封装方法及封装半导体器件的制作方法

封装方法及封装半导体器件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了封装方法及封装半导体器件。在一些实施例中，封装半导体器件的方法包括：在载体上形成第一接触焊盘；在第一接触焊盘上方形成布线结构；以及在布线结构上方形成第二接触焊盘。第一封装半导体器件连接至第二接触焊盘中的第一组，第二封装半导体器件连接至第二接触焊盘中的第二组。移除载体。第二封装半导体器件包括与第一封装半导体器件不同的封装类型。
【专利说明】封装方法及封装半导体器件
【技术领域】
[0001 ] 本发明总的来说涉及集成电路，更具体地，涉及封装方法及封装半导体器件。
【背景技术】
[0002]半导体器件用于各种电子应用中，诸如个人计算机、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顺序沉积绝缘层或介电层、导电层和半导电材料层，然后采用光刻来图案化或处理衬底和/或各种材料层以在其上形成电路部件和元件并形成集成电路来制造半导体器件。
[0003]通常在单个半导体晶圆上制造数十或数百个集成电路。通过沿着划线切割集成电路来分割单个管芯。然后，例如以多芯片模块或以其他类型的封装来分别封装各个管芯。
[0004]半导体工业通过持续减小最小部件尺寸而不断提高集成电路中各种电子部件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成度，这允许将更多的部件集成到给定面积中。在一些应用中，这些更小的电子部件还需要更小的封装件，其使用比过去的封装件更小的面积。在一些应用中，期望在一个封装件内将具有不同功能的集成电路封装在一起。

【发明内容】

[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种封装半导体器件的方法，包括:在载体上形成多个第一接触焊盘；在多个第一接触焊盘的上方形成布线结构；在布线结构的上方形成多个第二接触焊盘；将第一封装半导体器件连接至多个第二接触焊盘中的第一组；将第二封装半导体器件连接至多个第二接触焊盘中的第二组，第二封装半导体器件包括与第一封装半导体器件不同的封装类型；以及移除载体。
[0006]优选地，该方法进一步包括:在多个第一接触焊盘中的每一个上都形成导电球。
[0007]优选地，该方法进一步包括:在第一封装半导体器件、第二封装半导体器件和布线结构上方形成模塑料。
[0008]优选地，该方法进一步包括减小模塑料的厚度。
[0009]优选地，形成多个第一接触焊盘包括在载体上方形成种子层，在种子层上方形成第一绝缘材料，图案化第一绝缘材料，以及将第一导电材料镀在种子层上。
[0010]优选地，形成布线结构包括形成再分布层(RDL)。
[0011]优选地，形成种子层包括形成第一种子层，并且形成RDL包括:在图案化的第一绝缘材料和第一导电材料上方形成第二种子层，在部分第二种子层的上方镀第二导电材料，移除部分第二种子层，以及在第一绝缘材料和第二导电材料上方形成第二绝缘材料。
[0012]优选地，形成多个第二接触焊盘包括在部分第二导电材料的上方形成多个第二接触焊盘。
[0013]根据本发明的另一方面，提供了一种封装半导体器件的方法，包括:在载体上方形成第一种子层；在第一种子层上方形成第一绝缘材料；图案化第一绝缘材料以限定多个第一接触焊盘的图案；将第一导电材料镀在第一种子层上以形成多个第一接触焊盘；在第一导电材料和第一绝缘材料上方形成第二种子层；在第二种子层上方形成第一光刻胶层；图案化第一光刻胶层以限定布线结构；将第二导电材料镀在第二种子层的露出部分上；移除第一光刻胶层；在第二导电材料和第一绝缘材料上方形成第二绝缘材料；图案化第二绝缘材料以限定多个第二接触焊盘的图案；在图案化的第二绝缘材和第二导电材料的露出部分上方形成第三种子层；在第三种子层上方形成第二光刻胶层；图案化第二光刻胶层以进一步限定多个第二接触焊盘的图案；将第三导电材料镀在第三种子层的露出部分上以形成多个第二接触焊盘；将第一封装半导体器件连接至多个第二接触焊盘中的第一组；将第二封装半导体器件连接至多个第二接触焊盘中的第二组，第二封装半导体器件包括与第一封装半导体器件不同的封装类型；以及移除载体。
[0014]优选地，该方法进一步包括将多个第二封装半导体器件连接至第二接触焊盘中的多个第二组，其中，多个第二封装半导体器件中的每一个都包括相对于多个第二封装半导体器件中的其他器件不同的封装类型。
[0015]优选地，镀第三导电材料包括镀焊料，并且连接第一封装半导体器件和连接第二封装半导体器件包括回流焊料。
[0016]优选地，第一封装半导体器件或第二封装半导体器件包括从基本由集成电路、多个集成电路、系统级封装件(SiP)、SiP模块、分离无源器件、微机电系统(MEMS)、功能模块和/或它们的组合所组成的组中选择的器件类型。
[0017]优选地，形成第一种子层包括形成Ti，镀第一导电材料包括镀Ni，形成第二种子层包括形成TiCu，镀第二导电材料包括镀Cu，或者形成第三种子层包括形成TiCu。
[0018]根据本发明的又一方面，提供了一种封装半导体器件，包括:再分布层(RDL)，包括多个绝缘材料层和设置在多个绝缘材料层中的布线结构，RDL包括第一侧和与第一侧相对的第二侧；多个第一接触焊盘，设置在RDL的第一侧；多个第二接触焊盘，设置在RDL的第二侧；第一封装半导体器件，连接至多个第二接触焊盘中的第一组；第二封装半导体器件，连接至多个第二接触焊盘中的第二组，第二封装半导体器件包括与第一封装半导体器件不同的封装类型；模塑料，设置在第一封装半导体器件、第二封装半导体器件和RDL的上方；以及导电球，设置在多个第一接触焊盘中的每一个上。
[0019]优选地，RDL的多个绝缘材料层包括聚合物。
[0020]优选地，该封装半导体器件进一步包括连接至多个第二接触焊盘中的第三组的第三封装半导体器件，第三封装半导体器件包括与第一封装半导体器件不同的封装类型。
[0021]优选地，第三封装半导体器件包括与第二封装半导体器件不同的封装类型。
[0022]优选地，该封装半导体器件进一步包括多个第三封装半导体器件，多个第三封装半导体器件中的每一个都连接至多个第二接触焊盘的多个第三组中的一组。
[0023]优选地，第一封装半导体器件、第二封装半导体器件或第三封装半导体器件包括从基本由叠层封装件(PoP)、薄型小尺寸封装件(TSOP)、晶圆级芯片规模封装件(WLCSP)、表面贴装器件(SMD)、栅格阵列(LGA)封装件、球栅阵列(BGA)封装件、方形扁平无引脚(QFN)封装件和它们的组合所组成的组中选择的封装类型。
[0024]优选地，导电球包括焊球，并且以球栅阵列(BGA)配置焊球。
【专利附图】

【附图说明】[0025]为了更完整地理解本发明及其优点，现在结合附图作为参考进行以下描述，其中:
[0026]图1至图14示出了根据本发明一些实施例的封装多个封装半导体器件的方法的截面图；
[0027]图15是根据一些实施例的封装半导体器件的立体图；以及
[0028]图16是示出根据一些实施例的封装半导体器件的方法的流程图。
[0029]除非另有说明，否则不同附图中相应的数字和符号通常是指相应的部分。绘制附图以清楚地示出实施例中的相关部分但不需要按照比例绘制。
【具体实施方式】
[0030]以下详细讨论本发明实施例的制造和使用。然而，应该理解，本发明提出了许多可以在各种具体环境中具体化的可应用发明概念。所讨论的具体实施例只是制造和使用本发明的具体方式的说明，而不限制本发明的范围。
[0031]本发明的实施例涉及半导体器件的封装。本文将描述将多个封装半导体器件封装在一起的新方法。
[0032]图1至图14示出了根据本发明一些实施例的封装半导体器件的方法的截面图。为了整体概括新方法，如图1至图4所示，在载体102上形成第一接触焊盘111。如图4和图5所示，在第一接触焊盘111的上方形成布线结构112/122。如图6至图8所示，在布线结构112/122的上方形成第二接触焊盘136。如图9和图10所示，第一封装半导体器件140a与第二接触焊盘136的第一组136a连接，而第二封装半导体器件140b与第二接触焊盘136的第二组136b连接。第二封装半导体器件140b包括与第一封装半导体器件140a不同的封装类型。
[0033]如图11所示，在封装半导体器件140a和140b的上方形成模塑料144，然后如图12所示，移除载体102。如图13所示，从封装器件100中移除粘合剂104和种子层106，然后如图14所示，在第一接触焊盘111上形成导电球146。新型封装器件100包括再分布层132，其包括布线结构112/122。新型封装器件100还包括第一接触焊盘111、第二接触焊盘136、模塑料144以及导电球146。
[0034]接下来将会更详细地描述根据一些实施例的封装器件100的制造方法。再次参考图1，如图1所示，首先提供载体102。例如，载体102可包括晶圆，包括玻璃、硅(例如，硅晶圆)、氧化硅、金属板或陶瓷材料。还如图1所示，在载体晶圆102上方涂覆粘合剂104。例如，粘合剂104包括可包括金属箔、环氧树脂、硅橡胶、聚合物和/或金属的粘合层，虽然也可采用其他材料。再如，在一些实施例中，粘合剂104包括管芯粘附膜(DAF)。例如，可通过旋涂、印刷、化学汽相沉积(CVD)或物理汽相沉积(PVD)在载体102上形成粘合剂104。例如，如果粘合剂104包括金属箔，则金属箔可层压在载体102上。在一些实施例中不包括粘合剂104。
[0035]如图1所示，在载体102的上方形成第一种子层106，例如在设置在载体102上的粘合剂104的上方形成第一种子层106。例如，如果不包括粘合剂104，则在载体102上直接形成第一种子层106。例如，在一些实施例中，第一种子层106包括采用PVD或通过层压金属箔材料而沉积的约0.3 μ m的材料(诸如T1、Cu或它们的组合)。可选地，第一种子层106可包括其他材料和尺寸并且可采用其他方法形成。
[0036]如图2所示，在第一种子层106的上方形成第一绝缘材料108。例如，第一绝缘材料108包括采用旋涂工艺或层压工艺沉积的约7μπι的聚合物。可选地，第一绝缘材料108可包括其他材料和尺寸并且可采用其他方法形成。
[0037]还如图2所示，采用光刻工艺图案化第一绝缘材料108。例如，可在第一绝缘材料108的上方形成光刻胶(未示出)，然后通过将光刻胶曝光于从在其上具有期望图案的光刻掩膜反射或穿过的能量或光来对其进行图案化。显影光刻胶，并且采用灰化和/或蚀刻工艺来移除光刻胶的曝光区域(或未曝光区域，这取决于光刻胶是正性还是负性)。然后在蚀刻工艺中，将光刻胶用作蚀刻掩膜。在蚀刻工艺期间，移除第一绝缘材料108的露出部分。然后移除光刻胶。
[0038]例如，在一些实施例中，图案化第一绝缘材料108以限定将形成在第一绝缘材料108内的多个第一接触焊盘111 (见图3)的图案。例如，在一些实施例中，第一绝缘材料108中的图案的宽度可在约180μπι至约240μπι之间。例如，在俯视图中，第一绝缘材料108中的图案可包括正方形、长方形、圆形、椭圆形或其他形状。可选地，第一绝缘材料108中的图案可包括其他尺寸和形状。
[0039]如图3所示，在通过第一绝缘材料108内的图案露出的第一种子层106的上方形成第一导电材料110。例如，在一些实施例中，米用镀工艺在第一种子层106上形成第一导电材料110。在一些实施例中，镀工艺包括电化学镀(ECP)。再如，化学镀方法还可用于形成第一种子层106上的第一导电材料110。可选地,可米用其他方法形成第一导电材料110。例如，在一些实施例中，第一导电材料Iio包括约0.3 μ m的诸如Ni或Sn的导电材料。可选地，第一导电材料110可包括其他材料和尺寸并且可采用其他方法形成。第一导电材料110包括第一接触焊盘111。在一些实施例中，例如将第一导电材料110镀在第一种子层106上包括形成多个第一接触焊盘111。
[0040]如图4所示，在第一导电材料110和图案化的第一绝缘材料108的上方形成第二种子层112。例如，在一些实施例中，第二种子层112包括采用PVD沉积的约0.3 μ m的诸如TiCu的导电材料。可选地，第二种子层112可包括其他材料和尺寸并且可采用其他方法形成。
[0041]还如图4所示，在第二种子层112上方形成光刻胶114。光刻胶114在文中(例如，在一些权利要求中)还称为第一光刻胶层114。例如，在一些实施例中，图案化第一光刻胶层114以限定布线结构112/122(见图5)。在一些实施例中，例如图案化第一光刻胶层114以限定封装器件100的再分布层(RDL) 132 (见图8)中的布线结构112/122。例如，在一些实施例中，在第一光刻胶层114的图案化工艺中移除的第一光刻胶层114的部分限定在封装器件100内提供水平连接的RDL132的扇出区。
[0042]接下来，如图5所示，在未被第一光刻胶层114覆盖的第二种子层112的露出部分上形成第二导电材料122。例如，在一些实施例中，第二导电材料122包括采用镀工艺沉积的约7 μ m的诸如Cu的导电材料。例如，在一些实施例中，镀工艺包括ECP工艺或化学镀工艺。可选地，第二导电材料122可包括其他材料和尺寸并且可采用其他方法形成。
[0043]还如图5所示，采用灰化和/或蚀刻工艺来移除或剥离第一光刻胶层114，留下第二种子层112保留并暴露于第一绝缘材料108的顶面上方(在图5中未示出，参见图4)的部分。如图5所示，采用蚀刻工艺移除在第一绝缘层108顶面上露出的部分第二种子层112，留下第二种子层112位于第二导电材料122下方的未露出部分。例如，在一些实施例中，第二种子层112包括可相对于第二导电材料122的材料被选择性蚀刻的材料，使得在蚀刻工艺中蚀刻掉未被第二导电材料122覆盖的第二种子层112，并且保留第二导电材料122。可选地，例如，在移除第二种子层112的露出部分的过程中，可移除第二导电材料122的顶部。
[0044]如图6所示，在第二导电材料122和第一绝缘材料108的上方形成第二绝缘材料118。例如，在一些实施例中，第二绝缘材料118包括采用旋涂工艺或层压工艺沉积的约10 μ m的聚合物。可选地，第二绝缘材料118可包括其他材料和尺寸并且可采用其他方法形成。
[0045]注意，在图6至图8中，为了简化，第二种子层112和第二导电材料122被表示为单个材料层112/122。第二种子层112和第二导电材料122包括在俯视图中包括多条直线和/或曲线的布线结构112/122。例如，在俯视图中，布线结构112/122的直线部分可包括基本为长方形或细长方形的形状(未示出)。
[0046]还如图6所示，采用光刻工艺图案化第二绝缘材料118，所采用的光刻工艺与本文描述的用于图案化第一绝缘材料108的光刻工艺类似。例如，在一些实施例中，图案化第二绝缘材料118以限定将形成在第二绝缘材料118内、或者第二绝缘材料118内和上方的多个第二接触焊盘136 (见图8)的图案。例如，在一些实施例中，第二绝缘材料118中的图案的宽度可约为100 μ m。例如，在俯视图中，第二绝缘材料118中的图案可包括正方形、长方形、圆形、椭圆形或其他形状。可选地，第二绝缘材料118中的图案可包括其他尺寸和形状。
[0047]如图7所示，在图案化的第二绝缘材料118和第二导电材料122的露出部分的上方形成第三种子层124。例如，在一些实施例中，第三种子层124包括采用PVD沉积的约
0.3μπι的诸如TiCu的导电材料。可选地，第三种子层124可包括其他材料和尺寸并且可采用其他方法形成。再如，在一些实施例中，第三种子层124包括球下金属化(UBM)种子层。
[0048]还如图7所示，在第三种子层124的上方形成光刻胶层126。光刻胶层126在文中还称为第二光刻胶层。采用光刻来图案化第二光刻胶层126以进一步限定多个第二接触焊盘136的图案。例如，在一些实施例中，第二绝缘材料118中的图案限定多个第二接触焊盘136的图案的第一部分，而第二光刻胶层126中的图案限定多个第二接触焊盘136的图案的第二部分。
[0049]如图7所示，在一些实施例中，第二光刻胶层126中的图案略微大于第二绝缘材料118中的图案。可选地，在其他实施例中，第二光刻胶层126中的图案可基本与第二绝缘材料118中的图案相同或小于第二绝缘材料118中的图案(未示出)。
[0050]接下来，如图8所示，在第三种子层124的露出部分上形成第三导电材料128/130以形成封装器件100的封装半导体器件安装区134中的多个第二接触焊盘136。例如，在一些实施例中，采用至少一种镀工艺来形成第三导电材料128/130。例如，在一些实施例中，第三导电材料128/130包括焊料厚度约为7 μ m的第一层128和Ni厚度约为0.3 μ m的第二层130。可选地，第三导电材料128/130可包括其他材料和尺寸并且可采用其他方法形成。在一些实施例中，第三导电材料128/130包括单层焊料。在其他实施例中，例如，至少第三导电材料128/130的顶层130包括焊料或其他易熔材料，使得回流工艺可用于将封装半导体器件140a、140b、140c和140d(见图9和图10)附接至包括第三导电材料128/130的第二接触焊盘136上。
[0051]在形成第三导电材料128/130之后，移除或剥离第二光刻胶层126(见图7)，保留第三种子层124位于第二绝缘材料118的顶面上的部分。例如，在移除第二光刻胶层126之后，部分第三种子层124露于(在附图中未示出)第二绝缘材料118的顶面上。如图8所示，然后采用蚀刻工艺移除第三种子层124的露出部分。例如，在移除第三种子层124的露出部分的过程中，可移除部分第三导电材料128/130，或者不移除部分第三导电材料128/130。
[0052]第二接触焊盘136包括第三导电材料128/130和第三种子层124。在部分第二导电材料122上方(例如，在部分第二种子层及第二导电材料112/122上方)形成第二接触焊盘136。
[0053]封装器件100包括RDL132，RDL132包括提供第一接触焊盘111和第二接触焊盘136之间的水平电连接的布线112/122。第一接触焊盘111设置在RDL132的第一侧138，而第二接触焊盘136设置在与第一侧138相对的RDL132的第二侧139。在一些实施例中，例如第二接触焊盘136和部分RDL132包括UBM结构。在一些实施例中，RDL132的布线结构112/122还提供了稍后被附接至封装器件100的半导体器件140a、140b、140c和140d0见图9)之间的水平电连接。
[0054]形成封装器件100和RDL132实际上包括重构晶圆，例如，包括图8所示设置在载体102上方的各种部件104、106、108、110、112/122、118、124和128/130。形成本文所述RDL132的方法是示例性的；可选地，可采用其他方法形成RDL132。可采用一种或多种单镶嵌或双镶嵌技术通过图案化绝缘材料108和/或118，然后用导电材料填充图案来形成布线结构112/122、第一接触焊盘111和第二接触焊盘136。或者，例如，可采用一种或多种金属蚀刻(subtractive etch)工艺来形成布线结构112/122、第一接触焊盘111和第二接触焊盘136，并且在每次金属蚀刻工艺后，可在布线结构112/122、第一接触焊盘111和/或第二接触焊盘136的上方形成绝缘材料108和/或118。还可采用镶嵌和金属蚀刻方法的组合来形成布线结构112/122、第一接触焊盘111和/或第二接触焊盘136。
[0055]接下来，如图9和图10所示，将多个封装半导体器件140a、140b、140c和140d附接至第二接触焊盘136。图9至图14只示出了六个封装半导体器件140a、140b、140c和140d ；然而，可将数十个或更多的封装半导体器件140a、140b、140c和140d附接至封装器件100的第二接触焊盘136。采用贴片机、手动或其他方法将封装半导体器件140a、140b、140c和140d的接触件142附接至第二接触焊盘136。
[0056]根据本发明的一些实施例，封装半导体器件140a、140b、140c和140d中的至少两个包括不同的封装类型。例如，根据一些实施例，封装半导体器件140a、140b、140c和140d中的一个或几个相对于封装半导体器件140a、140b、140c和140d中的其他器件包括异种封装类型。在一些实施例中，例如封装半导体器件140a、140b、140c和140d可包括半导体器件，诸如集成电路、多个集成电路、系统级封装(SiP)、SiP模块、分散无源器件、微机电系统(MEMS)、功能模块和/或它们的组合。在图9至图14所示的实施例中，例如封装半导体器件140a包括晶圆级芯片规模封装(WLCSP)，封装半导体器件140b包括球栅阵列(BGA)封装，封装半导体器件140c包括方形扁平无引脚(QFN)封装，以及封装半导体器件140d包括表面贴装器件(SMD)。例如，封装半导体器件140a、140b、140c和140d可以可选地包括其他封装类型，诸如叠层封装(PoP)、薄型小尺寸封装(TSOP)和/或栅格阵列(LGA)封装。[0057]封装半导体器件140a的接触件142连接至封装器件100的封装半导体器件安装区134a内的第二接触焊盘136的一组136a。封装半导体器件140b的接触件142连接至封装器件100的封装半导体器件安装区134b内的第二接触焊盘136的一组136b。类似地，封装半导体器件140c的接触件142连接至封装器件100的封装半导体器件安装区134c内的第二接触焊盘136的一组136c，以及封装半导体器件140d中的接触件142连接至封装器件100的封装半导体器件安装区134d内的第二接触焊盘136的一组136d。例如，根据设置在每一个封装器件140a、140b、140c和140d上的接触件142的覆盖区来配置封装器件100的第二接触焊盘136的组136a、136b、136c和136d。
[0058]在一些实施例中，封装半导体器件140a包括第一封装半导体器件，而封装半导体器件140b包括第二封装半导体器件。第一封装半导体器件140a连接至多个第二接触焊盘136中的第一组136a，而第二封装半导体器件140b连接至多个第二接触焊盘136中的第二组136b。第二封装半导体器件140b包括与第一封装半导体器件140a不同的封装类型。
[0059]在一些实施例中，封装半导体器件140c包括第三封装半导体器件。第三封装半导体器件140c连接至多个第二接触焊盘136中的第三组136c。在一些实施例中，第三封装半导体器件140c包括与第一封装半导体器件140a不同的封装类型。在一些实施例中，第三封装半导体器件140c也包括与第二封装半导体器件140b不同的封装类型。可选地，第三封装半导体器件140c可包括与第一封装半导体器件140a或第二封装半导体器件140b不同的封装类型。在其他实施例中，例如第三封装半导体器件140c可包括与第一封装半导体器件140a或第二封装半导体器件140b相同的封装类型。
[0060]在其他实施例中，封装半导体器件140c和140d包括多个第三封装半导体器件。在一些实施例中，多个第三封装器件140c和140d中的每一个都分别连接至多个第二接触焊盘136中的多个第三组136c和136d中的一组。
[0061]在封装半导体器件140a、140b、140c和140d连接或附接至封装器件100的第二接触焊盘136后，第二接触焊盘136中的易熔材料或焊料被回流以将封装半导体器件140a、140b、140c和140d电接合和机械接合至第二接触焊盘136。在一些实施例中，例如，封装半导体器件140a、140b、140c和140d包括已经过功能测试的“已知良好封装管芯”。在一些实施例中，在第二接触焊盘136的焊料或易熔材料回流工艺之后，对封装器件100和/或封装半导体器件140a、140b、140c和140d执行电路测试(CP)。
[0062]如图11所示，在封装半导体器件140a、140b、140c和140d的上方形成模塑料144。在封装半导体器件140a、140b、140c和140d和第二绝缘材料118 (在图11中未示出，参见图8)露出部分和RDL132露出部分的上方形成模塑料144。在一些实施例中，例如模塑料144可包括压缩模塑料并且可包括环氧树脂、橡胶或聚酰亚胺(PI)，虽然模塑料144可以可选地包括其他材料。模塑料144填充封装半导体器件140a、140b、140c和140d之间的空间。在形成模塑料144之后，如虚线144'所示，可在封装半导体器件140a、140b、140c和140d的顶面上方形成部分模塑料144。
[0063]在一些实施例中，在施加模塑料144之前，底部填充材料(附图中未示出)可设置在封装半导体器件140a、140b、140c和140d中的一个或多个的下方。采用点胶针(dispensing needle)或通过其他器件或方法施加底部填充材料。底部填充材料可包括液态环氧树脂或聚合物，当施加底部填充材料时，其在封装半导体器件140a、140b、140c和140d下方的接触件142和部分第二接触焊盘136之间流动。然后可采用加热来固化底部填充材料以形成固体。可选地，底部填充材料可包括其他材料并且采用其他方法来施加和固化。在一些实施例中不包括底部填充材料。
[0064]接下来，在一些实施例中，移除模塑料144的顶部以露出具有最大厚度的封装半导体器件140c的顶面。在一些实施例中，没有移除模塑料144的顶部。例如，图11所示的封装器件100可经受一种或多种研磨工艺、蚀刻工艺、抛光工艺和/或化学机械抛光(CMP)工艺以移除模塑料144的顶部并减小模塑料144的厚度。例如，在一些实施例中，研磨工艺或其他移除工艺可适于在最高的封装半导体器件140a、140b、140c和140d的顶面上停止。
[0065]在其他实施例中，例如，所施加的模塑料144恰好到达最高的封装半导体器件140c的顶面，或者所施加的模塑料144没有到达最高的封装半导体器件140c的顶面。在这种实施例中，模塑料144的研磨工艺没有包括在封装工艺流程中。
[0066]如图12所示，在形成模塑料144后，移除载体102。例如，可通过使用或不使用辅助工具将载体102撬离RDL132来脱粘或移除载体102。如图13所示，还移除粘合剂104和种子层106。例如，可采用清洗工艺移除粘合剂104，并且可采用蚀刻工艺移除种子层106。如图13所示，在进行清洗工艺和/或蚀刻工艺以移除粘合剂104和种子层106之前，可将封装器件100倒置。可以可选地采用其他方法来移除载体102、粘合剂104和种子层106。
[0067]在一些实施例中，如图14所示，然后在RDL132的第一侧138上的第一接触焊盘111的上方形成导电球146。图14所示完整的封装半导体器件150包括封装半导体器件140a、140b、140c和140d以及封装器件100。在一些实施例中，例如，第一接触焊盘111和部分RDL132包括UBM结构。如图14所示，在设置在RDL132上方并电连接至RDL132的第一接触焊盘111上形成导电球146。导电球146可包括焊料和/或其他金属并且可包括多个导电凸块。例如，在一些实施例中，导电球146可包括可控坍塌芯片连接(C4)凸块。导电球146通过第一接触焊盘111连接至RDL132的布线112/122。例如，导电球146可采用球安装工艺被直接安装然后可随后被测试。在一些实施例中，导电球146可包括球栅阵列(BGA)中的焊球。例如，可以以BGA来配置第一接触焊盘111的覆盖区。
[0068]图1至图14示出了一个封装器件100的一部分；然而，根据一些实施例，可在载体102的表面上方同时形成一个或多个封装器件100。在单个载体102上形成两个或多个封装器件100的实施例中，在完成封装器件100的制造工艺和封装半导体器件140a、140b、140c和140d的封装工艺并移除载体102之后，可使用锯割沿着分割线分割封装器件100和封装半导体器件150，形成如图15以立体图形式示出的封装半导体器件150。然后，可使用封装半导体器件150的导电球146(见图14)将封装半导体器件150连接至印刷电路板(PCB)、另一个封装集成电路、电模块或机械模块或其他器件或终端应用。
[0069]可选地，在其他实施例中，例如封装器件100或封装半导体器件150不包括导电球146，而是采用终端应用上提供的导电球或其他类型的连接将第一接触焊盘111连接至终
端应用。
[0070]封装半导体器件150的边沿可被成型为适合于终端应用。例如，如图15所示封装半导体器件150的边角被倒角。例如，封装半导体器件150的大小和形状都适合于终端应用的外壳(诸如手机、笔记本电脑、平板电脑或其他电子应用的外壳)的具体形状。
[0071]图15还示出了可采用本文描述的新型封装器件100及本文所述方法来封装的封装半导体器件140、140a、140b、140c、140d和140e的各种不同封装类型。例如，采用图9和图10所述的封装类型来封装封装半导体器件140a、140b、140c和140d。封装半导体器件140e包括垂直堆叠的半导体器件。
[0072]封装半导体器件140、140a、140b、140c、140d和140e可包括各种电功能。例如，封装半导体器件140、140a、140b、140c、140d和140e的功能、电路和封装类型的一些实例包括数字SiP、射频0^)51?、传感器51?、混合信号SiP、集成电路、驱动器、静电释放(ESD)和/或电磁干扰(EMI)保护电路、直流(DC)/DC转换器、具有芯片嵌入技术的SiP、分散无源器件、Bluetooth?模块、电视(TV)模块、调幅和/或调频(AM和/或FM)模块、全球定位系统(GPS)模块、基带模块、照相机模块、蜂窝无线模块、音频模块、电源管理模块、中央处理器(CPU)模块、无线局域网(WLAN)模块、集成无源器件(IPD)模块、IH)网络模块、发光二极管(LED)闪光灯模块、图像处理器(GPU)模块和/或视觉处理器(VPU)模块。可选地，根据封装半导体器件150的终端应用，封装半导体器件140、140a、140b、140c、140d和140e可包括其他类型的功能、电路和封装。
[0073]图16是根据一些实施例的封装半导体器件的方法的流程图160。在步骤162中，在载体102上形成多个第一接触焊盘111，然后在步骤164中，在多个第一接触焊盘111的上方形成布线结构112/122。在步骤166中，在布线结构112/122的上方形成多个第二接触焊盘136。在步骤168中，第一封装半导体器件140a连接至多个第二接触焊盘136中的第一组136a。在步骤170中，第二封装半导体器件140b连接至多个第二接触焊盘136中的第二组136b。第二封装半导体 器件140b包括与第一封装半导体器件140a不同的封装类型。在步骤172中，移除载体102。
[0074]本发明的实施例包括封装半导体器件的方法，同时还包括采用本文所述的方法封装的封装半导体器件150。本发明的实施例还包括采用本文所述的方法制造的封装器件100。
[0075]本发明实施例的优点包括提供封装半导体器件的新型方法。该封装方法包括先异种封装RDL (例如，在附接封装半导体器件140、140a、140b、140c、140d和140e之前形成RDL132)封装工艺为多个封装半导体器件140、140a、140b、140c、140d和140e提供集成扇出封装。在封装和制造工艺流程中容易实现该新型方法。
[0076]通过将多个封装半导体器件140、140a、140b、140c、140d和140e (它们中的至少一些以不同的封装类型来封装)安装在载体102上形成的RDL132上来将它们封装在一起，这提供了通过在载体102上方形成第一接触焊盘111、布线结构112/122、第二接触焊盘136和模塑料144来有效生成晶圆或工件的能力。采用载体102和封装半导体器件140、140a、140b、140c、140d和140e，可采用与半导体工业中所使用的处理大块半导体晶圆的方法类似的工艺来制造封装器件100。本文所述的实施例应用芯片再分布和模塑技术，以利用载体晶圆102、扩大RDL132布局的芯片面积来有效形成新晶圆。在分割封装半导体器件150之前，载体102包括稍后被移除的牺牲部件。
[0077]本文所述的新型封装方法有利地不需要衬底，这节省了时间、成本、空间和重量。因为不包括衬底，所以封装件的厚度被最小化。因为没有热膨胀系数(CTE)不匹配问题(因为没有衬底)，所以该封装方法高度可靠，并且该封装方法具有低制造成本和高产量。因为RDL132的布线结构112/122的长度被最小化，所以RDL132提供了封装半导体器件之间的高速连接。大量的集成电路和功能模块(例如，封装半导体器件140、140a、140b、140c、140d和140e)可集成在一起以形成较小的封装半导体器件150。例如，封装器件100具有小形状因数，这使得终端应用中电池空间的分布增强，并且使得印刷电路板(PCB)尺寸较小，这在移动电子产品中是特别有优势的。进一步地，因为封装半导体器件140、140a、140b、140c、140d和140e之间的布线结构112/122的长度被最小化，所以实现了较低的功耗。
[0078]根据本发明的一些实施例，一种封装半导体器件的方法包括:在载体上形成多个第一接触焊盘；在多个第一接触焊盘上方形成布线结构；以及在布线结构上方形成多个第二接触焊盘。第一封装半导体器件连接至多个第二接触焊盘中的第一组，而第二封装半导体器件连接至多个第二接触焊盘中的第二组。第二封装半导体器件包括与第一封装半导体器件不同的封装类型。移除载体。
[0079]根据其他实施例，一种封装半导体器件的方法包括:在载体上方形成第一种子层；以及在第一种子层上方形成第一绝缘材料。图案化第一绝缘材料以限定多个第一接触焊盘的图案，然后将第一导电材料镀在第一种子层上以形成多个第一接触焊盘。该方法包括:在第一导电材料和第一绝缘材料上方形成第二种子层；在第二种子层上方形成第一光刻胶层；以及图案化第一光刻胶层以限定布线结构。将第二导电材料镀在第二种子层的露出部分上，然后移除第一光刻胶层。在第二导电材料和第一绝缘材料上方形成第二绝缘材料，然后图案化第二绝缘材料以限定多个第二接触焊盘的图案。在图案化的第二绝缘材和第二导电材料的露出部分的上方形成第三种子层，并且在第三种子层上方形成第二光刻胶层。该方法包括图案化第二光刻胶层以进一步限定多个第二接触焊盘的图案，以及将第三导电材料镀在第三种子层的露出部分上以形成多个第二接触焊盘。第一封装半导体器件连接至多个第二接触焊盘中的第一组，而第二封装半导体器件连接至多个第二接触焊盘中的第二组，第二封装半导体器件包括与第一封装半导体器件不同的封装类型。移除载体。
[0080]根据其他一些实施例，一种封装半导体器件包括RDL，其包括多个绝缘材料层和设置在多个绝缘材料层中的布线结构。RDL具有第一侧和与第一侧相对的第二侧。多个第一接触焊盘设置在RDL的第一侧，并且多个第二接触焊盘设置在RDL的第二侧。第一封装半导体器件连接至多个第二接触焊盘中的第一组，而第二封装半导体器件连接至多个第二接触焊盘中的第二组，第二封装半导体器件包括与第一封装半导体器件不同的封装类型。模塑料设置在第一封装半导体器件、第二封装半导体器件和RDL的上方。导电球设置在多个第一接触焊盘中的每一个上。
[0081]虽然详细描述本发明的一些实施例及它们的优点，但是应该理解，可以进行各种改变、替换和变更而不背离所附权利要求限定的本发明的精神和范围。例如，本领域的技术人员会容易理解，可对本文描述的部件、功能、工艺和材料中的许多进行改变而仍然在本发明范围内。而且，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的工艺、机器装置、制造、物质组成、工具、方法和步骤的具体实施例。本领域技术人员很容易理解，根据本发明可使用与本文描述的对应实施例执行基本相同功能或实现基本相同结果的目前现有或即将开发的工艺、机器装置、制造、物质组成、工具、方法或步骤。因此，所附权利要求旨包括这种工艺、机器装置、制造、物质组成、工具、方法或步骤的的范围内。
【权利要求】
1.一种封装半导体器件的方法，所述方法包括: 在载体上形成多个第一接触焊盘； 在所述多个第一接触焊盘的上方形成布线结构； 在所述布线结构的上方形成多个第二接触焊盘； 将第一封装半导体器件连接至所述多个第二接触焊盘中的第一组； 将第二封装半导体器件连接至所述多个第二接触焊盘中的第二组，所述第二封装半导体器件包括与所述第一封装半导体器件不同的封装类型；以及移除所述载体。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:在所述多个第一接触焊盘中的每一个上都形成导电球。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:在所述第一封装半导体器件、所述第二封装半导体器件和所述布线结构上方形成模塑料。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括减小所述模塑料的厚度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述多个第一接触焊盘包括在所述载体上方形成种子层，在所述种子层上方形成第一绝缘材料，图案化所述第一绝缘材料，以及将第一导电材料镀在所述种子层上。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，形成所述布线结构包括形成再分布层(RDL)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，形成所述种子层包括形成第一种子层，并且形成所述RDL包括:在图案化的所述第一绝缘材料和所述第一导电材料上方形成第二种子层，在部分所述第二种子层的上方镀第二导电材料，移除部分所述第二种子层，以及在所述第一绝缘材料和所述第二导电材料上方形成第二绝缘材料。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述多个第二接触焊盘包括在部分所述第二导电材料的上方形成所述多个第二接触焊盘。
9.一种封装半导体器件的方法，所述方法包括: 在载体上方形成第一种子层； 在所述第一种子层上方形成第一绝缘材料； 图案化所述第一绝缘材料以限定多个第一接触焊盘的图案； 将第一导电材料镀在所述第一种子层上以形成所述多个第一接触焊盘； 在所述第一导电材料和所述第一绝缘材料上方形成第二种子层； 在所述第二种子层上方形成第一光刻胶层； 图案化所述第一光刻胶层以限定布线结构； 将第二导电材料镀在所述第二种子层的露出部分上； 移除所述第一光刻胶层； 在所述第二导电材料和所述第一绝缘材料上方形成第二绝缘材料； 图案化所述第二绝缘材料以限定多个第二接触焊盘的图案； 在图案化的所述第二绝缘材和所述第二导电材料的露出部分上方形成第三种子层； 在所述第三种子层上方形成第二光刻胶层； 图案化所述第二光刻胶层以进一步限定所述多个第二接触焊盘的图案； 将第三导电材料镀在所述第三种子层的露出部分上以形成所述多个第二接触焊盘；将第一封装半导体器件连接至所述多个第二接触焊盘中的第一组； 将第二封装半导体器件连接至所述多个第二接触焊盘中的第二组，所述第二封装半导体器件包括与所述第一封装半导体器件不同的封装类型；以及移除所述载体。
10.一种封装半导体器件，包括: 再分布层(RDL)，包括多个绝缘材料层和设置在所述多个绝缘材料层中的布线结构，所述RDL包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧； 多个第一接触焊盘，设置在所述RDL的第一侧； 多个第二接触焊盘，设置在所述RDL的第二侧； 第一封装半导体器件，连接至所述多个第二接触焊盘中的第一组； 第二封装半导体器件，连接至所述多个第二接触焊盘中的第二组，所述第二封装半导体器件包括与所述第一封装半导体器件不同的封装类型； 模塑料，设置在所述第一封装半导体器件、所述第二封装半导体器件和所述RDL的上方；以及 导电球，设置在所 述多个第一接触焊盘中的每一个上。
【文档编号】H01L23/31GK103972140SQ201310150867
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2013年1月29日
【发明者】林俊成, 洪瑞斌 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司