[发明专利]半导体立体封装构造

说明书

技术领域

本发明是有关于半导体装置，特别是有关于一种半导体立体封装构造。

背景技术

在现今半导体封装技术中，为了达到多功能、高作动功率的需求，因而衍生出一种半导体封装件互相堆栈的封装结构产品，即是堆栈式封装层迭(stacked package on package，POP)，或又可称为立体封装(3D package)。POP由独立的两个封装组件经封装与测试后再以表面黏着方式迭合，以组合为一种不占用表面接合面积的高密度整合装置，可以减少多种集成电路制程整合与单一封装的不合格率风险，进而提高产品合格率。故POP封装是一种新兴的、封装技术成熟的、且成本最低的系统封装解决方案，特别适用于整合复杂的、多种的逻辑组件与内存。

图1是现有的一种半导体立体封装构造在组合之前的截面示意图，图2是该半导体立体封装构造在组合之后的截面示意图。该半导体立体封装构造100包括下层的一底封装件110以及上层的一上层封装件120，两者是利用表面黏着技术(surface mount technology，SMT)经由焊球123焊接在一起。该底封装件110的一第一基板111的上表面111A设置有一第一芯片112以及复数个转接垫114，该些转接垫114是供该些焊球123接合的接合设置。一第一封胶体115形成在该第一基板111的上表面111A并包覆该第一芯片112。该第一基板111的下表面111B形成有复数个外接端子113，以供外表面接合至一印刷电路板10。该上层封装件120接合于该底封装件110之上。该上层封装件120的一第二基板121的上表面121A设置有至少一第二芯片122，一第二封胶体125形成在该第二基板121的上表面121A以包覆该第二芯片122。该些焊球123形成在该第二基板121的下表面121B。在回焊(reflowing)时该些焊球123对准并接合至下方的该些转接垫114，以将该上层封装件120堆栈并电性连接至该底封装件110。在适当的回焊温度下，该上层封装件120经由该些焊球123表面接合至该底封装件110的该些转接垫114。该底封装件110经由该些外接端子113表面接合至该印刷电路板10。

然而，如图2所示，在热循环试验与实际运算等各种加热过程中，因不同材料间的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion，CTE)差异在封装堆栈中会产生应力，特别容易引起该第一基板111的翘曲(warpage)现象，这会造成该些外接端子113的空焊或假焊(如图2的空焊处113A)或是该些焊球123的焊点断裂(如图2的焊点断裂处123A)等接合不良，而降低半导体立体封装的可靠度。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种半导体立体封装构造，可增进被嵌埋焊球的接合并有效减轻底封装件的基板翘曲，以此解决现有POP堆栈的接合焊点断裂而产生上下封装件之间电性连接失败的问题。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明公开一种半导体立体封装构造，包含：一底封装件、一上层封装件以及一异方性导电黏着层。该底封装件包含一第一基板、至少一设于该第一基板的第一芯片、复数个设于该第一基板下方的外接端子以及复数个转接垫，其中该些转接垫设置于该第一基板的上表面周边。该上层封装件接合于该底封装件之上，该上层封装件包含一第二基板、至少一设于该第二基板的第二芯片以及复数个焊球，其中该些焊球设置于该第二基板的下表面周边。该异方性导电黏着层介设于该底封装件与该上层封装件之间并具有一中央开口，以黏接该第一基板的该上表面周边与该第二基板的该下表面周边。其中，该异方性导电黏着层内具有复数个导电粒子，其中该些焊球嵌陷于该异方性导电黏着层内，并包覆部分该些导电粒子进而接合至该些转接垫。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

在前述的半导体立体封装构造中，该些被包覆的导电粒子可大致集中于该些焊球朝向该些转接垫的下半部。

在前述的半导体立体封装构造中，该些焊球在回焊后可为细长弧状。

在前述的半导体立体封装构造中，该异方性导电黏着层的厚度可大于该些焊球回焊前的高度。

在前述的半导体立体封装构造中，每一焊球可包含一被焊料包覆的柱核心。

在前述的半导体立体封装构造中，该底封装件可包含一第一封胶体，形成于该第一基板上，以密封该第一芯片，并且该上层封装件包含一第二封胶体，形成于该第二基板上，以密封该第二芯片。