[发明专利]偏移裸片堆叠中的半导体裸片支撑

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种低轮廓半导体装置及制造所述低轮廓半导体装置的方法。

背景技术

对便携式消费电子装置的需求的强烈增长推动着对高容量存储装置的需要。例如快闪存储器存储卡的非易失性半导体存储器装置正变得广泛用于满足不断增长的对数字信息存储及交换的需求。此类存储器装置的便携性、多功能性及坚固耐用设计连同其高可靠性及大容量已使此类存储器装置理想地用于各种各样的电子装置中，包含(例如)数码相机、数字音乐播放器、视频游戏控制台、PDA及蜂窝式电话。

虽然已知各种各样的封装配置，但快闪存储器存储卡通常可制造为单封装系统(SiP)或多芯片模块(MCM)，其中多个裸片以堆叠式配置安装在衬底上。现有技术图1及2中显示常规半导体封装20(不具有模制化合物)的边视图。典型的封装包含安装到衬底26的多个半导体裸片22、24。虽然图1及2中未显示，但所述半导体裸片形成有位于所述裸片的上部表面上的裸片接合垫。衬底26可由夹在上部传导层与下部传导层之间的电绝缘核心形成。所述上部传导层及/或下部传导层可经蚀刻以形成包含电引线及接触垫的电导图案。将线接合焊接在半导体裸片22、24的裸片接合垫与衬底26的接触垫之间以将半导体裸片电耦合到衬底。所述衬底上的电引线又提供裸片与主机装置之间的电路径。一旦形成裸片与衬底之间的电连接，通常，接着将所述组合件包封在模制化合物中以提供保护性封装。

已知以堆叠式配置(现有技术图1)或以偏移(现有技术图2)将半导体裸片层叠在彼此顶部上。在图1的堆叠式配置中，两个或两个以上的半导体裸片直接堆叠在彼此顶部上，借此为既定大小半导体裸片提供最小占用面积。然而，在堆叠式配置中，必须在邻近半导体裸片之间为接合线30提供空间。除接合线30本身的高度之外，还必须在所述接合线上面留有额外空间，因为一个裸片的接合线30与上面的下一裸片接触可导致电短路。因此，如图1中所示，已知提供介电间隔件层34以为将要接合到下部裸片24上的裸片接合垫的线接合30提供足够的空间。

在图2的偏移配置中，以偏移堆叠所述裸片以使得下一下部裸片的接合垫暴露。此类配置显示于(例如)林(Lin)等人的标题为“Multichip Module Having A StackedChip Arrangement(具有堆叠式芯片布置的多芯片模块)”的美国专利第6,359,340号中。偏移配置提供便于接近所述半导体裸片中的每一者上的接合垫的优点。off of在图2所示的实施例中，所述线接合是从顶部半导体裸片22的第一边缘及底部半导体裸片24的相对边缘形成的。还已知从与底部裸片24相同的边缘从顶部裸片22提供线接合。

在图1及2的配置中，在安装裸片之后，可使用线接合毛细管将所述裸片线接合在所述衬底与相应裸片之间。一种已知的线接合工艺是球接合工艺，其中将要线接合的一段线(通常是金或铜)被馈送穿过所述线接合毛细管的中心腔。所述线穿过所述毛细管的尖端伸出，其中从与所述毛细管尖端相关联的变换器向所述线施加高电压电荷。所述电荷使所述尖端处的线熔化且所述线由于熔融金属的表面张力而形成为球。

随着所述球凝固，所述毛细管降低到半导体裸片的表面以接纳线接合的第一端。可对所述表面进行加热以促进较好接合。在负载下将所述线接合球沉积在所述裸片的裸片接合垫上，同时变换器施加超声波能量。组合的热、压力及超声波能量在所述线接合球与所述裸片接合垫之间形成接合。

接着，穿过所述毛细管将所述线放出，且线接合装置移到接纳所述线接合的第二端的衬底(或其它半导体)。接着，再次使用热、压力及超声波能量但不是形成球而是形成称为楔形接合或尾端接合的第二接合，所述线在压力下被挤压而形成第二接合。接着，所述线接合装置放出一小段线并将所述线从第二接合的表面撕下。接着，使用从所述毛细管的末端垂下的小尾线来形成用于下一随后线接合的线接合球。上述循环可每秒重复约20到30次。

如图1及2中所见，上部裸片22的接纳线接合的部分悬伸在下部裸片24之外且其后表面上未受到支撑。常规半导体封装的一个问题是当线接合毛细管接触上部裸片以粘附线接合球时，其在裸片22的其后表面处未受到支撑的部分上施加向下压力。在过去，半导体裸片足够厚，因此这并不是一个重要问题。然而，由于半导体裸片的厚度已显著地降低，因此线接合毛细管在线接合期间施加的压力可使上部裸片破裂或否则损坏上部裸片。

发明内容