TWI380432B - Package-on-package device, semiconductor package and method for manufacturing the same - Google Patents

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Description

1380432 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種堆疊式多封裝構造裝置，更 關於-種堆疊式多封裝構造裝置之半導體封裝構造，其包 含至；一銲線及凸塊乃藉由同一打線步驟所形成。 【先前技術】 目前，堆疊式多封裝構造（Package on Paekage ; pQp) 裝置主要是指將一半導體封裝構造配置於另一半導體封裝 構造上，其基本目的是要增加密度以在每單位空間中產生 更大的功能性，以及更好的區域性效能，因此可降低整個 堆疊式多封裝構造裝置之總面積，同時也降低其成本。 參考第1圖，美國專利第7，101，731號，標題為“具有 倒置封装構造堆疊在覆晶球格陣列封裝構造之半導體多封 裝構造模組（Semiconductor multi-package m〇duU having inverted second package stacked over die-up flip-chip ball grid an*ay(BGA) package)” ，其先前技術揭示習知第一種 堆疊式多封裝構造裝置50之結構，亦即兩個...堆疊的多封裝 構造模組（Multi-Package Module ; MPM)，並藉由焊球 28 相互電性連接。在該堆疊式多封裝構造裝置5〇中，第一封 裝構造為“上’’封裝構造20,且第二封裝構造為“下，，封 裝構造10。該上封裝構造20堆疊在該下封裝構造i 〇上。 該上封裝構造20包含一晶片24，其固定於讓基板22上。 該上封裝構造20之基板22具有上金屬層及下金屬層，其 可被圖案化以提供適當的電路，並藉由鍍通孔相互電性連 • 01319-TW/ASE2065 5 1380432 接》亥曰曰片24藉由黏膠23，諸如環氧樹脂而固定於該基 板22之上表面。該下封裝構造包含一晶片14,其固定 於該基板12上。該下封梦播.皮1Λ ^ 為卜对裝構造10之基板丨2亦具有上金屬 層及下金屬層’其可被圖案化以提供適當的電路，並藉由 鍵通孔相互電性連接。該晶片14藉由㈣13，諸如環氧 樹脂而固定於該基板12之上表面。 在該上封裝構造20及該下封裝構造1〇中，該晶片24、 14之接墊25、15分別藉由銲線26、16而打線接合於該基 板22、U之上表面的位置，以建立電性連接。該晶片I 14及該銲線26、16分別藉由上封膠化合物(―呂 comp_d)27及下封膠化合物17而被包覆。複數個焊球μ 固疋於位在該基板22之下表面邊緣的銲墊上，以電性連接 於該下封裝構造Η)。複數個焊球18以於位在該基板η 之下表面的鲜塾上’以電性連接於-外部電路板（圖未示）。 由於該焊球28迴銲於位在該上封裝構造20之基板22 之下表面邊緣的銲墊上’且該焊球28貼附於位在該下封裝 構造10之基板圭；' 土版12之上表面邊緣的銲墊上，因此該堆聂 多封裝構造裝置之該上封裝構造2G及該 ς 10的相互連接將可達成。 衣稱k 然而’在此-結構下，該域I構造2G及該 Ϊ10之間的㈣^、至少大於該下封裝構造H)之包= 度。因此，該焊球28 ☆須具有足夠大的直徑，： U被迴料，料球28與訂封裝構造iq之銲 良好的接觸。換言之’該谭球28之直 於 = 01319-TW/ASE2065 6 1380432 構這10之包覆同度。較大的球直徑（ball diameter)可支配 較大的球與球之間的球距（baU pitch)，該球距將會限制在 該上封裝構造20及該下封裝構造1〇之間可利用空間 球數。 、 參考第2圖，目前已發展第二種習知堆疊式多封裝構造 裝置150之結構。該堆疊式多封裝構造裝置15〇包含一上 .封裝構造12〇與-下封裝構& 11G。該第二種f知堆疊式 鲁夕封裝構造裝置150大體上類似於該第一種習知堆疊式多 •封裝構造裂置150,類似元件標示類似的標號。兩者之不 同處是在於該第二種習知堆疊式多封裝構造裝置150之上 封裝構造120包含複數個焊球128，配置該基板122之下 表面的銲墊上，以電性連接於該下封裝構造11〇之晶片HA 的，墊115。該接塾115和絕緣層119兩者統稱為線路層， /員藉由一種重新分配層（Redistributi〇n ； rdl)的微影 蝕刻製程而形成。 ~ • 該上封裝構造I20之焊球128插入該下封裝構造11〇 中，該焊球丨28具有一插入深度p該下封膠化合物ιΐ7 •與該接塾115之間具有一高度差t，而該_ 128與該㈣ 115之間具有-間距u。為了使該焊球128電性連接於該接 墊115,則該焊球128之插入深度3必須大於該下封膠^人 物U7與該接替115之間的高度差t，以避免該焊球128^ 該接墊115之間的間距u大於零。 然而，若該焊球丨28之插入深度須被減小，則該下封膠 化合物Π7與該接墊U5之間的高度差t亦須減小如^ 01319-TW/ASE2065 1380432 » · 將會降低該銲線11 6之打線高度，進而造成該下封裝構造 110之製造困難。 參考第3圖，美國專利第6,218,728號，標題為“模造 球格陣列式半導體裝置及其製造方法（M〇ld_BGA_type v Semiconductor Device and Method for Making The Same)” ，揭示一種半導體裝置200，其包含一晶片2〇1。 該晶片201包含一接墊202’其配置於該晶片201之表面。 φ 一聚亞醯胺層（P〇lyimide)203形成於該晶片201之表面，一
• 導電層2〇4形成於該聚亞醯胺層203之表面。一第—金屬 細線205 A是打線連接於該接墊202與該導電層204之間。 一第二金屬細線205B是打線連接於該導電層2〇4。一絕緣 树脂207形成於該晶片201之表面，用以覆蓋該導電層 2〇4、該第一金屬細線205A及該第二金屬細線2〇5B。該絕 緣樹脂207包含一開孔，用以裸露出該第二金屬細線2〇5B 之一部分。一烊球206固定於該開孔内，並連接於該第二 金屬細線205B之該部分》
然而，該第一金屬細線205A及該第二金屬細線2〇5 B * 乃藉由兩次打線步驟所形成，如此將增加該半導體裝置2〇〇 之製程時間。再者，該第二金屬細線205B為線狀，其與該 焊球206的接觸面積較小’如此將降低接合效果。 因此，便有而要七供一種堆疊式多封裝構造裝置，能夠 解決前述的問題。 【發明内容】 本發明之一目的在於提供一種堆疊式多封裝構造裝置 01319-TW/ASE2065 1380432 之半導體封裝構造，其包含至少一銲線及凸塊乃藉由同一 打線步驟所形成，如此將不會增加該堆疊式多封裝構造裝 置之製程時間。 、 為達上述目的，本發明提供一種堆疊式多封裝 置，包含一第一封農構造及一第二封裝構造。該第一封^ 構造包含一第一基板、一晶片組、複數條第一銲線、至少 一凸塊及一第一封膠化合物。該第一基板具有一上表面及 一下表面，該下表面相對於該上表面。該晶片組包含一第 一晶片，其固定於該第-基板之上以，並具有複數個接 墊。該些第一銲線是用以將該第一晶片之該些接墊電性連 接至該第-基板之上表面。該凸塊配置於該㈣與該鲜線 的連接處。該第一封膠化合物是用以包覆該晶片及該些銲 線，亚包含至少一開口，用以裸露出該凸塊。該第二封裝 構造堆疊在該第-封裝構造上，i包含—第二基板及至^ -焊球。’亥第二基板具有一上表面及一下表面，該下表面 相對於該上表面》該焊球固定於該第二基板之下表面，貼 附於位在該第一封膠化合物之開口内，且連接於該凸塊。 根據本發明之堆疊式多封裝構造裴置，該上封裝構造及 該下封裝構造之間的距離必然大於該下封裝構造之包覆高 度因此忒上封裝構造之焊球的直徑及球距不會被限制。 若。玄4球之插人深度須被減小，則不須降低該銲線之打線 高度’進而不會造成該下封裝構造之製造困難。再者，本 發明，堆疊式多封裝構造裝置之下封裝構造包含至少一銲 線及该凸塊乃藉由同一打線步驟所形成，如此將不會增加 該堆疊式多封裝構造裝置之製程時間。 01319-TW/ASE2065 1380432 為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。 【實施方式】 參考第4圖，其顯示本發明之第一實施例之堆疊式多封 '裝構造裝置（P〇P)3〇〇。該堆疊式多封裝構造裝置3〇〇包含 . 下封裝構造31 0(為第一半導體封裝構造）與一上封裝構 造320(為第二半導體封裝構造）。.該上封裝構造32〇堆疊在 φ 該下封裝構造310上。該上封裝構造320包含一晶片324， .其固定於該基板322之上表面342。該上封裝構造32〇之 基板3 22具有上金屬層及下金屬㉟，其可被圖案化以提供 適當的電路，並藉由鍍通孔相互電性連接。該晶片324藉 由黏膠323，諸如環氧樹脂而固定於該基板322之上表面 342 ° 該下封裝構造310包含一晶片314,其固定於該基板3 12 之上表面346。該下封裝構造31〇之基板312亦具有上金 φ 屬層及下金屬層，其可被圖案化以提供適當的電路，並藉 由鍍通孔相互電性連接。該晶片3 14藉由黏膠3 13，諸如 -環氧樹脂而固定於該基板312之上表面346。 - 參考第5圖，在另一實施例中，該堆疊式多封裝構造裝 置300’之下封裝構造3 1〇,包含一晶片組，該晶片組包含兩 晶片314a、314b。該兩晶片314a、314b平行固定於該基板 312之上表面346。 參考第6圖，在又一實施例中，該堆疊式多封裝構造裝 置300’’之下封裴構造31〇，，包含一晶片組，.該晶片組包含 01319-TW/ASE2065 10 1380432 兩晶片314c、314d。該兩晶片31_4c、314d堆疊固定於該基 板312之上表面346。 在本實施例中，在該上封裝構造320及該下封裝構造 3 10中，該晶片324、314之複數個接塾325、315分別藉 由複數條銲線3 2 6、3 1 6而打線接合於該基板3 2 2、3 1 2之 上表面342 ' 346的位置，以建立電性連接。應注意的是， 每一銲線316是藉由一打線機之打線步驟所形成，在同一 打線步驟中’可接續形成一凸塊3 1 9(諸如半球狀），該凸塊 319配置於該晶片314之接墊315與該銲線316的連接處。 該些銲線316及該凸塊319可皆為導電材料[諸如金（Au)之 金屬]所製。該晶片324、314及該些銲線326 ' 316分別藉 由上封膠化合物（molding compound)327及下封勝化合物 3 17而被包覆。該下封膠化合物317包含至少一開口 332， 用以裸露出該凸塊3 1 9。 複數個焊球328固定於位在該基板322之下表面344的 鲜墊上，以電性連接於該下封裝構造31〇。複數個焊球318 固疋於位在该基板312之下.表面348的銲塾上，以電性連 接於一外部電路板（圖未示）。 由於該焊球328迴銲於位在該上封裝構造32〇之基板 322之下表面344的銲墊上，該焊球328貼附於位在該下 封裝構造310之下封膠化合物317的開口 332内，且該焊 球328連接於該凸塊319，因此該堆疊式多封裝構造裝置 3〇〇中之該上封裝構造32〇及該下封裝構造31〇的相互連 接將可達成。 01319-TW/ASE2065 • 11 1380432 在此一結構下，該上封裝構造320及該下封裝構造3ι〇 之間的距離Η必然大於該下封裝構造31〇之包覆高度。因 此，該焊球328之直徑及球距不會被限制。若該焊球gw 之插入深度須被減小，則不須降低該銲線316之打線高 度，進而不會造成該下封裝構造31〇之製造困難。再者， 本發明之堆疊式多封裝構造裝置300之下封裝構造31〇包 含至少一銲線316及凸塊319乃藉由同一打線步驟所开= 成，如此將不會增加該堆疊式多封裝構造裝置3〇〇之製程 時間。另外，該凸塊319可為半球狀，其與該焊球2〇6的 接觸面積較大，如此將增加接合效果。 參考第7至9圖，其顯示本發明之該實施例之堆疊式多 封裝構造裝置3 00的下封裝構造3 i 〇製造方法。參考第7 圖’首先提供一基板312’其具有一上表面346及一下表 面3 48 ’該下.表面348相對於該上表面346 ^將一晶片組之 至少一晶片314固定於該基板312之上表面346，其中該 晶片3 14具有至少一接墊3丨5。藉由至少一打線步驟，將 至少一銲線316形成在該接墊315與該基板312之上表面 3 1 6間，並藉由同一打線步驟，將至少一凸塊3丨9接續形 成於該接墊315與該銲線316的連接處。參考第8圖，模 造一封膠化合物3 1 7，用以包覆該晶片3 1 4及該銲線3 1 6。 參考第9圖’將至少一開口 332形成該封膠化合物3Π上， 用以裸露出該凸塊3 1 9。最後，將複數個焊球3 1 8固定於 該基板312之下表面348，如此以形成本發明之之下封裝 構造3 1 0。 雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本 01319-TW/ASE2065 12 1380432 發明’任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動與修改。 因此本發明之保護範圍當視後附之中請專利範圍所界定者 為準。 【圖式簡單說明】 第1圖為先前技術之一堆疊式多封裝構造裝置之剖面 示意圖。 第2圖為先前技術之另一堆疊式多封裝構造裝置之剖 面示意圖。 第3圖為先前技術之一半導體裝置之剖面示意圖。 第4圖為本發明之一實施例之堆疊式多封裝構造裝置 之剖面示意圖。 第5圖為本發明之另一實施例之堆疊式多封裝構造裝 置之剖面示意圖。 第6圖為本發明之又一實施例之堆疊式多封裝構造装 置之剖面示意圖。 第7至9圖為本發明之該實施例之堆疊式多封裝構造浆 置之下封裴構造之製造方法之剖面示意圖 【主要元件符號說明】 10 下封裝構造 12 基板 14 晶片 13 黏膠. 15 接墊 01319-TW/ASE2065 13 1380432 16 銲線 17 封膠化合物 18 焊球 20 上封裝構造 22 基板 23 黏膠 24 晶片 25 接墊 26 銲線 27 封膠化合物 28 焊球 50 多封裝構造裝置 110 下封裝構造 112 基板 113 黏膠 114 晶片 115 接墊 116 銲線 117 封膠化合物 118 焊球 119 絕緣層 120 上封裝構造 122 基板 123 黏膠 124 晶片 125 接墊 126 銲線 127 封膠化合物 128 焊球 150 多封裝構造裝置 200 半導體裝置 201 晶片 202 接墊 203 聚亞醯胺層 204 導電層 205 A金屬細線 205B金屬細線 01319-TW/ASE2065 、 . 14 1380432
206 焊球 207 絕緣樹脂 300 多封裝構造裝置 3005 多封裝構造裝置 300’， 多封裝構造裝置 310 下封裝構造 3105 下封裝構造 310，， 下封裝構造 312 基板 313 黏膠 314 晶片 315 接墊 316 銲線 317 封膠化合物 318 焊球 319 凸塊部分 320 上封裝構造 322 基板 . 323 黏膠 324 晶片 324a 晶片 324b 晶片 324c 晶片 324d 晶片 325 接墊 326 銲線 327 封膠化合物 328 焊球 332 開口 342 上表面 344 下表面 346 上表面 348 下表面 h 距離 Η 距離 s 插入深度 t 高度差 u 間距 01-319-TW/ASE2065 15

Claims (1)

  1. 1380432 十、申請專利範圍： 、一種堆疊式多封裝構造之製造方法，包含下列步驟： k供一第一基板’其具有一上表面及一下表面，該下 表面相對於該上表面； 將一晶片組固定於該第一基板上，其中該晶片組包含 至少一第一晶片，其固定於該第一基板之上表面，並具 有至少一第一接墊； 藉由至少一打線步驟’將至少一第一銲線形成在該第 一接墊與該第一基板之上表面間； 將至少一凸塊形成於該第一接墊與該第一銲線的連 接處； 模造一第一封膠化合物，包覆該第一晶片及該第一鮮 線； 移除部分之該第一封膠化合物，以形成至少一開口， 裸露出該凸塊；以及 於該第一封膠化合物上堆疊一封裝構造，其包含有： 一第二基板’具有一上表面及一下表面，該下表面 相對於該上表面；以及 至少一焊球’固定於該第二基板之下表面，貼附於 位在該第一封膠化合物之該開口内，且連接於該凸 塊。 2.、依申請專利範圍第1項之製造方法，其中在該第一銲線 形成後’係藉由同一打線步驟將該凸塊接續形成。 01319-TW/ASE2065 16 101. 1. 18 、依申請專利範圍第1項 9之裂&石决，其中該第一銲線及 該凸塊皆為導電材料所製。 4 、依申請專利範圍第3 Jf夕制.土古i ^ 矛項之製造方法，其中該導電材料係 為金屬。 其中該金屬係為 、依申請專利範圍第4項之製造方法 金。 6 依申請專利範圍第1項 狀。 之製造方法，其中該凸塊為半球 7、依申請專利範圍第1項 ^ ^ ^ ^ 裂以万法，其中堆疊於該第一 封膠化合物上之該封裝構造另包含： -第二晶片’其固定於該第二基板之上表面並具 有複數個第二接塾； 、 複數條第二銲線，電性連接該第二晶片之該些第二 接塾至該第二基板之上表面；以及 第一封膠化合物，包覆該第二晶片及該些第二 線。 8、 依申請專利範M i項之製造方法，其中該晶片組另包 含一第三晶片，其固定於該第一基板之上表面。 9、 依申請專利範圍第！項之製造方法，其中該晶片組另包 含一第四晶片’其雄疊於該第一晶片之上。 01319-TW/ASE2065 17
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