用于制造半導(dǎo)體封裝件的方法和半導(dǎo)體封裝件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請(qǐng)涉及用于制造半導(dǎo)體封裝件的方法和半導(dǎo)體封裝件。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造包含附接至襯底的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體封裝件的過(guò)程中,包封半導(dǎo)體芯片。襯底可以包括孔徑,并且由于制造容限和其他因素,單個(gè)的襯底會(huì)呈現(xiàn)不同尺寸的孔徑。這會(huì)導(dǎo)致制造的半導(dǎo)體封裝件的設(shè)計(jì)或尺寸的改變,從而可能導(dǎo)致半導(dǎo)體封裝件的電、機(jī)械和熱缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,一種半導(dǎo)體封裝件包括具有孔徑的襯底和連接至襯底的半導(dǎo)體芯片。第一絕緣材料布置在孔徑中。第二絕緣材料包封半導(dǎo)體芯片。
[0004]根據(jù)另一實(shí)施例,一種組件,包括第一半導(dǎo)體封裝件和第二半導(dǎo)體封裝件。第一半導(dǎo)體封裝件和第二半導(dǎo)體封裝件包括具有孔徑的襯底和連接至襯底的半導(dǎo)體芯片。第一半導(dǎo)體封裝件和第二半導(dǎo)體封裝件進(jìn)一步包括:第一絕緣材料,布置在孔徑中;以及第二絕緣材料,包封半導(dǎo)體芯片。第一半導(dǎo)體封裝件與第二半導(dǎo)體封裝件連接。第一半導(dǎo)體封裝件的孔徑的尺寸不同于第二半導(dǎo)體封裝件的孔徑的尺寸。
[0005]根據(jù)另一實(shí)施例,一種用于制造半導(dǎo)體封裝件的方法,包括:提供包括孔徑的第一襯底;以及提供第一半導(dǎo)體芯片。該方法進(jìn)一步包括:將第一半導(dǎo)體芯片連接至第一襯底;使用第一絕緣材料填充孔徑;以及使用第二絕緣材料包封半導(dǎo)體芯片,以創(chuàng)建第一包封體。
【附圖說(shuō)明】
[0006]附圖被包括以提供對(duì)實(shí)施例的進(jìn)一步理解,并且被引入為本說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖示出實(shí)施例以及說(shuō)明書(shū)用于解釋實(shí)施例的原理。其他實(shí)施例以及很多實(shí)施例的待實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)被容易地理解,因?yàn)閰⒖既缦略敿?xì)說(shuō)明能夠更好的理解這些優(yōu)點(diǎn)。附圖中的元件不必彼此等比例地繪制。相似的參考標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)的相似部件。
[0007]圖1 (包括圖1A-圖1C)示出了設(shè)計(jì)為用于結(jié)合至半導(dǎo)體封裝件的示例性襯底的示意性截面圖。
[0008]圖2(包括圖2A-圖2B)示出了包括適當(dāng)形成的包封劑的半導(dǎo)體封裝件以及包括非適當(dāng)形成的包封劑的半導(dǎo)體封裝件的示意性截面圖。
[0009]圖3 (包括圖3A-圖3B)示出了包括在襯底上填充孔徑的填充劑材料的兩個(gè)半導(dǎo)體封裝件的示意性截面圖。
[0010]圖4(包括圖4A-圖4C)示出了用于制造包括在襯底上填充孔徑的填充劑材料的半導(dǎo)體封裝件的多種方法的中間產(chǎn)物的示意性截面圖。
[0011]圖5示出了用于制造包括在襯底上填充孔徑的填充劑材料的半導(dǎo)體封裝件的方法的示意性截面圖。
[0012]圖6示出了包括在襯底上填充孔徑的填充劑材料的半導(dǎo)體封裝件的示意性截面圖。
[0013]圖7示出了用于制造半導(dǎo)體封裝件的方法的流程圖。
[0014]圖8示出了用于制造半導(dǎo)體封裝件的進(jìn)一步方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在以下詳細(xì)描述中,參照形成其一部分并且通過(guò)圖示的方式在其中示出了發(fā)明可以被實(shí)踐在其中的具體實(shí)施例的附圖。然而,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員可以是明顯的是,實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面可以利用較低程度的具體細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)踐。在其它情況下,已知的結(jié)構(gòu)和元件以示意性形式被示出,以便便于描述實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面。在這點(diǎn)上,諸如“頂”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等之類(lèi)的方向性術(shù)語(yǔ)參照正被描述的圖的定向來(lái)使用。因?yàn)閷?shí)施例的部件可以以許多不同定向被定位,方向性術(shù)語(yǔ)被使用用于圖示的目的并且決不是限制性的。要理解的是,可以利用其它實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)或邏輯改變而不脫離本發(fā)明的范圍。因此,以下詳細(xì)描述不以限制性意義被考慮,并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來(lái)限定。
[0016]此外,雖然實(shí)施例的特定特征或方面可以關(guān)于僅僅若干實(shí)施方式之一被公開(kāi),但是如對(duì)于任何給定或特定應(yīng)用可能是期望和有利的,這樣的特征或方面可以與其它實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其它特征或方面組合,除非另外特別指出或者除非技術(shù)上受限。而且,在術(shù)語(yǔ)“包括”、“具有”、“有”或其其它變體被使用在詳細(xì)描述或權(quán)利要求中的程度上,這些術(shù)語(yǔ)旨在于以類(lèi)似于術(shù)語(yǔ)“包括”的方式包括。術(shù)語(yǔ)“被耦合的”和“被連接的”連同其派生詞可以被使用。應(yīng)當(dāng)理解的是,這些術(shù)語(yǔ)可以被使用用于指示兩個(gè)元件與彼此協(xié)作或交互,無(wú)論是它們處于直接的物理或電接觸,還是它們不與彼此直接接觸;居間元件或?qū)涌梢员辉O(shè)置在“被鍵合的”、“被附接的”或“被連接的”元件之間。還有,術(shù)語(yǔ)“示例性”只意為示例,而不是最好或最佳的。因此,以下詳細(xì)描述不以限制性意義被考慮,并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來(lái)限定。
[0017]下面進(jìn)一步描述的半導(dǎo)體器件可以是不同類(lèi)型的,可以通過(guò)不同技術(shù)來(lái)制造并且可以包括例如集成電式、電光式或機(jī)電式電路和/或無(wú)源元件,邏輯集成電路,控制電路,微處理器,存儲(chǔ)器器件等。
[0018]半導(dǎo)體芯片可以由例如S1、SiC、SiGe、GaAs、GaN的特定半導(dǎo)體材料或任意其他半導(dǎo)體材料制造,并且此外,可以包含不是半導(dǎo)體的一種或多種無(wú)機(jī)和/或有機(jī)材料、諸如例如絕緣體、塑料或金屬。
[0019]本文中考慮的半導(dǎo)體芯片可以是薄的。為了允許對(duì)半導(dǎo)體芯片例如封裝、eWLP (嵌入式晶片級(jí)封裝)或半導(dǎo)體器件裝配所要求的處理/操縱的處理或操縱,半導(dǎo)體芯片可以形成復(fù)合芯片的一部分。復(fù)合芯片可以包括半導(dǎo)體芯片和被固定到半導(dǎo)體芯片的加固芯片。加固芯片給復(fù)合芯片增加穩(wěn)定性和/或強(qiáng)度以使其可管理。
[0020]下文描述的半導(dǎo)體封裝件可以包括一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片。通過(guò)示例的方式,可以包括一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體功率芯片。此外,可以在器件中包括一個(gè)或多個(gè)邏輯集成電路。邏輯集成電路可以被配置為控制其他半導(dǎo)體芯片的集成電路,例如功率半導(dǎo)體芯片的集成電路??梢栽谶壿嬓酒袑?shí)現(xiàn)邏輯集成電路。
[0021]半導(dǎo)體芯片可以具有允許要做出的與被包括在半導(dǎo)體芯片中的集成電路的電接觸的接觸焊盤(pán)(或者電極)。電極可以被全部布置在半導(dǎo)體芯片的僅僅一個(gè)主面或者在半導(dǎo)體芯片的兩個(gè)主面。電極包括被應(yīng)用到半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體材料的一個(gè)或多個(gè)電極金屬層。電極金屬層可以用任何期望的幾何形狀和任何期望的材料組分制造。例如,電極可以由Cu、N1、NiSn、Au、Ag、Pt、Pd、這些金屬中一種或多種的合金、導(dǎo)電有機(jī)材料或者導(dǎo)電半導(dǎo)體材料的組中選擇的材料制成。
[0022]半導(dǎo)體芯片可以被鍵合到還能被稱(chēng)為載體的襯底。載體可以是用于封裝的(永久性)器件載體。載體可以包括或由諸如陶瓷或金屬材料、銅或銅合金或者鐵/鎳合金之類(lèi)的任何種類(lèi)的材料制成。載體可以與半導(dǎo)體芯片的一個(gè)接觸元件機(jī)械和電連接。通過(guò)回流焊接、真空焊接、擴(kuò)散焊接或者借助于導(dǎo)電粘合劑的粘附中的一個(gè)或多個(gè),半導(dǎo)體芯片可以被連接到載體。如果擴(kuò)散焊接被使用作為半導(dǎo)體芯片與載體之間的連接技術(shù),焊接材料可以被使用,由于在焊接過(guò)程之后的界面擴(kuò)散過(guò)程,這導(dǎo)致在半導(dǎo)體與載體之間的界面處的金屬間相。在銅或鐵/鎳載體的情況下,因此期望使用諸如AuSn、AgSn、CuSn、Agin、AuIn或CuIn之類(lèi)的焊接材料。備選地,如果半導(dǎo)體芯片要被粘附到載體,則可以使用導(dǎo)電粘合劑。例如,粘合劑可以基于其可以充有金、銀、鎳或銅顆粒以提升它們的導(dǎo)電性的環(huán)氧樹(shù)脂。
[0023]半導(dǎo)體芯片的接觸元件可以包括擴(kuò)散屏障。在擴(kuò)散焊接的情況下,擴(kuò)散屏障防止焊接材料從載體擴(kuò)散到半導(dǎo)體芯片中。例如,接觸元件上的薄鈦層可以實(shí)現(xiàn)這樣的擴(kuò)散屏障。
[0024]為了 eWLP處理或者在被鍵合到器件載體(基板)之后,半導(dǎo)體芯片可以覆蓋有封裝材料以便被嵌入在封裝劑中(人工晶片)。封裝材料可以是電絕緣的。封裝材料可以由諸如硬質(zhì)塑料、熱塑性或熱固性材料或者層壓材料(預(yù)浸材料)之類(lèi)的任何適當(dāng)?shù)乃芰匣蚓酆衔锊牧现瞥伞?br>[0025]在若干實(shí)施例中,層或?qū)佣询B被彼此應(yīng)用或者材料被應(yīng)用或沉積在層上。應(yīng)理解,任何這種術(shù)語(yǔ)“應(yīng)用”、“沉積”表示覆蓋所有將層應(yīng)用于彼此上的變體和技術(shù)。具體地,其表示覆蓋作為整體瞬間應(yīng)用層的技術(shù)(例如,層壓技術(shù))以及順次襯底層的技術(shù)(例如,噴濺、電鍍、模制、CVD等)。
[0026]參考圖1A,示出了示意性襯底100。如下文中描述的半導(dǎo)體封裝件的半導(dǎo)體封裝件可以包括該襯底100。應(yīng)注意,襯底100還可以成為載體。襯底100可以包括引線框。
[0027]在圖1A中示