半導(dǎo)體封裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例涉及半導(dǎo)體封裝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)和用戶需求的發(fā)展，實施了電子設(shè)備的尺寸微型化和重量輕量化。因此，出現(xiàn)了用于將同種或不同種半導(dǎo)體芯片實施為單個單元封裝的多芯片封裝技術(shù)。與將單個的半導(dǎo)體芯片實施為封裝的封裝方法相比，多芯片封裝方法有效地減小封裝尺寸或重量以貼裝半導(dǎo)體芯片。具體地講，多芯片封裝普遍應(yīng)用于要求微型化和減重的便攜式通信終端等。
[0003]在各種類型的多芯片封裝中，兩個或更多個封裝彼此堆疊的堆疊類型的多芯片封裝被稱為層疊封裝(以下稱為“PoP”)。隨著半導(dǎo)體封裝技術(shù)的發(fā)展以及半導(dǎo)體封裝的高容量、減薄和微型化的改進(jìn)，層壓芯片的數(shù)量增加了。
[0004]在常規(guī)的層疊封裝方法中，兩個封裝通過焊料球印刷和回流焊接工藝連接上，或者首先模制下封裝，并且模制部分經(jīng)過激光鉆孔工藝使得在下封裝的PoP焊盤中形成通孔(即，穿塑孔方法，Through Molded Via Method)，并且焊料球印制在通孔中，從而使用回流焊接工藝連接下封裝和貼裝有存儲晶模的上封裝。
[0005]為了實現(xiàn)高度集成度且高性能的層疊封裝產(chǎn)品，增加了安裝的裸片(die)數(shù)量或者嘗試貼裝無源元件。為此目的，要求增寬封裝之間的距離。
[0006]然而，根據(jù)常規(guī)技術(shù)的半導(dǎo)體封裝存在以下問題:當(dāng)增加焊料球的尺寸或高度以增寬半導(dǎo)體封裝之間的距離時，焊料球開裂或發(fā)生損毀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明考慮到上述問題，并且本發(fā)明的實施例的一個方面提供了一種半導(dǎo)體封裝，所述半導(dǎo)體封裝通過增加上封裝與下封裝之間的距離并且增加貼裝芯片的數(shù)量來實現(xiàn)高密度，并且能夠?qū)嵤┥戏庋b和下封裝的出色的接合可靠性。
[0008]本發(fā)明的實施例的另一個方面提供了一種半導(dǎo)體封裝，所述半導(dǎo)體封裝被配置成金屬柱固定在上封裝上使得可以簡化生產(chǎn)工藝并且可以減少生產(chǎn)時間和成本。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實施例的一個方面，一種半導(dǎo)體封裝可以包括:其上裝有元件的上封裝，所述上封裝包括由金屬焊盤部分固定的金屬柱；以及其上裝有元件的下封裝，并且所述下封裝連接到金屬柱上。
[0010]所述金屬柱可以進(jìn)一步包括在所述金屬柱與所述下封裝之間的連接表面上由金屬材料制成的焊料層。
[0011 ] 所述焊料層可以接合在所述下封裝的電路圖案上。
[0012]所述焊料層可以由Sn和Cu的合金材料或Sn和Ag的合金材料制成。
[0013]所述焊料層可以形成在所述金屬柱的頂面上。
[0014]所述焊料層可以形成為包圍所述金屬柱。
[0015]所述焊料層可以形成在所述金屬柱的頂面和側(cè)面上。
[0016]所述金屬柱可以由Cu材料制成。
[0017]所述上封裝可以包括芯部基板以及形成在芯部基板的背對的表面上的絕緣層。
[0018]所述金屬焊盤部分可以形成在所述芯部基板的背對的表面的每個表面上。
【附圖說明】
[0019]附圖用于進(jìn)一步理解本發(fā)明，并且并入且構(gòu)成本說明書的一部分。附圖與本說明書一起示出了本發(fā)明的示例性實施例，并且起到解釋本發(fā)明的原理的作用。圖中:
[0020]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體封裝的橫截面圖；
[0021]圖2至圖3是圖示了用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體封裝的金屬柱的視圖；
[0022]圖4至圖5是圖示了用于說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的半導(dǎo)體封裝的金屬柱的視圖；并且
[0023]圖6至圖13是圖示了用于說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體封裝的制造方法的視圖。
【具體實施方式】
[0024]以下將參照附圖更完整地描述根據(jù)本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明能夠以不同的方式來實施并且不應(yīng)當(dāng)被理解為限于本文所述實施例。在以下描述中，要注意，當(dāng)常規(guī)元件的功能以及與本發(fā)明有關(guān)的元件的詳細(xì)描述會使本發(fā)明的要旨模糊時，將會省略這些元件的詳細(xì)描述。另外，應(yīng)當(dāng)理解，附圖所示的元件的形狀和大小可以被夸張地圖示以便容易理解對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的描述，并且不應(yīng)當(dāng)理解成元件的形狀和尺寸是指實際應(yīng)用的形狀和尺寸。
[0025]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體封裝的橫截面圖。
[0026]參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例的半導(dǎo)體封裝可以被配置成POP(層疊封裝)形式的封裝，其中上封裝400層疊在下封裝300上，使得上、下封裝可以彼此電連接。
[0027]半導(dǎo)體封裝包括下封裝300、上封裝400和金屬柱510。
[0028]下封裝300被配置成使得至少一個下元件370貼裝在下封裝基板310上。同時，下元件370可以由半導(dǎo)體構(gòu)成。
[0029]上封裝400被配置成使得至少一個上元件430貼裝在上封裝基板401上。同時，上元件430可以由半導(dǎo)體構(gòu)成。
[0030]此時，下封裝基板310和上封裝基板410的至少一個可以包括印刷電路板(PCB)。
[0031]舉例來說，下封裝300可以包括下封裝基板310以及貼裝在下封裝基板上的下元件370。當(dāng)形成多個下元件370時，通過在它們之間插設(shè)絕緣材料層而堆疊下元件。
[0032]可以在下封裝基板310的底面上貼裝焊料球形式的外部端子350，該外部端子將半導(dǎo)體封裝電連接到外部設(shè)備上。
[0033]類似地，上封裝400可以包括上封裝基板410以及貼裝在上封裝基板410的頂面上的上元件430。當(dāng)上元件430包括多個時，通過它們之間插設(shè)絕緣材料層可以堆疊上元件。
[0034]上元件430和上封裝基板410可以通過多個接合線442彼此電連接上。
[0035]金屬柱510被包括在具有上述構(gòu)造的上封裝400中，并且經(jīng)由金屬焊盤固定在上封裝基板410上。金屬柱510可以包括Cu材料。
[0036]此時，焊料層520形成在金屬柱510的表面上。
[0037]也就是說，焊料層520形成在金屬柱510與下封裝300之間的連接表面上以便粘附在下封裝300的電路圖案上。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的實施例，焊料層520可以是由Sn和Cu的合金材料或Sn和Ag的合金材料制成的，即，具有230°C至250°C熔點的高熔點焊接材料。金屬柱510可以是由Cu材料制成的。
[0039]當(dāng)使用常規(guī)的通用焊接材料時，通用焊接材料的熔點為210°C至220°C。然而，如同在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)焊料層520是由熔點為230°C至250°C的高熔點焊接材料制成的時候，接合穩(wěn)定性很出色，并且因此在層壓下封裝300時，可以確保穩(wěn)定的工藝