半导体封装件的制作方法

文档序号:22682668发布日期:2020-10-28 12:45阅读:97来源:国知局
半导体封装件的制作方法

本申请要求于2019年10月31日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0137226号韩国专利申请和于2019年4月18日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0045742号韩国专利申请的优先权,所述韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。

本公开的示例实施例涉及一种半导体封装件。



背景技术:

近来,随着智能电子装置已经变得先进,在电子装置中使用的组件的规格也已经变得先进。例如,应用处理器(ap)(智能电子装置的核心芯片)的规格已经快速进步。因此,具有各种功能的主处理器单元已经被集成在单个芯片中。



技术实现要素:

本公开的示例实施例提供了一种具有改善的封装件性能并具有合适的封装件尺寸的半导体封装件。

示例实施例将提供一种可以被划分为多个半导体芯片并且多个半导体芯片可以沿竖直方向堆叠的半导体芯片(例如,应用处理器芯片)。此外,通过设置穿透单独地设置在下侧上的半导体芯片的贯穿过孔和/或嵌在设置在下侧上的半导体芯片中并连接到位于设置在下侧上的半导体芯片中的贯穿过孔的电子组件,电力传输性质等可以改善。

根据示例实施例的一个方面,提供了一种半导体封装件,所述半导体封装件包括:封装件结构,包括包含重新分布层的基体连接构件、包含连接到重新分布层的多个第一连接垫的第一半导体芯片、设置在基体连接构件上并覆盖第一半导体芯片的至少一部分的包封剂以及设置在包封剂上并包含电连接到重新分布层的背侧布线层的背侧连接构件;以及第二半导体芯片,设置在基体连接构件或背侧连接构件上,第二半导体芯片包括连接到重新分布层或背侧布线层的多个第二连接垫,其中,第二半导体芯片还包括逻辑电路,第一半导体芯片还包括通过重新分布层和背侧布线层中的至少一者分别连接到逻辑电路的逻辑输入端子和逻辑输出端子。

根据示例实施例的另一方面,提供了一种半导体封装件,所述半导体封装件包括:第一封装件结构,包括包含第一重新分布层的第一连接构件、包含连接到第一重新分布层的多个第一连接垫的第一半导体芯片、设置在第一连接构件上并覆盖第一半导体芯片的至少一部分的第一包封剂以及设置在第一包封剂上并包含电连接到第一重新分布层的背侧布线层的背侧连接构件;以及第二封装件结构,包括设置在第一连接构件或背侧连接构件上并包含连接到第一重新分布层或背侧布线层的第二重新分布层的第二连接构件、包含连接到第二重新分布层的多个第二连接垫的第二半导体芯片以及设置在第二连接构件上并覆盖第二半导体芯片的至少一部分的第二包封剂,其中,第二半导体芯片还包括逻辑电路,第一半导体芯片还包括通过第一重新分布层和背侧布线层中的至少一者以及第二重新分布层连接到逻辑电路的逻辑输入端子和逻辑输出端子。

根据示例实施例的另一方面,提供了一种半导体封装件,所述半导体封装件包括:第一封装件结构,包括包含第一重新分布层的第一连接构件、包含连接到第一重新分布层的多个第一连接垫的第一半导体芯片、设置在第一连接构件上并覆盖第一半导体芯片的至少一部分的第一包封剂、设置在第一包封剂上并包含电连接到第一重新分布层的背侧布线层的背侧连接构件以及设置在第一连接构件与背侧连接构件之间并使第一重新分布层电连接到背侧布线层的互连构件;第二半导体芯片,设置在第一连接构件或背侧连接构件上,并且包括连接到第一重新分布层或背侧布线层的多个第二连接垫;以及第三封装件结构,包括设置在第一封装件结构和第二半导体芯片上的第三连接构件、设置在第三连接构件上的第三半导体芯片以及设置在第三连接构件上并覆盖第三半导体芯片的至少一部分的模塑材料,其中,第三半导体芯片包括存储器,其中,第二半导体芯片还包括逻辑电路以及用于存储器的存储器输入端子和存储器输出端子,其中,所述第一半导体芯片还包括用于逻辑电路的逻辑输入端子和逻辑输出端子,其中,逻辑输入端子和逻辑输出端子通过第一重新分布层和背侧布线层中的至少一者连接到逻辑电路,并且其中,存储器输入端子和存储器输出端子通过第一重新分布层和背侧布线层中的一者连接到存储器。

附图说明

通过结合附图的以下详细描述,将更清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和优点,在附图中:

图1是示出电子装置系统的示例的框图;

图2是示出电子装置的示例的透视图;

图3a和图3b是示出根据示例实施例的在对扇入型半导体封装件进行封装之前和之后的状态的截面图;

图4是示出根据示例实施例的扇入型半导体封装件的封装工艺的截面图;

图5是示出根据示例实施例的其中扇入型半导体封装件安装在印刷电路板上并且安装在电子装置的主板上的示例的截面图;

图6是示出根据示例实施例的其中扇入型半导体封装件安装在印刷电路板中并且安装在电子装置的主板上的示例的截面图;

图7是示出根据示例实施例的扇出型半导体封装件的截面图;

图8是示出根据示例实施例的其中扇出型半导体封装件安装在电子装置的主板上的示例的截面图;

图9是示出根据示例实施例的半导体封装件的示例的截面图;

图10是示出根据示例实施例的半导体封装件的另一示例的截面图;

图11是示出根据示例实施例的半导体封装件的另一示例的截面图;

图12是示出根据示例实施例的半导体封装件的另一示例的截面图;

图13是示出根据示例实施例的半导体封装件的另一示例的截面图;以及

图14是示出根据示例实施例的半导体封装件的另一示例的截面图。

具体实施方式

在下文中,将参照附图如下描述示例实施例。

图1是示出电子装置系统的示例的框图。

参照图1,电子装置1000可以在其中包括主板1010。主板1010可以包括物理连接或电连接到主板1010的芯片相关组件1020、网络相关组件1030、其他组件1040等。这些组件可以通过各种信号线1090连接到将在以下描述的其他组件。

芯片相关组件1020可以包括:存储器芯片,诸如易失性存储器(例如,动态随机存取存储器(dram))、非易失性存储器(例如,只读存储器(rom))、闪存等;应用处理器芯片,诸如中央处理器(例如,中央处理单元(cpu))、图形处理器(例如,图形处理单元(gpu))、数字信号处理器、密码处理器、微处理器、微控制器等;以及逻辑芯片,诸如模数转换器(adc)、专用集成电路(asic)等。然而,芯片相关组件1020不限于此,而是还可以包括其他类型的芯片相关组件。此外,芯片相关组件1020可以彼此组合。

网络相关组件1030可以包括根据诸如以下协议操作的组件:无线保真(wi-fi)(电气与电子工程师协会(ieee)802.11族等)、全球微波接入互操作性(wimax)(ieee802.16族等)、ieee802.20、长期演进(lte)、演进数据最优化(ev-do)、高速分组接入+(hspa+)、高速下行链路分组接入+(hsdpa+)、高速上行链路分组接入+(hsupa+)、增强型数据gsm环境(edge)、全球移动通信系统(gsm)、全球定位系统(gps)、通用分组无线业务(gprs)、码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、数字增强型无绳电信(dect)、蓝牙、3g协议、4g协议、5g协议以及在上述协议之后指定的任何其他的无线协议和有线协议。然而,网络相关组件1030不限于此,而是还可以包括根据各种其他无线标准或协议或者有线标准或协议操作的组件。此外,网络相关组件1030可以与上述芯片相关组件1020一起彼此组合。

其他组件1040可以包括高频电感器、铁氧体电感器、功率电感器、铁氧体磁珠、低温共烧陶瓷(ltcc)、电磁干扰(emi)滤波器、多层陶瓷电容器(mlcc)等。然而,其他组件1040不限于此,而是还可以包括用于各种其他目的无源组件等。此外,其他组件1040可以与上述芯片相关组件1020或网络相关组件1030一起彼此组合。

根据电子装置1000的类型,电子装置1000可以包括可以物理连接或电连接到主板1010或者可以不物理连接或电连接到主板1010的其他组件。这些其他组件可以包括例如相机1050、天线1060、显示器1070、电池1080、音频编解码器、视频编解码器、功率放大器、指南针、加速计、陀螺仪、扬声器、大容量存储单元(例如,硬盘驱动器)、光盘(cd)驱动器、数字通用光盘(dvd)驱动器等。然而,这些其他组件不限于此,而是还可以根据电子装置1000的类型等而包括用于各种目的的其他组件。

电子装置1000可以是智能电话、个人数字助理(pda)、数字摄像机、数码相机、网络系统、计算机、监视器、平板个人计算机(pc)、膝上pc、上网本pc、电视机、视频游戏机、智能手表、汽车组件等。然而,电子装置1000不限于此,并且可以是处理数据的任何其他电子装置。

图2是示出电子装置的示例的透视图。

参照图2,半导体封装件可以在如上所述的各种电子装置1000中用于各种目的。例如,母板1110可以容纳在智能电话1100的主体1101中,并且各种电子组件1120可以物理连接或电连接到母板1110。此外,可以物理连接或电连接到母板1110或者可以不物理连接或电连接到母板1110的其他组件(诸如相机模块1130)可以容纳在主体1101中。电子组件1120中的一些可以是芯片相关组件,例如,半导体封装件1121,但不限于此。电子装置不必限于智能电话1100,而可以是如上所述的其他电子装置。

通常,在半导体芯片中集成了大量的微电子电路。然而,半导体芯片本身可能无法用作成品的半导体产品,并且可能由于外部的物理或化学冲击而损坏。因此,半导体芯片本身可不被使用,而是可被封装并且以封装状态在电子装置等中使用。

就电连接而言,因为半导体芯片与电子装置的主板之间的宽度存在差异,所以半导体封装工艺是必要的。例如,在半导体芯片中,连接垫(pad,或者称为“焊垫”或“焊盘”)的尺寸以及连接垫之间的间隙可能较小,而在电子装置中所使用的主板中,组件安装垫的尺寸以及组件安装垫之间的间隙可能大于半导体芯片的连接垫的尺寸以及连接垫之间的间隙。因此,可能难以将半导体芯片直接安装在诸如主板上,因而会需要可以缓解电路之间的宽度差的封装技术。

通过这样的封装技术制造的半导体封装件可以根据结构和用途而被分类为扇入型半导体封装件和扇出型半导体封装件。

在以下描述中,将参照附图更详细地描述扇入型半导体封装件和扇出型半导体封装件。

图3a和图3b是示出根据示例实施例的在对扇入型半导体封装件进行封装之前和之后的状态的截面图。

图4是示出根据示例实施例的扇入型半导体封装件的封装工艺的截面图。

参照图3a至图4,半导体芯片2220可以是例如处于裸态的集成电路(ic),并且包括主体2221、连接垫2222以及诸如氧化物层、氮化物层等的钝化层2223,主体2221包括硅(si)、锗(ge)、砷化镓(gaas)等,连接垫2222形成在主体2221的一个表面上并且包括诸如铝(al)等的导电材料,钝化层2223形成在主体2221的一个表面上并且覆盖连接垫2222的至少部分。在这种情况下,因为连接垫2222可能非常小,所以可能难以将集成电路(ic)安装在中等尺寸等级的印刷电路板(pcb)以及电子装置的主板等上。

因此,根据半导体芯片2220的尺寸,可以在半导体芯片2220上形成连接构件2240以使连接垫2222重新分布。连接构件2240可以通过如下步骤形成:使用诸如感光介电(pid)树脂的绝缘材料在半导体芯片2220上形成绝缘层2241,形成使连接垫2222敞开并暴露的通路孔2243h,然后形成布线图案2242和过孔2243。然后,可以形成保护连接构件2240的钝化层2250,可以形成开口2251,并且可以形成凸块下金属层2260等。也就是说,可以通过一系列的工艺来制造包括例如半导体芯片2220、连接结构2240、钝化层2250和凸块下金属层2260的扇入型半导体封装件2200。

如上所述,扇入型半导体封装件可以具有其中半导体芯片的所有连接垫(例如,输入/输出(i/o)端子)设置在半导体芯片的内部的封装件形式,并且可以具有优异的电特性并可以以低成本生产。因此,安装在智能电话中的许多元件已经以扇入型半导体封装件形式制造。详细地,安装在智能电话中的许多元件已经被开发为实现快速的信号传输并具有紧凑的尺寸。

然而,在扇入型半导体封装件中,因为所有i/o端子需要设置在半导体芯片的内部,所以扇入型半导体封装件具有显著的空间局限性。因此,难以将这种结构应用于具有大量的i/o端子的半导体芯片或具有紧凑尺寸的半导体芯片。此外,由于上述缺点,因此可能无法在电子装置的主板上直接安装和使用扇入型半导体封装件。原因在于:即使半导体芯片的i/o端子的尺寸以及在半导体芯片的i/o端子之间的间距通过重新分布工艺增大,半导体芯片的i/o端子的尺寸以及半导体芯片的i/o端子之间的间距可能也不足以将扇入型半导体封装件直接安装在电子装置的主板上。

图5是示出根据示例实施例的其中扇入型半导体封装件安装在印刷电路板上并且安装在电子装置的主板上的示例的截面图。

图6是示出根据示例实施例的其中扇入型半导体封装件安装在印刷电路板中并且安装在电子装置的主板上的示例的截面图。

参照图5,在扇入型半导体封装件2200中,半导体芯片2220的连接垫2222(即,i/o端子)可以通过球栅阵列(bga)基板2301重新分布,并且扇入型半导体封装件2200可以在其中扇入型半导体封装件2200安装在bga基板2301上的状态下最终安装在电子装置的主板2500上。在这种情况下,焊球2270等可以通过底部填充树脂2280等固定,并且半导体芯片2220的外侧可以用模塑材料2290等覆盖。参照图6,扇入型半导体封装件2200可以嵌在单独的bga基板2302中,半导体芯片2220的连接垫2222(即,i/o端子)可以在其中扇入型半导体封装件2200嵌在bga基板2302中的状态下通过bga基板2302重新分布,并且扇入型半导体封装件2200可以最终安装在电子装置的主板2500上。

如上所述,可能难以在电子装置的主板上直接安装和使用扇入型半导体封装件。因此,扇入型半导体封装件可以安装在单独的bga基板上并随后通过封装工艺安装在电子装置的主板上,或者扇入型半导体封装件可以在其中扇入型半导体封装件嵌在bga基板中的状态下在电子装置的主板上安装和使用。

图7是示出根据示例实施例的扇出型半导体封装件的截面图。

参照图7,在扇出型半导体封装件2100中,例如,半导体芯片2120的外侧表面可以被包封剂2130至少部分地覆盖,并且半导体芯片2120的连接垫2122可以通过连接构件2140重新分布到半导体芯片2120的外部。在这种情况下,钝化层2150可以进一步形成在连接构件2140上,并且凸块下金属层2160可以进一步形成在钝化层2150的开口中。焊球2170可以进一步形成在凸块下金属层2160上。半导体芯片2120可以是包括主体2121、连接垫2122、钝化层等的集成电路(ic)。连接构件2140可以包括绝缘层2141、形成在绝缘层2141上的重新分布层2142以及使连接垫2122和重新分布层2142彼此电连接的过孔2143。

如上所述,扇出型半导体封装件可以具有其中半导体芯片的i/o端子通过形成在半导体芯片上的连接构件重新分布并设置到半导体芯片的外部的形式。如上所述,在扇入型半导体封装件中,半导体芯片的所有i/o端子需要设置在半导体芯片的内部。因此,当半导体芯片的尺寸减小时,需要减小球的尺寸和节距,使得可能无法在扇入型半导体封装件中使用标准化的球布局。另一方面,如上所述,扇出型半导体封装件具有其中半导体芯片的i/o端子通过形成在半导体芯片上的连接构件重新分布并设置到半导体芯片的外部的形式。因此,即使当半导体芯片的尺寸减小时,也可以在扇出型半导体封装件中按原样使用标准化的球布局,使得扇出型半导体封装件可以在不使用单独的bga基板的情况下安装在电子装置的主板上,如下所述。

图8是示出根据示例实施例的其中扇出型半导体封装件安装在电子装置的主板上的示例的截面图。

参照图8,扇出型半导体封装件2100可以通过焊球2170等安装在电子装置的主板2500上。也就是说,如上所述,扇出型半导体封装件2100包括形成在半导体芯片2120上并且被构造为使连接垫2122重新分布到位于半导体芯片2120的尺寸的外部的扇出区域的连接构件2140,使得可以在扇出型半导体封装件2100中按原样使用标准化的球布局。结果,可以在不使用单独的bga基板等的情况下将扇出型半导体封装件2100安装在电子装置的主板2500上。

如上所述,因为扇出型半导体封装件可以在不使用单独的bga基板的情况下安装在电子装置的主板上,所以扇出型半导体封装件可以以比使用bga基板的扇入型半导体封装件的厚度小的厚度实现。因此,扇出型半导体封装件可以具有减小的尺寸和减小的厚度。此外,扇出型半导体封装件具有改善的热特性和电特性,使得其可以在移动产品中使用。因此,扇出型半导体封装件可以以比使用印刷电路板(pcb)的普通层叠封装(pop)类型的形式更紧凑的形式实现,并且可以防止或减少由于翘曲现象而引起的问题。

扇出型半导体封装件是指如上所述的用于将半导体芯片安装在电子装置的主板等上并保护半导体芯片免受外部冲击的影响的封装技术。该封装技术的概念与诸如bga基板等的印刷电路板(pcb)(可具有与该封装技术的规模、目的等不同的规模、目的等并且可包括嵌在其中的扇入型半导体封装件)的概念不同。

在以下描述中,将参照附图描述可改善封装件性能并可具有合适的封装件尺寸的半导体封装件。

图9是示出根据示例实施例的半导体封装件的示例的截面图。

参照图9,半导体封装件500a可以包括包含第一半导体芯片120的第一封装件结构100a以及设置在第一封装件结构100a上的第二半导体芯片220。第二半导体芯片220可以利用连接凸块220b等安装在第一封装件结构100a的表面上。如果需要,示例实施例中的半导体封装件500a还可以包括设置在第一封装件结构100a上的第三封装件结构300a,第二半导体芯片220置于第一封装件结构100a与第三封装件结构300a之间。第三封装件结构300a可以利用第三电连接件金属340等以层叠封装(pop)的形式安装在第一封装件结构100a上。例如,电力和信号的电连接路径如图中所示。

第一封装件结构100a可以包括具有多个第一连接垫120p的第一半导体芯片120、覆盖第一半导体芯片120的至少一部分的第一包封剂130、设置在第一包封剂130和第一半导体芯片120中的每个的下侧上并包含一个或更多个第一重新分布层142的第一连接构件140以及设置在第一包封剂130的上侧上并包含一个或更多个背侧布线层152的背侧连接构件150。此外,第一封装件结构100a还可以包括设置在第一连接构件140与背侧连接构件150之间并使第一重新分布层142电连接到背侧布线层152的第一互连构件110。根据示例实施例,第一钝化层160和第一电连接件金属170可以设置在第一连接构件140的下侧上。覆盖层180可以设置在背侧连接构件150的上侧上。

第一半导体芯片120可以包括穿透第一半导体芯片120的贯穿过孔120v。贯穿过孔120v可以电连接到第一连接构件140的第一重新分布层142并且电连接到背侧连接构件150的背侧布线层152。第二半导体芯片220可以在平面上在第一半导体芯片120和第二半导体芯片220沿其堆叠的竖直方向上与第一半导体芯片120叠置。第二半导体芯片220的多个第二连接垫220p的至少一部分可以通过背侧布线层152、贯穿过孔120v和第一重新分布层142几乎竖直地电连接到第一电连接件金属170。因此,可以显著地减少用于传输电力等的路径。

第一半导体芯片120可以包括设置在第一半导体芯片120中并电连接到贯穿过孔120v的电子组件120c。例如,电子组件120c可以被实现为金属-绝缘件-金属(mim)型电容器。因此,可以有效地改善电力特性。根据示例实施例,电子组件120c可以被实现为特定存储器单元,例如sram。因此,在第二半导体芯片220中可以不提供sram或者可以减少sram的尺寸,使得可以减少第二半导体芯片220的尺寸。根据示例实施例,电子组件120c可以包括上述电容器和存储器单元两者。

第一半导体芯片120和第二半导体芯片220可以作为半导体芯片一起操作,以实现特定功能。例如,第一半导体芯片120和第二半导体芯片220可以实现至少一个应用处理的功能。因此,第一半导体芯片120和第二半导体芯片220可以通过将特定半导体芯片(诸如,应用处理器芯片)划分为多个半导体芯片(诸如,第一半导体芯片120和第二半导体芯片220)来配置。通过划分,可以减少包括核心单元的第二半导体芯片220的尺寸,并且可以优化性能。此外,通过将半导体芯片划分为需要较多困难设计的部分和需要较少困难设计的部分,制造第一半导体芯片120的工艺和第二半导体芯片220的工艺中的一者的缺陷可以不影响另一者,使得可以改善良率并且可以减少成本。

例如,第一半导体芯片120可以包括应用处理器的输入和输出单元。多个第二连接垫220p可以包括用于应用处理器的输入和输出操作的多个垫。在第二半导体芯片220中,中央半导体芯片可以包括核心单元(其可以为逻辑电路),诸如中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、神经处理单元(npu)、数字信号处理器单元(dspu)、图像信号处理单元(ispu)等。多个第二连接垫220p可以包括用于这样的核心单元的多个第一组g1。第二半导体芯片220还可以包括用于与存储器电连接的输入和输出(i/o)单元。多个第二连接垫220p可以包括用于与存储器相关的输入和输出操作的多个第二组g2。存储器可以由dram实现,并且可以被配置为第三封装件结构300a的第三半导体芯片320。

在以下描述中,将参照附图更详细地描述半导体封装件500a的元件。

第一封装件结构100a可以包括:第一连接构件140,具有第一重新分布层142;第一半导体芯片120,具有连接到第一重新分布层142的多个第一连接垫120p;第一包封剂130,设置在第一连接构件140上并覆盖第一半导体芯片120的至少一部分;背侧连接构件150,设置在第一包封剂130上并具有电连接到第一重新分布层142的背侧布线层152;以及第一互连构件110,设置在第一连接构件140与背侧连接构件150之间并且使第一重新分布层142电连接到背侧布线层152。根据示例实施例,第一钝化层160和第一电连接件金属170可以设置在第一连接构件140的下侧上。此外,覆盖层180可以设置在背侧连接构件150的上侧上。

第一互连构件110可以设置在第一连接构件140和背侧连接构件150之间,可以穿透第一包封剂130,并且可以使第一重新分布层142电连接到背侧布线层152。第一互连构件110可以包括诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的金属材料。第一互连构件110可以具有穿透第一包封剂130的柱形状。例如,第一互连构件110可以通过使用第一包封剂130包封包括导电材料的柱与第一半导体芯片120来形成。第一互连构件110的上表面可以与第一包封剂130的上表面和第一半导体芯片120的上表面共面。然而,实施例不限于此。例如,第一互连构件110的上表面可以被第一包封剂130覆盖,并且在这种情况下,第一互连构件110可以通过穿透第一包封剂130的背侧过孔153连接到背侧布线层152。

第一半导体芯片120可以被实现为其中几百个至几百万个元件被集成在单个芯片中的集成电路(ic)。包括在第一半导体芯片120中的集成电路可以被实现为例如应用处理器芯片,该应用处理器芯片的部分单元如上所述地被分离和省略。第一半导体芯片120可以被配置为不包括凸块或布线层的处于裸态的集成电路。然而,实施例不限于此,并且第一半导体芯片120可以被配置为封装型集成电路。集成电路可以基于有源晶圆而形成。在这种情况下,作为第一半导体芯片120的主体的基体材料,可以使用硅(si)、锗(ge)、砷化镓(gaas)等。各种电路可以被包括在主体中。第一连接垫120p被配置为使第一半导体芯片120电连接到另一元件,并且作为第一连接垫120p的材料,可以使用诸如铜(cu)、铝(al)等的金属材料。包括用于使第一半导体芯片120敞开的开口的钝化膜可以设置在主体上。钝化膜可以由氧化物膜或氮化物膜实现,或者可以由包括氧化物膜和氮化物膜的双层实现。绝缘层等可以设置在其他位置上。

第一包封剂130可以覆盖第一半导体芯片120的至少一部分和第一互连构件110的至少一部分。第一包封剂130可以包括绝缘材料,并且作为绝缘材料,可以使用非感光绝缘材料,例如,诸如环氧树脂的热固性树脂、诸如聚酰亚胺的热塑性树脂、由包括诸如无机填料的增强物的上述树脂形成的树脂(例如,abf(ajinomotobuild-upfilm)、环氧模塑复合物(emc)等)。根据示例实施例,可以使用其中诸如热固性树脂或热塑性树脂的绝缘树脂浸在诸如无机填料和/或玻璃纤维的芯材料中的材料。因此,可以防止或减少空隙和起伏的问题,并且可以更容易地执行翘曲控制。根据示例实施例,可以使用感光包封剂(pie)。

第一连接构件140可以使第一连接垫120p和/或第二连接垫220p重新分布。具有各种功能的多个第一连接垫120p和/或多个第二连接垫220p中的每者可以通过第一连接构件140重新分布,并且多个第一连接垫120p和/或多个第二连接垫220p可以根据连接垫的相应功能而通过第一电连接件金属170物理连接和/或电连接到外部实体。第一连接构件140可以包括第一绝缘层141、设置在第一绝缘层141的下表面上的第一重新分布层142以及穿透第一绝缘层141并连接到第一重新分布层142的第一连接过孔143。第一绝缘层141、第一重新分布层142和第一连接过孔143中的每者的数量可以大于或小于图中示出的示例。换言之,在示例实施例中,层的数量可以变化。

作为第一绝缘层141的材料,可以使用绝缘材料,并且作为绝缘材料,可以使用感光绝缘材料(pim)。在这种情况下,可以通过光刻过孔引入微节距,使得可以能够实现微电路和高密度设计,并且可以以更有效的方式使多个第一连接垫120p和/或多个第二连接垫220p重新分布。第一绝缘层141可以包括多个层,并且第一绝缘层141的多个层之间的边界可以是明显的或不明显的。

第一重新分布层142可以使多个第一连接垫120p和/或多个第二连接垫220p重新分布,并且可以使多个第一连接垫120p和/或多个第二连接垫220p电连接到第一电连接件金属170。作为第一重新分布层142的材料,可以使用诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的金属材料。根据示例实施例,第一重新分布层142可以执行各种功能。例如,第一重新分布层142可以包括地(gnd)图案、电力(pwr)图案、信号(s)图案等。地(gnd)图案和电力(pwr)图案可以是相同的图案。第一重新分布层142还可以包括各种类型的过孔垫、电连接件金属垫等。第一重新分布层142可以通过镀覆工艺来形成,并且可以包括种子层和导体层。

第一连接过孔143可以使设置在不同水平上的第一重新分布层142彼此电连接。第一连接过孔143还可以使第一半导体芯片120的第一连接垫120p以及第一互连构件110电连接到第一重新分布层142。当第一半导体芯片120是裸片时,第一连接过孔143可以与第一连接垫120p物理地接触。作为第一连接过孔143的材料,可以使用诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的金属材料。第一连接过孔143可以包括用于信号的过孔、用于电力的过孔、用于地的过孔等,并且用于电力的过孔和用于地的过孔可以是相同的过孔。第一连接过孔143还可以是填充有金属材料的填充型过孔,或者可以是其中金属材料沿着通路孔的壁形成的共形型过孔。第一连接过孔143可以具有沿与第一布线过孔113a和113b(在图10中示出)的渐缩方向相反的方向渐缩的锥形形状。第一连接过孔143也可以通过镀覆工艺来形成,并且可以包括种子层和导体层。

背侧连接构件150可以使第二连接垫220p重新分布。具有各种功能的第二连接垫220p中的每个可以通过背侧连接构件150重新分布。背侧连接构件150可以包括背侧绝缘层151、设置在背侧绝缘层151的上表面上的背侧布线层152以及穿透背侧绝缘层151并连接到背侧布线层152的背侧过孔153。背侧绝缘层151、背侧布线层152和背侧过孔153中的每者的数量可以根据示例实施例而变化。

背侧绝缘层151可以包括热固性树脂。例如,背侧绝缘层151可以是abf。然而,背侧绝缘层151的示例实施例不限于此,背侧绝缘层151可以包括与第一绝缘层141相似的pim。多个背侧绝缘层151之间的边界可以是明显的或不明显的。

背侧布线层152可以设置在第一包封剂130上,并且可以与背侧过孔153一起向第一封装件结构100a提供背侧电路。背侧布线层152可以包括诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的金属材料。背侧布线层152可以根据示例实施例而执行各种功能。例如,背侧布线层152可以包括地(gnd)图案、电力(pwr)图案、信号(s)图案等。信号(s)图案可以包括除了地(gnd)图案、电力(pwr)图案等之外的各种类型的信号图案(诸如,数据信号图案)。地(gnd)图案和电力(pwr)图案可以是相同的图案。背侧布线层152可以通过镀覆工艺来形成,并且可以包括种子层和导体层。

背侧过孔153可以穿透第一包封剂130和/或背侧绝缘层151。背侧过孔153可以使背侧布线层152电连接到第1-3布线层112c(在图10中示出)。背侧过孔153还可以使设置在不同水平上的背侧布线层152彼此电连接。背侧过孔153可以包括诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的金属材料。背侧过孔153可以是填充有金属材料的填充型过孔,或者可以是其中金属材料沿着通路孔的壁形成的共形型过孔。背侧过孔153可以具有沿与第一布线过孔113a和113b(在图10中示出)的渐缩方向相同的方向渐缩的锥形形状。背侧过孔153可以包括用于信号的过孔、用于电力的过孔、用于地的过孔等,并且用于电力的过孔和用于地的过孔可以是相同的过孔。背侧过孔153可以通过镀覆工艺来形成,并且可以包括种子层和导体层。

第一钝化层160可以是可保护第一连接构件140免受外部物理和化学损坏以及其他损坏的附加元件。第一钝化层160可以包括热固性树脂。例如,第一钝化层160可以是abf,但示例实施例不限于此。第一钝化层160可以具有使最下面的第一重新分布层142的至少一部分暴露的开口。可以在第一钝化层160上设置几十个至几百万个开口,或者开口的数量可以高于或低于前述示例。每个开口可以包括多个孔。根据示例实施例,诸如电容器的表面安装组件可以设置在第一钝化层160的下表面上,可以电连接到第一重新分布层142,并且可以电连接到第一半导体芯片120。

第一电连接件金属170也可以是附加元件,并且可以使半导体封装件500a与外部实体物理连接和/或电连接。例如,根据示例实施例的半导体封装件500a可以通过第一电连接件金属170安装在电子装置的主板上。第一电连接件金属170可以设置在第一钝化层160的每个开口上。例如,第一电连接件金属170可以利用低熔点金属(诸如,锡(sn)或包括锡(sn)的合金)形成。作为示例,第一电连接件金属170可以利用焊料等形成,但示例实施例不限于此。

第一电连接件金属170可以被实现为焊盘、焊球、引脚等。第一电连接件金属170可以包括多个层或单个层。当第一电连接件金属170包括多个层时,第一电连接件金属170可以包括铜柱和焊料,并且当第一电连接件金属170包括单个层时,第一电连接件金属170可以包括锡银焊料或铜,但示例实施例不限于此。第一电连接件金属170的数量、第一电连接件金属170之间的间隙以及第一电连接件金属170的设置形式不限于任何特定示例,并且可以根据示例实施例而改变。例如,第一电连接件金属170的数量可以根据多个第一连接垫120p和/或多个第二连接垫220p的数量而为几十个至几百万个,并且可以高于或低于上述示例。

第一电连接件金属170中的至少一个可以设置在扇出区域中。扇出区域可以指超出其中设置有第一半导体芯片120和第二半导体芯片220的区域的区域。与扇入型封装件相比,扇出型封装件可以具有改善的可靠性,可以实现多个i/o端子,并且可以容易地执行3d互连。此外,与bga封装件、平面网格阵列(lga)封装件等相比,扇出型封装件可以具有减小的厚度,并且可以为有成本竞争力的。

如果期望,则第一电连接件金属170可以通过凸块下金属连接到最下面的第一重新分布层142,并且在这种情况下,可以改善第一电连接件金属170的连接可靠性。因此,可以改善第一封装件结构100a的板级可靠性。凸块下金属可以通过使用金属的公知的金属化方法来形成,但其示例实施例不限于此。

覆盖层180可以是用于保护背侧连接构件150免受外部物理和化学损坏以及其他损坏的附加元件。覆盖层180可以包括热固性树脂。例如,覆盖层180可以是abf,但其示例实施例不限于此。覆盖层180可以具有用于使最上面的背侧布线层152的至少一部分敞开的开口。可以设置几十个至几百万个开口,或者开口的数量可以高于或低于上述示例。每个开口可以包括多个孔。

第二半导体芯片220可以设置在第一封装件结构100a(第一连接构件140或背侧连接构件150)上。例如,可以使用连接凸块220b等将第二半导体芯片220安装在第一封装件结构100a的背侧连接构件150的表面上。第二半导体芯片220可以通过底部填充树脂225固定在第一封装件结构100a上。

第二半导体芯片220可以被配置为其中几百个至几百万个元件被集成在单个芯片中的集成电路(ic)。包括在第二半导体芯片220中的集成电路可以被配置为应用处理器芯片,该应用处理器芯片的部分单元如上所述地被分离和省略。第二半导体芯片220可以被配置为其中未形成凸块或布线层的处于裸态的集成电路。然而,第二半导体芯片220的示例实施例不限于此,并且如果期望,第二半导体芯片220可以被配置为封装型集成电路。集成电路可以基于有源晶圆而形成。在这种情况下,作为第二半导体芯片220的主体的基体材料,可以使用硅(si)、锗(ge)、砷化镓(gaas)等。主体可以包括各种电路。第二连接垫220p可以使第二半导体芯片220电连接到另一元件,并且作为第二连接垫220p的材料,可以使用诸如铜(cu)、铝(al)等的金属材料。包括用于使第二半导体芯片220敞开的开口的钝化膜可以形成在主体上。钝化膜可以是氧化物膜、氮化物膜等,或者可以是包括氧化物膜和氮化物膜的双层。绝缘膜等还可以设置在其他期望的位置。

通过连接凸块220b,第二半导体芯片220可以安装在第一封装件结构100a上(例如,在覆盖层180的表面上)。连接凸块220b可以连接到通过覆盖层180的开口暴露的最上面的背侧布线层152中的每个。连接凸块220b可以利用低熔点金属(例如,锡(sn)或包括锡(sn)的合金)形成。作为示例,连接凸块220b可以是利用焊膏形成的焊料凸块,但其示例实施例不限于此。

底部填充树脂225可以通过填充第二半导体芯片220与覆盖层180之间的区域来使第二半导体芯片220紧固。底部填充树脂225可以覆盖每个连接凸块220b的至少一部分。底部填充树脂225可以覆盖第二半导体芯片220的侧表面的至少一部分。底部填充树脂225可以包括环氧树脂,但底部填充树脂225的材料不限于此。

第三封装件结构300a可以设置在第一封装件结构100a上,第二半导体芯片220置于第三封装件结构300a与第一封装件结构100a之间。第三封装件结构300a可以使用第三电连接件金属340等以pop的形式安装在第一封装件结构100a上。第三封装件结构300a可以包括:印刷电路板310(或者可以被称为“第三连接构件”);多个第三半导体芯片320,堆叠并设置在印刷电路板310的上侧上,并且通过布线接合320w电连接到印刷电路板310;模塑材料330,设置在印刷电路板310的上侧上并且覆盖第三半导体芯片320;以及第三电连接件金属340,设置在印刷电路板310的下侧上,并且使第一封装件结构100a和第三封装件结构300a彼此连接。多个第三半导体芯片320中的每个可以被实现为存储器芯片,例如dram。因此,第三封装件结构300a可以被配置为dram封装件。

图10是示出根据示例实施例的半导体封装件的另一示例的截面图。

参照图10,在半导体封装件500b中,第一互连构件110可以被配置为具有第一贯穿部110h的第一框架110,第一半导体芯片120设置在第一贯穿部110h中。例如,第一封装件结构100b可以包括:第一框架110,具有第一贯穿部110h并且包括一个或更多个第一布线层112a、112b和112c;第一半导体芯片120,设置在第一贯穿部110h中并且具有多个第一连接垫120p;第一包封剂130,覆盖第一框架110和第一半导体芯片120中的每个的至少一部分,并且填充第一贯穿部110h的至少一部分;第一连接构件140,设置在第一框架110和第一半导体芯片120中的每个的下侧上,并且包括一个或更多个第一重新分布层142;以及背侧连接构件150,设置在第一包封剂130的上侧上并且包括一个或更多个背侧布线层152。如果期望,第一钝化层160和第一电连接件金属170可以设置在第一连接构件140的下侧上。此外,覆盖层180可以设置在背侧连接构件150的上侧上。

第一框架110可以根据绝缘层111a和111b的具体材料而改善第一封装件结构100a的刚度,并且可以确保第一包封剂130的厚度的均匀性。第一框架110可以具有穿透绝缘层111a和111b的第一贯穿部110h。第一半导体芯片120可以设置在第一贯穿部110h中,并且如果期望,无源组件也可以设置在第一贯穿部110h中。第一贯穿部110h的壁可以围绕第一半导体芯片120,但其示例实施例不限于此。除了绝缘层111a和111b之外,第一框架110还可以包括第一布线层112a、112b和112c以及第一布线过孔113a和113b,并且可以用作提供上电连接路径和下电连接路径的电连接构件。如果期望,可提供不同形式的上电连接路径和下电连接路径的电连接构件(诸如,金属柱)可以被包括在第一框架110中。

在示例实施例中,第一框架110可以包括:第1-1绝缘层111a;第1-1布线层112a,与第一连接构件140接触并且埋设在第1-1绝缘层111a中;第1-2布线层112b,设置在与第1-1绝缘层111a的其中埋设有第1-1布线层112a的区域背对的区域中;第1-2绝缘层111b,设置在与第1-1绝缘层111a的其中埋设有第1-1布线层112a的区域背对的区域中,并且覆盖第1-2布线层112b的至少一部分;以及第1-3布线层112c,设置在与第1-2绝缘层111b的其中埋设有第1-2布线层112b的区域背对的区域中。第1-1布线层112a和第1-2布线层112b可以通过穿透第1-1绝缘层111a的第1-1布线过孔113a彼此连接,并且第1-2布线层112b和第1-3布线层112c可以通过穿透第1-2绝缘层111b的第1-2布线过孔113b彼此连接。第1-1布线层112a、第1-2布线层112b和第1-3布线层112c可以电连接到多个第一连接垫120p和/或多个第二连接垫220p。

绝缘层111a和111b的材料不限于任何特定材料。例如,可以使用绝缘材料,并且作为绝缘材料,可以使用热固性树脂(诸如,环氧树脂)、热塑性树脂(诸如,聚酰亚胺)、其中热固性树脂或热塑性树脂与无机填料混合的树脂(例如,abf)。可以使用其中上述树脂与无机填料一起浸在诸如玻璃纤维(或玻璃布或玻璃织物)的芯材料中的材料,诸如半固化片。

第一布线层112a、112b和112c可以与第一布线过孔113a和113b一起提供封装件的上/下电连接路径,并且可以使第一连接垫120p和/或第二连接垫220p重新分布。作为第一布线层112a、112b和112c的材料,可以使用诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的金属材料。第一布线层112a、112b和112c可以根据相应的层的设计而执行各种功能。例如,第一布线层112a、112b和112c可以包括地(gnd)图案、电力(pwr)图案、信号(s)图案等。信号(s)图案可以包括诸如除了地(gnd)图案、电力(pwr)图案等之外的各种类型的信号图案(诸如,数据信号图案)。地(gnd)图案和电力(pwr)图案可以是相同的图案。第一布线层112a、112b和112c可以包括各种类型的过孔垫。第一布线层112a、112b和112c可以通过镀覆工艺来形成,并且可以包括种子层和导体层。

第一布线层112a、112b和112c中的每个的厚度可以比第一重新分布层142中的每个的厚度大。例如,第一框架110可以具有比第一半导体芯片120的厚度大的厚度,并且半固化片等可以用作绝缘层111a和111b的材料以保持刚度。因此,可以相对地增大第一布线层112a、112b和112c中的每个的厚度。针对第一连接构件140可能需要微电路和高密度设计,因而可以使用感光绝缘材料(pim)等作为第一绝缘层141的材料。因此,可以相对地减小第一重新分布层142的厚度。

第1-1布线层112a可以凹入到第1-1绝缘层111a中。当台阶部由于第1-1布线层112a凹入到第1-1绝缘层111a中而形成在第1-1绝缘层111a的同第一连接构件140接触的下表面与第1-1布线层112a的同第一连接构件140接触的下表面之间时,可以在使用第一包封剂130包封第一半导体芯片120和互连构件110时防止形成材料渗出到第1-1布线层112a,使得可以防止污染第1-1布线层112a的下表面。

第一布线过孔113a和113b可以使设置在不同水平上的第一布线层112a、112b和112c彼此电连接,并且可以在第一框架110中相应地形成电路径。作为第一布线过孔113a和113b的材料,可以使用诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的金属材料。第一布线过孔113a和113b可以包括用于信号的过孔、用于电力的过孔、用于地的过孔等,并且用于电力的过孔和用于地的过孔可以是相同的过孔。第一布线过孔113a和113b可以是填充有金属材料的填充型过孔,或者可以是其中金属材料沿着通路孔的壁形成的共形型过孔。第一布线过孔113a和113b中的每个可以具有锥形形状。第一布线过孔113a和113b还可以通过镀覆工艺来形成,并且可以包括种子层和导体层。

当形成用于第1-1布线过孔113a的孔时,第1-1布线层112a的部分垫可以用作止挡件。因此,第1-1布线过孔113a可以具有其中第1-1布线过孔113a的上表面的宽度可比下表面的宽度大的锥形形状。在这种情况下,第1-1布线过孔113a可以与第1-2布线层112b的垫图案一体化。当形成用于第1-2布线过孔113b的孔时,第1-2布线层112b的部分垫可以用作止挡件。因此,第1-2布线过孔113b可以具有其中第1-2布线过孔113b的上表面的宽度可比下表面的宽度大的锥形形状。在这种情况下,第1-2布线过孔113b可以与第1-3布线层112c的垫图案一体化。

如果期望,出于屏蔽电磁波或散热的目的,可以在第一框架110的第一贯穿部110h的内壁上设置金属层。金属层可以围绕第一半导体芯片120。

第一包封剂130可以覆盖第一半导体芯片120的至少一部分和第一框架110的至少一部分,并且可以填充第一贯穿部110h的至少一部分。第一包封剂130可以包括绝缘材料,并且作为绝缘材料,可以使用非感光绝缘材料,例如,诸如环氧树脂的热固性树脂、诸如聚酰亚胺的热塑性树脂、由包括诸如无机填料的增强物的上述树脂形成的树脂(例如,abf、emc等)。如果期望,可以使用其中诸如热固性树脂或热塑性树脂的绝缘树脂浸在诸如无机填料和/或玻璃纤维的芯材料中的材料。因此,可以解决空隙和起伏的问题,并且可以容易地执行翘曲控制。如果期望,可以使用感光包封剂(pie)。

在图10中,第一框架110的第1-3布线层112c可以被第一包封剂130覆盖,并且背侧过孔153可以穿透第一包封剂130并可以使第1-3布线层112c连接到背侧布线层152。然而,第1-3布线层112c的示例实施例不限于此,并且第1-3布线层112c的上表面可以直接与背侧绝缘层151接触,背侧过孔153可以穿透与第1-3布线层112c的上表面直接接触的背侧绝缘层151并可以使第1-3布线层112c连接到背侧布线层152。

其他元件(例如,第三封装件结构300b)的描述可以与前述半导体封装件500a的示例实施例中的描述基本相同,因此,将不提供它们的详细描述。

图11是示出根据示例实施例的半导体封装件的另一示例的截面图。

参照图11,在半导体封装500c中,第一封装件结构100c可以与前述第一封装件结构100b不同地颠倒设置,以将第一半导体芯片120设置为面朝上。例如,第二半导体芯片220可以利用连接凸块220b等安装在第一封装件结构100c的第一连接构件140的表面上。第二半导体芯片220可以通过底部填充树脂225紧固到第一封装件结构100c。在这种情况下,可以缩短第一半导体芯片120与第二半导体芯片220之间的电连接路径。第二半导体芯片220可以设置在第一钝化层160上,并且第三封装件结构300c可以设置在第一钝化层160上,第二半导体芯片220置于第三封装件结构300c与第一钝化层160之间。例如,电力和信号的电连接路径可以如图中所示。

其他元件的描述可以与前述半导体封装500b的示例实施例中的描述基本相同,因此,将不提供其详细描述。

图12是示出根据示例实施例的半导体封装件的另一示例的截面图。

参照图12,在半导体封装件500d中,第二封装件结构200d可以设置在第一封装件结构100d与第三封装件结构300d之间。第一封装件结构100d和第二封装件结构200d可以通过第二电连接件金属270以pop的形式彼此连接。第二封装件结构200d和第三封装件结构300d可以通过第三电连接件金属340以pop的形式彼此连接。第二封装件结构200d可以包括:第二连接构件240,设置在第一连接构件140或背侧连接构件150上并且具有连接到第一重新分布层142或背侧布线层152的第二重新分布层242;第二半导体芯片220,具有连接到第二重新分布层242的多个第二连接垫220p;以及第二包封剂230,设置在第二连接构件240上并且覆盖第二半导体芯片220。第二封装件结构200d还可以包括设置在第二连接构件240上并电连接到第二重新分布层242的第二互连构件210。第二互连构件210可以使第二重新分布层242电连接到第三电连接件金属340。例如,第二连接构件240可以通过第二电连接件金属270安装在背侧连接构件150上。

第二包封剂230可以覆盖第二半导体芯片220的至少一部分和第二互连构件210的至少一部分。第二包封剂230可以包括绝缘材料,作为绝缘材料,可以使用非感光绝缘材料,例如,诸如环氧树脂的热固性树脂、诸如聚酰亚胺的热塑性树脂、由包括诸如无机填料的增强物的上述树脂形成的树脂(例如,abf、emc等)。如果期望,可以使用其中诸如热固性树脂或热塑性树脂的绝缘树脂浸在诸如无机填料和/或玻璃纤维的芯材料中的材料。因此,可以解决空隙和起伏的问题,并且可以容易地执行翘曲控制。如果期望,可以使用感光包封剂(pie)。

第二连接构件240可以使多个第二连接垫220p重新分布。具有各种功能的多个第二连接垫220p中的每个可以通过第二连接构件240重新分布,并且可以根据其功能而通过第二电连接件金属270物理连接和/或电连接到外部实体。第二连接构件240可以包括第二绝缘层241、设置在第二绝缘层241的下表面上的第二重新分布层242以及穿透第二绝缘层241并连接到第二重新分布层242的第二连接过孔243。第二绝缘层241、第二重新分布层242和第二连接过孔243中的每者的数量可以大于或小于图中示出的示例。换言之,在示例实施例中,层的数量可以变化。

作为第二绝缘层241的材料,可以使用绝缘材料,并且作为绝缘材料,可以使用感光绝缘材料(pim)。在这种情况下,可以通过光刻过孔而引入微节距,使得可以能够实现微电路和高密度设计,并且可以以有效的方式使多个第二连接垫220p重新分布。第二绝缘层241可以包括多个层,并且第二绝缘层241的多个层之间的边界可以是明显的或不明显的。

第二重新分布层242可以使多个第二连接垫220p重新分布,并且可以使多个第二连接垫220p电连接到第二电连接件金属270。作为第二重新分布层242的材料,可以使用诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的金属材料。在示例实施例中,第二重新分布层242可以执行各种功能。例如,第二重新分布层242可以包括地(gnd)图案、电力(pwr)图案、信号(s)图案等。地(gnd)图案和电力(pwr)图案可以是相同的图案。第二重新分布层242可以包括各种类型的过孔垫、电连接件金属垫等。第二重新分布层242可以通过镀覆工艺来形成,并且可以包括种子层和导体层。

第二连接过孔243可以使设置在不同水平上的第二重新分布层242彼此电连接。第二连接过孔243还可以使第二半导体芯片220的第二连接垫220p以及第二互连构件210电连接到第二重新分布层242。当第二半导体芯片220是裸片时,第二连接过孔243可以与第二连接垫220p物理地接触。作为第二连接过孔243的材料,可以使用诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的金属材料。第二连接过孔243可以包括用于信号的过孔、用于电力的过孔、用于地的过孔等,并且用于电力的过孔和用于地的过孔可以是相同的过孔。第二连接过孔243还可以是填充有金属材料的填充型过孔,或者可以是其中金属材料沿着通路孔的壁形成的共形型过孔。第二连接过孔243可以具有其中沿与第二布线过孔213a和213b(在图13中示出)的渐缩方向相反的方向渐缩的锥形形状。第二连接过孔243还可以通过镀覆工艺来形成,并且可以包括种子层和导体层。

第二钝化层260可以是用于保护第二连接构件240免受外部物理和化学损坏以及其他损坏的附加元件。第二钝化层260可以包括热固性树脂。例如,第二钝化层260可以是abf,但其示例实施例不限于此。第二钝化层260可以具有用于使最下面的第二重新分布层242的至少一部分敞开的开口。可以设置几十个至几百万个开口,或者开口的数量可以高于或低于上述示例。每个开口可以包括多个孔。如果期望,诸如电容器的表面安装组件可以设置在第二钝化层260的下表面上并且可以电连接到第二重新分布层242,因而可以相应地电连接到第二半导体芯片220。

第二电连接件金属270可以使第一封装件结构100d和第二封装件结构200d彼此物理连接和/或电连接。第二电连接件金属270可以设置在第二钝化层260的每个开口中。例如,第二电连接件金属270可以利用低熔点金属(诸如,锡(sn)或包括锡(sn)的合金)形成。作为示例,第二电连接件金属270可以利用焊料等形成,但其示例实施例不限于此。

第二电连接件金属270可以被实现为焊盘、焊球、引脚等。第二电连接件金属270可以包括多个层或单个层。当第二电连接件金属270包括多个层时,第二电连接件金属270可以包括铜柱和焊料,并且当第二电连接件金属270包括单个层时,第二电连接件金属270可以包括锡银焊料或铜,但其示例实施例不限于此。第二电连接件金属270的数量、第二电连接件金属270之间的间隙以及第二电连接件金属270的设置形式不限于任何特定示例,并且可以在示例实施例中改变。例如,第二电连接件金属270的数量可以根据多个第二连接垫220p的数量而为几十个至几百万个,并且可以高于或低于上述示例。

第二电连接件金属270中的至少一个可以设置在扇出区域中。扇出区域可以指超出其中设置有第二半导体芯片220的区域的区域。与扇入型封装件相比,扇出型封装件可以具有改善的可靠性,可以实现多个i/o端子,并且可以容易地执行3d互连。此外,与球栅阵列(bga)封装件、平面网格阵列(lga)封装件等相比,扇出型封装件可以具有减小的厚度,并且可以为有成本竞争力的。

第二电连接件金属270可以通过凸块下金属连接到最下面的第二重新分布层242,并且在这种情况下,第二电连接件金属270的连接可靠性可以改善。因此,第二封装件结构200d的板级可靠性可以改善。凸块下金属可以通过使用金属的金属化方法来形成,但示例实施例不限于此。

其他元件的描述可以与前述半导体封装500a的示例实施例中的描述基本相同,因此,将不提供其详细描述。

图13是示出根据示例实施例的半导体封装件的另一示例的截面图。

参照图13,在半导体封装件500e中,第二互连构件210可以被配置为具有第二贯穿部210h的第二框架210,第二半导体芯片220设置在第二贯穿部210h中。例如,半导体封装件500e可以包括:第二框架210,具有第二贯穿部210h,并且包括一个或更多个第二布线层212a、212b和212c;第二半导体芯片220,设置在第二贯穿部210h中,并且具有多个第二连接垫220p;第二包封剂230,覆盖第二框架210和第二半导体芯片220中的每个的至少一部分,并且填充第二贯穿部210h的至少一部分;以及第二连接构件240,设置在第二框架210和第二半导体芯片220中的每个的下侧上,并且包括一个或更多个第二重新分布层242。根据示例实施例,第二钝化层260和第二电连接件金属270还可以设置在第二连接构件240的下侧上。在这种情况下,因为第二框架210可以对第三电连接件金属340的高度进行补偿,所以可以减少第二封装件结构200e与第三封装件结构300e之间的第三电连接件金属340的节距。因此,可以增大第三封装件结构300e的输入和输出(i/o)的数量(例如,存储器的输入和输出(i/o)的数量)。例如,可以如图13所示提供电力和信号的电连接路径。

第二封装件结构200e可以包括:第二框架210,具有第二贯穿部210h并且包括一层或多层第二布线层212a、212b和212c;第二半导体芯片220,设置在第二贯穿部210h中并且具有多个第二连接垫220p;第二包封剂230,覆盖第二框架210和第二半导体芯片220中的每个的至少一部分,并且填充第二贯穿部210h的至少一部分;以及第二连接构件240,设置在第二框架210和第二半导体芯片220中的每个的下侧上,并且包括一层或更多层第二重新分布层242。根据示例实施例,第二钝化层260和第二电连接件金属270可以设置在第二连接构件240的下侧上。

第二框架210可以根据第二绝缘层211a和211b的具体材料而改善第二封装件结构200e的刚度,并且可以确保第二包封剂230的厚度的均匀性。第二框架210可以具有穿透第二绝缘层211a和211b的第二贯穿部210h。第二半导体芯片220可以设置在第二贯穿部210h中,并且无源组件也可以设置在第二贯穿部210h中。第二贯穿部210h的壁可以围绕第二半导体芯片220,但示例实施例不限于此。除了第二绝缘层211a和211b之外,第二框架210还可以包括第二布线层212a、212b和212c以及第二布线过孔213a和213b,并且可以用作提供上电连接路径和下电连接路径的电连接构件。根据示例实施例,可提供不同形式的上电连接路径和下电连接路径的电连接构件(诸如金属柱)可以被包括在第二框架210中。

在示例实施例中,第二框架210可以包括:第2-1绝缘层211a;第2-1布线层212a,与第二连接构件240接触并且埋设在第2-1绝缘层211a中;第2-2布线层212b,设置在与第2-1绝缘层211a的其中埋设有第2-1布线层212a的区域背对的区域中;第2-2绝缘层211b,设置在与第2-1绝缘层211a的其中埋设有第2-1布线层212a的区域背对的区域中,并且覆盖第2-2布线层212b的至少一部分;以及第2-3布线层212c,设置在与第2-2绝缘层211b的其中埋设有第2-2布线层212b的区域背对的区域中。第2-1布线层212a和第2-2布线层212b可以通过穿透第2-1绝缘层211a的第2-1布线过孔213a彼此电连接,并且第2-2布线层212b和第2-3布线层212c可以通过穿透第2-2绝缘层211b的第2-2布线过孔213b彼此电连接。第2-1布线层212a、第2-2布线层212b和第2-3布线层212c可以电连接到多个第二连接垫220p。

第二绝缘层211a和211b的材料不限于任何特定材料。例如,可以使用绝缘材料,并且作为绝缘材料,可以使用诸如环氧树脂的热固性树脂、诸如聚酰亚胺的热塑性树脂、其中热固性树脂或热塑性树脂与无机填料混合的树脂(例如,abf(ajinomotobuild-upfilm))。可选地,可以使用其中上述树脂与无机填料一起浸在诸如玻璃纤维(或玻璃布或玻璃织物)的芯材料中的材料,诸如半固化片。

第二布线层212a、212b和212c可以与第二布线过孔213a和213b一起提供封装件的上/下电连接路径,并且可以使多个第二连接垫220p重新分布。作为第二布线层212a、212b和212c的材料,可以使用诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的金属材料。第二布线层212a、212b和212c可以根据相应的层的设计而执行各种功能。例如,第二布线层212a、212b和212c可以包括地(gnd)图案、电力(pwr)图案、信号(s)图案等。信号(s)图案可以包括除了地(gnd)图案、电力(pwr)图案等之外的各种类型的信号图案(诸如,数据信号图案)。地(gnd)图案和电力(pwr)图案可以是相同的图案。第二布线层212a、212b和212c可以包括各种类型的过孔垫。第二布线层212a、212b和212c可以通过公知的镀覆工艺来形成,并且可以包括种子层和导体层。

第二布线层212a、212b和212c中的每个的厚度可以比第二重新分布层242中的每个的厚度大。例如,第二框架210可以具有比第二半导体芯片220的厚度大的厚度,并且半固化片等可以用作第二绝缘层211a和211b的材料以保持刚度。因此,可以相对地增大第二布线层212a、212b和212c中的每个的厚度。针对第二连接构件240可能需要微电路和高密度设计,因而可以使用感光绝缘材料(pim)等作为第二绝缘层241的材料。因此,可以相对地减小第二重新分布层242的厚度。

第2-1布线层212a可以凹入到第2-1绝缘层211a中。当台阶部由于第2-1布线层212a凹入到第2-1绝缘层211a中而形成在第2-1绝缘层211a的与第二连接构件240接触的下表面与第2-1布线层212a的与第二连接构件240接触的下表面之间时,可以在使用第二包封剂230包封第二半导体芯片220和第二框架210时防止形成材料渗出到第2-1布线层212a,使得可以防止污染第2-1布线层212a的下表面。

第二布线过孔213a和213b可以使设置在不同水平上的第二布线层212a、212b和212c彼此电连接,并且可以在第二框架210中相应地形成电路径。作为第二布线过孔213a和213b的材料,可以使用诸如铜(cu)、铝(al)、银(ag)、锡(sn)、金(au)、镍(ni)、铅(pb)、钛(ti)或它们的合金的金属材料。第二布线过孔213a和213b可以包括用于信号的过孔、用于电力的过孔、用于地的过孔等,并且用于电力的过孔和用于地的过孔可以是相同的过孔。第二布线过孔213a和213b可以是填充有金属材料的填充型过孔,或者可以是其中金属材料沿着通路孔的壁形成的共形型过孔。第二布线过孔213a和213b中的每个可以具有锥形形状。第二布线过孔213a和213b还可以通过镀覆工艺来形成,并且可以包括种子层和导体层。

当形成用于第2-1布线过孔213a的孔时,第2-1布线层212a的部分垫可以用作止挡件。因此,第2-1布线过孔213a可以具有其中第2-1布线过孔213a的上表面的宽度可比第2-1布线过孔213a的下表面的宽度大的锥形形状。在这种情况下,第2-1布线过孔213a可以与第2-2布线层212b的垫图案一体化。当形成用于第2-2布线过孔213b的孔时,第2-2布线层212b的部分垫可以用作止挡件。因此,第2-2布线过孔213b可以具有其中第2-2布线过孔213b的上表面的宽度可比第2-2布线过孔213b的下表面的宽度大的锥形形状。在这种情况下,第2-2布线过孔213b可以与第2-3布线层212c的垫图案一体化。

根据示例实施例,金属层可以设置在第二框架210的第二贯穿部210h的内壁上,以屏蔽电磁波或散热。金属层可以围绕第二半导体芯片220。

第二包封剂230可以覆盖第二半导体芯片220的至少一部分和第二框架210的至少一部分,并且可以填充第二贯穿部210h的至少一部分。第二包封剂230可以包括绝缘材料,并且作为绝缘材料,可以使用非感光绝缘材料,例如,诸如环氧树脂的热固性树脂、诸如聚酰亚胺的热塑性树脂、由包括诸如无机填料的增强物的上述树脂形成的树脂(例如,abf、emc等)。如果期望,可以使用其中诸如热固性树脂或热塑性树脂的绝缘树脂浸在诸如无机填料和/或玻璃纤维的芯材料中的材料。因此,可以防止或减少空隙和起伏的问题,并且可以更容易地执行翘曲控制。如果期望,可以使用感光包封剂(pie)。

其他元件(例如,第一封装件结构100e)的描述可以与前述半导体封装件500b的示例实施例中的描述基本相同,因此,将不提供其详细描述。

图14是示出根据示例实施例的半导体封装件的另一示例的截面图。

参照图14,在半导体封装件500f中,第一封装件结构100f可以与前述第一封装件结构100e不同地颠倒设置,以将第一半导体芯片120设置为面朝上。例如,可以使用第二电连接件金属270等将第二半导体芯片220安装在第一封装件结构100f的第一连接构件140的表面上。第二半导体芯片220可以通过底部填充树脂225紧固到第一封装件结构100f。此外,第二封装件结构200f可以设置在第一封装件结构100f与第三封装件结构300f之间。第一封装件结构100f和第二封装件结构200f可以通过第二电连接件金属270以pop的形式彼此连接。第二封装件结构200f和第三封装件结构300f可以通过第三电连接件金属340以pop的形式彼此连接。例如,可以如图14中所示提供电力和信号的电连接路径。

第二封装件结构200f可以包括:第二框架210,具有第二贯穿部210h,并且包括一个或更多个第二布线层212a、212b和212c;第二半导体芯片220,设置在第二贯穿部210h中,并且具有多个第二连接垫220p;第二包封剂230,覆盖第二框架210和第二半导体芯片220中的每个的至少一部分,并且填充第二贯穿部210h的至少一部分;以及第二连接构件240,设置在第二框架210和第二半导体芯片220中的每个的下侧上,并且包括一个或更多个第二重新分布层242。根据示例实施例,第二钝化层260和第二电连接件金属270可以设置在第二连接构件240的下侧上(类似于图13)。

其他元件的描述可以与前述半导体封装500a以及半导体封装件500b、500c和500e的示例实施例中的描述基本相同,因此,将不提供其详细描述。

根据前述示例实施例,可以提供一种具有改善的封装件性能并具有合适的封装件尺寸的半导体封装件。

在示例实施例中,下侧、下部、下表面等可以指参照图中的截面表面的向下方向,并且上侧、上部、上表面等可以指相反的方向。然而,可以为了易于描述而定义方向,而权利要求的权利范围不限于此,并且可以变化。

在示例实施例中,当元件被提及为“连接”到另一组件时,这可以意味着该元件直接连接到另一组件,并且也可以意味着该元件间接连接到另一组件且它们之间具有中间元件。此外,当元件被提及为“电连接”时,这可以表示该元件可以物理地连接或可以非物理地连接。

尽管可以使用诸如“第一”和“第二”等术语来描述各种组件,但是这样的组件不能被理解为受限于以上术语。以上术语仅用于将一个组件与另一组件区分开。例如,在不脱离本发明的权利范围的情况下,第一组件可以被称为第二组件,同样地,第二组件可以被称为第一组件。

在示例实施例中,“一个示例实施例”可以不指同一示例实施例,并且可以被提供以强调不同的独特特征。前述示例实施例不排除组合或添加另一示例实施例的一个或更多个特征。例如,除非另外指出,否则即使在一个示例实施例中描述的主题在另一示例实施例中未被描述,该主题也可以被理解为与另一示例实施例相关。

提供在以上描述中使用的术语以解释具体的示例性实施例,而不意图成为限制。除非另外指出,否则单数术语包括复数形式。

尽管以上已经示出和描述了示例实施例,但本领域技术人员将明显的是,在不脱离如由所附权利要求所限定的范围的情况下,可以做出修改和变化。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1