[发明专利]重组晶圆级微电子封装

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是申请号为13/563085、申请日为2012年7月31日的美国专利申请的继续申请，其公开的内容以引用的方式纳入本文。

背景技术

本申请的主题涉及微电子封装和包含微电子封装的组件。

半导体芯片一般设置为单独的、预封装的单元。标准芯片具有扁平的、长方形主体，其较大的正面上具有与芯片内部电路连接的触点。典型地，每个单独的芯片都包含在具有外部端子的封装内，外部端子再与如印刷电路板等的电路板电连接，并使芯片的触点与电路板的导体连接。在许多常规设计中，芯片封装在电路板上占据的面积比芯片自身面积大得多。在本发明中，当提到具有正面的扁平芯片时，所说的“芯片面积”应当理解为指的是正面的面积。

微电子封装可在晶圆级制造；也就是说，在芯片或裸片仍以晶圆形式时，制造封装外壳、端子及构造封装的其他特征。在晶圆内已形成裸片后，经过一系列的附加工艺步骤，以形成晶圆上的封装结构，然后切割晶圆，以释放出单个的封装裸片。晶圆级工艺可为优选的制造方法，因为其不仅可节约成本，而且由于每个裸片封装的安装位（footprint）可制成为与芯片自身的大小相同或接近相同，使将与封装裸片附接的印刷电路板上的面积可以非常有效地利用。以这种方式封装的裸片一般称为晶圆级芯片规格封装或晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）。

为节约安装封装裸片的基板上的附加空间，多个芯片可通过竖直堆叠而组合至单个封装内。典型地，堆叠内的每个裸片必须设置有与堆叠内其他的一个或多个裸片、或与安装堆叠的基板，或与二者都电连接的电连接机制。这样使竖直堆叠的多裸片封装占据的基板面积小于封装内所有芯片加在一起的总面积。但是，因为用于所有多个芯片的线路均沿封装的同一表面生成，这种布置需要使芯片至少有些偏离，以提供用于与上层芯片的触点电连接的通道。这样也会导致线路复杂化，且同一封装的不同芯片之间的外部连接逻辑电路需要不同路径。

根据以上所述，在多芯片微电子封装内，特别是在包括彼此之间互连或与其他封装互连的这种封装的组件内，可进行一些改进，以改善其电性能。

发明内容

本发明的一个方面涉及微电子封装。微电子封装包括第一封装微电子元件和第二封装微电子元件，每个都包括半导体裸片，半导体裸片具有沿第一横向方向和第二横向方向延伸的正面、在正面上的复数个触点、背对正面的背面、在正面与背面之间延伸的边缘表面。封装剂至少与半导体裸片的边缘表面接触，并从边缘表面沿至少一个横向方向延伸。导电元件从半导体裸片的触点延伸，并且在正面上沿至少一个横向方向延伸至覆盖封装剂的位置。第一微电子元件和第二微电子元件相互固定在一起，使得第一半导体裸片和第二半导体裸片中的一个的正面或背面中的一个面定位为朝向并邻近第一半导体裸片和第二半导体裸片中的另一个的正面或背面中的一个面。第一微电子元件和第二微电子元件的封装剂限定各自的朝外相对面（outwardly opposite surfaces）。封装进一步包括，穿过第一微电子元件和第二微电子元件的封装剂延伸的复数个导电互连件。至少一些导电互连件与第一微电子元件和第二微电子元件中的至少一个半导体裸片通过导电元件电连接。导电互连件在朝外相对面上暴露。

在一个示例中，第一微电子元件和第二微电子元件可相互固定在一起，使得第一半导体裸片和第二半导体裸片的正面彼此面对。在另一布置中，第一微电子元件和第二微电子元件可相互固定在一起，使得第二半导体裸片的正面面对第一半导体裸片的背面。在又一示例中，第一微电子元件和第二微电子元件可相互固定在一起，使得第一半导体裸片和第二半导体裸片的背面彼此面对。

至少一个微电子元件可设置为，使得封装剂的主表面与对应半导体裸片的正面共面。类似地，至少一个微电子元件可设置为，使得封装剂的第二主表面与对应半导体裸片的背面共面。

导电互连件可包括在封装剂的朝外相对面之间延伸、且与对应的导电元件相交的激光蚀刻的开口，开口至少部分地由导电金属填充。第一导电互连件可通过对应导电元件与第一半导体裸片电连接，且第二导电互连件可通过对应导电元件与第二半导体裸片电连接。在特定示例中，第一导电互连件的数量可与第二导电互连件的数量相等。此外，所有的导电互连件可都为第一导电互连件或第二导电互连件。