[发明专利]半导体封装

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种半导体封装。

背景技术

根据半导体技术的发展，电子器件变得微型化并且越来越轻以满足用户的需求，因此，用于实现与单个封装相同或不同的半导体芯片的多芯片封装技术得到增强。与半导体芯片所实现的封装相比，多芯片封装就封装大小或重量以及安装过程而言是有利的，具体地讲，多芯片封装主要应用于要求微型化和减重的便携式通信终端。

在这些多芯片封装中，封装基板堆叠在另一个封装基板上的层叠型封装被称为层叠封装(package on package，以下称为“PoP”)。由于随着半导体封装技术的发展，半导体封装的容量已变得更高，厚度变得更薄并且尺寸变得更小，堆叠的芯片数量最近已经增大。

常规的层叠封装采用以下方法连接两个封装：使用焊料球印刷工艺(solder ball printing process)和回流工艺(reflow process)，或者使用回流工艺将上封装连接到下封装，该上封装通过在模制下封装之后对模制部分执行激光钻孔工艺而形成通往下封装的PoP焊盘(通过模制通路方法)并且在通路中印刷焊料球来安装内存芯片(memory die)。

然而，为了实现高集成度且高性能的层叠封装产品，已增加了安装的晶粒数量或者尝试安装无源元件。为此，重要的是进一步增大封装之间的距离。

然而，常规的半导体封装的问题在于，当增大焊料球的尺寸或高度以便增大封装之间的距离时，焊料球会产生开裂或破碎。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，并且本发明的一方面通过增大上封装与下封装之间的距离以增加安装的芯片数量来提供具有高密度并且上封装与下封装之间出色的结合可靠性的半导体封装。

为了解决上述问题，根据本发明的实施例的一方面，提供了一种半导体封装，包括：下封装，上面安装有元件；金属柱，连接到所述下封装上并且包括至少一个金属材料部分；以及上封装，上面安装有元件，并且所述上封装经由焊料球连接到所述金属柱上。

根据本发明的另一个实施例，所述金属材料部分可以具有形成在其表面上的表面处理层。

根据本发明的又另一个实施例，所述表面处理层可以形成在所述金属柱的上表面和侧面上。

根据本发明的又另一个实施例，所述表面处理层可以是由Au和Ni中的至少一种金属材料制成的。

根据本发明的又另一个实施例，连接到所述焊料球上的所述金属柱的一端的宽度可以小于另一端的宽度。

根据本发明的又另一个实施例，所述金属柱的宽度可以形成为从连接到所述焊料球上的一端朝向另一端逐渐增加。

根据本发明的又另一个实施例，所述金属柱可以形成为一端的宽度是另一端的宽度的50％至90％。

根据本发明的又另一个实施例，所述金属柱可以形成为纵向方向上的表面相对于所述下封装的基板的表面倾斜5°至45°的角度。

根据本发明的又另一个实施例，所述金属柱连接到所述焊料球上的一端可以进入所述焊料球中。

根据本发明的又另一个实施例，所述金属柱可以是由Cu、Sn、Pb和Ag中的至少一种材料制成的。

根据本发明的又另一个实施例，所述金属柱可以包括第一金属材料的焊料部分和第二金属材料的金属材料部分。

根据本发明的又另一个实施例，所述焊料部分可以是由Sn和Cu的合金材料或Sn和Ag的合金材料制成的。

根据本发明的又另一个实施例，所述焊料部分可以被配置成具有230℃至250℃的熔点。

根据本发明的又另一个实施例，所述下封装可以包括基板和形成在所述基板上的第一种子图案部分，并且所述金属柱可以形成在所述第一种子图案部分上。

根据本发明的又另一个实施例，所述半导体封装可以进一步包括形成在所述第一种子图案部分上阻焊剂图案，使得可以暴露所述第一种子图案部分的上表面的一部分。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且附图被并入且构成本说明书的一部分。附图用于图示本发明的实施例，并且与本说明书一起用于解释本发明的原理的作用。在附图中：

图1是根据本发明的实施例的半导体封装的横截面图；

图2是根据本发明的实施例的半导体封装的金属柱的横截面图；

图3是根据本发明的另一个实施例的半导体封装的金属柱的横截面图；

图4至图12是用于说明根据本发明的实施例的半导体封装的金属柱的制造方法的视图；