小間距堆疊封裝結構制造技術

本發明專利技術公開了一種堆疊封裝(PoP)器件。該堆疊封裝(PoP)器件包括襯底，具有圍繞該襯底的外圍布置的接觸焊盤陣列，安裝至接觸焊盤陣列內部的襯底的邏輯芯片，以及安裝在數量少于所有可用的接觸焊盤的接觸焊盤上的非焊料凸塊結構。本發明專利技術還公開了小間距堆疊封裝結構。

【技術實現步驟摘要】
小間距堆疊封裝結構
本專利技術涉及堆疊封裝結構，具體而言，涉及小間距堆疊封裝結構。
技術介紹
隨著對更小電子產品的需求增長，制造商和其他從事電子產業的人們不斷地尋找得以縮小用于電子產品的集成電路的尺寸的方法。在這方面，三維式集成電路封裝技術已經被開發并使用。一種被開發的封裝技術是堆疊封裝(PoP)。顧名思義，PoP是一種半導體封裝的革新，其涉及將一個封裝件堆疊在另一個封裝件上方。一種PoP器件可能結合縱向離散存儲器和邏輯封裝件。在PoP封裝設計中，上方的封裝件可能使用球柵陣列(BGA)中的焊球與下方的封裝件互連。不幸的是，該BGA焊球具有間距和尺寸限制。
技術實現思路
為了解決現有技術中存在的問題，根據本專利技術的一個方面，提供了一種堆疊封裝(PoP)器件，包括：襯底，具有圍繞所述襯底的外圍布置的接觸焊盤陣列；邏輯芯片，被安裝至所述接觸焊盤陣列內部的襯底；以及非焊料凸塊結構，被安裝在數量少于所有可用的接觸焊盤的接觸焊盤上。在上述PoP器件中，其中，所述非焊料凸塊結構包括通過引線接合工藝形成的柱形凸塊。在上述PoP器件中，其中，所述非焊料凸塊結構包括銅球。在上述PoP器件中，其中，所述非焊料凸塊結構由金、銀、銅和鋁中的一種形成。在上述PoP器件中，其中，相鄰所述非焊料凸塊結構之間的間距小于或等于100μm。在上述PoP器件中，其中，所述非焊料凸塊結構的寬度大于所述非焊料凸塊結構的高度。在上述PoP器件中，其中，所述非焊料凸塊結構僅被安裝在位于所述襯底的拐角上的接觸焊盤上。在上述PoP器件中，其中，所述接觸焊盤陣列包括與接觸焊盤的外環同軸的接觸焊盤的內環，安裝在所述外環中的每個接觸焊盤上和僅安裝在形成所述內環的拐角的接觸焊盤上的所述非焊料凸塊結構。在上述PoP器件中，其中，所述接觸焊盤陣列包括與接觸焊盤的外環同軸的接觸焊盤的內環，僅安裝在每個所述內環和所述外環中的間隔接觸焊盤上的所述非焊料凸塊結構。在上述PoP器件中，其中，所述接觸焊盤陣列包括與接觸焊盤的外環同軸的接觸焊盤的內環，僅安裝在每個所述內環和所述外環中的間隔接觸焊盤上的所述非焊料凸塊結構，其中，安裝在所述內環上的非焊料凸塊結構從安裝在所述外環的非焊料凸塊結構偏移其中一個接觸焊盤。在上述PoP器件中，其中，所述接觸焊盤陣列包括與接觸焊盤的方形外環同軸的接觸焊盤的方形內環。在上述PoP器件中，其中，所述非焊料凸塊結構以非對稱方式安裝在數量少于所有的接觸焊盤的接觸焊盤上。根據本專利技術的另一方面，還提供了一種堆疊封裝(PoP)器件，包括：印刷電路板，具有以同軸環圍繞襯底的外圍布置的接觸焊盤陣列；邏輯芯片，以倒裝芯片安裝結構安裝至所述襯底并且位于所述接觸焊盤陣列的內部；以及非焊料凸塊結構，安裝在數量少于所有的接觸焊盤的接觸焊盤上。在上述PoP器件中，其中，所述非焊料凸塊結構包括柱形凸塊和銅球之一。在上述PoP器件中，其中，所述非焊料凸塊結構由金，銀，銅，以及鋁中的一種形成，并且相鄰的所述非焊料凸塊結構之間的間距小于或等于100μm。在上述PoP器件中，其中，所述非焊料凸塊結構僅安裝在位于所述襯底的拐角上的接觸焊盤上。在上述PoP器件中，其中，所述接觸焊盤陣列包括與接觸焊盤的外環同軸的接觸焊盤的內環，安裝在所述外環中的每個接觸焊盤上和僅安裝在形成所述內環的拐角的接觸焊盤上的所述非焊料凸塊結構。在上述PoP器件中，其中，所述接觸焊盤陣列包括與接觸焊盤的外環同軸的接觸焊盤的內環，僅安裝在每個所述內環和所述外環中的間隔接觸焊盤上的所述非焊料凸塊結構。在上述PoP器件中，其中，所述接觸焊盤陣列包括與接觸焊盤的多個內環同軸的接觸焊盤的外環，安裝在所述外環中的每個接觸焊盤上的所述非焊料凸塊結構。在上述PoP器件中，其中，所述非焊料凸塊結構以非對稱方式安裝在數量少于所有的接觸焊盤的接觸焊盤上。附圖說明為了更加全面的理解本專利技術及其優點，可以結合附圖參考以下描述，其中：圖1示出具有圍繞邏輯芯片布置的球柵陣列(BGA)焊球的堆疊封裝(PoP)器件的平面圖；圖2示出圖1的PoP器件大致沿著線2-2得到的截面圖；圖3示出具有圍繞邏輯芯片布置的非焊料凸塊結構的PoP器件；圖4示出了圖3的PoP器件大致沿著線4-4得到的截面圖；圖5a示出了柱形凸塊形式的實施例非焊料凸塊結構；圖5b示出了銅球形式的實施例非焊料凸塊結構；圖6示出了標識圖5a-圖5b的暴露的接觸焊盤和非焊料凸塊結構(即，接觸器件)的圖例；圖7示出了暴露的接觸焊盤相對于非焊料凸塊結構的實施例圖案；圖8示出了暴露的接觸焊盤相對于非焊料凸塊結構的實施例圖案；并且圖9示出了暴露的接觸焊盤相對于非焊料凸塊結構的實施例圖案。除非特別說明，不同附圖中相應的數字和符號通常指的是相應的部分。繪制附圖以清晰地示出實施例的相關方面，但不需要按比例繪制。具體實施方式下文詳細討論目前優選的實施例的制造和使用。然而，應該理解，本專利技術提供了許多可以在具體的環境中實現的可應用的專利技術構思。所討論的具體實施例僅僅是示例性的，而并不限定本專利技術的范圍。將關于具體環境中的優選實施例描述本專利技術，即，堆疊封裝(PoP)半導體器件。然而，本專利技術中的構思也可以應用于其他半導體結構或電路。參見圖1，示出了PoP器件10。PoP器件10通常包括：支撐圍繞邏輯芯片16布置的球柵陣列(BGA)焊球14的襯底12(例如，印刷電路板(PCB))。如圖2所示，每個焊球14具有約150μm至250μm的直徑18。相鄰焊球14之間的球距20在約300μm至400μm之間。雖然這些尺寸可以適于現有PoP器件，但是對于更高級的PoP器件，將需要一個或全部這些尺寸的顯著縮小。現參考圖3，示出PoP器件22。PoP器件22通常包括：支撐圍繞邏輯芯片28布置的非焊料凸塊結構26(即，接觸器件)的襯底24(例如，印刷電路板(PCB))。研究發現，使用圖3的非焊料凸塊結構26替代圖2的BGA焊球14允許封裝尺寸減小。因此，用非焊料凸塊結構26替換圖2的BGA焊球14允許更小的整體封裝。在實施例中，圖3的邏輯芯片28可以是一個或多個標準邏輯集成電路(IC)，諸如：例如，中央處理單元(CPU)，微控制器單元(MCU)，應用處理器，系統核心邏輯芯片集，圖形和成像控制器，大容量存儲控制器以及I/O控制器。在實施例中，邏輯芯片28可以是一個或多個專用集成電路(ASIC)，諸如：例如，基于可編程器件的設計(PDD)，基于柵極陣列的設計(GAD)，基于單元的IC(CBIC)，以及全客戶設計(FCD)。如圖4所示，在實施例中，當BGA焊球14被使用時，相鄰非焊料凸塊結構26之間的間距30小于間距20(300μm)。實際上，在實施例中，圖4中相鄰非焊料凸塊結構26之間的間距30小于約100μm。雖然圖4描述非焊料凸塊結構26的4個行32，PoP器件10中可以包括更多或更少的行。現參考圖5a，示出了柱形凸塊34形式的實施例非焊料凸塊結構26。柱形凸塊34可以通過，例如，引線接合工藝形成。如圖所示，柱形凸塊34具有高度H，其小于寬度D。高度和寬度的具體尺寸取決于引線接合工藝中引線的選擇。不管怎樣，柱形凸塊34通常在至少一個尺寸或方向上小于圖2的BGA焊球14。柱形凸塊34可以由各種合適的金屬非焊料材料形成，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種堆疊封裝(PoP)器件，包括：襯底，具有圍繞所述襯底的外圍布置的接觸焊盤陣列；邏輯芯片，被安裝至所述接觸焊盤陣列內部的襯底；以及非焊料凸塊結構，被安裝在數量少于所有可用的接觸焊盤的接觸焊盤上。

【技術特征摘要】
2012.08.10 US 13/572,4171.一種堆疊封裝(PoP)器件，包括：襯底，具有圍繞所述襯底的外圍布置的接觸焊盤陣列；邏輯芯片，被安裝至所述接觸焊盤陣列內部的襯底；以及非焊料凸塊結構，被安裝在數量少于所有可用的接觸焊盤的接觸焊盤上；其中，所述接觸焊盤陣列包括與接觸焊盤的方形外環同軸的接觸焊盤的方形內環；所述非焊料凸塊結構僅被安裝在位于所述襯底的拐角上的接觸焊盤上，所述襯底的拐角上的接觸焊盤包括形成內環的拐角的接觸焊盤和與所述形成內環的拐角的接觸焊盤直接相鄰的外環中的接觸焊盤；或者所述接觸焊盤陣列包括安裝在所述外環中的每個接觸焊盤上和僅安裝在形成所述內環的拐角的接觸焊盤上的所述非焊料凸塊結構；或者所述接觸焊盤陣列包括僅安裝在每個所述內環和所述外環中的間隔接觸焊盤上的所述非焊料凸塊結構。2.根據權利要求1所述的堆疊封裝器件，其中，所述非焊料凸塊結構包括通過引線接合工藝形成的柱形凸塊。3.根據權利要求1所述的堆疊封裝器件，其中，所述非焊料凸塊結構包括銅球。4.根據權利要求1所述的堆疊封裝器件，其中，所述非焊料凸塊結構由金、銀、銅和鋁中的一種形成。5.根據權利要求1所述的堆疊封裝器件，其中，相鄰所述非焊料凸塊結構之間的間距小于或等于100μm。6.根據權利要求1所述的堆疊封裝器件，其中，所述非焊料凸塊結構的寬度大于所述非焊料凸塊結構的高度。7.根據權利要求1所述的堆疊封裝器件，其中，當所述非焊料凸塊結構僅安裝在每個所述內環和所述外環中的間隔接觸焊盤上時，安裝在所述內環上的非焊料凸塊結構從安裝在所述外環的非焊料凸塊結構偏移其中一個接觸焊盤。8.一種堆疊封裝器件，包括：襯底，具有圍繞所述襯底的外圍布置的接觸焊盤陣列；邏輯芯片，被安裝至所述接觸焊盤陣列內部的襯底；以及非焊料凸塊結構，被安裝在數量少于所有可用的接觸焊盤的接觸焊盤上；其中，所述接觸焊盤陣列包括與接觸焊盤的方形外環同軸的接觸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡再宗，林俊成，洪艾蒂，蔡易達，鄭明達，劉重希，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：