专利名称：倾斜裸芯堆叠体的制作方法
技术领域：
本技术涉及半导体装置。
背景技术：
消费者对于具有增加的功能性的小型产品的需求继续驱动着半导体工业来提供半导体装置的高密度封装。半导体装置的这样的高密度封装可以通过将多个半导体裸芯堆叠在共同的基板上，进行引线键合且用模制化合物将它们包封在单个封装体中来实现。堆叠的裸芯封装体可以具有各种结构。
图1和图2是显示具有堆叠的裸芯结构的这样的半导体装置的两个简化的结构。在图1和图2中，为了清楚起见，没有示出引线键合结构和模制化合物。
如图1所示，半导体装置100包括基板110和堆叠在基板110上的四个半导体裸芯120-150。半导体裸芯120包括沿半导体裸芯120的左边设置的至少一个键合垫124。相似地，每个半导体裸芯130-150包括沿相应的半导体裸芯130-150的左边设置的至少一个键合垫134-54。如图1所示，半导体裸芯120经由粘接剂层160 (比如裸芯贴附膜)直接贴附在基板110上。半导体裸芯130经由粘接剂层160贴附在半导体裸芯120上且半导体裸芯130的左边在第一方向X从半导体裸芯120的左边偏置了一偏置长度Lshift。相似地，半导体裸芯140经由粘接剂层160贴附在半导体裸芯130上且半导体裸芯140的左边在第一方向X从半导体裸芯130的左边偏置了相同的偏置长度Lshift。另外，半导体裸芯150经由粘接剂层160贴附在半导体裸芯140上，且半导体裸芯150的左边在第一方向X从半导体裸芯140的左边偏置了相同的偏置长度Lshift。以该方式，半导体裸芯120-150以总体台阶状形状顺序堆叠，从而半导体120-140的键合垫124-144被暴露且可进行随后的引线键合工艺。另外，半导体裸芯120-150的相应的键合垫124-154彼此靠近布置，从而减小半导体装置100中的引线布局的总长度。然而，图1所示的这样的结构在基板上占据了相当大的面积。例如，设定半导体裸芯120-150的每个在第一方向X上具有相同的尺寸，半导体裸芯120-150在第一方向X上在基板110上投影的足印长度Lfootprint可以被计算为Lfootprint=3XLshift+Ldie,其中Ldie指的是单个半导体裸芯在第一方向x上在基板上投影的长度。相比较而言，如图2所示的包括基板210和半导体裸芯220-250的半导体装置200所堆叠的结构与图1所示的结构不同。与半导体装置100类似，半导体裸芯220-250的每个分别具有沿相应的半导体裸芯220-250的左边设置的至少一个键合垫224-254。然而，半导体裸芯220-250被分为下置的第一组Gl和上置的第二组G2。第一组Gl包括底部半导体裸芯220和顶部半导体裸芯230，且半导体裸芯230的左边在第一方向x上从半导体裸芯220的左边偏置了一偏置长度Lshift。类似地，第二组G2包括底部半导体裸芯240和顶部半导体裸芯250，且半导体裸芯250的左边在第一方向X上从半导体裸芯240的左边偏置了一偏置长度Lshift。第一组Gl和第二组G2以垂直堆叠的结构堆叠并对准。
以该方式，图2所示的结构中的半导体裸芯220-250比图1所示的结构中半导体裸芯120-150在基板上占据了更少的面积。例如，设定半导体裸芯220-250的每个在第一方向X上具有相同的尺寸，半导体裸芯220-250在第一方向X上在基板210上投影的足印长度Lfootprint可以被计算为Lfootprint=Lshift+Ldie,，这要小于半导体裸芯120-150在第一方向X上在基板110上投影的足印长度Lfootprint。因此，半导体装置200比半导体装置100更紧凑。图3A到图3B是显示半导体装置200的制造方法的示意侧视图。如图3A所示，第一组Gl的底部半导体裸芯220经由比如裸芯贴附膜的粘接剂层260直接贴附到基板210上。第一组Gl的顶部半导体裸芯230经由粘接剂层260贴附到底部半导体裸芯220上。半导体裸芯230的左边在第一方向X从半导体裸芯220的左边偏置了一偏置长度Loffset，从而暴露了半导体裸芯220上的键合垫224。然后如图3B所示，使用键合引线270进行引线键合工艺来将对应的键合垫224和键合垫234电连接。形成于键合垫224和234上的引线键合结构没有详细显示。接下来，如图3C所示，第二组G2的底部半导体裸芯240经由粘接剂层260贴附到第一组Gl的顶部半导体裸芯230上。在先形成的键合引线270可以部分地嵌入粘接剂层260中。半导体裸芯240的左边与第一组Gl的底部半导体裸芯220的左边垂直对齐。第二组G2的顶部半导体裸芯250经由粘接剂层260贴附到底部半导体裸芯240上。半导体裸芯250的左边也在第一方向X从半导体裸芯240的左边偏置了与第一组Gl相同的偏置长度Loffset，从而暴露了半导体裸芯240上的键合垫244。然后使用键合引线270进行引线键合工艺来将对应的键合垫244和键合垫254电连接。通过称为劈刀的针状分配工具290可以进行引线键合工艺，劈刀290具有供给引线270的中心空腔。如图3D所示，劈刀290在引线键合工艺期间在键合垫244上施加力F。因为半导体裸芯240的键合垫244悬于半导体裸芯230的左边之上，这样的力F在半导体裸芯240上引起了弯曲应力σ。该应力σ可以用以下的等式表达:
权利要求
1.一种半导体装置，包括: 基板；和 堆叠在所述基板上方的至少两组半导体裸芯，每组半导体裸芯至少包括底部半导体裸芯和顶部半导体裸芯，所述至少两组半导体裸芯包括下置的半导体裸芯组和上置的半导体裸芯组，所述上置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯直接设置于所述的下置的半导体裸芯组的顶部半导体裸芯上， 所述至少两组半导体裸芯中的每个半导体裸芯包括沿每个半导体裸芯的第一边排列的至少一个键合垫， 其中在每个半导体裸芯组内，顶部半导体裸芯的第一边在第一方向从所述底部半导体裸芯的第一边偏置了组偏置长度Lgoffset， 其中在所述上置的半导体裸芯组和所述下置的半导体裸芯组之间，所述上置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的第一边在第一方向从所述下置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的第一边平移了平移长度Lshift，且 其中所述下置的半导体裸芯组的组偏置长度LgofTset大于或等于所述上置的半导体裸芯组的平移长度Lshift。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述上置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的键合垫的中心在与所 述第一方向相反的方向上从所述下置的半导体裸芯组的顶部半导体裸芯的第一边偏置了悬置距离。
3.如权利要求2所述的半导体装置，其中所述上置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的所有键合垫的悬置距离一致。
4.如权利要求1所述的半导体装置，其中所述至少两组半导体裸芯在所述基板上的投影的足印长度在所述基板上在第一方向上取中。
5.一种半导体装置，包括: 基板；和 堆叠在所述基板上方的至少两组半导体裸芯，每组半导体裸芯至少包括底部半导体裸芯和顶部半导体裸芯，所述至少两组半导体裸芯包括下置的半导体裸芯组和上置的半导体裸芯组，所述上置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯直接设置于所述的下置的半导体裸芯组的顶部半导体裸芯上， 所述至少两组半导体裸芯中的每个半导体裸芯还包括沿每个半导体裸芯的第一边排列的至少一个第一键合垫，和沿每个半导体裸芯的第二边排列的至少一个第二键合垫，所述第一边与所述第二边相邻且所述第一边基本垂直于所述第二边， 其中在每个半导体裸芯组内，所述顶部半导体裸芯的第一边在第一方向从所述底部半导体裸芯的第一边偏置了第一组偏置长度Lxgoffset，所述顶部半导体裸芯的第二边在第二方向从所述底部半导体裸芯的第二边偏置了第二组偏置长度Lygoffset，所述第一方向基本垂直于所述第二方向； 其中在所述上置的半导体裸芯组和所述下置的半导体裸芯组之间，所述上置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的第一边在第一方向从所述下置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的第一边平移了第一平移长度Lxshift，所述上置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的第二边在第二方向从所述下置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的第二边平移了第二平移长度Lyshift，且 其中所述下置的半导体裸芯组的第一组偏置长度Lxgoffset大于或等于所述上置的半导体裸芯组的第一平移长度Lxshift，且所述下置的半导体裸芯组的第二组偏置长度Lygoffset大于或等于所述上置的半导体裸芯组的第二平移长度Lyshift。
6.如权利要求5所述的半导体装置，其中所述上置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的第一键合垫的中心在与所述第一方向相反的方向上从所述上置组的顶部半导体裸芯的第一边偏置了第一悬置距离，所述上置组的底部半导体裸芯的第二键合垫的中心在与所述第二方向相反的方向上从所述下置组的顶部半导体裸芯的第一边偏置了第二悬置距离。
7.如权利要求6所述的半导体装置，其中所述上置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的所有键合垫的第一悬置距离一致，且所述上置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的所有键合垫的第二 悬置距离一致。
全文摘要
一种半导体装置包括基板；和堆叠在基板上方的至少两组半导体裸芯。每组半导体裸芯至少包括底部半导体裸芯和顶部半导体裸芯。每个半导体裸芯包括沿每个半导体裸芯的第一边排列的至少一个键合垫。至少两组半导体裸芯包括下置的半导体裸芯组和上置的半导体裸芯组。下置组的底部半导体裸芯设置于基板上且上置组的底部半导体裸芯直接设置于下置组的顶部半导体裸芯上。在每个组内，顶部半导体裸芯的第一边在第一方向从底部半导体裸芯的第一边偏置了组偏置长度。上置的半导体裸芯组的底部半导体裸芯的第一边在第一方向从下置组的底部半导体裸芯的第一边平移了平移长度Lshift。下置组的组偏置长度Lgoffset大于或等于上置组的平移长度Lshift。
文档编号H01L23/488GK103238213SQ201280002479
公开日2013年8月7日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者邱进添, 俞志明, 吕忠, 余芬, 王旭 申请人:晟碟半导体(上海)有限公司, 晟碟信息科技(上海)有限公司