[发明专利]层叠封装接合结构

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月28日提交的标题为“Package on Package（PoP）Bonding Structures″的美国临时专利申请61/746,967号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明总的来说涉及半导体领域，更具体地，涉及叠层封装接合结构。

背景技术

半导体器件用于诸如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备的各种电子应用中。通常通过在半导体衬底上方依次沉积绝缘层或介电层、导电层和半导电层的材料并且使用光刻工艺来图案化各种材料层以在其上形成电路部件和元件从而制得半导体器件。

半导体产业通过不断减小最小部件尺寸来不断提高各种电子元件（例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等）的集成度，这使得更多的部件集成在特定的区域上。在一些应用中，这些更小的电子部件也要求与先前的封装相比占用更小面积和/或更低高度的较小封装。

从而，已经开发出诸如层叠封装（PoP）的新的封装技术，其中具有器件管芯的顶部封装件接合至具有另一个器件管芯的底部封装件。通过采用这种新的封装技术，可以提高封装件的集成水平。这些用于半导体的相对新型的封装技术面临着制造挑战。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体管芯封装件，包括：半导体管芯；模塑料，至少部分地封装半导体管芯；封装通孔（TPV），形成在模塑料中，TPV设置为邻近半导体管芯，TPV包括第一导电层和第二导电层，并且第一导电层填充TPV的第一部分而第二导电层填充TPV的第二部分；以及重分布结构，重分布结构包括重分布层（RDL），TPV和半导体管芯电连接至RDL，并且RDL能够实现半导体管芯的扇出。

优选地，第一部分的高度介于约0.1μm至约30μm之间。

优选地，第二部分的高度介于约50μm至约300μm之间。

优选地，通过模塑料中的开口来暴露第一导电层的第一表面，并且第一表面基本上与模塑料的表面平齐。

优选地，TPV的与RDL相对的端部相对于模塑料的顶面形成凹槽，凹槽的高度介于约0.1μm至约30μm之间。

优选地，形成与第一导电层邻近并且与第二导电层相对的第三导电层。

优选地，第三导电层由焊料形成。

优选地，第一导电层由与铜相比不太可能氧化并且当结合至焊料时不太可能形成金属间化合物（IMC）的导电金属制成。

优选地，第一导电层由选自由Ni、Pt、Sn和Sn合金组成的组中的金属制成，Sn合金包含Ag、Cu、Bi和它们的组合。

优选地，第二导电层由铜制成。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体管芯封装件，包括：半导体管芯；封装通孔（TPV），形成在半导体管芯封装件中，TPV设置为邻近半导体管芯，TPV包括导电层和凹槽；以及重分布结构，重分布结构包括重分布层（RDL），TPV和半导体管芯电连接至RDL，并且RDL能够实现半导体管芯的扇出，凹槽位于导电层的与RDL相对的一侧。

根据本发明的又一方面，提供了一种层叠封装器件（PoP），包括第一管芯封装件和第二管芯封装件。第一管芯封装件包括：第一半导体管芯；和封装通孔（TPV），TPV设置为邻近半导体管芯，TPV包括第一导电层和第二导电层。第二管芯封装件包括：第二半导体管芯；和包含焊料的外部连接件，其中，第二管芯封装件的外部连接件接合至第一管芯封装件的TPV。

优选地，第二管芯封装件的外部连接件接合至TPV的第一导电层。

优选地，金属间化合物（IMC）形成在外部连接件和第一导电层之间，IMC的厚度介于约0.5μm至约10μm之间。

优选地，焊料填充TPV的一部分并且在模塑料的表面下方形成IMC，模塑料包围TPV和半导体管芯。

优选地，第一管芯封装件还包括：重分布结构，重分布结构包括重分布层（RDL），TPV和半导体管芯电连接至RDL，并且RDL能够实现半导体管芯的扇出。

优选地，在与外部连接件接合之前，将TPV的第一导电层从TPV中去除，第二导电层由铜形成。

优选地，第一导电层由与铜相比不太可能氧化并且当结合至焊料时不太可能形成金属间化合物（IMC）的导电金属制成。

优选地，第一导电层由选自由Ni、Pt、Sn和Sn合金组成的组中的金属制成，Sn合金包含Ag、Cu、Bi和它们的组合。

优选地，第二导电层由铜制成。