包括交替形成臺(tái)階的半導(dǎo)體裸芯堆疊的半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品的強(qiáng)勁增長(zhǎng)需要促進(jìn)了對(duì)高容量存儲(chǔ)裝置的需求。諸如閃存存儲(chǔ)卡的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置正變得越來越廣泛用于滿足對(duì)數(shù)字信息存儲(chǔ)和交換的日益增長(zhǎng)的需要。它們的便攜性、多用些和穩(wěn)定的設(shè)計(jì)、以及其高可靠性和大容量已經(jīng)使得這種存儲(chǔ)器器件理想地用于各種電子設(shè)備，包括例如，數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字音樂播放器、視頻游戲機(jī)、PDA和蜂窩電話。
[0002]雖然已知了多種封裝體配置，但是通常閃存存儲(chǔ)卡可以制造為系統(tǒng)級(jí)封裝體(SiP)或多芯片模塊(MCM)，其中，在小足印基板上安裝和互連多個(gè)裸芯。該基板通?？梢园▌傂缘慕殡娀?，其具有在一面或兩面上蝕刻的導(dǎo)電層。在裸芯和(一個(gè)或多個(gè))導(dǎo)電層之間構(gòu)成電連接，且(一個(gè)或多個(gè))導(dǎo)電層提供用于將裸芯連接到主機(jī)設(shè)備的電引線結(jié)構(gòu)。一旦完成了在裸芯和基板之間的電連接，則通常將該裝配件包裹在提供保護(hù)性包裝的模塑化合物內(nèi)。
[0003]圖1和圖2中示出了傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝體20的剖面?zhèn)纫晥D和俯視圖(在圖2中沒有示出模塑化合物)。典型的封裝體包括附著到基板26的多個(gè)半導(dǎo)體裸芯，諸如閃存裸芯22和控制器裸芯24。在裸芯制造工藝期間，可以在半導(dǎo)體裸芯22、24上形成多個(gè)裸芯鍵合墊。類似地，可以在基板26上形成多個(gè)接觸墊30。裸芯22可以被附著在基板26上，然后裸芯24可以被安裝在裸芯22上。然后，可以通過在相應(yīng)的裸芯鍵合墊28和接觸墊30對(duì)之間附著引線鍵合體32來將所有裸芯電耦合到基板。一旦完成了所有電連接，則可以在模塑化合物34中包封這些裸芯和引線鍵合體，以密封該封裝體并保護(hù)這些裸芯和引線鍵合體。
[0004]為了最高效地利用封裝體足印，已知上下堆疊半導(dǎo)體裸芯，無論是完全彼此重疊還是帶有偏移地重疊，如圖1和2所示。在偏移配置中，一個(gè)裸芯被堆疊在另一裸芯的頂上使得下方裸芯的鍵合墊被暴露。偏移配置提供方便地接近在堆疊中的每個(gè)半導(dǎo)體裸芯上的鍵合墊的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]隨著半導(dǎo)體裸芯變得更薄，且為了增加半導(dǎo)體封裝體的存儲(chǔ)器容量，在半導(dǎo)體封裝體內(nèi)堆疊的裸芯的數(shù)量繼續(xù)增加。但是，這可能導(dǎo)致從上部裸芯下降到基板的長(zhǎng)鍵合引線。長(zhǎng)鍵合引線容易被損壞或與其他引線鍵合體短路，且還具有比較短的鍵合引線更高的信噪比。
【附圖說明】
[0006]圖1是傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝體的剖面?zhèn)纫晥D。
[0007]圖2是傳統(tǒng)基板和引線鍵合的半導(dǎo)體裸芯的俯視圖。
[0008]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的整體制造工藝的流程圖。
[0009]圖4是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的在制造工藝中的第一步驟中的半導(dǎo)體器件的側(cè)視圖。
[0010]圖5是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的在制造工藝中的第二步驟中的半導(dǎo)體器件的俯視圖。
[0011]圖6是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的在制造工藝中的第三步驟中的半導(dǎo)體器件的側(cè)視圖。
[0012]圖7是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的在制造工藝中的第四步驟中的半導(dǎo)體器件的側(cè)視圖。
[0013]圖8是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的在制造工藝中的第五步驟中的半導(dǎo)體器件的側(cè)視圖。
[0014]圖9是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的在制造工藝中的第五步驟中的半導(dǎo)體器件的簡(jiǎn)化透視圖。
[0015]圖10是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的在制造工藝中的第六步驟中的半導(dǎo)體器件的側(cè)視圖。
[0016]圖10A-10C是用于完成圖9所示的制造工藝中的第六步驟的根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0017]圖11是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的在制造工藝中的第七步驟中的半導(dǎo)體器件的側(cè)視圖。
[0018]圖12是根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的在制造工藝中的第八步驟中的半導(dǎo)體器件的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)在將參考圖3到12來描述本技術(shù)，本技術(shù)在各實(shí)施例中涉及一種半導(dǎo)體器件，包括交替形成臺(tái)階的半導(dǎo)體裸芯堆疊以允許使用短引線鍵合體在半導(dǎo)體器件內(nèi)提供大量半導(dǎo)體裸芯。要理解，本發(fā)明可以按許多不同的形式來實(shí)施，且不應(yīng)該被限制為在此闡述的實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例以便本公開充分和完整，且充分地向本領(lǐng)域技術(shù)人員傳達(dá)該發(fā)明。確實(shí)，本發(fā)明旨在覆蓋這些實(shí)施例的替換、修改和等同物，這些都被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍和精神中。另外，在本發(fā)明的以下詳細(xì)描述中，闡述大量具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的全面了解。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚，可以不用這種具體細(xì)節(jié)來實(shí)踐本發(fā)明。
[0020]在此可能使用的術(shù)語(yǔ)“頂部”和“底部”、“上方”和“下方”和“垂直”和“水平”僅用于舉例和圖示目的，且不意圖限制本發(fā)明的描述，所引用的項(xiàng)目可以在位置和方向上交換。而且，如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“基本上”、“近似”和/或“大約”意味著所指定的尺度或參數(shù)可以對(duì)于給定的應(yīng)用在可接受的制造容許量?jī)?nèi)變換。在一個(gè)實(shí)施例中，該可接受制造容許量為 ±0.25%。
[0021]將參考圖3的流程圖和圖4到12的俯視和側(cè)視圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。雖然圖4到12每個(gè)示出了單個(gè)器件100、或其一部分，但是要理解，該器件100可以與基板面板上的多個(gè)其他封裝體100 —起被批處理，以實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)?；迕姘迳系姆庋b體100的行和列的數(shù)量可以改變。
[0022]基板面板以多個(gè)基板102開始(再次，在圖4到12中示出一個(gè)這樣的基板)?；?02可以是各種不同的芯片承載介質(zhì)，包括印刷電路板(PCB)、引線框架或帶自動(dòng)鍵合(TAB)帶。在基板102是PCB的情況下，基板可以由具有頂部導(dǎo)電層105和底部導(dǎo)電層107的核心103形成，如圖4所示。核心103可以由諸如例如聚酰亞胺薄片、包括FR4和FR5的環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺-三嗪(BT)等的各種介電材料形成。雖然不是本發(fā)明所必要的，但是該核心可以具有在40微米(μπι)到200 μπι之間的厚度，雖然在替換實(shí)施例中該核心的厚度可以在該范圍之外變化。在可選實(shí)施例中，該核心103可以是陶瓷或有機(jī)的。
[0023]圍繞核心的導(dǎo)電層105、107可以由銅或銅合金、鍍銅或鍍銅合金、合金42(42Fe/58Ni)、鍍銅鋼或已知用于在基板面板上使用的其他金屬和材料形成。導(dǎo)電層可以具有大約10 ym到25 μ m的厚度，雖然在可選實(shí)施例中這些層的厚度可以在該范圍之外變化。
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的整體制造工藝的流程圖。在步驟200中，基板102被鉆孔以在基板102上定義貫通通孔104。所示的各通孔104 (在圖中僅編號(hào)了一些通孔)僅是示例，且基板可以包括比圖中示出的多得多的通孔104，且它們可以處于與圖中示出的位置不同的位置。接下來在步驟202中，在頂部和底部導(dǎo)電層的一個(gè)或兩者上形成導(dǎo)電圖案。導(dǎo)電圖案可以包括電跡線106和接觸墊108，如例如圖5和6所示。跡線106和接觸墊108 (在圖中僅編號(hào)了一些)僅是示例，且基板102可以包括比圖中示出的更多跡線和/或接觸墊，且它們可以處于與圖中示出的位置不同的位置。
[0025]在各實(shí)施例中，可以使用成品半導(dǎo)體器件100裝配件作為BGA(球柵陣列)封裝?；?02的下表面可以包括用于接收如下所述的焊球的接觸焊墊108。在其他實(shí)施例中，成品半導(dǎo)體器件100可以是包括在主機(jī)設(shè)備內(nèi)用于可移除地耦合成品器件100的觸指的LGA(焊盤柵陣列)封裝體。在這種實(shí)施例中，下表面可以包括觸指，而不是接收焊球的接觸墊?；?02的頂部和/或底部表面上的導(dǎo)電圖案可以通過各種已知工藝、包括例如各種光刻工藝來形成。
[0026]再次參考圖3，然后，可以在步驟204中，在自動(dòng)光學(xué)檢查(AOI)中檢查基板102。一旦檢查完，在步驟206中可以將焊接掩膜110施加到基板。在施加了焊接掩膜之后，在步驟208中，在已知電鍍或薄膜沉積工藝中，導(dǎo)電圖案上的接觸墊、觸指、和任何其他焊接區(qū)域可以被鍍上Ni/Au、合金42等。然后，基板102可以在自動(dòng)檢查工藝(步驟210)中且在最終視覺檢查(步驟212)中被檢查和測(cè)試，以查驗(yàn)電操作，且查看污染、劃痕和變色。
[0027]假設(shè)基板102通過了檢查，可以接下來在步驟214中將無源組件112附著到基板。一個(gè)或多個(gè)無源組件可以包括例如一個(gè)或多