[发明专利]对嵌入管芯封装使用ABF GC腔的翘曲控制

说明书

诸实施例包括半导体器件封装和形成这类封装的方法。在一个实施例中，封装可包括管芯侧增强层，该管芯侧增强层具有贯通管芯侧增强层形成的腔。具有第一侧和包括器件侧的相对第二侧的管芯可被定位在腔内，且管芯的第一侧与管芯侧增强层的第一侧基本共面。在一个实施例中，构建结构可耦合至管芯的第二侧。诸实施例包括构建结构，其包括由图案化的导电材料和绝缘材料构成的多个交替层。

发明领域

实施例一般涉及半导体器件。更具体地，实施例涉及用于封装半导体管芯的方法和装置。

发明背景

半导体封装的厚度(即Z-高度)的减小很大程度地起因于更薄的衬底和管芯。然而，随着衬底和管芯的厚度持续减小，翘曲量增加。翘曲固有地由衬底和管芯之间的热膨胀系数(CTE)不匹配而造成。例如，典型的封装衬底可具有大约20ppm的CTE，而硅管芯的CTE大约为3.0ppm。

半导体管芯通过封装组装工艺被封装。为了增加产量，可将多个管芯封装在单个面板上。随后可将面板切割成多个单独封装，每个封装可包括单个管芯。过多的翘曲是在面板级和在封装已被单体化之后的多个组装问题的一个重要成因。照此，如果不适当地控制翘曲，则封装组装工艺可能具有糟糕的产率。例如，封装的翘曲可能增加这样的风险：即表面安装技术(SMT)无法将封装牢固地安装至印刷电路板(PCB)。因此，在整个半导体管芯封装组装工艺中都需要翘曲控制。

例如，由于面板装载和卸载设备无法操控翘曲的面板，因此当翘曲的面板无法被适当地装载到加工工具或面板载体内时，产率的损失和产量的下降可能发生。另外，翘曲的面板使得依赖于焦深的工艺不可靠。例如，由于翘曲的表面使得面板的一些区域落在焦点之外，因此通过激光器在面板上作出的标记可能是不正确的。另外，检查条纹识别标记的面板读取器可能无法准确地读取位于面板的翘曲部分上的识别标记。此外，当存在翘曲时，可能发生附连问题。例如，翘曲的封装可能造成焊料桥接、非接触开孔(NCO)和焊球附连问题。另外，翘曲可能增加对准测试引脚的难度。

已使用若干方法来控制翘曲，但每种方法都具有显著的缺陷。在有核封装中，金属加强物已被附连至核的管芯侧表面。添加金属加强物增加了封装的Z高度并增加了额外的加工操作，这降低产量并增加成本。在无核封装中，例如无凸起构建层(BBUL)封装，已利用腔铜箔架构。然而，这些封装可能需要六个或更多个额外加工操作。

图1A-1E是利用腔铜箔架构的工艺的示图。首先，在图1A中，在BBUL核102的表面上形成蚀刻停止层101，并在蚀刻停止层101上层叠铜箔层103。当使用腔铜箔架构时，需要蚀刻停止层101以防止腔成型过程中核被蚀刻掉。然后在图1B中，在铜箔层103上层叠干膜光刻胶(DFR)层104。DFR层104随后通过曝光和DFR蚀刻工艺被图案化，如图1C所示。现在参见图1D，露出的铜箔103被蚀刻掉以形成腔120。在形成腔120之后，DFR膜104可被剥去。最后，管芯130可被安装至蚀刻停止层101并可将介电层105层叠在管芯130和铜箔103的顶表面上，如图1E所示。因此，腔铜箔架构所需的额外加工操作严重地降低了产量并增加了制造成本。

附图简述

图1A-1E是形成具有腔铜箔架构的管芯封装的工艺的横截面图。

图2A-2C是根据本发明实施例的形成具有管芯侧增强层的管芯封装的工艺的横截面图。

图2D是根据本发明实施例的具有贯通管芯侧增强层形成的腔的四分之一面板的俯视图。

图2E-2J是根据本发明实施例的形成具有管芯侧增强层的管芯封装的工艺的横截面图。

图3是根据本发明实施例的形成有管芯侧增强层的半导体封装的横截面图。

图4是根据本发明实施例的形成有管芯侧增强层的半导体封装的横截面图。

图5是根据本发明实施例的利用半导体封装的计算机系统的示意性方框图。

具体实施方式