JP2018121043A - パッケージ構造およびその製造方法 - Google Patents
パッケージ構造およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018121043A JP2018121043A JP2017094097A JP2017094097A JP2018121043A JP 2018121043 A JP2018121043 A JP 2018121043A JP 2017094097 A JP2017094097 A JP 2017094097A JP 2017094097 A JP2017094097 A JP 2017094097A JP 2018121043 A JP2018121043 A JP 2018121043A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- chip
- substrate
- package structure
- adhesive layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/04105—Bonding areas formed on an encapsulation of the semiconductor or solid-state body, e.g. bonding areas on chip-scale packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/12105—Bump connectors formed on an encapsulation of the semiconductor or solid-state body, e.g. bumps on chip-scale packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73267—Layer and HDI connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
- H01L2224/9222—Sequential connecting processes
- H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
- H01L2224/92244—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a build-up interconnect
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15153—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device
- H01L2924/15155—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device the shape of the recess being other than a cuboid
- H01L2924/15156—Side view
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/156—Material
- H01L2924/157—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/156—Material
- H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
- H01L2924/15788—Glasses, e.g. amorphous oxides, nitrides or fluorides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
- H01L2924/1815—Shape
- H01L2924/1816—Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body
- H01L2924/18162—Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body of a chip with build-up interconnect
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
- H01L2924/3511—Warping
Abstract
【課題】本発明は、パッケージ構造およびその製造方法を提供する。【解決手段】このパッケージ構造は、基板、複数のチップ、接着層、再分配回路層、および複数の導電端子を含む。基板は、複数のキャビティを含み、キャビティの側壁は傾斜している。チップは、キャビティ内に配置される。接着層は、チップの側壁と、キャビティの側壁との間に配置される。再分配回路層は、基板およびチップ上に配置される。導電端子は、再分配回路層上に配置される。【選択図】図1E
Description
本発明は、概して、パッケージ構造およびその製造方法に関するものであり、特に、基板に埋め込まれたチップを有するパッケージ構造に関する。
近年、電子技術の急速な進歩やハイテク電子産業の順調な発展によって、より優れた機能を有し、よりユーザに優しい電子製品が絶え間なく出現しており、軽量で薄く、短くて小さいものへと進化してきた。電子製品は、通常、複数の半導体パッケージ構造を含む。一般的に、半導体パッケージ構造は、複数のチップを成形材料で封止することにより形成することができる。しかしながら、成形材料とチップとの間の材料の違いにより、半導体パッケージ構造の製造工程中に反りが生じ得る。従って、反りの問題を回避するための製造工程における開発が、当技術分野において重要な論点となってきた。
本発明は、製造工程中における反りの問題を軽減することができるパッケージ構造を提供することにより、パッケージ構造の信頼度を十分に強化しようとするものである。
本発明は、基板、複数のチップ、接着層、再分配回路層、および複数の導電端子を含むパッケージ構造を提供する。基板は、複数のキャビティを有しており、キャビティの側壁は、傾斜している。チップは、キャビティに配置される。接着層は、チップの側壁とキャビティの側壁との間に配置される。再分配回路層は、基板およびチップ上に配置される。また、導電端子は、再分配回路層上に配置される。
本発明の一実施形態において、各チップは、第1表面と、第1表面に対向する第2表面とを有しており、各チップの第1表面は、対応するキャビティの底面に直接的に接触している。
本発明の一実施形態において、接着層の表面と、チップの第2表面と、基板の表面とは、同一平面上にある。
本発明の一実施形態において、接着層は、更に、チップの第2表面を被覆する。
本発明の一実施形態において、再分配回路層は、複数のパターン形成誘電層と、パターン形成誘電層に埋め込まれた複数の金属層とを含み、基板に接触するパターン形成誘電層の材料は、接着層の材料と異なる。
本発明の一実施形態において、再分配回路層は、複数のパターン形成誘電層と、パターン形成誘電層に埋め込まれた複数の金属層とを含み、基板に接触するパターン形成誘電層の材料は、接着層の材料と同一である。
本発明の一実施形態において、基板に接触する接着層およびパターン形成誘電層は、一体的に形成される。
本発明の一実施形態において、キャビティは、基板を貫通する。
本発明の一実施形態において、接着層は、成形材料、接着剤、またはフォトレジストを含む。
本発明の一実施形態において、基板は、シリコン、ガラスまたは金属を含む。
本発明は、さらに、パッケージ構造の製造方法を提供する。この方法は、少なくとも次のステップを含む。先ず、基板を設ける。該基板は、第1表面と、第1表面に対向する第2表面とを有する。複数のキャビティを基板内に形成する。キャビティは、基板の第2表面から内方に突出しており、キャビティの内壁は、傾斜している。複数のチップをキャビティ内に配置する。各チップは、第1表面と、第1表面に対向する第2表面とを有する。各チップの第1表面は、対応するキャビティの底面に直接的に接触する。キャビティ内に接着層を形成して、チップを固定する。基板の第2表面およびチップの第2表面上に、再分配回路層を形成する。再分配回路層上に、複数の導電端子を形成する。
本発明の一実施形態において、キャビティ内に接着層を形成するステップは、少なくとも、次のステップを含む。硬化性材料層をチップの側壁とキャビティの側壁との間のギャップに充填する。硬化性材料層を硬化して、接着層を形成し、チップを固定する。
本発明の一実施形態において、再分配回路層を形成するステップは、少なくとも次のステップを含む。チップの第2表面、基板の第2表面、および接着層上に誘電体層を形成する。誘電体層をパターン化して、パターン形成誘電層を形成する。パターン形成誘電層に金属層を形成する。
本発明の一実施形態において、パターン形成誘電層の材料は、接着層の材料とは異なる。
本発明の一実施形態において、接着層を形成するステップは、少なくとも次のステップを含む。硬化性材料層をチップの側壁とキャビティの側壁との間のギャップ、並びに、基板の第2表面およびチップの第2表面上に充填する。硬化性材料層を硬化して、接着層を形成する。接着層は、第1部分および第2部分を含み、第1部分をキャビティ内に配置し、第2部分を基板の第2表面およびチップの第2表面上に配置する。
本発明の一実施形態において、接着層の第1部分および第2部分は、一体的に形成される。
本発明の一実施形態において、再分配回路層を形成するステップは、少なくとも次のステップを含む。接着層の第2部分をパターン化して、第1パターン形成誘導層を形成する。第1パターン形成誘導層に第1金属層を形成する。第1パターン形成誘電層および第1金属層上に誘電体層を形成する。誘電体層をパターン化して、第2パターン形成誘電層を形成する。第2パターン形成誘電層に第2金属層を形成する。
本発明の一実施形態において、この方法は、更に、チップの第1表面が曝露されるまで、基板の第1表面を研磨することを含む。
本発明の一実施形態において、接着層は、成形材料、接着剤、またはフォトレジストを含む。
本発明の一実施形態において、基板は、シリコン、ガラス、または金属を含む。
上述した態様で基板内に複数のキャビティを形成し、チップを収容する。チップの材料および基板の材料は類似しており、かつ、チップが基板内に埋め込まれているため、反りの問題を十分に軽減することができる。更に、キャビティの側壁が傾斜しているため、チップは、キャビティ内において自己整列が可能である。即ち、位置決め精度を更に高めることで、パッケージ構造の信頼性を確保することができる。
添付図面は、本発明を更に理解するためのものであり、本明細書の一部に組み込まれ、かつ、本明細書の一部を構成する。添付図面は、本発明の実施形態を示しており、明細書と併せて、本発明の原理を説明するのに資するものである。
本発明の一実施形態に係るパッケージ構造の製造方法を示す斜視断面図である。
同実施形態に係る製造方法を示す斜視断面図である。
同実施形態に係る製造方法を示す斜視断面図である。
同実施形態に係る製造方法を示す斜視断面図である。
同実施形態に係る製造方法を示す斜視断面図である。
本発明の他の実施形態に係るパッケージ構造の製造方法を示す斜視断面図である。
同実施形態に係る製造方法を示す斜視断面図である。
同実施形態に係る製造方法を示す斜視断面図である。
同実施形態に係る製造方法を示す斜視断面図である。
同実施形態に係る製造方法を示す斜視断面図である。
本発明の更に他の実施形態に係るパッケージ構造を示す斜視断面図である。
次に、本発明の現段階において好適と考えられる実施形態を詳細に記載する。本発明の実施例は、添付図面に示すとおりである。また、添付図面および明細書における同一または同等の部分は、同一の参照番号で表すものとする。
図1A〜図1Eは、本発明の一実施形態に係るパッケージ構造10の製造方法を示す斜視断面図である。図1Aを参照すると、先ず基板100を準備する。基板100は、第1表面100aと、第1表面100aに対向する第2表面100bとを有する。いくつかの実施形態において、基板100は、シリコン、ガラス、または金属から製造される。基板100の第2表面100bをエッチングして、複数のキャビティ100cを形成する。キャビティ100cは、第2表面100bから内方に突出している。いくつかの実施形態において、各キャビティ100cの底面BHは、ほぼ平坦である一方、各キャビティ100cの側壁SWHは、傾斜している。換言すると、各キャビティ100cの断面は、台形である。基板100をウェットエッチング法またはドライエッチング法によってエッチングすることができる。基板100をウェットエッチング法によってエッチングする場合、エッチング液は、例えば、塩化銅水溶液(CuCl2)、塩化鉄(FeCl3)、硝酸(HNO3)、酢酸(CH3COOH)、フッ化水素酸(HF)、水酸化カリウム(KOH)、エチレン・ジアミン・ピロカテコール(EDP)または水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)を含み得る。一方、基板100をドライエッチング法によってエッチングする場合、エッチング液は、エッチングガスとキャリアガスとの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態において、エッチングガスは、三フッ化窒素(NF3)ガス、六フッ化硫黄(SF6)ガス、四塩化炭素(CCl4)ガスまたはテトラフルオロメタン(CF4)を含み得る。キャリアガスは、水素(H2)ガス、アルゴン(Ar)ガス、ヘリウム(He)ガスまたはキセノン(Xe)ガス等の不活性ガスを含み得る。しかしながら、これらのエッチング液は、単なる例であり、本発明はそれらに限定されるものではない。他の従来から知られているエッチング液を適用して、キャビティ100cを形成することもできる。
図1Bを参照すると、キャビティ100c内には複数のチップ200が配置されている。チップ200は、チップの配置工程を通じて配置することができる。例えば、チップ200は、ピック・アンド・プレース法により対応するキャビティ100cに配置することができる。例えば、チップ200は、ASIC(特定用途向け集積回路)であり得る。いくつかの実施形態においては、チップ200を使用して、ロジックアプリケーションを実行することができる。しかしながら、本発明を限定するものと解釈すべきではない。他の好適な能動装置をチップ200として利用することもできる。チップ200の材料は、基板100の材料と類似している。例えば、チップ200は、材料の1つとしてシリコンを含むことができる。各チップ200は、第1表面200aと、第1表面200aに対向する第2表面200bとを有する。第2表面200bが上方に面するように、チップ200は、キャビティ100c内に配置される。各チップ200は、後の工程において、他の電気部品との電気接続のために、第2表面200b上に形成される複数の導電コネクタ200cも含む。導電コネクタ200cは、導電パッド(例えば、アルミニウムパッドや銅パッド等)、導体柱(例えば、はんだ柱、金柱、銅柱等)、導電バンプ(例えば、リフローはんだバンプ、金バンプ、銅バンプ等)、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。導電コネクタ200cは、チップ200の第2表面200b上に形成されるため、チップ200の第2表面200bは、チップ200の活性表面と称される場合もあることを留意すべきである。上述したように、キャビティ100cの側壁SWHは、傾斜している。従って、載置機構の精度が正確でなく、チップ200が対応するキャビティ100cと完全に整列していない場合、チップ200は、キャビティ100cの傾斜している側壁SWHの助けを借りて、対応するキャビティ100c内に摺動することが可能である。換言すると、傾斜している側壁SWHによって、チップ200は、自己整列可能となる。
いくつかの実施形態において、各キャビティ100cの底面BHの寸法(例えば、長さおよび幅)は、対応するチップ200の第1表面200aの寸法とほぼ同一である。換言すると、チップ200がキャビティ100cに予め固定されるように、各チップ200の第1表面200aは、対応するキャビティ100cの底面BHに直接的に接触している。図1Bに示すように、キャビティ100cの傾斜している側壁SWHと、チップ200の垂直な側壁SWCとの間に複数のギャップを配置する。
図1Cを参照すると、接着層300をキャビティ100cに形成して、チップ200を更に固定する。いくつかの実施形態において、硬化性材料層(図示せず)は、キャビティ100cの側壁SWHと、チップ200の側壁SWCとの間のギャップG内に充填される。硬化性材料層は、成形材料、接着剤、またはフォトレジストを含んでもよい。例えば、硬化性材料層は、エポキシやポリイミド等の材料を含むことができる。硬化性材料層の材料は、その材料が熱や光等の刺激によって硬化可能である限り、限定されない。続いて、硬化性材料層は、レーザ照射や熱エネルギを通じて硬化され、接着層300を形成する。いくつかの実施形態において、硬化性材料層は、キャビティ100c内に位置するギャップG内にのみ充填されるため、接着層300は、キャビティ100cにのみ形成されて、キャビティの側壁SWHおよびチップ200の側壁SWCを被覆する。図1Cに示すように、接着層300の断面は、直角三角形状であるが、本発明はそれに限定されない。次の実施形態に示すように、硬化性材料層は、キャビティ100cの外側に形成されてもよく、詳細は後述する。接着層300は、キャビティ100c内にのみ配置されるため、接着層300の表面300a、基板100の第2表面100b、およびチップ200の第2表面200bは、実質的に、相互に同一平面上にある。
図1Dを参照すると、基板100、チップ200および接着層300上には、再分配回路層400および複数の導電端子500が順次に形成される。いくつかの実施形態において、再分配回路層400は、第1パターン形成誘電層400aと、複数の第2パターン形成誘電層400cと、第1パターン形成誘電層400aに埋め込まれた第1金属層400bと、第2パターン形成誘電層400cに埋め込まれた複数の第2金属層400dとを含む。具体的には、誘電体層(図示せず)は、基板100の第2表面100b、チップ200の第2表面200b、および接着層300の表面300a上に形成される。誘電体層は、ケイ素酸化物、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機誘電材料を含んでもよい。
続いて、誘電体層をパターン化して、第1パターン形成誘電層400aを形成する。誘電体層は、例えば、フォトリソグラフィおよびエッチング処理によりパターン化することができる。第1パターン形成誘電層400aは、基板100と接触している。第1パターン形成誘電層400aは、チップ200の導電コネクタ200cに対応する複数の開口部を含む。換言すると、第1パターン形成誘電層400aは、チップ200の導電コネクタ200cを曝露する。その後、第1金属層400bが第1パターン形成誘電層400a上に形成される。第1金属層400bは、第1パターン形成誘電層400aの開口部内に延在して、チップ200の導電コネクタ200cと電気接続する。第1金属層400bは、めっき方法によって形成することができる。めっき方法は、例えば、電解めっき、無電解めっき、浸漬めっき等である。第1金属層400bの材料は、銅、アルミニウム、金、銀、はんだ、またはそれらの組み合わせを含む。
いくつかの実施形態においては、上述したステップを複数回実施して複数層の再分配回路層400を取得する。即ち、上述したステップを繰り返して、第1パターン形成誘電層400aおよび第1金属層400b上に複数の第2パターン形成誘電層400cおよび複数の金属層400dを形成する。いくつかの実施形態において、第1パターン形成誘電層400aは、接着層300とは異なる工程によって形成することができる。第1パターン形成誘電層400aの材料は、接着層300の材料とは異なってもよい。最上側の第2金属層400dは、複数のパッドを含むことを留意すべきである。いくつかの実施形態において、これらのパッドは、ボールマウント用アンダボール冶金(UBM)パターン400eと称される。
導電端子500は、UBMパターン400e上に配置される。いくつかの実施形態において、導電端子500は、はんだボールである。導電端子500は、ボール配置プロセスまたは別の好適なプロセスを通じて、UBMパターン400e上に形成することができる。続いて、はんだ付けプロセスおよびリフロープロセスを実施して、導電端子500とUBMパターン400eとの間の接着性を高める。
図1Eを参照すると、図1Dに示す構造は、上下反転してパッケージ構造10を形成している。図1Eに示すように、複数のキャビティ100cは、チップ200を収容するように基板100に形成される。チップ200の材料および基板100の材料は類似しており、かつ、チップ200は、基板100に埋め込まれているため、反りの問題は十分に軽減される。更に、キャビティ100cの側壁SWHが傾斜しているため、チップ200は、キャビティ100cにおいて自己整列可能となる。即ち、位置決め精度を更に高めることで、パッケージ構造10の信頼性を確保することができる。
図2A〜図2Eは、本発明の他の実施形態によるパッケージ構造20の製造方法を示す斜視断面図である。図2A〜図2Eの実施形態は、図1A〜図1Eの実施形態に類似しているため、同等の構成要素は、同一の参照番号によって表す。図1A〜図1Eの実施形態と図2A〜図2Eの実施形態との間の違いとして、図2A〜図2Eの実施形態において、接着層300は、チップ200の第2表面200bおよび基板100の第2表面100bを被覆するように形成される点が挙げられる。具体的には、図2A〜図2Bに示すステップは、図1A〜図1Bに示す工程に類似しているため、詳細な説明は省略する。図2Cを参照すると、接着層300´は、キャビティ100c並びにチップ200の第2表面200bおよび基板100の第2表面100b上に形成される。換言すると、接着層300´は、活性表面およびチップ200の導電コネクタ200cを被覆する。接着層300´は、第1部分302および第2部分203を含む。第1部分302は、キャビティ100cに配置され、第2部分304は、基板100の第2表面100bおよびチップ200の第2表面200b上に配置される。接着層300´の第1部分302および第2部分304は、一体的に形成される。
図2Dを参照すると、再分配回路層400および複数の導電端子500は、基板100、チップ200、および接着層300´の第1部分302上に順次に形成される。いくつかの実施形態において、再分配回路層400は、第1パターン形成誘電層400aと、複数の第2パターン形成誘電層400cと、第1パターン形成誘電層400aに埋め込まれた第1金属層400bと、第2パターン形成誘電層400cに埋め込まれた複数の第2金属層400dとを含む。接着層300´の第2部分304は、断熱材または誘電材料から製造されるため、第2部分304は、再分配回路層400の最低のパターン形成誘電層(第1パターン形成誘電層400a)として利用することができる。具体的には、接着層300´の第2部分304をパターン化して、パターン形成誘電層400aを形成する。接着層300´の第2部分304は、例えば、フォトリソグラフィおよびエッチング処理を通じてパターン化することができる。第1パターン形成誘電層400aは、基板100と接触している。第1パターン形成誘電層400aは、チップ200の導電端子200cに対応する複数の開口部を含む。換言すると、第1パターン形成誘電層400aは、チップ200の導電コネクタ200cを曝露する。その後、第1金属層400bが第1パターン形成誘電層400a上に形成される。第1金属層400bは、第1パターン形成誘電層400aの開口部内に延在して、チップ200の導電コネクタ200cと電気接続する。第1金属層400bは、めっき方法によって形成することができる。めっき方法は、例えば、電解めっき、無電解めっき、浸漬めっき等である。第1金属層400bの材料は、銅、アルミニウム、金、銀、はんだ、またはそれらの組み合わせを含む。
その後、誘電体層(図示せず)は、いくつかの実施形態において、第1パターン形成誘電層400aおよび第1金属層400b上に形成される。誘電体層は、ケイ素酸化物、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機誘電材料を含んでもよい。続いて、接着層300´の第2部分304と同様の方法で、誘電体層をパターン化して、第2パターン形成誘電層400cを形成する。その後、第2金属層400dは、第1金属層400bと同様に、第2パターン形成誘電層400b上および第2パターン形成誘電層400b内に形成される。いくつかの実施形態において、上述したステップを複数回実施して、複数層の再分配回路層400を取得する。即ち、上述したステップを繰り返して、複数の第2パターン形成誘電層400c並びに第1パターン形成誘電層400aおよび第1金属層400b上に複数の第2金属層400dを形成する。第1パターン成形誘電層400aは、接着層300´の第2部分304をパターン化することによって取得されるため、第1パターン形成誘電層400aおよび接着層300´の第1部分は、一体的に形成される。即ち、第1パターン形成誘電層400aの材料は、接着層300´の材料と同一である。最上側の第2金属層400dは、複数のパッドを含むことに留意すべきである。いくつかの実施形態において、これらのパッドは、ボールマウント用アンダボール冶金(UBM)パターン400eと称される。
導電端子500は、UBMパターン400e上に配置される。手順は、図1Dに関連して記載した手順と同様であるため、本明細書において詳細な説明は省くこととする。
図2Eを参照すると、図2Dに示す構造は、上下反転してパッケージ構造20を形成している。図2Eに示すように、複数のキャビティ100cは、チップ200を収容するように基板100に形成される。チップ200の材料および基板100の材料は類似しており、かつ、チップ200は、基板100に埋め込まれているため、反りの問題は十分に軽減される。更に、キャビティ100cの側壁SWHが傾斜しているため、チップ200は、キャビティ100cにおいて自己整列可能となる。即ち、位置決め精度を更に高めることで、パッケージ構造20の信頼性を確保することができる。更に、接着層300´を再分配回路層400の最低のパターン形成誘電層として利用することができる。従って、接着層300´は、チップ200の固定力を強化するだけでなく、製造プロセスを簡素化する。従って、パッケージ構造20の費用および複雑性を更に低減することができる。
図3は、本発明の更に他の実施形態に係るパッケージ構造30の斜視断面図である。図3の実施形態は、図1A〜図1Eの実施形態と類似しているため、同等の構成要素は同一の参照番号で表す。図3の実施形態と、図1A〜図1Eの実施形態との違いは、図1Eに示す構造の完成後に、更に、基板100の第1表面100a上を研磨するステップが実施されることにより、パッケージ構造30を取得する点にある。研磨ステップは、機械研磨、化学的機械研磨(CMP)、またはエッチング等の技術によって実施することができる。基板100の第1表面100aは、チップ200の第1表面200aが曝露されて、パッケージ構造30の厚みが更に減少するまで研磨される。図3に示すように、チップ200の第1表面200aが曝露されるため、キャビティ100cは、基板100を貫通する。
図3に示すように、複数のキャビティ100cは、基板100内に形成されて、チップ200を収容する。チップ200の材料および基板100の材料は、類似しており、かつ、基板100に埋め込まれているため、反りの問題は、十分に軽減される。更に、キャビティ100cの側壁SWHは傾斜しているため、チップ200は、キャビティ100cにおいて自己整列可能となる。即ち、位置決め精度を更に高めることで、パッケージ構造30の信頼性を確保することができる。更に、基板100の第1表面100aは研磨されるため、パッケージ構造30の全体的な厚みは、更に減少することにより、より小さなパッケージ構造を取得することができる。
本発明の精神または技術的範囲から逸脱することなく、本発明の構造に多様な修正および変更を加え得ることは、言うまでもない。前述した開示を考慮すると、本発明は、添付の特許請求の範囲およびその均等範囲に該当する全ての修正形態および変更形態も包含することを意図するものである。
本発明は、半導体パッケージ構造およびその製造方法を提供する。半導体パッケージ構造は、電子製品において利用することができる。半導体パッケージ構造の反りの問題を十分に軽減することができ、チップは、キャビティ内において自己整列可能となる。従って、半導体パッケージ構造の製造プロセス中の位置決め精度を更に高めることで、半導体パッケージ構造および半導体パッケージ構造を有する電子装置の信頼性を確保することができる。
10,20,30 パッケージ構造
100 基板
100a 第1表面
100b 第2表面
100c キャビティ
200 チップ
200a 第1表面
200b 第2表面
200c 導電コネクタ
300,300´ 接着層
300a 表面
302 第1部分
304 第2部分
400 再分配回路層
400a 第1パターン形成誘電層
400b 第1金属層
400c 第2パターン形成誘電層s
400d 第2金属層
400e アンダボール冶金パターン
500 導電端子
G ギャップ
BH 底面
SWH,SWC 側壁
100 基板
100a 第1表面
100b 第2表面
100c キャビティ
200 チップ
200a 第1表面
200b 第2表面
200c 導電コネクタ
300,300´ 接着層
300a 表面
302 第1部分
304 第2部分
400 再分配回路層
400a 第1パターン形成誘電層
400b 第1金属層
400c 第2パターン形成誘電層s
400d 第2金属層
400e アンダボール冶金パターン
500 導電端子
G ギャップ
BH 底面
SWH,SWC 側壁
Claims (20)
- パッケージ構造であって、
・複数のキャビティを有し、前記キャビティの側壁は傾斜している基板と、
・前記キャビティ内に配置される複数のチップと、
・前記チップの側壁と前記キャビティの側壁との間に配置される接着層と、
・前記基板および前記チップ上の再分配回路層と、
・前記再分配回路層上の複数の導電端子と、
を備えるパッケージ構造。 - 請求項1に記載のパッケージ構造であって、各チップは、第1表面と、前記第1表面に対向する第2表面とを有し、各チップの前記第1表面は、対応するキャビティの底面と直接的に接触するパッケージ構造。
- 請求項2に記載のパッケージ構造であって、前記接着層の表面、前記チップの第2表面、および前記基板の表面は、同一平面上にあるパッケージ構造。
- 請求項2に記載のパッケージ構造であって、前記接着層は、更に、前記チップの第2表面を被覆するパッケージ構造。
- 請求項1に記載のパッケージ構造であって、前記再分配回路層は、複数のパターン形成誘電層と、前記パターン形成誘電層に埋め込まれた複数の金属層とを備え、前記基板と接触する前記パターン形成誘電層の材料は、前記接着層の材料と異なるパッケージ構造。
- 請求項1に記載のパッケージ構造であって、前記再分配回路層は、複数のパターン形成誘電層と、前記パターン形成誘電層に埋め込まれた複数の金属層とを備え、前記基板に接触する前記パターン形成誘電層の材料は、前記接着層の材料と同一であるパッケージ構造。
- 請求項6に記載のパッケージ構造であって、前記基板と接触する前記接着層および前記パターン形成誘電層は、一体的に形成されるパッケージ構造。
- 請求項1に記載のパッケージ構造であって、前記キャビティは、前記基板を貫通するパッケージ構造。
- 請求項1に記載のパッケージ構造であって、前記接着層は、成形材料、接着剤、またはフォトレジストを備えるパッケージ構造。
- 請求項1に記載のパッケージ構造であって、前記基板は、シリコン、ガラス、または金属を備えるパッケージ構造。
- パッケージ構造の製造方法であって、
・第1表面と、前記第1表面に対向する第2表面とを有する基板を設けるステップと、
・前記基板の第2表面から内方に突出し、かつ、側壁が傾斜している複数のキャビティを前記基板内に形成するステップと、
・第1表面と、前記第1表面に対向する第2表面とを有し、前記第1表面は、対応するキャビティの底面と直接的に接触している各チップからなる複数のチップを前記キャビティに配置するステップと、
・前記キャビティに接着層を形成して前記チップを固定するステップと、
・前記基板の第2表面および前記チップの第2表面上に再分配回路層を形成するステップと、
・前記再分配回路層上に複数の導電端子を形成するステップと、
を含む方法。 - 請求項11に記載の方法であって、前記キャビティ内に前記接着層を形成するステップは、
・硬化性材料層を前記チップの側壁と前記キャビティの側壁との間のギャップに充填するステップと、
・前記硬化性材料層を硬化して、前記接着層を形成し、前記チップを固定するステップと、
を含む方法。 - 請求項12に記載の方法であって、前記再分配回路層を形成するステップは、
・前記チップの第2表面、前記基板の第2表面、および前記接着層上に誘電体層を形成するステップと、
・前記誘電体層をパターン化して、パターン形成誘電層を形成するステップと、
・前記パターン形成誘電層に金属層を形成するステップと、
を含む方法。 - 請求項13に記載の方法であって、前記パターン形成誘電層の材料は、前記接着層の材料とは異なる方法。
- 請求項11に記載の方法であって、前記接着層を形成するステップは、
・硬化性材料層を前記チップの側壁と前記キャビティの側壁との間のギャップ、並びに、前記基板の第2表面および前記チップの第2表面上に充填するステップと、
・前記硬化性材料層を硬化して、前記接着層を形成するステップと、
を含み、
前記接着層は、第1部分および第2部分を備え、前記第1部分を前記キャビティ内に配置し、前記第2部分を前記基板の第2表面および前記チップの第2表面上に配置する方法。 - 請求項15に記載の方法であって、前記接着層の第1部分および第2部分を、一体的に形成する方法。
- 請求項15に記載の方法であって、前記再分配回路層を形成するステップは、
・前記接着層の第2部分をパターン化して、第1パターン形成誘導層を形成するステップと、
・前記第1パターン形成誘導層に第1金属層を形成するステップと、
・前記第1パターン形成誘電層および前記第1金属層上に誘電体層を形成するステップと、
・前記誘電体層をパターン化して、第2パターン形成誘電層を形成するステップと、
・前記第2パターン形成誘電層に第2金属層を形成するステップと、
を含む方法。 - 請求項11に記載の方法であって、更に、前記チップの第1表面が曝露されるまで、前記基板の第1表面を研磨することを含む方法。
- 請求項11に記載の方法であって、前記接着層は、成形材料、接着剤、またはフォトレジストを含む方法。
- 請求項11に記載の方法であって、前記基板は、シリコン、ガラス、または金属を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201715414565A | 2017-01-24 | 2017-01-24 | |
US15/414,565 | 2017-01-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018121043A true JP2018121043A (ja) | 2018-08-02 |
Family
ID=63044438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017094097A Pending JP2018121043A (ja) | 2017-01-24 | 2017-05-10 | パッケージ構造およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018121043A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020004381A1 (ja) | 2018-06-26 | 2020-01-02 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 分離膜モジュール |
CN111640677A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-09-08 | 浙江集迈科微电子有限公司 | 一种凹槽内芯片放置方法 |
WO2020180515A1 (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | Corning Incorporated | Glass carrier for die-up fan-out packaging and methods for making the same |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02229454A (ja) * | 1989-03-02 | 1990-09-12 | Nippon Soken Inc | 半導体装置 |
JP2012129318A (ja) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Fujikura Ltd | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP2013106033A (ja) * | 2011-11-10 | 2013-05-30 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 半導体パッケージ及びその製造方法 |
JP2016201565A (ja) * | 2010-07-23 | 2016-12-01 | テッセラ,インコーポレイテッド | 超小型電子ユニット |
-
2017
- 2017-05-10 JP JP2017094097A patent/JP2018121043A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02229454A (ja) * | 1989-03-02 | 1990-09-12 | Nippon Soken Inc | 半導体装置 |
JP2016201565A (ja) * | 2010-07-23 | 2016-12-01 | テッセラ,インコーポレイテッド | 超小型電子ユニット |
JP2012129318A (ja) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Fujikura Ltd | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP2013106033A (ja) * | 2011-11-10 | 2013-05-30 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 半導体パッケージ及びその製造方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020004381A1 (ja) | 2018-06-26 | 2020-01-02 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 分離膜モジュール |
WO2020180515A1 (en) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | Corning Incorporated | Glass carrier for die-up fan-out packaging and methods for making the same |
CN111640677A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-09-08 | 浙江集迈科微电子有限公司 | 一种凹槽内芯片放置方法 |
CN111640677B (zh) * | 2020-03-02 | 2022-04-26 | 浙江集迈科微电子有限公司 | 一种凹槽内芯片放置方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9385056B2 (en) | Packaging substrate having embedded interposer and fabrication method thereof | |
JP4992158B2 (ja) | 3次元アルミニウムパッケージモジュール及びその製造方法 | |
JP4609317B2 (ja) | 回路基板 | |
US8531009B2 (en) | Package structure of three-dimensional stacking dice and method for manufacturing the same | |
TWI607495B (zh) | 半導體元件結構及其形成方法 | |
JP2007110117A (ja) | イメージセンサのウエハレベルチップスケールパッケージ及びその製造方法 | |
KR101708535B1 (ko) | 집적 회로 장치 및 그 제조방법 | |
JP2010103467A (ja) | 半導体パッケージ及びその製造方法 | |
JP2018121043A (ja) | パッケージ構造およびその製造方法 | |
TW201417196A (zh) | 晶片封裝基板和結構及其製作方法 | |
JP2010087229A (ja) | 半導体モジュール、半導体モジュールの製造方法および携帯機器 | |
JP2009164607A (ja) | ボンディングパッド構造物及びその製造方法、並びにボンディングパッド構造物を有する半導体パッケージ | |
JP2011119481A5 (ja) | ||
JP2005123325A (ja) | 半導体装置、回路基板、及び電子機器 | |
US8786108B2 (en) | Package structure | |
US9373526B2 (en) | Chip package and method for forming the same | |
JP2008198805A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3575324B2 (ja) | 半導体装置、半導体装置の製造方法及び半導体装置の実装方法 | |
JP2009253267A (ja) | ハンダボール接合用治具及びこれを用いた半導体装置の製造方法 | |
US20130292832A1 (en) | Semiconductor package and fabrication method thereof | |
JP2011018672A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
KR101579434B1 (ko) | 반도체 패키지 제조 방법 | |
US11792922B2 (en) | Electronic circuit assembly and method for manufacturing thereof | |
KR101088295B1 (ko) | 반도체 패키지의 솔더볼 형성 방법 | |
KR101326534B1 (ko) | 플립 칩 패키지 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20181002 |