[发明专利]用于半导体封装的凸块、半导体封装及堆叠半导体封装

说明书

技术领域

本申请大体上涉及一种用于半导体封装的凸块，具体地涉及一种具有该凸块的半导体封装以及堆叠半导体封装。

背景技术

随着各种电气/电子产品尺寸的减小，已经积极地进行研究，以在有限尺寸的基板上安装增加数量的芯片，从而实现微型化和高容量。因此，半导体封装的尺寸和厚度逐渐地减小。例如，已经提出了芯片尺寸封装，其中芯片的尺寸不小于半导体封装整体尺寸的80％。该芯片尺寸封装由于其轻便、体薄、紧凑和小型结构带来的优点，已经被发展为各种类型。

作为一种将典型的半导体芯片和某些芯片尺寸封装安装到印刷电路板上的方法，采用使用引线框的焊接。虽然使用引线框的焊接可以增强在工艺和可靠性方面的性能，但是由于电信号的传输长度长而可能导致电特性方面的问题。在这些情况下，使用凸块的倒装芯片结构可以最小化电信号的传输长度。

倒装芯片封装具有一结构，其中半导体芯片通过形成在半导体芯片的接合焊垫上的凸块接合到印刷电路板，并且同时，该半导体芯片和印刷电路板彼此电性连接。在倒装芯片封装中，由于在半导体芯片和印刷电路板之间的电信号传输仅仅通过凸块来实现，因此信号传输长度变得非常短。然而，即使连接半导体芯片和印刷电路板的凸块中的一个连接不良，那么相应的产品就不能使用，这将导致生产良品率的降低。

已经提出了一种方法，其中与接合焊垫连接的再分配线(redistribution line)形成在半导体芯片上，并且至少两个分离的凸块形成在该再分配线上。虽然该方法可以导致更好的生产良品率，但是由于该再分配线和凸块将单独地使用分离的掩模形成，所以制造成本和工艺数量因为掩模的分开形成而增加。

发明内容

本发明的实施例旨在一种用于半导体封装的凸块、具有该凸块的半导体封装以及堆叠半导体封装，该凸块能够改善生产良品率、降低生产成本和减少工艺数量。

在本发明的一个实施例中，用于半导体封装凸块包括：第一凸块，形成在半导体芯片上并且具有至少两个焊盘部以及连接焊盘部并且具有比焊盘部小的线宽的连接部；以及第二凸块，形成在第一凸块上并且以半球形状突出在第一凸块的焊盘部上。

当从顶部观察时，第二凸块可以具有与第一凸块相同的形状，并且在从顶部观察时，焊盘部可以具有圆形或多边形的形状。

连接部的线宽可以等于焊盘部线宽的1/10到1/2。

第二凸块可以具有比第一凸块低的熔点。具体地，第一凸块可以包括选自由铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、碳纳米管、金(Au)、银(Ag)和铅(Pb)构成的组中的任一种。第二凸块可以包括选自由Sn、Ag和Cu的合金、Pb和Sn的合金以及In和Bi的合金构成的组中的任一种。

在本发明的另一个实施例中，半导体封装包括：半导体芯片，具有在其上形成有接合焊垫的第一表面以及与第一表面背对的第二表面；以及凸块，形成在半导体芯片的第一表面上并且与接合焊垫电连接，其中每个凸块包括：第一凸块，形成在半导体芯片上并且具有至少两个焊盘部以及连接焊盘部且具有比焊盘部小的线宽的连接部；以及第二凸块，形成在第一凸块上并且以半球形状突出在该第一凸块的焊盘部上。

当从顶部观察时，第二凸块可以具有与第一凸块相同的形状，并且在从顶部观察时，焊盘部可以具有圆形或多边形的形状。

连接部的线宽可以等于焊盘部线宽的1/10到1/2。

第一凸块的焊盘部的任一个可以连接到半导体芯片的每个接合焊垫，或者第一凸块的连接部可以连接到半导体芯片的每个接合焊垫。

半导体封装还可以包括：再分配线，形成在半导体芯片的第一表面上并且将接合焊垫与凸块电连接。

半导体封装还可以包括：具有接合指的基板，接合指中的两个分别连接到每个第二凸块的突出部。

半导体封装还可以包括：具有接合指的基板，接合指中的每个同时连接到每个第二凸块的突出部。

在本发明的另一个实施例中，堆叠半导体封装包括：堆叠半导体芯片模块，包括具有在其上形成第一接合焊垫和连接到第一接合焊垫的再分配线的第一表面以及与第一表面背对的第二表面的第一半导体芯片、堆叠在第一半导体芯片上并且具有面对第一半导体芯片且在其上形成第二接合焊垫的第三表面的第二半导体芯片以及形成在第二半导体芯片的第三表面上并且将第二半导体芯片的第二接合焊垫与第一半导体芯片的再分配线电连接的凸块；基板，支撑堆叠半导体芯片模块；以及连接件，将第一半导体芯片的再分配线与基板电连接，其中每个凸块包括形成在第三表面上的第一凸块以及形成在第一凸块上并且连接到第一半导体芯片的再分配线的第二凸块。