中介层上设有面对面芯片的半导体元件及其制作方法_4

文档序号:8262179阅读:来源:国知局
使第一芯片13置放于凹穴221中,且中介层11’侧向延伸于凹穴221外。导热材料191提供第一芯片13与第一散热座22间的机械性接合及热性连接,并且黏着剂193提供第一芯片13与第一散热座22间、以及中介层11’与第一散热座22间的机械性接合。第一散热座22罩盖第一芯片13于其凹穴221中,并且侧向延伸至该元件的外围边缘。定位件31自第一散热座22朝向下方向延伸,并且延伸超过中介层11’的第一表面111,且靠近中介层11’的外围边缘,以控制中介层11’置放的准确度。通过覆晶工艺,将第二芯片14电性耦接至中介层11’的第二接触垫114,因此第二芯片14可通过中介层11’的贯孔116以电性连接至第一芯片13。平衡层12侧向覆盖中介层11’的侧壁且侧向延伸至该元件的外围边缘,并且平衡层12的第二表面123实际上与中介层11’的第二表面113共平面。通过焊球51,将互连基板40电性耦接至中介层11’的第二接触垫114,以提供第二级路由。使用导热材料196,将第二散热座23贴附至第二芯片14上,以散逸第二芯片14的热。
[0125][实施例3]
[0126]图42-49为本发明再一实施方面的再一半导体元件制法示意图,其中第二芯片被罩盖于第二散热座的凹穴中,且该第二散热座侧向延伸至该元件的外围边缘。
[0127]为了达到简要说明的目的,上述实施例中任何可作相同应用的叙述皆并于此,且无需再重复相同叙述。
[0128]图42为芯片-中介层堆叠次组件10通过导热材料191贴附至图24中第一散热座22的剖视图。中介层11’及第一芯片13贴附至第一散热座22,且第一芯片13插入凹穴221中,而定位件31则侧向对准且靠近中介层11’的外围边缘。导热材料191接触凹穴底部及第一芯片13,藉以提供第一芯片13及第一散热座22间的机械性接合及热性连接。定位件31朝向下方向延伸超过中介层11’的第一表面111,并靠近中介层11’的外围边缘,以控制中介层11’置放的准确度。
[0129]图43为黏着剂193填充至中介层11’与第一散热座22之间并进一步延伸进入凹穴221中的剖视图。黏着剂193通常为电性绝缘的底部填充材料,其涂布于中介层11’与第一散热座22之间,且填入凹穴221的剩余空间中。
[0130]图44为平衡层12层压/涂布于第一散热座22及定位件31上方的剖视图。平衡层12接触第一散热座22及定位件31,且自第一散热座22及定位件31朝向下方向延伸,并且侧向覆盖、围绕及共形涂布中介层11’的侧壁,同时自中介层11’侧向延伸至结构的外围边缘。因此,平衡层12具有与第一散热座22接触的第一表面121,以及与中介层11’的第二表面113齐平的第二表面123。
[0131]图45为第二芯片14设置于中介层11’的第二表面113上的剖视图。第二芯片14通过凸块16电性耦接至中介层11’的第二接触垫114。此外,可选择性地进一步提供底部填充材料18以填充中介层11’与第二芯片14间的间隙。
[0132]图46为第二散热座23由下方覆盖第二芯片14、中介层11’、以及平衡层12的剖视图,其中第二散热座23包含凹穴231。通过涂布导热材料196于第二散热座23的凹穴底部上,然后将第二芯片14插入凹穴231中,以将第二散热座23贴附至中介层11’的第二表面113以及平衡层12的第二表面123。凹穴231中的导热材料196 (通常为导热但不导电的黏着剂)受到第二芯片14挤压,进而往上流入第二芯片14与凹穴侧壁间的间隙,并且溢流至中介层11’及平衡层12上。因此,导热材料196围绕嵌埋的第二芯片14,且挤出的部分接触中介层11’的第二表面113、第二散热座23、以及平衡层12的第二表面123,并夹置于中介层11’的第二表面113与第二散热座23间、以及平衡层12的第二表面123与第二散热座23间。
[0133]图47为将第一散热座22选定部分移除后的剖视图,其是通过光刻技术及湿法刻蚀移除第一散热座22的选定部分,以使第一散热座22剩余部分与结构的外围边缘彼此保持距离。第一散热座22剩余部分是由上方覆盖且罩盖第一芯片13于凹穴221中。
[0134]图48为将显露的黏着剂193移除后的剖视图,其中显露的黏着剂193位于第一散热座22剩余部分的外围边缘外,且于中介层11’第一接触垫112上方。移除中介层11’第一接触垫112上的黏着剂193,以从上方显露中介层11’第一表面111上的第一接触垫112。
[0135]图49为互连基板40电性耦接至中介层11’的剖视图。第一散热座22剩余部分插入互连基板40的穿孔401中,并且互连基板40通过焊球51以电性耦接至中介层11’,其中焊球51接触中介层11’的第一接触垫112以及互连基板40的底部增层电路45。
[0136]据此,如图49所示,完成的半导体元件300包括中介层11’、第一芯片13、第二芯片14、平衡层12、第一散热座22、第二散热座23、定位件31、以及互连基板40。通过覆晶工艺,将第一芯片13电性耦接至预制的中介层11’的第一接触垫112,以形成芯片-中介层堆叠次组件10。使用导热材料191及黏着剂193,将芯片-中介层堆叠次组件10贴附至第一散热座22,并使第一芯片13置放于凹穴221中,且中介层11’侧向延伸于凹穴221外。导热材料191提供第一芯片13与第一散热座22间的机械性接合及热性连接,并且黏着剂193提供第一芯片13与第一散热座22间、以及中介层11’与第一散热座22间的机械性接合。第一散热座22罩盖第一芯片13于其凹穴221中,并且与该元件的外围边缘彼此保持距离。定位件31于向上方向实际上与平衡层12的第一表面121共平面,并且朝向下方向延伸超过中介层11’的第一表面111,且靠近中介层11’的外围边缘,以控制中介层11’置放的准确度。通过覆晶工艺,将第二芯片14电性耦接至中介层11’的第二接触垫114,并且第二芯片14进一步通过中介层11’的贯孔116以电性连接至第一芯片13。平衡层12侧向覆盖中介层11’的侧壁,且侧向延伸至该元件的外围边缘,并且于向上方向与定位件31实际上共平面,同时于向下方向与中介层11’实际上共平面。第二散热座23侧向延伸至该元件的外围边缘,并且通过导热材料196贴附至第二芯片14、中介层11’、以及平衡层12,同时第二芯片14置放于第二散热座23的凹穴231中。导热材料196提供第二芯片14与第二散热座23间、中介层11’与第二散热座23间、以及平衡层12与第二散热座23间的机械性接合及热性连接。通过焊球51将互连基板40电性耦接至中介层11’的第一接触垫112,以提供第二级路由。
[0137][实施例4]
[0138]图50-53为本发明再一实施方面的再一半导体元件制法示意图,其中第二散热座的凹穴罩盖第二芯片,且该第二散热座与该元件的外围边缘彼此保持距离。
[0139]为达简要说明的目的,上述实施例中任何可作相同应用的叙述皆并于此,无需再重复相同叙述。
[0140]图50为完成图42-46所示步骤后的剖视图。
[0141]图51为将第二散热座23选定部分移除后的剖视图,其是通过光刻技术及湿法刻蚀移除第二散热座23的选定部分,以使第二散热座23剩余部分与结构的外围边缘彼此保持距离。第二散热座23剩余部分是由下方覆盖且罩盖第二芯片14于凹穴231中。
[0142]图52为将显露的导热材料196移除后的剖视图,其中显露的导热材料96位于第二散热座23剩余部分的外围边缘外,且于中介层11’第二接触垫114下方。移除中介层11’的第二接触垫114上的导热材料196,以从下方显露中介层11’第二表面113上的第一接触垫114。
[0143]图53为互连基板40电性耦接至中介层11’的剖视图。第二散热座23剩余部分插入互连基板40的穿孔401中,并且互连基板40是通过焊球51以电性耦接至中介层11’,其中焊球51接触中介层11’的第二接触垫114以及互连基板40的顶部增层电路43。
[0144]据此,如图53所示,完成的半导体元件400包括中介层11’、第一芯片13、第二芯片14、平衡层12、第一散热座22、第二散热座23、定位件31、以及互连基板40。通过覆晶工艺,将第一芯片13电性耦接至预制的中介层11’的第一接触垫112,以形成芯片-中介层堆叠次组件10。使用导热材料191及黏着剂193,将芯片-中介层堆叠次组件10贴附至第一散热座22,并使第一芯片13置放于凹穴221中,且中介层11’侧向延伸于凹穴221外。导热材料191提供第一芯片13与第一散热座22间的机械性接合及热性连接,并且黏着剂193提供第一芯片13与第一散热座22间、以及中介层11’与第一散热座22间的机械性接合。第一散热座22罩盖第一芯片13于其凹穴221中,并且侧向延伸至该元件的外围边缘。定位件31于向上方向实际上与平衡层12的第一表面121共平面,并且朝向下方向延伸超过中介层11’的第一表面111,且靠近中介层11’的外围边缘,以控制中介层11’置放的准确度。通过覆晶工艺,将第二芯片14电性耦接至中介层11’的第二接触垫114,并且第二芯片14进一步通过中介层11’的贯孔116以电性连接至第一芯片13。平衡层12侧向覆盖中介层11’的侧壁,且侧向延伸至该元件的外围边缘,并且于向上方向与定位件31实际上共平面,同时于向下方向与中介层11’实际上共平面。第二散热座23与该元件的外围边缘彼此保持距离,并且通过导热材料196罩盖第二芯片14于其凹穴231中,其中导热材料196提供第二芯片14及第二散热座23间的机械性接合及热性连接。通过焊球51将互连基板40电性耦接至中介层11’的第二接触垫114,以提供第二级路由。
[0145]上述的半导体元件仅为说明范例,本发明尚可通过其他多种实施例实现。此外,上述实施例可基于设计及可靠度的考虑,彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用。一芯片可独自使用一凹穴,或与其他芯片共享一凹穴。举例来说,一凹穴可容纳单一芯片,且散热座可包括排列成阵列形状的多个凹穴以容纳多个芯片。或者,单一凹穴内能放置数个芯片。同样地,一芯片可独自使用一中介层,或与其他芯片共享一中介层。举例来说,单一芯片可电性耦接至一中介层。或者,数个芯片可耦接至一中介层。举例来说,可将四枚排列成2X2阵列的小型芯片耦接至一中介层,并且该中介层可包括额外的接触垫,以接收额外芯片垫,并提供额外芯片垫的路由。
[0146]如上述实施方面所示,本
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