[发明专利]堆叠半导体封装

说明书

技术领域

背景技术

多芯片模块(MCM)是将多个半导体裸片封装在同一衬底上的集成电路封装。MCM传统上具有并排安装在衬底上的裸片。然而，近期，已开发出垂直堆叠半导体裸片的MCM。此些垂直堆叠的裸片具有比常规MCM小的占据面积，且常常用于例如蜂窝式电话和平板计算机等芯片空间非常宝贵的应用中。堆叠裸片通常例如通过转移模制法囊封于保护性环氧树脂中。

发明内容

附图说明

图1是堆叠半导体封装子组合件的透视图。

图2是图1的堆叠半导体封装子组合件的横截面正视图。

图3是图1的堆叠半导体封装子组合件的一部分的横截面图。

图4是图1的堆叠半导体封装子组合件在其回焊加热、线接合连接、囊封及单一化之后的透视图(部分以幻象展示)。

图5是经完全囊封及单一化的堆叠半导体封装的透视图，但仅以虚线展示囊封层的一部分。

图6是经完全囊封及单一化的堆叠半导体封装的透视图，其展示整个囊封层。

图7是制造堆叠半导体封装的方法的流程图。

图8是形成图6的堆叠半导体封装的一部分的半导体裸片的透视图。

具体实施方式

在常规平坦MCM中，各裸片最初并排定位且通过一层下伏焊膏固持于衬底上的适当位置处。焊膏的粘性足以防止裸片在将组合件转移到回焊炉时移动。接着在回焊炉中加热引线框和裸片，此使得焊膏液化且接合到衬底和裸片的表面。当熔融焊料冷却时，裸片与衬底牢固地附接到彼此。

申请人已发现在生产半导体封装时存在问题，其中多个堆叠裸片通过夹具连接到引线框，且其中所述裸片和夹具以焊料相连接。为生产此种堆叠裸片封装，最初将裸片和夹具在彼此之上堆叠在引线框上，其中一层焊膏定位在第一裸片与引线框之间以及每一裸片与夹具之间。可能归因于裸片/夹具堆叠的高度，焊膏的粘着性不足以防止裸片和夹具相对于引线框以及相对于彼此的横向位移。此相对横向位移通常在将引线框/裸片/夹具组合件移动到回焊炉时发生。引线框裸片与夹具之间的此种相对横向移动常常导致所得堆叠裸片封装中的缺陷。申请人还发现，可通过机械锁定特征来防止此种横向位移和相关联的缺陷。

图1至6和8大体展示堆叠半导体封装110的各种特征且展示其制作方式。如图5中最佳所示，堆叠半导体封装110可包含引线框12和第一裸片30，第一裸片30堆叠在引线框12上且通过第一焊料层81A附接到引线框12。封装110还可包含第一夹具40，第一夹具40堆叠在第一裸片30上且通过第二焊料层82A附接到第一裸片。第一夹具40通过不同于焊料的结构被机械锁定以防止相对于引线框12的横向位移。半导体封装110可包含堆叠于第一裸片30与夹具40顶部上的另一(其它)裸片和夹具，其中所述夹具各自通过非焊料结构以及通过一层焊料而锁定于适当位置。堆叠半导体封装110还可包含囊封层100。

在描述堆叠半导体封装110的各种特征时，申请人已使用例如上、下、底部、上方及下方等位置/方向性参考术语，所述术语有时是参考相对于地球表面的定向而使用。此种术语并不以所述意义使用于本申请案中。确切地说，例如上、下等术语仅以相对意义用来指示物体或表面相对于结构中的其它物体或表面的位置，所述结构最初如图式中所示而定向。以此意义使用时，汽车“顶部”即使在随后将汽车上下颠倒位于沟中时仍可称为汽车的“顶部”。

在上文已大体描述了堆叠半导体封装110之后，现在将描述其构造的进一步细节以及生产方法。图1说明堆叠半导体封装子组合件10，其包含引线框12，引线框12是较大引线框薄片11的一部分。为说明性目的，图1中所示的引线框薄片11的唯一部分是围绕引线框12的外围附接的部分。在稍后对堆叠半导体封装子组合件10进行单一化期间，将引线框薄片11的定位于锯道(saw street)AA、BB、CC和DD外部的部分从子组合件10分离。引线框12包含前部部分13、顶部表面14以及底部表面16(图2)。引线框12包含居中定位的裸片焊垫18和多个外围定位的引线20。第一裸片30安装于引线框的裸片焊垫18上。第一裸片在形状上可相对平坦且成矩形，且包含顶部表面32和底部表面34(图2)。第一裸片30在其顶部表面32上具有数个接触焊垫36，包含在第一夹具40下方的大接触焊垫37。