[发明专利]叠层封装半导体器件

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年8月24日提交的美国临时专利申请第61/692,893号的优先权，其内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明总的来说涉及半导体领域，更具体地，涉及叠层封装半导体器件。

背景技术

叠层封装（PoP）半导体器件用于高密度电子器件中，并且通常包括组合在一起来形成PoP半导体器件的底部封装部件和顶部封装部件。底部封装部件包括附接至底部封装衬底的底部管芯，并且顶部封装部件包括附接至顶部封装衬底的顶部管芯。底部和顶部封装部件通过一组导电元件（例如，焊球）连接在一起。在PoP半导体器件的操作期间，通常底部管芯产生的热量可造成导电元件内的裂缝并损坏顶部管芯，这导致PoP半导体器件发生热应变和翘曲。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：封装件，具有至少一个第一管芯和至少一个第二管芯；一组导电元件，用于将至少一个第一管芯和至少一个第二管芯电连接至衬底；以及热接触垫，位于至少一个第一管芯和至少一个第二管芯之间，用于将至少一个第一管芯热隔离于至少一个第二管芯。

优选地，一组导电元件包括导电焊盘、导电柱和导电通孔，并且至少一个第二管芯通过导电焊盘和导电柱与衬底连接，至少一个第一管芯通过导电通孔与衬底电连接。

优选地，该半导体器件还包括位于衬底和至少一个第二管芯之间、位于部分热接触垫和密封环之间以及位于一组导电元件之间的模塑料。

优选地，热接触垫是非连续层。

优选地，热接触垫是夹置在至少一个第一管芯和至少一个第二管芯之间的连续层。

优选地，该半导体器件还包括位于衬底上的模塑料，模塑料包围至少一个第一管芯和至少一个第二管芯并且位于热接触垫的多个部分之间和一组导电元件之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体器件，包括：第一封装件，具有位于第一衬底上的至少一个第一管芯；第二封装件，具有位于第二衬底上的至少一个第二管芯；第一组导电元件，用于将第一封装件与第二封装件电连接；热接触垫，位于第一封装件和第二封装件之间，用于将第一封装件热隔离于第二封装件；以及模塑料，包围热接触垫并且夹置在热接触垫的多个部分之间。

优选地，该半导体器件还包括位于第一封装件和第二封装件之间的密封环。

优选地，热接触垫包括氧化物材料、氮化物材料、聚合物材料或粘合材料中的至少一种。

优选地，热接触垫是非连续层。

优选地，热接触垫是覆盖至少一个第二管芯的全部表面且位于第二管芯和衬底之间的连续层。

优选地，模塑料包括位于第一衬底上并包围包括第一组导电元件和至少一个第一管芯的第一封装件的第一模塑料。

优选地，模塑料还包括位于第二衬底上且包围第一模塑料的第二模塑料，第二模塑料位于第一封装件和第二封装件之间的热接触垫的多个部分和密封环之间。

优选地，热接触垫具有大于约10微米的厚度。

优选地，热接触垫具有小于0.5瓦特/摄氏度的导热系数。

优选地，该半导体器件还包括：第二组导电元件，用于将至少一个第一管芯电连接至第一衬底；以及第三组导电元件，用于将至少一个第二管芯电连接至第二衬底。

根据本发明的又一方面，提供了一种形成叠层封装半导体器件的方法，包括：在载体上形成粘合层；在载体上形成第一封装件；在第一封装件上形成第二封装件；在第一封装件和第二封装件之间形成热接触垫，以将第一封装件热隔离于第二封装件；通过第一组导电元件将第一封装件电连接至第二封装件；以及移除载体以形成叠层封装半导体器件。

优选地，形成第一封装件包括：在封装衬底上形成至少一个第一管芯；以及通过第二组导电元件将至少一个第一管芯电连接至封装衬底。

优选地，形成第二封装件包括：在衬底上形成至少一个第二管芯；以及通过第三组导电元件将至少一个第二管芯电连接至衬底。

优选地，在衬底上形成至少一个第二管芯包括：蚀刻衬底的表面以形成至少一个第二管芯；在至少一个第二管芯上沉积热接触材料；将热接触材料蚀刻成预定形状以形成热接触垫；模制包围第一封装件和第二封装件的第二模塑料以包围第一封装件的第一模塑料，第二模塑料位于第一封装件和第二封装件之间的热接触垫的多个部分和密封环之间，并且第二模塑料包围第二组导电元件和第三组导电元件；以及将导电元件安装在衬底的与至少一个第二管芯相对的一侧。

附图说明