[发明专利]半导体封装以及包括该半导体封装的移动装置

说明书

技术领域

本发明构思涉及半导体封装，更具体地，涉及具有垂直的多堆叠结构的半导体封装。

背景技术

随着近来电子产品的小型化和多功能化的趋势，为了提高产品内的电子器件的密度，半导体芯片可以垂直地堆叠在半导体封装中。在这种半导体芯片的堆叠中，芯片可以通过诸如焊球的连接构件而电连接，并且可以通过提供在其间的粘合剂而彼此接合。这种接合会降低垂直地堆叠的半导体封装的可靠性。

发明内容

本发明构思的实施例提供一种半导体封装。

根据本发明构思的原理，多个半导体元件（每个半导体元件可以包括半导体芯片和衬底）可以被垂直地堆叠以形成提供高水平功能密度的垂直地堆叠的半导体封装。连接结构可以形成在半导体元件的堆叠中任意对的半导体元件之间。连接结构可以占据不延伸到半导体元件的边缘的区域AR。也就是，结合的半导体元件的每个的周边区域可以围绕连接结构的区域AR。例如，连接结构可以包括连接焊盘和焊球。包括第一材料层和第二材料层的保护结构可以形成在结合的第一半导体元件和第二半导体元件之间。第一材料层可以围绕连接结构，并且可以相邻于连接结构以及接触连接结构。第一材料层（其可以包括粘合剂膜）可以附着到并且结合多个半导体元件，例如，围绕电互连半导体芯片以及其中包含的电路的连接结构。第一材料层可以是机械接合层。第一材料层可以延伸至但不贯穿围绕连接区域AR的周边。第二材料层（其可以包括绝缘材料）可以将第一材料层保持在结合的半导体芯片之间的位置，可以防止其流动到结合的半导体元件的边缘之外，特别在可以对半导体元件施加压力的制造工艺期间。在根据本发明构思的原理的示例性实施例中，第一材料层不延伸到结合的半导体元件的边缘，而第二材料层围绕第一材料层，从芯片到芯片延伸并且将第一材料层保持在其间。例如，第一材料层和第二材料层可以具有倾斜的接合壁。以此方式，在后续的模制结构的形成期间，可以防止第一材料层挤出到半导体元件的侧表面，从而可以防止空隙通过被挤出的第一材料层而形成在模制结构中。也就是，根据本发明构思的原理，第二材料层可以用作第一材料层的保持阻挡物。通过这样避免或消除空隙，能够增强半导体封装的可靠性。

根据本发明构思的方面，一种半导体封装可以包括：第一半导体元件，例如，可以包括半导体芯片和衬底；第二半导体元件，可以包括第二半导体芯片和第二衬底，例如，与第一半导体元件相对地或相反地间隔开；连接结构，设置为将第一半导体元件和第二半导体元件彼此电连接；以及保护结构，设置为保护连接结构并且将第一半导体元件和第二半导体元件彼此接合。保护结构包括：第一材料层，当从顶部观看时，设置为完全覆盖连接结构；以及第二材料层，设置为围绕第一材料层。

在根据本发明构思的原理的示例性实施例中，连接结构可以共同地设置在第二半导体元件的一个表面的一个区域上，第一材料层具有与第二半导体元件的该一个区域实质上相同的面积或者比第二半导体元件的该一个区域大的面积。

在根据本发明构思的原理的示例性实施例中，第二材料层可以覆盖第二半导体元件的一个表面的其中没有设置第一材料层的区域。

在根据本发明构思的原理的示例性实施例中，当从截面观看时，第一材料层可以完全填充相邻的连接结构之间的空间，延伸到相邻的连接结构的外侧，并且与第二材料层具有倾斜的接合面。

在根据本发明构思的原理的示例性实施例中，第一材料层可以包括粘合剂膜。

在根据本发明构思的原理的示例性实施例中，第二材料层的侧表面是与第一半导体元件和第二半导体元件的侧表面相同的平面。

在根据本发明构思的原理的示例性实施例中，第二材料层不与连接结构接触，并且第二材料层可以包括底部填充材料或模制材料。

在根据本发明构思的原理的示例性实施例中，第一半导体元件和第二半导体元件的每个包括贯穿电极，该贯穿电极贯穿第一半导体元件和第二半导体元件。

在根据本发明构思的原理的示例性实施例中，一种半导体封装可以包括：第一半导体元件；第二半导体元件，与第一半导体元件相对地间隔开；粘合剂膜，设置在第一半导体元件和第二半导体元件之间以将第一半导体元件和第二半导体元件彼此接合；绝缘结构，设置为填充第一半导体元件和第二半导体元件之间的空间，其中绝缘结构设置在其中设置粘合剂膜的区域外侧；以及连接结构，设置在粘合剂膜中以将第一半导体元件和第二半导体元件彼此电连接。

在根据本发明构思的原理的示例性实施例中，第二半导体元件的一个表面包括其中设置连接结构的区域，粘合剂膜设置在该区域中。

在根据本发明构思的原理的示例性实施例中，绝缘结构不与连接结构接触。