半导体封装的制作方法

文档序号:16814074发布日期:2019-02-10 14:06阅读:120来源:国知局
本发明实施例是有关于一种半导体封装及其制造方法。
背景技术
::由于各种电子组件(即,晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度的持续提高,半导体行业已经历了快速增长。在很大程度上,集成密度的此种改进来自于最小特征大小(minimumfeaturesize)的持续减小,此使得更多较小的组件能够集成到给定区域(givenarea)中。随着对缩小电子元件的需求的增长,需要更小且更具创造性的半导体管芯封装技术。这种封装系统的一个实例是叠层封装(package-on-package,pop)技术。在叠层封装器件中,顶部半导体封装被堆叠于底部半导体封装顶上,以于集成度及组件密度上提供高水平。技术实现要素:本发明实施例提供一种半导体封装具有至少一个管芯、多个导电球、及模制化合物。所述至少一个管芯及所述多个导电球被模制在所述模制化合物中。所述多个导电球中的每一个具有为平面的端部及与为平面的端部相对的不为平面的端部。每一个所述多个导电球中为平面的端部的表面与所述模制化合物的表面及所述至少一个管芯的表面实质上共面及齐平,且每一个所述多个导电球中不为平面的端部从所述模制化合物突出。附图说明结合附图阅读以下详细说明,会最好地理解本发明实施例的各个方面。应注意,根据本行业中的标准惯例,各种特征并非按比例绘制。事实上,为论述清晰起见,可任意增大或减小各种特征的尺寸。图1a到图1j是根据本发明一些示例性实施例的在半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。图2是说明图1f所示半导体封装的一部分的示意性放大剖视图。图3是说明图1i所示半导体封装的一部分的示意性放大剖视图。图4a到图4c是根据本发明一些示例性实施例的在半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。[符号的说明]10:半导体封装;30:对称轴;50:(半导体)子封装;102:载体;103:剥离层;104:粘合层;106:导电球;106a:平坦化导电球;106b:第一部分;106c:第二部分;106d:中间部分;108:模制化合物/平坦化模制化合物;108a:模制化合物的顶表面;108b:平坦化模制化合物的顶表面;108c:底表面;110、510:重布线层;112、512:金属层;114、514:聚合物介电层;120:导电元件;130、502、504:管芯;130a:管芯的有源侧;130b:管芯的顶表面;130c:管芯的背侧表面;131:触点;132:保护层;133:接触柱;310:支撑元件;311、321、341:开口;320、340:框架;330:顶端工作台;506a、506b:配线;508:接触垫;520:连接件;530:模制化合物;d、d’、sc、sp:直径;d1:研磨深度;d2、t、td:厚度;h:高度;s1:侧壁;s2:弯曲的底表面;th:热处理;w1、w2:大小。具体实施方式以下公开内容提供许多不同的实施例或实例以用于实作所提供主题的不同特征。以下阐述组件、值、操作、材料、配置等的具体实例以简化本公开内容。当然,这些仅为实例而并非旨在进行限制。预期存在其他组件、值、操作、材料、配置等。举例来说,以下说明中将第一特征形成在第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例,且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有额外特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外,本公开内容可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的,而自身并不表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。此外,为易于说明,本文中可能使用例如“在…下(beneath)”、“在…下方(below)”、“下部的(lower)”、“在…上方(above)”、“上部的(upper)”等类似的空间相对性用语来阐述图中所示一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括器件在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或为其他取向)且本文中所用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。另外,为易于说明,本文中可能使用例如“第一(first)”、“第二(second)”、“第三(third)”、“第四(fourth)”等用语来阐述与图中所示相似或不同的元件或特征,且可根据呈现次序或本说明的上下文来互换地使用所述用语。还可包括其他特征及工艺。举例来说,可包括测试结构以帮助进行三维(3d)封装或三维集成电路(3dic)器件的验证测试。测试结构可包括例如形成于重布线层中或衬底上的测试垫,所述测试垫使得能够测试三维封装或三维集成电路、使用探针(probe)及/或探针卡(probecard)等。可对中间结构及最终结构执行验证测试。另外,本文中所公开的结构及方法可结合包含对已知良好管芯的中间验证的测试方法一起使用,以提高产率(yield)且降低成本。图1a到图1j是根据本发明一些示例性实施例的在半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。图2是说明图1f所示半导体封装的一部分的示意性放大剖视图。图3是说明图1i所示半导体封装的一部分的示意性放大剖视图。在示例性实施例中,所述制造方法是封装工艺的一部分。在图1a到图1j中,举例来说,示出半导体封装10以表示在所述制造方法之后获得的封装结构。在示例性实施例中,所述制造方法是晶片级封装工艺的一部分,并可在以所述制造方法完成封装结构之后,再执行晶片分割工艺(例如,机械刀片锯切或激光切割)以将具有多个封装结构的晶片切割成各个单独且分离的封装结构。在一些实施例中,示出两个芯片或管芯以表示晶片的多个芯片或管芯,且示出一个或多个封装以表示在所述半导体制造方法之后获得的多个半导体封装,但本发明实施例并非仅限于此。参考图1a,在一些实施例中,提供设置有框架320的支撑元件310。支撑元件310具有多个开口311,且框架320具有多个开口321,所述多个开口321对应地与支撑元件310的所述多个开口311在空间上连通。在一些实施例中,支撑元件310的开口311分别与框架320的开口321在空间上连通。在一个实施例中,支撑元件310例如可包括卡盘工作台(chucktable)(图中未示出),所述卡盘工作台可由具有足以支撑框架320的机械强度的任何合适的材料制成。在一个实施例中,框架320例如可包括具有网孔图案的框架,且所述网孔图案包括所述多个开口321。在某些实施例中,网孔图案的开口321的位置对应于将被放置的球的位置。如图1a所示,在一些实施例中,将多个导电球106分别放置在框架320的多个开口321处。在一个实施例中,如图1a所示,框架320的开口321的大小w1小于导电球106的直径d,但本发明实施例并非仅限于此。在替代实施例中,框架320的开口321的大小w1可等于导电球106的直径d。导电球106对应地分别与开口321对准。在一些实施例中,导电球106可为例如金属球、金属合金球、焊料球、球栅阵列(ballgridarray,“bga”)球等、或者进一步被涂布有焊料材料的上述中的任一个。在一些实施例中,导电球106为均匀大小的实心圆铜球或铜合金球。在一些实施例中,导电球106的形状可为球形、椭圆形等,其中导电球106具有弯曲表面。在一些实施例中,开口321为圆形开口。在其他实施例中,开口321的形状可为正方形、矩形、或任何合适的多边形。参考图1b,在一些实施例中,提供载体102,载体102上涂布有剥离层103及粘合层104。在一个实施例中,载体102可为玻璃载体或任何适用于在半导体封装的制造方法中承载半导体晶片或重构晶片(reconstitutedwafer)的载体。在一些实施例中,将剥离层103设置在载体102上,且剥离层103的材料可为能够使载体102与位于其上的各层(例如,粘合层104)或任何晶片轻易脱离的任意材料。在一些实施例中,剥离层103包括由介电材料制成的介电材料层,所述介电材料包括任何其他合适的聚合物系介电材料(例如苯并环丁烯(benzocyclobutene,“bcb”)、聚苯并恶唑(polybenzooxazole,“pbo”))、或任何其他合适的环氧系热分离材料。如图1b所示,将粘合层104设置在剥离层103上,且剥离层103位于载体102与粘合层104之间。在一些实施例中,粘合层104包括管芯贴合膜(dieattachfilm)。在实施例中,粘合层104可由聚合物系材料形成,所述聚合物系材料可与载体102一起从将在后续步骤中形成的上覆结构移除。在一个替代实施例中,粘合层104可由在受热时会失去其粘合性质的环氧系热分离材料(例如光热转换(light-to-heat-conversion,lthc)分离涂膜)形成。在另一个替代实施例中,粘合层104可由在被暴露至紫外光时会丧失其粘合性质的紫外(ultra-violet,uv)胶形成。粘合层104可作为液体进行分配及固化,或者可为被叠层到剥离层103上的叠层体膜(laminatefilm),或者可为类似材料。粘合层104的顶表面可为齐平(levelled)的且可具有高共面度(highdegreeofcoplanarity)。在一些实施例中,剥离层103与粘合层104可为同一个层,在这种情况下剥离层103及粘合层104例如为光热转换层,且此种层能够通过施加激光照射而实现在室温下与载体102的剥离。在某些实施例中,由具有加热元件(图中未示出)的顶端工作台(headtable)330来固持载体102,且通过顶端工作台330将载体102放置在导电球106之上。在一些实施例中,粘合层104直接接触导电球106,且导电球106被压入粘合层104中并接触剥离层103的表面。如图1b所示,在一些实施例中,通过顶端工作台330对载体102执行热处理(thermaltreatment)th,以将粘合层104粘合到导电球106上。在一些实施例中,导电球106穿透过粘合层104,且每一个导电球106物理地接触剥离层103。参考图1c,在一些实施例中,从导电球106上移除支撑元件310及框架320。在一些实施例中,从载体102上移除顶端工作台330。如图1c所示,将导电球106设置在剥离层103上且嵌入粘合层104中。参考图1d,在一些实施例中,提供至少一个管芯130。将管芯130设置在粘合层104上。在示例性实施例中,管芯130可包括一个或多个数位芯片(digitalchip)、模拟芯片(analogchip)、或混合信号芯片(mixedsignalchip),例如应用专用集成电路(application-specificintegratedcircuit,“asic”)芯片、传感器芯片(sensorchip)、无线与射频芯片(wirelessandradiofrequencychip)、存储器芯片(memorychip)、逻辑芯片(logicchip)、或电压调节器芯片(voltageregulatorchip)。在一些实施例中,所提供的管芯130具有设置在管芯130的有源侧130a上的触点(contact)131、将触点131暴露出的保护层132、及与触点131连接的接触柱133。在一些实施例中,触点131可包括铝接触垫(aluminumcontactpad)或类似物等。在一些实施例中,保护层132的材料可包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或任何合适的介电材料。在一些实施例中,接触柱133的材料包括铜及/或铜合金或类似物等。在一些实施例中,导电球106排列在管芯130旁边并环绕管芯130,且导电球106的位置排列在位于管芯130的定位位置旁边且环绕管芯130的定位位置的周边区之上。参考图1e,在一些实施例中,在载体102之上形成模制化合物108,其中将管芯130及导电球106模制在模制化合物108中。在一些实施例中,模制化合物108覆盖管芯130及导电球106。换句话说,管芯130及导电球106未被显露出而是被埋置在模制化合物108中。在一些实施例中,模制化合物108的厚度t可大于导电球106的直径d或管芯130的厚度td,且管芯130及导电球106受到模制化合物108的良好保护。即,模制化合物108的顶表面108a高于管芯130的顶表面130b或高于导电球106的最顶端。在一些实施例中,模制化合物108的材料可包括环氧树脂(epoxyresin)、酚醛树脂(phenolicresin)、或其他合适的树脂。参考图1f,在一些实施例中,将模制化合物108平坦化直到暴露出管芯130的顶表面130b,且移除每一个的导电球106的顶部部分以形成平坦化导电球106a。在一些实施例中,例如通过机械研磨或飞切(flycutting)将模制化合物108平坦化。如图1f所示,在平坦化之后,从平坦化模制化合物108的顶表面108b暴露出平坦化导电球106a。在一个实施例中,从平坦化模制化合物108的顶表面108b所暴露出的平坦化导电球106a被称为平坦化导电球106a的第一部分106b。在一些实施例中,在图1f中,第一部分106b的顶表面、管芯130的顶表面130b、及平坦化模制化合物108的顶表面108b实质上齐平及共面。每一个平坦化导电球106a的第一部分106b是指每一个平坦化导电球106a中为平面的端部(planarendportion),如图1f所示。在一些实施例中,每一个平坦化导电球106a的第一部分106b可例如为每一个平坦化导电球106a中被平坦化模制化合物108的顶表面108b所暴露出的平坦表面(flatsurface)。在一些实施例中,如果考虑到导电球106为圆球,则导电球106的直径d大于平坦化导电球106a的高度h,参见图1e及图1f。在一些实施例中,平坦化导电球106a的高度h大于管芯130的厚度td。参考图1f及图2,出于说明目的,强调包括平坦化导电球106a的第一部分106b、粘合层104、及平坦化模制化合物108等结构特征,且为易于说明,在图2中仅示出一个平坦化导电球106a。在示例性实施例中,如图2所示,被平坦化模制化合物108的顶表面108b暴露出的平坦化导电球106a的第一部分106b例如作为具有实质上圆形形状(从顶视图看)的接触垫,以电连接到随后形成的膜层或元件。在本发明实施例中,第一部分106b的直径sp介于50μm至200μm之间,第一部分106b的表面积介于625πμm2至10000πμm2之间,且平坦化导电球106a的直径d介于50μm至200μm之间。详细来说,可通过调整导电球106的研磨深度d1(即,在图1f中通过平坦化而移除的导电球106的移除部分(如由虚线指示)的量)来控制第一部分106b的直径sp。在一些实施例中,如果考虑到导电球106为圆球,则研磨深度d1为导电球106的直径d与平坦化导电球106a的高度h之间的差值(即,d1=d-h)。在一些实施例中,导电球106的研磨深度d1约为平坦化导电球106a的直径d的2%至3%,其中平坦化导电球106a的直径(即最大长度)等于导电球106的直径。在一个实施例中,举例来说,导电球106的研磨深度d1为约3μm,则平坦化导电球106a的第一部分106b的直径sp为约50μm。在一个替代实施例中,举例来说,导电球106的研磨深度d1为约13.4μm,则平坦化导电球106a的第一部分106b的直径sp为约100μm。在一个替代实施例中,举例来说,导电球106的研磨深度d1为约33.8μm,则平坦化导电球106a的第一部分106b的直径sp为约150μm。即,可通过调整研磨深度d1来控制直径sp。由于导电球106的大小均匀,因此平坦化导电球106a的总高度变化小于或等于2μm,且此种小的总高度变化(smalltotalheightvariation)有益于随后形成的膜层。通过移除球形导电球106的一些部分,可容易控制并增大平坦化导电球106a与随后形成的膜层之间的接触面积,由此会提高平坦化导电球106a与随后形成的膜层之间的电连接的可靠性。在替代示例性实施例中,可分别在导电球106上安装额外的导电球(图中未示出),其中可通过焊接工艺或回焊工艺将额外的导电球安装到对应的平坦化导电球106a上。即,本发明实施例并非仅限于单层导电球或堆叠在彼此上的多层导电球。另一方面,在图2中,与平坦化模制化合物108实体接触的平坦化导电球106a的中间部分106d具有桶形状(barrel-shape)或中国鼓形状(chinesedrumshape)(例如,两个相对的端部沿着与球的对称轴30垂直的水平方向被切除的球),其中,被平坦化模制化合物108环绕的平坦化导电球106a的中间部分106d的侧壁s1呈弯曲表面的形式(在剖视图中具有弧形状)。平坦化导电球106a的中间部分106d的侧壁s1被称为平坦化模制化合物108与平坦化导电球106a的连接界面。在一些实施例中,平坦化导电球106a的侧壁s1与对称轴30之间的横向距离(lateraldistance)沿着对称轴30的方向变化,且所述横向距离是沿着与对称轴30垂直的水平方向截取的距离。如图2所示,沿着对称轴30的方向,平坦化导电球106a的侧壁s1与对称轴30之间的横向距离首先增大且然后减小。在一些实施例中,当导电球106为圆球时,平坦化导电球106a的侧壁s1与对称轴30之间的横向距离的最大值约为导电球106的直径d的一半。类似地,如图2所示,与粘合层104实体接触的平坦化导电球106a的第二部分106c可被视为球的端件(end-piece)(例如,从与球的对称轴垂直的水平平面开始测量的球的一个端部,可被称为球端部)。被粘合层104包绕的平坦化导电球106a的第二部分106c具有弯曲的底表面s2(在剖视图中具有弧形状)。平坦化导电球106a的第二部分106c的弯曲的底表面s2被称为粘合层104与平坦化导电球106a的连接界面。在一些实施例中,平坦化导电球106a的弯曲的底表面s2与对称轴30之间的横向距离沿着对称轴30的方向变化。在一个实施例中,平坦化导电球106a的弯曲的底表面s2与对称轴30之间的横向距离沿着对称轴30的方向增大。在替代实施例中,平坦化导电球106a的弯曲的底表面s2与对称轴30之间的横向距离沿着对称轴30的方向减小。如图2所示,在剖视图中,弯曲的底表面s2朝向被平坦化模制化合物108环绕的平坦化导电球106a的中间部分106d凹陷,其中平坦化导电球106a的第二部分106c的弯曲的底表面s2连接到被平坦化模制化合物108环绕的平坦化导电球106a的中间部分106d的侧壁s1。如图2所示,平坦化导电球106a包括第一部分106b、中间部分106d、及第二部分106c。参考图1g,在平坦化模制化合物108、平坦化导电球106a、及管芯130上形成重布线层110。在一些实施例中,重布线层110是电连接到管芯130的前侧(front-side)重布线层且电连接到平坦化导电球106a。在一些实施例中,重布线层110经由接触柱133及触点131电连接到管芯130。形成重布线层110包括依序交替地形成一个或多个金属层112以及一个或多个聚合物介电层114。在某些实施例中,如图1g所示,金属层112夹置在聚合物介电层114之间,其中金属层112中的最顶层的顶表面被聚合物介电层114的最顶层暴露出,且金属层112中的最下层连接到平坦化导电球106a及管芯130的接触柱133。在一些实施例中,金属层112的材料包括铝、钛、铜、镍、钨、及/或其合金,且可通过电镀或沉积来形成金属层112。在一些实施例中,聚合物介电层114的材料包括聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、苯环丁烷(bcb)、聚苯并恶唑(pbo)、或任何其他合适的聚合物系介电材料,且可通过沉积来形成聚合物介电层114。在某些实施例中,由于下伏的平坦化导电球106a及平坦化模制化合物108提供更好的平坦化及均匀性,因此随后形成的重布线层110(特别是具有细的线宽度或紧密的间隔的金属层)可形成有均匀的线宽度或一致的轮廓,从而使得线/配线(line/wiring)可靠性提高。参考图1g,在重布线层110上设置导电元件120。导电元件120与重布线层110物理地连接,且导电元件120电连接到重布线层110。如图1g所示,重布线层110位于平坦化模制化合物108与导电元件120之间。在一些实施例中,导电元件120例如是放置在重布线层110中被暴露出的最顶层的金属层112上的焊料球或球栅阵列(bga)球,且位于导电元件120之下的部分被暴露出的最顶层的金属层112可作为球下金属(under-ballmetallurgy,ubm)层。在一些实施例中,在设置导电元件120之前,施加焊料膏(图中未示出)或焊剂,以将导电元件120更好地固定到被暴露出的最顶层的金属层112。在一些实施例中,部分的导电元件120(图中未示出)通过重布线层110、接触柱133、及触点131电连接到管芯130。在一些实施例中,平坦化导电球106a的材料相同于导电元件120的材料,但本发明实施例并非仅限于此。在替代实施例中,平坦化导电球106a的材料可不同于导电元件120的材料。在某些实施例中,平坦化导电球106a的直径d实质上等于导电元件120的直径d’。在替代实施例中,平坦化导电球106a的直径d可小于或大于导电元件120的直径d’。参考图1h,在一些实施例中,将半导体封装10上下倒置,且从粘合层104上剥离及分离载体102。如图1h所示,在一些实施例中,粘合层104由于存在剥离层103而容易与载体102分离,并因而暴露出粘合层104。参考图1i,通过清洁工艺完全移除平坦化导电球106a、平坦化模制化合物108、及管芯130上残留的粘合层104,以暴露出平坦化导电球106a的第二部分106c。在一些实施例中,清洁工艺可包括湿式蚀刻工艺。如图1i所示,在一些实施例中,平坦化导电球106a的第二部分106c从平坦化模制化合物108的底表面108c突出且高于管芯130的背侧表面130c。平坦化导电球106a的第二部分106c是指不为平面的端部(non-planarporiton)(例如,突出部分),如图1i所示。在某些实施例中,第二部分106c未被平坦化模制化合物108覆盖。换句话说,第二部分106c突出至平坦化模制化合物108外。在一些实施例中,每一个平坦化导电球106a的第二部分106c例如可为相对于平坦化模制化合物108的底表面108c具有弯曲表面(例如,凸表面)的突出部。如图3所示,平坦化导电球106a的第二部分106c沿着平坦化模制化合物108的厚度方向(即,如图3所示沿着粘合层104的厚度d2延伸的方向)与平坦化导电球106a的第一部分106b相对。在一些实施例中,第二部分106c(例如,图2所示弯曲的底表面s2)被视为相对于平坦化模制化合物108的底表面108c为凸的表面(convexsurface)。参考图1i及图3,出于说明目的,强调包括平坦化导电球106a的第二部分106c及第一部分106b、粘合层104、及平坦化模制化合物108的结构特征,且为易于说明在图3中仅示出一个平坦化导电球106a。在示例性实施例中,如图3所示,被平坦化模制化合物108的顶表面108c暴露出的平坦化导电球106a的第二部分106c例如作为具有实质上圆形形状(从顶视图看)的接触区以连接另一个(其他)子封装或管芯。在本发明实施例中,第二部分106c的直径sc介于100μm至150μm之间,第二部分106c的弯曲表面的面积介于1230πμm2至4020πμm2之间,且平坦化导电球106a的直径d介于50μm至200μm之间。详细来说,可通过调整粘合层104的厚度d2来控制第二部分106c的直径sc。在一些实施例中,如果考虑到导电球106为圆球,则厚度d2为平坦化导电球106a的高度h与管芯130的厚度td之间的差值(即,d2=h-td)。在一个实施例中,举例来说,粘合层104的厚度d2为约12.3μm,则第二部分106c的直径sc为约100μm。在替代实施例中,举例来说,粘合层104的厚度d2为约26.8μm,则第二部分106c的直径sc为约150μm。即,可通过调整粘合层104的厚度d2来控制直径sc。由于此种配置可通过调整粘合层104的厚度而来容易地控制用于连接另一个(其他)子封装或管芯的平坦化导电球106a的接触区的大小,因此将会提高平坦化导电球106a与另一个(其他)子封装或管芯之间的电连接的可靠性。至此,完成了半导体封装10的制造。在封装工艺期间,可进一步对半导体封装10安装额外的封装、芯片/管芯、或其他电子器件以形成叠层封装(pop)器件。参考图1j,在一些实施例中,提供至少一个半导体子封装50。将半导体子封装50设置在半导体封装10上。在一些实施例中,子封装50包括管芯502、管芯504、配线506a,506b、接触垫508、至少一个重布线层510、多个连接件520、以及模制化合物530。如图1j所示,在一些实施例中,将管芯504堆叠在管芯502上,其中管芯502通过配线506a及接触垫508电连接到重布线层510、同时管芯504通过配线506b及接触垫508电连接到重布线层510。将管芯502、管芯504、配线506a,506b、以及接触垫508包封在模制化合物530中。将交替地排列有至少一个或多个金属层512以及一个或多个聚合物介电层514的重布线层510设置在模制化合物530上。将连接件520设置在重布线层510上且电连接到重布线层510,其中重布线层510位于模制化合物530与连接件520之间。在一些实施例中,半导体子封装50通过连接件520及平坦化导电球106a而物理地连接到半导体封装10。如图1j所示,将半导体子封装50通过直接接触连接件520以及被平坦化模制化合物108的底表面108c暴露出的平坦化导电球106a的第二部分106c而设置在半导体封装10上。在一些实施例中,管芯502及管芯504中的至少一个通过重布线层510、连接件520、平坦化导电球106a、及重布线层110电连接到管芯130及/或导电元件120。在替代实施例中,可在半导体子封装50与半导体封装10之间填充底部填充材料(图中未示出)。至此,完成了示例性叠层封装器件的制造,但本发明实施例并非仅限于此。图4a到图4c是根据本发明一些示例性实施例的在半导体封装的制造方法中的各种阶段的示意性剖视图。在一些实施例中,在图1a到图1c中所述的工艺可被替换成在图4a到图4c中所述的工艺。与上述元件相似或实质上相同的元件将使用相同的参考编号,且本文中将不再重复相同元件的某些细节或说明。参考图4a,在一些实施例中,提供载体102。如图4a所示,提供具有多个开口341的框架340且将框架340放置在载体102上。在一个实施例中,框架340例如可包括具有网孔图案的框架,其中所述网孔图案包括所述多个开口341。在某些实施例中,网孔图案的开口341的位置对应于将被放置的球的位置。如图4a所示,分别将导电球106放置在框架340的开口341处。即,导电球106对应地分别与开口341对准。在一个实施例中,框架340的开口341的大小w2大于导电球106的直径d。在一些实施例中,开口341的形状可相同于图1a所示开口321的形状。在一些实施例中,开口341的形状可不同于图1a所示开口321的形状。参考图4b,在一些实施例中,提供具有加热元件(图中未示出)的顶端工作台330。如图4b所示,将顶端工作台330放置在导电球106之上。在一些实施例中,通过顶端工作台330对导电球106执行热处理th,以将粘合层104粘合到导电球106上。在一些实施例中,导电球106穿透过粘合层104,且每一个导电球106物理地接触剥离层103。在一些实施例中,粘合层104直接接触导电球106,且导电球106被压入粘合层104中并接触剥离层103的表面,如图4b所示。参考图4c,在一些实施例中,从导电球106上移除顶端工作台330及框架340。如图4c所示,将导电球106设置在剥离层103上且嵌入粘合层104中。接着,可对图4c所示封装结构执行在图1d到图1j中所述的制造工艺,以获得图1i所示的半导体封装10以及图1j所示的示例性叠层封装器件。前述平坦化导电球的第一部分及第二部分的配置在控制半导体封装中的平坦化导电球与其他元件之间以及平坦化导电球与其他子封装或管芯之间的接触面积大小等方面提供灵活性(flexibility),由此提高上述构件之间的电连接的可靠性。另外,因平坦化导电球的总高度变化减小,可以对随后形成的重布线层的配置获得更大工艺窗口。根据一些实施例,一种半导体封装包括至少一个管芯、多个导电球、及模制化合物。所述至少一个管芯及所述多个导电球被模制在所述模制化合物中。所述多个导电球中的每一个具有为平面的端部及与为平面的端部相对的不为平面的端部。每一个所述多个导电球中的所述为平面的端部的表面与所述模制化合物的表面及所述至少一个管芯的表面实质上共面及齐平,且每一个所述多个导电球中的所述不为平面的端部从所述模制化合物突出。根据一些实施例,在所述半导体封装中,所述多个导电球的高度大于所述至少一个管芯的厚度。根据一些实施例,所述半导体封装进一步包括重布线层,设置在所述模制化合物上且电连接到所述至少一个管芯及所述多个导电球;以及多个导电元件,连接到所述重布线层,其中所述重布线层位于所述模制化合物与所述多个导电元件之间。根据一些实施例,在所述半导体封装中,每一个所述多个导电球的侧壁与所述多个导电球的对称轴线之间的侧向距离沿所述对称轴线的方向变化。根据一些实施例,所述半导体封装进一步包括半导体子封装,所述半导体子封装设置在所述多个导电球的所述不为平面的端部上且经由所述多个导电球电连接到所述重布线层。根据一些实施例,一种半导体封装包括至少一个管芯、多个导电球、模制化合物、及重布线层。所述至少一个管芯埋置在所述模制化合物中。所述多个导电球设置在所述至少一个管芯旁边且被所述模制化合物包绕,其中每一个所述多个导电球不为平面的部分从所述模制化合物的第一侧突出,且所述不为平面的部分相对于所述模制化合物的所述第一侧具有凸的表面。所述重布线层设置在所述模制化合物的第二侧上且电连接到所述至少一个管芯及所述多个导电球,其中所述第一侧及所述第二侧是所述模制化合物的相对侧。根据一些实施例,在所述半导体封装中,每一个所述多个导电球包括与所述不为平面的部分相对的为平面的部分,且每一个所述多个导电球中的所述为平面的部分与所述模制化合物的所述第二侧彼此齐平。根据一些实施例,在所述半导体封装中,所述多个导电球的高度大于所述至少一个管芯的厚度。根据一些实施例,在所述半导体封装中,每一个所述多个导电球的侧壁与所述多个导电球的对称轴线之间的侧向距离沿所述对称轴线的方向变化。根据一些实施例,所述半导体封装进一步包括半导体子封装,所述半导体子封装设置在所述多个导电球的所述不为平面的部分上且经由所述多个导电球电连接到所述重布线层。根据一些实施例,提供一种用于半导体封装的制造方法。在载体上设置多个导电球,所述载体上设置有粘合层。将所述多个导电球压入所述粘合层中,其中所述多个导电球穿透过所述粘合层。在所述粘合层上设置至少一个管芯。将所述多个导电球及所述至少一个管芯包封在模制化合物中。将所述模制化合物平坦化,且移除所述多个导电球中的每一个的一部分。移除所述粘合层并从所述模制化合物暴露出所述多个导电球中的每一个的另一部分,其中所述另一部分突出至所述模制化合物外且具有弯曲表面。根据一些实施例,在所述半导体封装的制造方法中,在将所述模制化合物平坦化之后,进一步包括:在所述模制化合物上、所述多个导电球上、及所述至少一个管芯上形成重布线层;以及在所述重布线层上设置多个导电元件。根据一些实施例,在所述半导体封装的制造方法中,在移除所述粘合层之后,进一步包括:提供至少一个半导体子封装;以及将所述至少一个半导体子封装设置在所述多个导电球上。根据一些实施例,在所述半导体封装的制造方法中,所述至少一个半导体子封装包括连接件,且所述至少一个半导体子封装通过直接接触所述连接件及所述多个导电球的所述被暴露的部分而电连接到所述至少一个管芯。根据一些实施例,在所述半导体封装的制造方法中,在所述载体上设置所述多个导电球包括:提供支撑元件,所述支撑元件上具有框架,其中所述框架具有多个第一开口,其中所述多个第一开口的大小小于或等于所述多个导电球的直径;将所述多个导电球分别放置在所述多个第一开口处;将所述载体放置在所述多个导电球之上,其中所述粘合层接触所述多个导电球且位于所述载体与所述多个导电球之间;以及从所述多个导电球移除所述支撑元件。根据一些实施例,在所述半导体封装的制造方法中,所述多个第一开口排列在所述至少一个管芯旁边的周边区之上且环绕所述至少一个管芯。根据一些实施例,在所述半导体封装的制造方法中,在所述载体上设置所述多个导电球包括:在所述载体上提供框架,所述框架具有多个第二开口,其中所述多个第二开口的大小大于所述多个导电球的直径;将所述多个导电球分别放置在所述多个第二开口中;以及从所述多个导电球移除所述框架。根据一些实施例,在所述半导体封装的制造方法中,所述多个第二开口排列在所述至少一个管芯旁边的周边区之上且环绕所述至少一个管芯。根据一些实施例,在所述半导体封装的制造方法中,将所述多个导电球压入所述粘合层中进一步包括:执行热处理,其中所述粘合层以对应于所述多个导电球的表面轮廓的形式被粘合到所述多个导电球上。根据一些实施例,在所述半导体封装的制造方法中,将所述模制化合物平坦化且移除所述多个导电球中的每一个的一部分包括执行机械研磨或飞切。以上概述了若干实施例的特征,以使所属领域中的技术人员可更好地理解本发明实施例的各方面。所属领域中的技术人员应理解,其可容易地使用本发明实施例作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的及/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到,这些等效构造并不背离本发明实施例的精神及范围,而且其可在本文中在不背离本发明实施例的精神及范围的条件下作出各种改变、代替、及变更。当前第1页12当前第1页12
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