸片108b)，所述多个半导体裸片108通过粘合剂材料112(例如，环氧树脂、裸片附接带及/或其它合适的粘合剂材料)彼此附接且附接到封装支撑衬底110。个别装置封装102也可包含第一线结合123a及第二线结合123b，第一线结合123a耦合到第一半导体裸片108a的第一结合垫124a且耦合到支撑衬底110的衬底结合垫124c，第二线结合123b电耦合到第二半导体裸片108b的第二结合垫124b且电耦合到其它衬底结合垫124c。衬底结合垫124c通过支撑衬底110的内部电路125电耦合到外部接触垫124d。个别装置封装102可包含壳体126，其囊封半导体裸片108及第一及第二线结合123a及123b。壳体126包含囊封剂，例如塑料材料、环氧树脂化合物或其它合适的电介质材料。
[0014]个别装置封装102可进一步包含在第一半导体裸片108a的作用表面132处的第三结合垫130及电耦合到第三结合垫130的穿过封装互连125。个别互连128延伸通过壳体126且具有延伸超过壳体126的外表面134偏移高度L的第一部分128a。互连的第二部分128b在壳体126的外表面134与第一半导体裸片108a处的个别第三结合垫130之间延伸。电连接的再分布网络(未展示)或其它合适的网络可将第三结合垫130耦合到第一半导体裸片108a的第一结合垫124a。
[0015]装置封装102之间的焊料球106在支撑衬底110的外部结合垫124d与穿过封装互连128的第一部分128a之间提供电耦合。焊料球106及穿过封装互连128的第一部分128a在装置封装102之间界定封装间隔Sl。此外，焊料球106及穿过封装互连128的第一部分128a可提供机械支撑。在一些实施例中，通过支撑衬底110的外部结合垫124d与穿过封装互连128的第一部分128a之间的回流焊接来减少封装间隔Sl。
[0016]根据本技术的各种实施例，封装半导体装置102提供相对于常规半导体装置组合件具有减少占据面积的半导体装置组合件，例如图1中展示的组合件。特定来说，半导体装置组合件100不需要周边焊料球，但实际上穿过封装互连128相对于界定半导体装置封装102的周边为在内侧(例如，穿过封装互连128直接延伸远离完全在第一裸片108a的周边的区域内的第一裸片108a)。因此，半导体装置组合件100可具有类似于或等效于半导体装置封装102的平面形状的平面形状。此外，封装间隔81不显著助长半导体装置组合件100的整体突出高度。
[0017]所属领域的技术人员将认识到，穿过封装互连可并入到各种半导体装置组合件及/或半导体装置封装中。因此，半导体装置组合件100及/或半导体装置封装102可包含除图2中所说明的特征及配置以外或替代图2中所说明的特征及配置的特征及配置。举例来说，可使用在装置封装102的裸片108之间延伸的互连替代第一及第二线结合123a及123b。在此配置中，裸片108中的一或多者可包含延伸通过裸片108且电耦合到裸片108之间及/或裸片与支撑衬底110之间的互连(未展示)的穿衬底通孔(即，穿硅通孔)。然而，在一些实施例中，制造第一及第二线结合123a及123b与制造穿衬底通孔及裸片到裸片互连相比可为较不昂贵且较不复杂的。此外，在一些实施例中，可省略半导体装置组合件100及/或半导体装置封装102的某些特征及结构。例如，半导体装置封装102可包含位于半导体裸片108的仅一侧上(例如，裸片108的左侧上或裸片108的右侧上)的线结合。
[0018]图3A到3J为说明用于制造根据本技术的所选择的实施例的穿过封装互连或其它连接器的方法中的各种阶段处的半导体装置240的一部分的部分示意性横截面图。首先参考图3A，半导体装置240包含衬底242 (例如，硅晶片)及形成于衬底242中且通过切割道244彼此分离的多个第一半导体裸片108a。第一半导体裸片108a在已通过后端