[发明专利]半导体结构及其制造方法

说明书

本发明提供了半导体封装件，包括半导体管芯和衬底，衬底具有电耦接至半导体管芯的第一表面和与第一表面相对的第二表面。第一表面包括具有多个置放焊盘的核心区域以及围绕核心区域并且具有多条置放迹线的外围区域。置放焊盘的间距为约55μm至约280μm。半导体管芯包括面向衬底的第一表面的第三表面和与第三表面相对的第四表面。第三表面包括对应于衬底的置放焊盘和置放迹线而设置的多个细长凸块，并且细长凸块包括在其截面上的长轴和与长轴垂直的短轴。本发明还提供了一种制造半导体封装件的方法。

技术领域

本发明总体涉及半导体领域，更具体地，涉及半导体封装件及其制造方法。

背景技术

随着器件尺寸不断缩小，集成电路端子之间的间距也在减小。例如，邻近的凸块之间的桥接会导致电短路。而且，焊料凸块经受机械变形，使得完工的倒装芯片衬底组件中凸块的高度是不均匀的，并且各凸块在重新熔化和回流工艺之后，各凸块之间的距离不相等。此外，在焊料凸块位于特定细间距器件中的情况下，底部填充物(“UF”)的使用会在UF材料中留下空隙，从而产生诸如裂缝和热点等附加问题。

用于较细间距器件的解决方案是使用具有焊(通常是无铅焊料)帽的铜柱或其他导电柱，而不是使用焊料凸块。除了铜(Cu)之外，可以使用诸如镍(Ni)、金(Au)、钯(Pd)等其他导电材料，并且也可以使用这些金属的合金。这些柱形部件形成被称为“铜柱凸块”的连接件类型。铜柱凸块也可以包括铜合金和其他含铜导体，或者柱状凸块可以由其他导电材料形成。这些柱状凸块的优势在于：柱形部件在回流期间不会完全变形。虽然焊帽在热回流期间会形成熔化的球形尖端，但是圆柱趋于保持其形状。铜柱比先前使用的焊料凸块更加导热，从而增强热传递。然后窄柱可以用于比先前可能利用焊料凸块的细间距阵列更细的间距阵列中，而不会发生桥接短路和诸如非均匀凸块高度的其他问题。随着集成电路器件的尺寸不断缩小，各端子之间的间距和各柱状凸块之间对应的间距也将不断减小。与使用柱状凸块所观察到的热应力相关联的问题预期会随着各端子之间的间距的不断减小而增加。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体封装件，包括：半导体管芯；以及衬底，具有电耦接至半导体管芯的第一表面和与第一表面相对的第二表面，其中，第一表面包括：核心区域，具有多个置放焊盘；和外围区域，围绕核心区域并且具有多条置放迹线，并且置放焊盘的间距为约55μm至约280μm。

优选地，半导体管芯包括面向衬底的第一表面的第三表面和与第三表面相对的第四表面，第三表面包括对应于衬底的置放焊盘和置放迹线而设置的多个细长凸块，细长凸块包括位于其截面上的长轴和短轴，并且短轴与长轴垂直。

优选地，对应于第一表面的核心区域设置的细长凸块的间距为约55μm至约280μm。

优选地，第一表面的外围区域的宽度约为核心区域中的置放焊盘的最小间距的6倍。

优选地，对应于核心区域的置放焊盘而设置的细长凸块包括约4000ea/9*9mm²至约4500ea/9*9mm²的I/O计数密度。

优选地，细长凸块的长轴指向不同方向。

优选地，半导体管芯的第三表面是有源表面。

优选地，第二表面包括外部端子。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体倒装芯片封装件，包括：半导体管芯，具有多个细长凸块；以及衬底，具有对应于多个细长凸块设置的多个置放焊盘和多条置放迹线，衬底包括：核心区域，置放焊盘位于核心区域上；和外围区域，置放迹线位于外围区域上，其中，置放焊盘基本为圆形。

优选地，置放焊盘的间距为约55μm至约280μm。

优选地，衬底是半加成工艺衬底、嵌入式图案镀敷的衬底或它们的组合。