[发明专利]半导体封装件及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年7月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0086982的权益，该申请的公开以引用方式全文并入本文。

技术领域

本发明构思涉及半导体封装件，更具体地说，涉及在预设封装(preset form factor)中可以以低成本制造的多层半导体封装件，以及制造该多层半导体封装件的方法。

背景技术

通常，在通过对晶圆执行若干半导体工艺形成的半导体芯片上执行封装工艺，从而形成半导体封装件。这种半导体封装件可分为两类：单层半导体封装件，其中通过倒装接合来层叠单个半导体芯片；以及多层半导体封装件，其中通过引线接合或硅穿孔(TSV)层叠多个半导体芯片。近来，半导体封装件更加高度地集成，并且还不断地要求其提供高可靠性、工艺简化、小型封装(small form factor)、成本有效性等。

发明内容

本发明构思的实施例提供了一种具有多个层叠的半导体芯片的半导体封装件。半导体封装件能够像基于倒装芯片接合的半导体封装件那样进行高性能操作，并且还通过克服由于单个半导体芯片导致的限制来满足大容量的需要。本发明构思的实施例还包括用于制造该半导体封装件的方法。

本发明构思的实施例还提供了一种可在预设封装中通过简易工艺以低成本制造的半导体封装件，以及一种制造该半导体封装件的方法。

根据本发明构思的一方面，提供了一种半导体封装件，该半导体封装件包括：多层衬底，其包括中心绝缘层、设置在中心绝缘层的上表面上的上布线层和设置在中心绝缘层的下表面上的第一下布线层；第一半导体芯片，其设置在上布线层上并经由穿透上布线层和中心绝缘层的穿透凸块连接至第一下布线层的埋置式下焊盘；以及第二半导体芯片，其按照偏移结构层叠在第一半导体芯片上，使得第二半导体芯片从第一半导体芯片水平地突出，并且第二半导体芯片经由上凸块连接至上布线层的上焊盘。

多个第一芯片焊盘可设置在第一半导体芯片的面对多层衬底的第一表面上，并且穿透凸块可将第一芯片焊盘连接至下焊盘。多个第二芯片焊盘可设置在第二半导体芯片的面对多层衬底的第一表面的突出部分上，并且上凸块可将第二芯片焊盘连接至上焊盘。第一芯片焊盘可布置在第一半导体芯片的第一表面的不与第二半导体芯片重叠的部分上。

穿透凸块中的每一个的厚度可对应于至少上布线层和中心绝缘层的厚度之和，并且穿透凸块中的每一个可将第一半导体芯片的第一芯片焊盘直接连接至所述下焊盘中的对应的下焊盘。上凸块中的每一个的厚度可对应于至少第一半导体芯片的厚度，并且上凸块中的每一个可将第二半导体芯片的第二芯片焊盘直接连接至所述上焊盘中的对应的上焊盘。

多层衬底可包括覆盖上布线层的上保护层和覆盖第一下布线层的下保护层。穿透凸块可穿过上保护层、上布线层和中心绝缘层连接至下焊盘。上凸块可穿过上保护层连接至上焊盘。

第一下布线层的一部分可构成下焊盘，或者形成在第一下布线层上的导电层可构成下焊盘。上布线层的一部分可构成上焊盘，或者形成在上布线层上的导电层可构成上焊盘。

穿透上布线层和中心绝缘层的多个通孔可形成在多层衬底中，并且将上布线层连接至第一下布线层的侧壁导电层可形成在所述多个通孔中的一些通孔中。

第二半导体芯片可经由附着膜或液体粘合剂附着至第一半导体芯片。可替换地，第二半导体芯片可在没有附着介质的情况下附着至第一半导体芯片。第一半导体芯片可经由附着膜或液体粘合剂附着至多层衬底。可替换地，第一半导体芯片可在没有附着介质的情况下层叠在多层衬底上。第一半导体芯片可通过穿透凸块附着至多层衬底。半导体封装件可包括密封件，所述密封件将上凸块以及第一半导体芯片和第二半导体芯片密封。

多层衬底还可包括至少一个下绝缘层，所述至少一个下绝缘层设置在第一下布线层的下表面上。第二下布线层可形成在所述至少一个下绝缘层上。

所述半导体封装件还可包括至少一个上半导体芯片，其设置在第二半导体芯片上。所述至少一个上半导体芯片可通过利用以下连接结构中的至少一个连接至多层衬底：第一连接结构，其通过引线接合连接至多层衬底；第二连接结构，其通过将所述至少一个上半导体芯片直接连接至多层衬底的中间凸块连接至多层衬底；以及第三连接结构，其通过形成在第一半导体芯片中的硅穿孔(TSV)以及通过将所述至少一个上半导体芯片连接至TSV的中间凸块连接至多层衬底。