臺階形基板和具有其的半導體裝置的制造方法
【專利摘要】公開了一種半導體裝置和半導體裝置的制造方法。該半導體裝置包括：基板，在該基板的第一表面中具有凹形；至少一第一半導體裸芯，設置于該基板的凹形的表面上；第一模塑料，包封該至少一個第一半導體裸芯，第一模塑料具有與該基板的第一表面基本共平面的表面；和至少一第二半導體裸芯，設置于該第一模塑料的表面上。根據(jù)本公開，可減小半導體裝置的總厚度。
【專利說明】
臺階形基板和具有其的半導體裝置
技術領域
[0001]本技術涉及半導體裝置。
【背景技術】
[0002]便攜式消費電子產品需求上的快速增長驅動了高容量存儲裝置的需求。諸如閃存存儲卡的非易失性半導體存儲裝置正變得廣泛地用于滿足日益增長的數(shù)字信息存儲和交換的需求。它們的輕便性、多功能性和耐久設計以及它們的高可靠性和大容量已經使這樣的存儲裝置理想地用于廣泛種類的電子裝置，例如包括數(shù)字相機、數(shù)字音樂播放器、視頻游戲控制臺、PDA和移動電話。
[0003]盡管很多變化的封裝構造是已知的，但是閃存存儲卡通?？芍圃鞛橄到y(tǒng)級封裝(system-1n-a-package，SiP)或多芯片模塊(MCM)，其中多個半導體裸芯(die)以堆疊的構造安裝在基板上。圖1A和IB是具有不同的堆疊結構的傳統(tǒng)半導體裝置100A和100B的側視圖。半導體裝置100A和100B均包括安裝在基板110上的多個非易失性存儲器裸芯120和安裝在最頂部的存儲器裸芯120的控制器裸芯130。存儲器裸芯120彼此上下疊置，或者具有偏移構造(圖1A)或者具有由分隔層122分開的垂直構造(圖1B)。雖然沒有在圖1A和IB中顯示，存儲器裸芯120和控制器裸芯130形成有在裸芯的上表面上的裸芯鍵合墊，且基板110形成有在基板110的上表面上的接觸墊。引線鍵合體140可以焊接在裸芯120、130的裸芯鍵合墊和基板110的接觸墊之間，將裸芯120、130電連接到基板110。存儲器裸芯120和控制器裸芯130被封裝在模塑料150內。
[0004]隨著半導體裝置的封裝密度增加，期望在半導體裝置的有限的垂直空間中引入更多的存儲器裸芯。控制器裸芯130通常設置在存儲器裸芯堆疊的頂部且占據(jù)了半導體裝置的一定的垂直空間。該構造具有一定的缺點。例如，難以形成從控制器裸芯上的裸芯鍵合墊下至基板的大量的引線鍵合體。已知在控制器裸芯下方提供插入體或重分配層，使得形成引線鍵合體從控制器裸芯至插入體，然后從插入體下至基板。然而，這增加了半導體裝置制造的成本和復雜性。而且，從控制器裸芯到基板的相對長的引線鍵合體減慢了半導體裝置的操作。
[0005]技術內容
[0006]在本技術的一個方面，一種半導體裝置包括:基板，在該基板的第一表面中具有凹形；至少一第一半導體裸芯，設置于該基板的凹形的表面上；第一模塑料，包封該至少一個第一半導體裸芯，第一模塑料具有與該基板的第一表面基本共平面的表面；和至少一第二半導體裸芯，設置于該第一模塑料的表面上。
[0007]在實施例中，該凹形為穿過該基板的整個第一表面的溝槽。或者，該凹形為在該基板的第一表面上具有開口的腔體。該基板還包括設置在該凹形的表面的至少一鍵合墊。該第一半導體裸芯包括第一鍵合墊，其與設置在該凹形的表面的至少一鍵合墊電連接。該第一半導體裸芯設置為使得該第一鍵合墊面背離位于該凹形的表面的該鍵合墊，且該第一半導體裸芯的第一鍵合墊和位于該凹形的表面的鍵合墊經由第一引線鍵合體電連接。該第一半導體裸芯設置為該第一鍵合墊面向該凹形的表面的鍵合墊，且該第一半導體裸芯的第一鍵合墊和位于該凹形的表面的鍵合墊經由焊料或導電膠電連接。
[0008]在實施例中，該至少一個第二半導體裸芯全部設置于該第一模塑料的表面上。
[0009]在實施例中，該基板還包括位于該基板的第一表面上在與該凹形不同的區(qū)域中的第一接觸墊。該至少一第二半導體裸芯的每個均包括第二鍵合墊。且該基板的該第一接觸墊經由第二引線鍵合體電連接到該第二半導體裸芯的第二鍵合墊。
[0010]在實施例中，該半導體裝置還包括第二模塑料，包封在該基板上的至少一第二半導體裸芯。該半導體裝置還包括位于該基板的與該第一表面相反的第二表面的第二接觸墊和設置于該第二接觸墊上的焊球。該半導體裝置還包括貼附于該第一半導體裸芯的表面上的第一裸芯貼附膜和貼附于該第二半導體裸芯的表面上的第二裸芯貼附膜，其中該第一裸芯貼附膜的厚度小于該第二裸芯貼附膜的厚度。該至少一第一半導體裸芯包括控制器裸芯，且該至少一第二半導體裸芯的包括存儲器裸芯。
[0011]在本技術的一個方面，一種基板包括:凹形，形成于該基板的第一表面中；以及至少一鍵合墊，位于該凹形的表面，且設計為與引線鍵合體連接。
[0012]在本技術的一個方面，一種基板帶包括矩陣排布的多個上述的基板，該多個基板具有第一數(shù)量的行和第二數(shù)量的列。
[0013]在實施例中，同一列中的基板的凹形形成穿過整個基板帶的直線溝槽。
[0014]在本技術的一個方面，一種半導體裝置的制造方法包括:制備基板，在該基板的表面中具有凹形；將至少一第一半導體裸芯設置于該基板的凹形的表面上；進行第一模制工藝，用第一模塑料包封該至少一個第一半導體裸芯，該第一模塑料具有與該基板的表面基本共平面的表面；和將至少一第二半導體裸芯設置于該第一模塑料的表面上。
[0015]在實施例中，在該凹形為穿過該基板的整個表面的溝槽的情形，該第一模制工藝為側閘工藝，在該側閘工藝中該第一模塑料從該溝槽的至少一端送入該溝槽。在該凹形是在該基板的表面上具有開口的腔體的情形，該第一模制工藝為頂閘工藝，在該頂閘工藝中該第一模塑料從該基板的頂部送入該腔體內。
[0016]在實施例中，所述的方法還包括進行第二模制工藝，用第二模塑料在該基板的表面上包封該至少一第二半導體裸芯。該第一模塑料的顆粒尺寸小于第二模塑料的顆粒尺寸。
[0017]在實施例中，所述的方法還包括在第一模制工藝之前的第一引線鍵合工藝，將該至少一半導體裸芯的第一鍵合墊電連接到該基板的凹形的表面的鍵合墊。所述的方法還包括在第二模制工藝之前的第二引線鍵合工藝，將該至少二半導體裸芯的第二鍵合墊電連接到位于該基板的表面的接觸墊。
【附圖說明】
[0018]圖1A和圖1B是常規(guī)半導體裝置的示意側視圖。
[0019]圖2是根據(jù)本技術的一實施例的半導體裝置的示意側視圖。
[0020]圖3是根據(jù)本技術的另一實施例的半導體裝置的示意側視圖。
[0021]圖4是根據(jù)本技術的又一實施例的半導體裝置的示意側視圖。
[0022]圖5A和5B是根據(jù)本技術的一實施例的基板的不意立體圖和不意俯視圖。
[0023]圖6A和6B是根據(jù)本技術的另一實施例的基板的不意立體圖和不意俯視圖。
[0024]圖7A和7B是根據(jù)本技術的一實施例的基板帶的示意平面圖和示意側視圖。
[0025]圖8是根據(jù)本技術的一實施例的半導體裝置的制造方法的流程圖。
[0026]圖9A到9H是根據(jù)本技術的一實施例的半導體裝置的制造方法的示意側視圖。
[0027]圖1OA是根據(jù)本技術的一實施例的半導體裝置的制造方法中的頂閘工藝的示意側視圖。
[0028]圖1OB是根據(jù)本技術的一實施例的半導體裝置的制造方法中的側閘工藝的示意俯視圖。
[0029]圖1OC是根據(jù)本技術的一實施例的批量的半導體裝置的制造方法中的側閘工藝的不意俯視圖。
【具體實施方式】
[0030]現(xiàn)在將參考圖2到1C描述涉及半導體裝置、基板、基板帶和半導體裝置的制造方法的實施例?？梢岳斫獗炯夹g可以以許多不同的形式實現(xiàn)且不應解釋為限于本文所闡述的實施例。而是，這些實施例被提供，使得本公開將是充分和完整的，且將該技術完全傳遞給本領域的技術人員。本技術旨在覆蓋這些實施例的替換、修改和等同物，這些實施例被包括在由所附權利要求界定的本技術的范圍和精神內。另外，在本技術的所附詳細說明中，闡述了許多特定的細節(jié)，以提供本技術的完整理解。然而，對于本領域技術人員而言清楚的是，本技術可以在沒有這樣的特定細節(jié)的情況下被實現(xiàn)。
[0031]在此使用術語“左”、“右”、“頂部，” “底部，” “上，” “下，” “垂直”和/或“水平”僅為了方便和例示目的，但這不意味著限制本發(fā)明的描述，因為所引用的項目可以在位置上改變。而且，如在此使用的，“一”也旨在包括單數(shù)和復數(shù)的形式，除非內容清楚地說明并非如此。術語“實質上”、“近似地”和/或“大約”意思是指定的尺度或參數(shù)可以為了給定應用而在可接受的制造容忍度中變化。在一個實施例中，可接受制造容忍度是±0.25%。
[0032]在所有的附圖中，相同或者相似的構件用相同的方式標注，具有相同的后兩位數(shù)字。如在此使用的，術語“模塑料”即指模塑材料的顆粒形式也指固化后的固體形式。
[0033]圖2是根據(jù)本技術的一實施例的半導體裝置的示意側視圖。
[0034]半導體裝置200包括基板210，該基板210在上表面具有凹形212，由于該凹形212所產生的階差，該基板210被稱為臺階基板?；?10可以為線路板，比如印刷電路板，其具有介電芯以及在上下兩側的導電圖案。芯可以由各種介電材料形成，比如聚亞酰胺疊層、包括FR4和FR5的環(huán)氧樹脂、胺三嗪(BT)等。雖然對于本技術而言不是關鍵的，但該芯可以具有40微米(μπι)到200 μπι之間的厚度。在替換實施例中，該芯可以是陶瓷或者有機的?；?10可以包括位于基板210的凹形212的底表面上的至少一個鍵合墊214?；?10還可以包括位于基板210的上表面的至少一個上接觸墊216，其在基板210的除凹形212以外的區(qū)域中，例如靠近基板210的左邊緣，如圖2所示。半導體裝置210可以用作BGA(球柵陣列)封裝體從而可以被永久地固定到主機內的印刷電路板。在這樣的實施例中，基板210包括了位于基板210的下表面上的至少一個下接觸墊218，且焊料球220可以形成于基板210的下表面的下接觸墊218上，從而可以被焊接到主機的印刷電路板上。可替換地，半導體裝置200可以被用作LGA (焊盤柵格陣列)封裝體，從而被用作主機裝置內的可移除存儲器。在這樣的實施例中，接觸指(未示出)可以形成于基板210的下表面上，從而在半導體裝置200插入到主機裝置時與主機裝置中的管腳匹配。基板210還可以包括位于絕緣樹脂芯內部的線路網絡(未示出)以連接形成于兩側的導電圖案。所顯示的鍵合墊214、接觸墊216、218以及焊料球220(在圖中僅標注了其中一個)僅僅為示例，而其結構、數(shù)量、位置以及排布可以在其他實施例中變化。
[0035]凹形212可以為在例如圖2的紙面內外方向上延伸穿過基板210的整個上表面的溝道。或者，凹形212可以形成為腔體形狀，其在基板212的上表面上開口?；?10還可以包括設置于基板210的上表面的多個凹形212。基板210的其他實施例將參考圖5A-6B更詳細地描述。
[0036]半導體裝置200還包括至少一個第一半導體裸芯230，其經由貼附在第一半導體裸芯230下表面上的第一裸芯貼附膜(DAF) 232設置于相應的凹形212的底表面上。第一半導體裸芯230可以為控制裸芯，比如ASIC，且包括至少一個第一鍵合墊234。半導體裝置200可包括在凹形212的底表面上并列設置的多個第一半導體裸芯230，例如多個控制器、或者控制器裸芯和電連接到控制器裸芯的插入器。如圖2所示，第一半導體裸芯230設置為第一鍵合墊234面向上，即面背離位于凹形212的底表面的鍵合墊214。在該情形，第一鍵合墊234經由第一引線鍵合238電連接到對應的鍵合墊214。第一引線鍵合238可以形成為對于本領域的技術人員公知的任何引線鍵合結構。例如，第一引線鍵合238包括一段金線，其兩端分別固定在第一半導體裸芯230的第一鍵合墊234和凹形212的底表面的鍵合墊214上。若需要，被動元件(未顯示)比如電容器、電阻器和/或電感器也可以形成于凹形212的底表面上。
[0037]半導體裝置200還包括第一模塑料240，封裝在凹形212中的第一半導體裸芯230、引線鍵合238和可選的被動元件。第一模塑料240可基本填充凹形212。第一半導體裸芯230和第一 DAF 232的總厚度小于凹形212的深度，從而在第一半導體裸芯230的上表面和基板210的上表面之間有第一模塑料240的足夠的帽空間，使得第一模塑料240在凹形212的整個開口上具有平面上表面。例如，在控制器裸芯230具有約25-50 μ m的厚度，第一 DAF232具有約5 μπι的厚度的情況下，凹形的深度可以設置為約100 μπι左右，從而保證在凹形中填充的第一模塑料的好的表面平整度。第一模塑料240可以具有平面上表面，其與基板210的上表面共平面，如圖2所示。或者，由于形成第一模塑料240所需的帽空間的存在，第一模塑料240的平面上表面可以略低于基板210的上表面，從而具有階差，其將參考圖10更詳細地在后描述。
[0038]半導體裝置200還包括至少一個第二半導體裸芯250，其經由貼附到相應第二半導體裸芯252的下表面上的第二 DAF 252設置于第一模塑料240的上表面上。第二半導體裸芯250可以為存儲器裸芯，比如閃存存儲器裸芯。如圖2所示，第二半導體裸芯250可以直接且完全設置于第一模塑料240的上表面上，其足印落在基板210的上表面的凹陷212的開口內。在該情形，第二半導體裸芯250完全支撐于第一模塑料240的表面上，由此改善了半導體裝置200的穩(wěn)定性和整體性。第二 DAF 252為具有例如約50 μπι的厚度的典型的DAF。請注意，配置為貼附第一半導體裸芯230的第一 DAF 232的厚度小于第二 DAF 252的厚度，從而提供更多的帽空間，使得凹形212內的第一模塑料240具有平面上表面。
[0039]例如，半導體裝置200可包括以各種結構上下疊置的多個第二半導體裸芯250。如圖2所示，第二半導體裸芯250以偏移的結構疊置。或者，第二半導體裸芯250還可以垂直的結構疊置。所示的第二半導體裸芯250(在圖中僅標注了其中之一)僅為示例，且其數(shù)量和結構可以在其他實施例中變化。每個第二半導體裸芯250可包括至少一個第二鍵合墊254，例如設置靠近第二半導體裸芯250的左邊緣，接近基板210的上接觸墊216，從而第二引線鍵合258可以形成為將第二半導體裸芯250的第二引線鍵合墊254電連接到基板210的上接觸墊216，或者電連接相鄰的第二半導體裸芯250的相應的第二鍵合墊254。第二引線鍵合258可以形成為對于本領域的技術人員公知的任何引線鍵合結構。例如，第二引線鍵合258包括一段金線，其兩端分別固定在第二半導體裸芯250的第二鍵合墊254和上鍵合墊216之間或者在相鄰的第二半導體裸芯250的相應的第二鍵合墊254之間。
[0040]半導體裝置200還可包括第二模塑料260，其包封基板210上的第二半導體裸芯250和引線鍵合258，為了保護的目的。
[0041]在上述的實施例中，基板210中的凹形212允許第一半導體裸芯230 (比如控制器裸芯)嵌入且在基板210的上表面下電連接，而且提供了用于安裝第二半導體裸芯250(比如存儲器裸芯)的平面支撐表面。因此，與在最頂部存儲器裸芯上設置控制器裸芯的常規(guī)的半導體裝置100A和100B相比，半導體裝置200可具有減小的總厚度或者包括更多的半導體裸芯。另外，控制器裸芯230設置更靠近基板，由此縮短了從控制器裸芯到基板的引線鍵合，且增加了半導體裝置的操作速度。
[0042]圖3是根據(jù)本技術的另一實施例的半導體裝置300的示意側視圖。如圖3所示，與半導體裝置200相比，半導體裝置300中的第一半導體裸芯330設置為第一鍵合墊334面向下，且與位于凹形312的底表面的相應的鍵合墊314相對。在該情形，第一半導體裸芯330的第一鍵合墊334和位于凹形312的底表面的相應的鍵合墊314經由布置在其之間的焊料材料或者導電粘接劑338電連接，由此避免了形成引線鍵合的需要。半導體裝置300的其他方面與圖2所示的半導體裝置200基本相同，且將不在此贅述。
[0043]圖4是根據(jù)本技術的又一實施例的半導體裝置400的示意側視圖。如圖4所示，與半導體裝置200相比，半導體裝置400中的底部第二半導體裸芯450在基板410的上表面上的足印大于凹形412的開口尺寸。在情況下，底部第二半導體裸芯450支撐在第一模塑料440的表面和基板410的上表面上。若第一模塑料410的表面低于基板410的上表面，則可具有階差。另外，由于在形成第一模塑料440中使用的上模具，第一模塑料440可具有在第一模塑料440的上表面的位于凹形412周邊的凹槽442。例如，在凹形412為在圖4的紙面的內外方向上穿過基板410的整個表面的溝槽的情況下，凹槽442為位于該溝槽的相對邊緣的兩個線形凹槽。在上述的兩種情形，需要為底部的第二半導體裸芯450使用更厚的第二 DAF 452，從而容忍底部第二半導體裸芯450下方的該階差以及形成于凹形412的周邊的凹槽442，由此為第二半導體裸芯450提供了相對平的支撐表面，從而改善了半導體裝置400的穩(wěn)定性和整體性。半導體裝置400的其他方面與圖2所示的半導體裝置200基本相同，且將不在此贅述。
[0044]現(xiàn)將參考圖5A到圖6B進一步描述本技術的基板的實施例。
[0045]圖5A和5B是根據(jù)本技術的一實施例的基板510的不意立體圖和不意俯視圖。如圖5A和5B所示，基板50具有穿過基板510的整個上表面的溝道形式的凹形512。凹形512的這樣的溝槽形狀允許模制工藝的側閘工藝。該側閘工藝適于包括了多個基板的基板帶的批量制造，由此增加了制造的產率和效率。側閘工藝將參考圖1OB和1C在后更詳細地描述。因為基板510的厚度在凹形512中小，所以基板510在凹形510中的機械強度弱。因此基板510需要在凹形512中具有足夠的厚度，例如具有大于90 μ m的厚度，從而避免在基板510的隨后的處理過程中的翹曲等缺陷。而且如參考圖2所述的，考慮到裸芯的尺寸以及凹形512內的第一模塑料的帽空間，凹形512的深度優(yōu)選為約100 μ m左右，由此基板510的整體厚度可以設計為大于200 μ m，例如為210 μ m、240 μ m或者300 μ m。在該情形，基板510的總體厚度和凹形512的深度的比例可以設計為大于2。
[0046]基板510包括了位于基板510的凹形512的底部表面上的至少一個鍵合墊514。如圖5A和5B所示，鍵合墊514在基板510的底部表面上排列為沿凹形510的相對邊緣的兩列，凹形512的中心區(qū)域在鍵合墊514的兩列之間，該中心區(qū)域保留為設置半導體裸芯，比如控制器裸芯。在鍵合墊514和凹形512的邊緣之間有足夠的間隔，以允許在隨后的引線鍵合工藝中更容易接近鍵合墊514。這樣，鍵合墊514和設置于凹形512內的半導體裸芯之間形成的引線鍵合還可嵌入且包封到凹形512內，從而為基板510上方堆疊的半導體裸芯提供了平面安裝表面。所示的鍵合墊514和接觸墊516(在圖中僅示出了其中一個)僅為示例，且其數(shù)量、位置和排列可以在其他實施例中變化。
[0047]圖5A和圖5B中所示的臺階基板可以例如通過層疊的工藝制作。在一實施例中，首先可以交替堆疊絕緣層間層和金屬圖案層，從而形成臺階基板510的底部。然后，可以在臺階基板510的底部的上表面上構圖鍵合墊513。然后，基板510的上部可以被層壓到底部上，隨后進行制作接觸墊516的構圖可工藝。
[0048]圖6A和6B是根據(jù)本技術的另一實施例的基板的不意立體圖和不意俯視圖?；?10與基板510基本相同，除了凹形612的形狀之外。凹形612具有腔體的形狀，在基板610的上表面上具有開口。該開口例如可以具有方形的輪廓，如圖6A所示。本技術不限于此，且腔體的開口可具有幾何形狀，比如矩形、圓形、橢圓等。凹形612的腔體形狀適于頂閘模制工藝，其將參考圖1OA更詳細地描述。圖6A和6B所示的臺階基板也可以采用圖5A和5B所示的臺階基板相似的方法制作。
[0049]上述的基板可以采用包括多個基板的基板帶來批量處理，從而實現(xiàn)放大的經濟效益。例如，圖7A和7B分別是根據(jù)本技術的一實施例的基板帶700的示意平面圖和示意側視圖?；?00包括多個基板710，每個基板710包括凹形712?；?10可具有參考圖5A和圖5B描述的基板510的相同的結構，且基板710的其他細節(jié)為了清楚起見而沒有顯示，且不將在此進一步描述。如圖7A所示，基板帶700包括兩組基板710，每組基板710具有40個基板，其排列為5行和8列的矩陣。在相同列中的基板710的凹形712形成了穿過整個基板帶710的直線溝槽，在相應的模制工藝過程中提供了填充在其中的模塑料的共同的流道，由此基板帶710可以在模制工藝中容易地批量處理。所示的基板710(在圖中僅標注了其中一個)僅為示例，且基板帶700的各個基板710的結構、數(shù)量和排列可在其他實施例中變化。例如，基板710可具有與基板610相同的結構，該基板610具有參考圖6A和6B描述的腔體的凹形。且基板帶700可具有基板710的不同的行和列的數(shù)量。
[0050]現(xiàn)將參看圖8到圖1OC描述根據(jù)本技術的實施例的半導體裝置的制造方法。圖8是根據(jù)本技術的一實施例的半導體裝置的制造方法的流程圖。圖9A到9H是根據(jù)本技術的一實施例的半導體裝置的制造方法的示意側視圖。[0051 ] 如圖8所示，半導體裝置的制造方法包括制備具有凹形的基板的步驟810。如圖9A所示，基板910具有在基板910的上表面的凹形912，且至少一個鍵合墊914位于凹形912的底表面上。凹形912可以為穿過基板910的整個表面的溝槽，如圖5A和5B所示；或者為腔體，如圖6A和6B所示。接著，在步驟820中，具有第一鍵合墊934的第一半導體裸芯930設置于凹形912內。例如，第一半導體裸芯930可以經由第一 DAF 932放置在凹形912的底表面上，第一鍵合墊934面向上，如圖9B所示。接著，在步驟830中，可以進行第一引線鍵合工藝來電連接基板910的鍵合墊914和第一半導體裸芯930的第一鍵合墊934，如圖9C所示。第一鍵合工藝可以使用任何本領域的技術人公知的引線鍵合技術，且不再贅述。在第一半導體裸芯930設置為使得第一鍵合墊934面向下且面對位于凹形912的底表面的鍵合墊914的情況下，步驟830還可以被省略，且第一鍵合墊934與鍵合墊914經由焊料或者導電膠電連接，如圖3的實施例所示。接著在步驟840中，可進行第一模制工藝來用第一模塑料940將第一半導體裸芯930包封在凹形912內，如圖9D所示。
[0052]在凹形912為在基板912的上表面上具有開口的腔體的情況下，第一模制工藝為頂閘工藝。在這樣的工藝中，首先，顆粒形式的第一模塑料940從基板910的上部被分別送入相應的凹形912中，如圖1OA的箭頭所示。計算好并控制單獨腔體912中的第一模塑料940的量，從而保證了在包封的第一半導體裸芯930的正上方的第一模塑料940具有足夠的帽空間，使得可以形成第一模塑料940的平的上表面，且保持該第一模塑料940的平的上表面與基板910的上表面共平面。然后，如圖1OA所示，上模具1070被壓抵第一模塑料1040的上表面，同時第一模塑料1040在升高的溫度下(例如約175°C )經歷了例如約90秒的固化工藝。需要注意的是，上模具1070具有位于周邊的凸緣1072，從而防止在凹形1012內的第一模塑料1040溢流到基板1010的表面上。相應地，在第一模塑料的上表面上在凹形的周邊形成了凹槽，如圖9D的參考標號942所示。
[0053]在凹形912為穿過基板912的整個上表面延伸的凹槽的情況下，第一模制工藝為側閘工藝。在這樣的工藝中，首先，顆粒形式的第一模塑料940被從基板910的側部送入溝槽中，即從溝槽的一端或者兩端送入凹槽中，如圖1OB的箭頭所示。然后，如圖1OB所示，模具閘1080被壓抵溝槽1012的兩端且上模具(為顯示)壓抵第一模塑料1040的上表面，同時第一模塑料1040在升高的溫度下(例如約175°C )經歷了例如約90秒的固化工藝。
[0054]這樣的側閘工藝適于如圖7A和7B所示的包括多個基板的基板帶的批量制作工藝。如圖1OC所示，每列基板1010中的凹形1012形成了基本直線的凹槽，由此當模塑料1040從存儲腔1090被送入凹槽1012時，為第一模塑料1040提供了共同的流道。這樣，模塑料可以容易地流入凹槽中，而不需控制單獨的凹形中的第一模塑料的量，由此改善了模制工藝的魯棒性和可靠性。
[0055]由于凹形的有限深度，如果第一模塑料在固化之前具有典型的顆粒尺寸(例如約55 μm)的話，則第一模塑料的顆粒自由地流入凹形中可能有困難。在這種情況下，第一模塑料的顆粒尺寸(例如約30 μm)小于模塑料的典型顆粒尺寸。
[0056]在第一模塑工藝之后，基板910從模具中脫模。接著，在步驟850中，至少一個第二半導體裸芯950被設置在基板910上。例如，如圖9E所示，兩個半導體裸芯950堆疊在第一模塑料940的上表面上。接著，在步驟860中，進行第二引線鍵合工藝來經由引線鍵合958電連接第二半導體裸芯950到基板910，如圖9F所示。第二鍵合工藝可以使用任何本領域的技術人公知的引線鍵合技術，且不再贅述。接著，在步驟870中，進行第二模制工藝來包封第二半導體裸芯950和引線鍵合958。請注意，在第二半導體裸芯950的足印小于凹形912的開口尺寸的情況下，在第一模制工藝中形成的凹形912的周邊暴露的凹槽942可以在第二模制工藝中被填充、如圖9G所示。第二模制工藝可以使用任何本領域的技術人公知的模制技術，且不再贅述。在該情形，第二模塑料可以具有典型的顆粒尺寸，即大于第一模塑料的顆粒尺寸?？蛇x的在步驟880中，在半導體裝置900為BGA封裝體的情況下，焊料球920可以形成于基板910的下接觸墊918上。
[0057]根據(jù)本技術，較小的控制器裸芯在基板的上表面下電連接并在第一模制工藝中被包封在基板的上表面下，由此為安裝比如存儲器裸芯的第二半導體裸芯提供了平的支撐表面，第二半導體裸芯在第二模制工藝中被包封。這樣，半導體裝置可具有減小的總厚度或者包括更多的存儲器裸芯。另外，控制器裸芯被放置得更靠近基板，由此縮短了控制器裸芯到基板的引線鍵合并增加了半導體裝置的操作速度。
[0058]本發(fā)明的前述詳細描述是為了例示和描述的目的。不旨在窮舉或限制本發(fā)明到所公開的精確的形式。在上述教導下，許多修改和變化是可能的。選擇所描述的實施例以便最佳地說明本技術的原理和其實際的應用，從而使得本領域技術人員能夠在各種實施例中且通過適合于所構思的具體用途的各種修改地最佳地使用本技術。本發(fā)明的范圍旨在由所附權利要求所限定。
【主權項】
1.一種半導體裝置，包括: 基板，在該基板的第一表面中具有凹形； 至少一第一半導體裸芯，設置于該基板的凹形的表面上； 第一模塑料，包封該至少一個第一半導體裸芯，第一模塑料具有與該基板的第一表面基本共平面的表面；和 至少一第二半導體裸芯，設置于該第一模塑料的表面上。2.如權利要求1所述的半導體裝置，其中該凹形為穿過該基板的整個第一表面的溝槽。3.如權利要求1所述的半導體裝置，其中該凹形為在該基板的第一表面上具有開口的腔體。4.如權利要求1所述的半導體裝置，其中該基板還包括設置在該凹形的表面的至少一鍵合墊。5.如權利要求4所述的半導體裝置，其中該第一半導體裸芯包括第一鍵合墊，其與設置在該凹形的表面的至少一鍵合墊電連接。6.如權利要求5所述的半導體裝置，其中該第一半導體裸芯設置為使得該第一鍵合墊面背離位于該凹形的表面的該鍵合墊，且該第一半導體裸芯的第一鍵合墊和位于該凹形的表面的鍵合墊經由第一引線鍵合體電連接。7.如權利要求5所述的半導體裝置，其中該第一半導體裸芯設置為該第一鍵合墊面向該凹形的表面的鍵合墊，且該第一半導體裸芯的第一鍵合墊和位于該凹形的表面的鍵合墊經由焊料或導電膠電連接。8.如權利要求1所述的半導體裝置，其中該至少一個第二半導體裸芯全部設置于該第一模塑料的表面上。9.如權利要求1-8的任一所述的半導體裝置，其中該基板還包括位于該基板的第一表面上在與該凹形不同的區(qū)域中的第一接觸墊； 該至少一第二半導體裸芯的每個均包括第二鍵合墊；以及 該基板的該第一接觸墊經由第二引線鍵合體電連接到該第二半導體裸芯的第二鍵合墊。10.如權利要求1-8的任一所述的半導體裝置，還包括第二模塑料，包封在該基板上的至少一第二半導體裸芯。11.如權利要求1-8的任一所述的半導體裝置，還包括位于該基板的與該第一表面相反的第二表面的第二接觸墊和設置于該第二接觸墊上的焊球。12.如權利要求1-8的任一所述的半導體裝置，還包括貼附于該第一半導體裸芯的表面上的第一裸芯貼附膜和貼附于該第二半導體裸芯的表面上的第二裸芯貼附膜，其中該第一裸芯貼附膜的厚度小于該第二裸芯貼附膜的厚度。13.如權利要求1-8的任一所述的半導體裝置，其中該至少一第一半導體裸芯包括控制器裸芯，且該至少一第二半導體裸芯的包括存儲器裸芯。14.一種基板，包括: 凹形，形成于該基板的第一表面中；以及 至少一鍵合墊，位于該凹形的表面，且設計為與引線鍵合體連接。15.如權利要求14所述的基板，其中該凹形為穿過該基板的整個第一表面的溝槽。16.如權利要求14所述的基板，其中該凹形為在該基板的第一表面上具有開口的腔體。17.如權利要求14所述的基板，還包括位于該基板的第一表面上在與該凹形不同的區(qū)域中的第一接觸墊，其中該第一接觸墊設計為與引線鍵合體連接。18.如權利要求14所述的基板，還包括位于該基板的與該基板的第一表面相反的第二表面的第二接觸墊，其中該第二接觸墊設計為承載焊球。19.一種基板帶，包括矩陣排布的多個基板，該多個基板具有第一數(shù)量的行和第二數(shù)量的列，每個基板包括: 凹形，形成于該基板的表面中；以及 至少一鍵合墊，位于該凹形的表面，且設計為與引線鍵合體連接。20.如權利要求19所述的基板帶，其中同一列中的基板的凹形形成穿過整個基板帶的直線溝槽。21.一種半導體裝置的制造方法，包括: 制備基板，在該基板的表面中具有凹形； 將至少一第一半導體裸芯設置于該基板的凹形的表面上； 進行第一模制工藝，用第一模塑料包封該至少一個第一半導體裸芯，該第一模塑料具有與該基板的表面基本共平面的表面；和 將至少一第二半導體裸芯設置于該第一模塑料的表面上。22.如權利要求21所述的方法，其中該凹形為穿過該基板的整個表面的溝槽，且該第一模制工藝為側閘工藝，在該側閘工藝中該第一模塑料從該溝槽的至少一端送入該溝槽。23.如權利要求21所述的方法，其中該凹形是在該基板的表面上具有開口的腔體，且該第一模制工藝為頂閘工藝，在該頂閘工藝中該第一模塑料從該基板的頂部送入該腔體內。24.如權利要求21所述的方法，還包括進行第二模制工藝，用第二模塑料在該基板的表面上包封該至少一第二半導體裸芯。25.如權利要求24所述的方法，其中該第一模塑料的顆粒尺寸小于第二模塑料的顆粒尺寸。26.如權利要求21所述的方法，還包括在第一模制工藝之前的第一引線鍵合工藝，將該至少一半導體裸芯的第一鍵合墊電連接到該基板的凹形的表面的鍵合墊。27.如權利要求24所述的方法，還包括在第二模制工藝之前的第二引線鍵合工藝，將該至少二半導體裸芯的第二鍵合墊電連接到位于該基板的表面的接觸墊。
【文檔編號】H01L25/18GK105826280SQ201510008396
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月7日
【發(fā)明人】嚴俊榮, 莫金理, 陳昌恩, 王麗, 王偉利, P.雷, 徐輝
【申請人】晟碟半導體（上海）有限公司