TWI689068B - 具有多個共面中介元件的半導體封裝及其製造方法 - Google Patents

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施信益
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美商美光科技公司
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Abstract

本發明係關於具有多個共面中介元件的半導體封裝及其製造方法。一種半導體封裝，包含第一、一第二中介元件，及一細縫，位於該第一、第二中介元件間。第一、第二中介元件為共平面。第一晶粒，設於第一、第二中介元件上。第一晶粒包含第一連接件，連接第一晶粒至第一或第二中介元件。重佈線層結構，設於第一、第二中介元件下表面，電連接第一、第二中介元件。RDL結構包含至少一架橋繞線，跨越該細縫，用以電連接第一、第二中介元件。

Description

具有多個共面中介元件的半導體封裝及其製造方法
本發明係有關於半導體封裝技術領域，特別是有關於一種具有多個共面中介元件的半導體封裝。
如該領域技術人員所熟知者，積體電路晶片通常是先被組裝成封裝構件，再以焊錫連接至印刷電路板上。各個積體電路晶片可以利用習知控制崩潰晶片接合(Controlled Collapsed Chip Connection，簡稱C4)製程所形成的焊錫凸塊與封裝構件內的基材電連接。
已知，在半導體封裝中，有時會利用一中介基板(interposer substrate)，例如具有穿矽通孔(through silicon via，TSV)的矽中介基板，將積體電路晶片上的接點扇出(fan out)。當有多個晶片被組裝在單一封裝構件中時，上述中介基板的尺寸及面積也會跟著增加。
舉例來說，若要將一處理器晶片，例如繪圖處理器(Graphics Processing Unit，GPU)，及數個記憶體晶片，例如繪圖雙倍數據傳輸率(Graphics Double Data Rate，GDDR)晶片或高頻寬記憶體(High-Bandwidth Memory，HBM)晶片，安裝在一中介基板上，此中介基板的表面積通常需要33mmx28mm以上。
然而，受限於微影機台，目前製作中介基板的生產廠商能製作出的中介基板的最大面積僅能達到26mmx32mm。此外，要製作出較大尺寸的中介基板，通常會使得製程良率下降，造成使用此中介基板的半導體封裝的成本增加。
再者，較大尺寸中介基板作為半導體封裝的組件時，往往會有明顯的翹曲現象，特別是在回焊製程過程中。在半導體封裝的製作過程中，中介基板的翹曲現象會降低製程良率，並影響到封裝的可靠度。因此，有必要進一步改善。
本發明的主要目的在提供一種改良的半導體封裝，具有多個共面(共平面)的中介元件，且該中介元件具有相對較小的尺寸，以解決上述先前技藝的不足與缺點。
根據本發明實施例，提供一種半導體封裝，包含：一第一中介元件、一第二中介元件及一細縫，位於該第一中介元件與該第二中介元件之間。該第一中介元件與該第二中介元件位於共平面。一第一晶粒，設於該第一中介元件與該第二中介元件上，其中該第一晶粒包含複數個第一連接件，連接該第一晶粒至該第一中介元件或該第二中介元件。一重佈線層(RDL)結構，設於該第一中介元件與該第二中介元件的下表面，用以電連接該第一中介元件與該第二中介元件。該RDL結構包含至少一架橋繞線，跨越該細縫，用以電連接該第一中介元件與該第二中介元件。
根據本發明實施例，半導體封裝另包含一第二晶粒，設於該第一中介元件與該第二中介元件上，其中該第二晶粒包含複數個第二連接件，連接該第二晶粒至該第一中介元件或該第二中介元件。該第一晶粒與該第二 晶粒位於共平面。其中該第一連接件與該第二連接件包含焊錫凸塊或金屬凸塊。
根據本發明實施例，半導體封裝另包含一第一成型模料，圍繞該第一晶粒及該第二晶粒，以及一第二成型模料，包覆該第一連接件、該第二連接件、該第一中介元件及該第二中介元件。其中該第一成型模料及該第二成型模料具有彼此不同的組成。其中該細縫係被該第二成型模料填滿。
無庸置疑的，該領域的技術人士讀完接下來本發明較佳實施例的詳細描述與圖式後，均可了解本發明的目的。
1、2、3、4:半導體封裝
10:晶粒
10a:連接件
11:第一晶粒
11a:上表面
11b:下表面(主動面)
12:第二晶粒
12a:上表面
12b:下表面(主動面)
21:第一中介元件
21a:上表面
21b:下表面
22:第二中介元件
22a:上表面
22b:下表面
23:第三中介元件
24:第四中介元件
30:重佈線層(RDL)結構
40:第一成型模料
45:界面
50:第二成型模料
100:載板
101:黏著層
110、120:連接件
200、200a、200b:細縫
210、220、230:穿矽通孔(TSV)
310:金屬層
310a、310b:金屬繞線(架橋繞線)
320:介電層
320a:開孔
510:接點
L:長度
W:寬度
所附圖式提供對於此實施例更深入的了解，並納入此說明書成為其中一部分。這些圖式與描述，用來說明一些實施例的原理。
第1圖為依據本發明實施例所繪示的具有兩個中介元件的半導體封裝的上視圖。
第2圖為沿著第1圖中切線I-I’所視的剖面示意圖。
第3圖為沿著第1圖中切線II-II’所視的剖面示意圖。
第4圖至第10圖為剖面示意圖，例示製作第1圖中具有兩個中介元件的半導體封裝的方法。
第11圖為依據本發明另一實施例所繪示的具有三個中介元件的半導體封裝的上視圖。
第12圖為沿著第11圖中切線III-III’所視的剖面示意圖。
第13圖為沿著第11圖中切線IV-IV’所視的剖面示意圖。
第14圖為依據本發明另一實施例所繪示的具有兩個中介元件的半導體封裝的上視圖。
第15圖為沿著第14圖中切線V-V’所視的剖面示意圖。
第16圖為沿著第14圖中切線VI-VI’所視的剖面示意圖。
第17圖為依據本發明另一實施例所繪示的具有四個中介元件的半導體封裝的上視圖。
第18圖為沿著第17圖中切線VII-VII’所視的剖面示意圖。
第19圖為沿著第17圖中切線VIII-VIII’所視的剖面示意圖。
接下來的詳細敘述係參照相關圖式所示內容，用來說明可依據本發明具體實行的實施例。這些實施例已提供足夠的細節，可使本領域技術人員充分了解並具體實行本發明。在不悖離本發明的範圍內，仍可做結構上的修改，並應用在其他實施例上。
因此，接下來的詳細描述並非用來對本發明加以限制。本發明涵蓋的範圍由其權利要求界定。與本發明權利要求具均等意義者，也應屬本發明涵蓋的範圍。
本發明實施例所參照的附圖為示意圖，並未按原比例繪製，且相同或類似的特徵通常以相同的附圖標記描述。在本說明書中，“晶粒”、“半導體晶片”與“半導體晶粒”具相同含意，可交替使用。
在本說明書中，“晶圓”與“基板”意指任何包含一暴露面，可依據本發明實施例所示在其上沉積材料，製作積體電路結構的結構物，例如重佈線層(RDL)。須了解的是“基板”包含半導體晶圓，但並不限於此。"基板"在製程中也意指包含製作於其上的材料層的半導體結構物。
請參閱第1圖至第3圖，其中第1圖為依據本發明實施例所繪示的具有兩個中介元件的半導體封裝的上視圖，第2圖為沿著第1圖中切線I-I’所視 的剖面示意圖，第3圖為沿著第1圖中切線II-II’所視的剖面示意圖。
如第1圖至第3圖所示，半導體封裝1包含兩個獨立分離的中介元件：第一中介元件21及第二中介元件22。第一中介元件21及第二中介元件22可以並列排列。根據本發明實施例，第一中介元件21及第二中介元件22係沿著參考y軸方向上平行排列。第一中介元件21具有一上表面(或晶片安置面)21a以及一相對於上表面21a的下表面21b。第二中介元件22具有一上表面(或晶片安置面)22a以及一相對於上表面22a的下表面22b。根據本發明實施例，第一中介元件21及第二中介元件22為共平面，換言之，第一中介元件21的上表面21a與第二中介元件22的上表面22a齊平。
根據本發明實施例，第一中介元件21及第二中介元件22有相同的尺寸大小，然而，在其它實施例中，第一中介元件21及第二中介元件22也可以有不同的尺寸。根據本發明實施例，從上往下看時，第一中介元件21及第二中介元件22兩者均為矩形，具有長度L及寬度W。根據本發明實施例，例如，長度L可以小於或等於32mm，寬度W可以小於或等於26mm，但不限於此。在第一中介元件21與第二中介元件22之間，可以設有一連續的狹長細縫200。透過細縫200，第一中介元件21與第二中介元件22彼此分離。
根據本發明實施例，第一中介元件21及第二中介元件22可以是由矽、玻璃或有機材料所構成。在不脫離本發明範疇下，中介元件也可以是由其它材料所構成。第一中介元件21及第二中介元件22可以在晶圓或陣列型態下製作，並且可以包括主動或被動元件(圖未示)。第一中介元件21及第二中介元件22還可以分別另包括穿矽通孔(Through Silicon Via，TSV)210及220。
半導體封裝1另包含一第一晶粒(或晶片)11及一第二晶粒(或晶片)12，以覆晶方式安裝在第一中介元件21的上表面21a及第二中介元件22的上表面22a。根據本發明實施例，第一晶粒11與第二晶粒12位於共平面上。根據本發明實施例，第一晶粒11與第二晶粒12係沿著參考x軸方向上平行排列。雖然圖中僅顯示兩個晶粒11及12，但應理解在其它實施例中，可以有更多的晶粒，例如3個或4個晶粒，被安裝在圖中的兩個中介元件上。第一晶粒11具有一上表面11a及一相對於上表面11a的下表面(又稱主動面)11b。第二晶粒12具有一上表面12a及一相對於上表面12a的下表面(又稱主動面)12b。在第一晶粒11及第二晶粒12的主動面11b及主動面12b上，分別提供有複數個輸出/輸入(I/O)墊(圖未示)。
從第2圖及第3圖中可看出，第一晶粒11係透過形成在其下表面11b上的複數個連接件110，例如焊錫凸塊或金屬凸塊，電連接至第一中介元件21及第二中介元件22。第二晶粒12係透過形成在其下表面12b上的複數個連接件120，例如焊錫凸塊或金屬凸塊，電連接至第一中介元件21及第二中介元件22。
根據本發明實施例，第一晶粒11及第二晶粒12被一第一成型模料40所圍繞。根據本發明實施例，連接件110、連接件120、第一中介元件21及第二中介元件22則是被一第二成型模料50所包覆住。根據本發明實施例，第一晶粒11的上表面11a及第二晶粒12的上表面12a可以從第一成型模料40顯露出來。根據本發明實施例，第一晶粒11的下表面11b及第二晶粒12的下表面12b可以被第二成型模料50覆蓋。第一成型模料40與第二成型模料50之間的界面45可以是與第一晶粒11的下表面(主動面)11b及第二晶粒12的下表面12b齊平。細縫200則是被第二成型模料50填滿。
根據本發明實施例，第一成型模料40及第二成型模料50可以經過一固化製程。第一成型模料40及第二成型模料50例如為環氧樹脂與二氧化矽填充劑的混和物，但並不限於此。根據本發明實施例，第一成型模料40及第二成型模料50可以具有彼此不相同的組成，而且可以在不同的溫度下進行固化，但不限於此。
根據本發明實施例，在第一中介元件21的下表面21b及第二中介元件22的下表面22b上，設有一重佈線層(redistribution layer，RDL)結構30。RDL結構30可以包含至少一金屬層310與至少一介電層320。上述介電層320可包含有機材料，例如，聚亞醯胺(polyimide，PI)，或者無機材料，例如氮化矽、氧化矽等，但不限於此。金屬層310可包含鋁、銅、鎢、鈦、氮化鈦或類似的材料。需理解的是，在其它實施例中，RDL結構30可以包含複數金屬層或複數層繞線。
根據本發明實施例，在第一中介元件21中包含TSV 210的電路及在第二中介元件22中包含TSV 220的電路可以經由至少一金屬繞線(或架橋繞線)310a而彼此電連接。金屬繞線310a跨過細縫200。RDL結構30的金屬繞線310a與金屬層310可以傳遞第一晶粒11與第二晶粒22之間的訊號。接點510，例如錫球、球格陣列(ball grid array，BGA)錫球、C4凸塊、金屬凸塊或金屬柱等，可以被形成在RDL結構30的下表面上，並電連接至金屬繞線310a與金屬層310。
根據本發明實施例，半導體封裝1可以是一2.5D多晶粒封裝，具有兩個晶粒及兩個並列的中介元件21、22。各個中介元件21、22所佔面積小於習知技藝中對同等半導體封裝中所通常要求的中介基板的面積。因此，在製作該等中介元件時的製程良率可以提升。此外，藉由採用多個共面且 具有較小尺寸的中介元件，半導體封裝的翹曲現象得以獲得改善。
彼此分離獨立的兩個中介元件21、22並不會互相直接接觸。中介元件21、22是經由形成在中介元件21、22的下表面上的RDL結構30彼此電連結在一起。本發明另一結構上特徵在於半導體封裝1另包含兩個成型模料40、50。成型模料40、50可以具有彼此不同的組成。中介元件21、22之間的細縫200被第二成型模料50所填滿。
第4圖至第10圖為剖面示意圖，例示製作第1圖中具有兩個中介元件的半導體封裝的方法，其中相同的區域、層或元件仍沿用相同的符號來表示。第1圖中具有兩個中介元件的半導體封裝可以利用一晶圓級封裝(wafer-level packaging)方法來製作。
首先，如第4圖所示，提供一載板100。載板100可以是一可卸式基板，具有一黏著層101，但不限於此。在載板100上以覆晶方式設置有複數個半導體晶粒10。各個晶粒10在其主動面上包含複數個連接件10a。所述連接件10a可以貼附在載板100的黏著層101上。
如第5圖所示，形成一第一成型模料40，使第一成型模料40覆蓋住安置在載板100上的複數個晶粒10以及黏著層101的上表面。後續可以對第一成型模料40進行一固化製程。第一成型模料40可以包含環氧樹脂與二氧化矽填充劑的混和物，但並不限於此。後續可以再對第一成型模料40進行一研磨製程或一拋光製程，去除第一成型模料40的上部。此時，晶粒10的上表面被顯露出來，並且與第一成型模料40的上表面齊平。
如第6圖所示，將載板100及黏著層101去除，如此顯露出晶粒10的主動面及連接件10a。在移除載板100之前，可選擇使晶粒10的主動面貼附至另一載板(圖未示)上，以提供臨時的支撐。上述去除載板100可以利 用雷射製程或紫外線(UV)照射製程，但不限於此。
如第7圖所示，接著在連接件10a上設置複數個預先製作的第一中介元件21及複數個預先製作的第二中介元件22。如前所述，第一中介元件21及第二中介元件22可以在晶圓或陣列型態下製作，再從晶圓切割下來，形成個別分離的中介元件。各個中介元件可以包含主動、被動元件(圖未示)或穿矽通孔。根據本發明實施例，在預先製作的第一中介元件21中的電路可以與在預先製作的第二中介元件22中的電路不相同。
根據本發明實施例，例如，第一中介元件21中的穿矽通孔210與第二中介元件22中的穿矽通孔220可以分別對準連接件10a。需理解的是，在中介元件中可以製作有金屬層或接墊結構(圖未示)。根據本發明實施例，各個穿矽通孔210、220其一端係電連接至各個連接件10a，而另一端此時仍被埋在中介元件的本體中。
如第8圖所示，接著形成一第二成型模料50，使第二成型模料50覆蓋住第一中介元件21及第二中介元件22。第二成型模料50可以填入介於中介元件與晶粒之間的間隙，並且圍繞連接件10a。後續可以對第二成型模料50進行一固化製程。第二成型模料50可以包含環氧樹脂與二氧化矽填充劑的混和物，但並不限於此。後續可以再對第二成型模料50進行一研磨製程或一拋光製程，去除第二成型模料50的上部、部分的第一中介元件21及部分的第二中介元件22，顯露出穿矽通孔210、220的另一端。
如第9圖所示，形成一重佈線層(RDL)結構30。RDL結構30可以包含至少一金屬層310與至少一介電層320。上述介電層320可包含有機材料，例如，聚亞醯胺(PI)，或者無機材料，例如氮化矽、氧化矽等，但不限於此。金屬層310可包含鋁、銅、鎢、鈦、氮化鈦或類似的材料。在其 它實施例中，RDL結構30可以包含複數金屬層或複數層繞線。
根據本發明實施例，在第一中介元件21中包含TSV 210的電路及在第二中介元件22中包含TSV 220的電路可以經由至少一金屬繞線(或架橋繞線)310a而彼此電連接。金屬繞線310a跨過第一中介元件21及第二中介元件22之間的細縫200。在RDL結構30中可以形成複數個開孔320a，顯露出金屬層310中的焊墊。
如第10圖所示，接著在開孔320a內形成接點510，例如錫球、球格陣列(BGA)錫球、C4凸塊、金屬凸塊或金屬柱等，並電連接至金屬繞線310a與金屬層310。再對此晶圓級封裝進行一晶圓切割製程，將個別的半導體封裝1彼此分離。舉例來說，在進行晶圓切割製程之前，可以將此晶圓級封裝先貼合至一切割膠帶(圖未示)，其中接點510係面朝向該切割膠帶且可以接觸該切割膠帶。
請參閱第11圖至第13圖，其中第11圖為依據本發明另一實施例所繪示的具有三個中介元件的半導體封裝的上視圖，第12圖為沿著第11圖中切線III-III’所視的剖面示意圖，第13圖為沿著第11圖中切線IV-IV’所視的剖面示意圖。
如第11圖至第13圖所示，半導體封裝2具有三個獨立分離的中介元件：第一中介元件21、第二中介元件22及第三中介元件23。第一中介元件21、第二中介元件22及第三中介元件23可以具有相同的尺寸大小且為並列排列。根據本發明實施例，第一中介元件21、第二中介元件22及第三中介元件23係沿著參考x軸方向上平行排列。
根據本發明實施例，從上往下看時，第一中介元件21、第二中介元件22及第三中介元件23均為矩形，具有長度L及寬度W。根據本發明實施 例，例如，長度L可以小於或等於32mm，寬度W可以小於或等於26mm，但不限於此。
在第一中介元件21與第二中介元件22之間，可以設有一連續的狹長細縫200a，在第二中介元件22與第三中介元件23之間，可以設有一連續的狹長細縫200b。透過細縫200a、200b，第一中介元件21、第二中介元件22及第三中介元件23彼此分離。
根據本發明實施例，第一中介元件21、第二中介元件22及第三中介元件23可以是由矽、玻璃或有機材料所構成。在不脫離本發明範疇下，中介元件也可以是由其它材料所構成。第一中介元件21、第二中介元件22及第三中介元件23可以在晶圓或陣列型態下製作，並且可以包括主動、被動元件(圖未示)或穿矽通孔210、220、230。
在第一中介元件21、第二中介元件22及第三中介元件23上以覆晶方式設置有一第一晶粒11及一第二晶粒12。根據本發明實施例，第一晶粒11與第二晶粒12位於共平面上。根據本發明實施例，第一晶粒11與第二晶粒12係沿著參考x軸方向上平行排列。雖然圖中僅顯示兩個晶粒11及12，但應理解在其它實施例中，可以有更多的晶粒，例如3個或4個晶粒，被安裝在圖中的三個中介元件上。
根據本發明實施例，第一晶粒11係設置在第一中介元件21及第二中介元件22之間，且跨越細縫200a。根據本發明實施例，第二晶粒12係設置在第二中介元件22及第三中介元件23之間，且跨越細縫200b。從第12圖及第13圖中可看出，第一晶粒11係透過複數個連接件110，例如焊錫凸塊或金屬凸塊，電連接至第一中介元件21及第二中介元件22。第二晶粒12係透過複數個連接件120，例如焊錫凸塊或金屬凸塊，電連接至第二中 介元件22及第三中介元件23。
根據本發明實施例，第一晶粒11及第二晶粒12被一第一成型模料40所圍繞。根據本發明實施例，連接件110、連接件120、第一中介元件21、第二中介元件22及第三中介元件23則是被一第二成型模料50所包覆住。細縫200a、200b被第二成型模料50填滿。根據本發明實施例，第一成型模料40及第二成型模料50可以具有彼此不相同的組成，而且可以在不同的溫度下進行固化，但不限於此。
半導體封裝2可以另包含一重佈線層(RDL)結構30。RDL結構30可以包含至少一金屬層310與至少一介電層320。上述介電層320可包含有機材料，例如，聚亞醯胺(polyimide，PI)，或者無機材料，例如氮化矽、氧化矽等，但不限於此。金屬層310可包含鋁、銅、鎢、鈦、氮化鈦或類似的材料。需理解的是，在其它實施例中，RDL結構30可以包含複數金屬層或複數層繞線。
根據本發明實施例，在第一中介元件21中包含TSV 210的電路及在第二中介元件22中包含TSV 220的電路可以經由至少一金屬繞線(或架橋繞線)310a而彼此電連接。金屬繞線310a跨過細縫200a。根據本發明實施例，在第二中介元件22中包含TSV 220的電路及在第三中介元件23中包含TSV 230的電路可以經由至少一金屬繞線(或架橋繞線)310b而彼此電連接。金屬繞線310b跨過細縫200b。RDL結構30的金屬繞線310a、金屬繞線310b與金屬層310可以傳遞第一晶粒11與第二晶粒22之間的訊號。接點510，例如錫球、球格陣列(BGA)錫球、C4凸塊、金屬凸塊或金屬柱等，可以被形成在RDL結構30的下表面上，並電連接至金屬繞線310a、310b與金屬層310。
請參閱第14圖至第16圖，其中第14圖為依據本發明另一實施例所繪示的具有兩個中介元件的半導體封裝的上視圖，第15圖為沿著第14圖中切線V-V’所視的剖面示意圖，第16圖為沿著第14圖中切線VI-VI’所視的剖面示意圖。
如第14圖至第16圖所示，半導體封裝3包含兩個獨立分離的中介元件：第一中介元件21及第二中介元件22。第一中介元件21及第二中介元件22可以具有相同的尺寸大小且為並列排列。根據本發明實施例，第一中介元件21及第二中介元件22係沿著參考x軸方向上平行排列。根據本發明實施例，從上往下看時，第一中介元件21及第二中介元件22均為矩形。在第一中介元件21與第二中介元件22之間，設有一連續的狹長細縫200a。透過細縫200a，第一中介元件21與第二中介元件22彼此分離。
根據本發明實施例，第一中介元件21及第二中介元件22可以是由矽、玻璃或有機材料所構成。在不脫離本發明範疇下，中介元件也可以是由其它材料所構成。第一中介元件21及第二中介元件22可以在晶圓或陣列型態下製作，並且可以包括主動、被動元件(圖未示)或穿矽通孔210、220。
在第一中介元件21上以覆晶方式設置有一第一晶粒11，在第二中介元件22上以覆晶方式設置有一第二晶粒12。根據本發明實施例，第一晶粒11與第二晶粒12位於共平面上。根據本發明實施例，第一晶粒11與第二晶粒12係沿著參考x軸方向上平行排列。雖然圖中僅顯示兩個晶粒11及12，但應理解在其它實施例中，可以有更多的晶粒，例如3個或4個晶粒，被安裝在圖中的兩個中介元件上。
根據本發明實施例，第一晶粒11及第二晶粒12均不跨越細縫200a或 與細縫200a重疊。從第15圖及第16圖中可看出，第一晶粒11係透過複數個連接件110，例如焊錫凸塊或金屬凸塊，電連接至第一中介元件21。第二晶粒12係透過複數個連接件120，例如焊錫凸塊或金屬凸塊，電連接至第二中介元件22。
根據本發明實施例，第一晶粒11及第二晶粒12被一第一成型模料40所圍繞。根據本發明實施例，連接件110、連接件120、第一中介元件21、第二中介元件22則是被一第二成型模料50所包覆住。細縫200a被第二成型模料50填滿。根據本發明實施例，第一成型模料40及第二成型模料50可以具有彼此不相同的組成，而且可以在不同的溫度下進行固化，但不限於此。
半導體封裝3可以另包含一重佈線層(RDL)結構30。RDL結構30可以包含至少一金屬層310與至少一介電層320。上述介電層320可包含有機材料，例如，聚亞醯胺(PI)，或者無機材料，例如氮化矽、氧化矽等，但不限於此。金屬層310可包含鋁、銅、鎢、鈦、氮化鈦或類似的材料。需理解的是，在其它實施例中，RDL結構30可以包含複數金屬層或複數層繞線。
根據本發明實施例，在第一中介元件21中包含TSV 210的電路及在第二中介元件22中包含TSV 220的電路可以經由至少一金屬繞線(或架橋繞線)310a而彼此電連接。金屬繞線310a跨過細縫200a。RDL結構30的金屬繞線310a與金屬層310可以傳遞第一晶粒11與第二晶粒22之間的訊號。接點510，例如錫球、球格陣列(BGA)錫球、C4凸塊、金屬凸塊或金屬柱等，可以被形成在RDL結構30的下表面上，並電連接至金屬繞線310a與金屬層310。
請參閱第17圖至第19圖，其中第17圖為依據本發明另一實施例所繪示的具有四個中介元件的半導體封裝的上視圖，第18圖為沿著第17圖中切線VII-VII’所視的剖面示意圖，第19圖為沿著第17圖中切線VIII-VIII’所視的剖面示意圖。
如第17圖至第19圖所示，半導體封裝4包含四個獨立分離的中介元件：第一中介元件21、第二中介元件22、第三中介元件23及第四中介元件24。上述四個中介元件可以具有相同的尺寸大小且為並列排列。根據本發明實施例，上述四個中介元件可以分別位於一參考座標的四個象限。根據本發明實施例，從上往下看時，上述四個中介元件均為矩形。
在第一中介元件21與第二中介元件22之間、在第三中介元件23與第四中介元件24之間，設有一連續的狹長細縫200a，其沿著參考y軸延伸。透過細縫200a，第一中介元件21與第二中介元件22彼此分離，第三中介元件23與第四中介元件24彼此分離。在第一中介元件21與第三中介元件23之間、在第二中介元件22與第四中介元件24之間，設有一連續的狹長細縫200b，其沿著參考x軸延伸。細縫200a與細縫200b交錯。
根據本發明實施例，上述四個中介元件可以是由矽、玻璃或有機材料所構成。在不脫離本發明範疇下，中介元件也可以是由其它材料所構成。上述四個中介元件可以在晶圓或陣列型態下製作，並且可以包括主動、被動元件(圖未示)或穿矽通孔。
在第一中介元件21及第三中介元件23上，以覆晶方式設置有一第一晶粒11，且第一晶粒11與細縫200b重疊。在第二中介元件22及第四中介元件24上，以覆晶方式設置有一第二晶粒12，且第二晶粒12與細縫200b重疊。根據本發明實施例，第一晶粒11及第二晶粒12不會與細縫200a重 疊。根據本發明實施例，第一晶粒11與第二晶粒12位於共平面上。根據本發明實施例，第一晶粒11與第二晶粒12係沿著參考x軸方向上平行排列。雖然圖中僅顯示兩個晶粒11及12，但應理解在其它實施例中，可以有更多的晶粒，例如3個或4個晶粒，被安裝在圖中的中介元件上。
從第18圖及第19圖中可看出，第一晶粒11係透過複數個連接件110，例如焊錫凸塊或金屬凸塊，電連接至第一中介元件21及第三中介元件23。第二晶粒12係透過複數個連接件120，例如焊錫凸塊或金屬凸塊，電連接至第二中介元件22及第四中介元件24。
根據本發明實施例，第一晶粒11及第二晶粒12被一第一成型模料40所圍繞。根據本發明實施例，連接件110、連接件120、第一至第四中介元件21~24則是被一第二成型模料50所包覆住。細縫200a、200b則是被第二成型模料50填滿。根據本發明實施例，第一成型模料40及第二成型模料50可以具有彼此不相同的組成，而且可以在不同的溫度下進行固化，但不限於此。
半導體封裝4可以另包含一重佈線層(RDL)結構30。RDL結構30可以包含至少一金屬層310與至少一介電層320。上述介電層320可包含有機材料，例如，聚亞醯胺(PI)，或者無機材料，例如氮化矽、氧化矽等，但不限於此。金屬層310可包含鋁、銅、鎢、鈦、氮化鈦或類似的材料。需理解的是，在其它實施例中，RDL結構30可以包含複數金屬層或複數層繞線。
根據本發明實施例，在第一中介元件21中包含TSV 210的電路及在第二中介元件22中包含TSV 220的電路可以經由至少一金屬繞線(或架橋繞線)310a而彼此電連接。金屬繞線310a跨過細縫200a。RDL結構30的 金屬繞線310a與金屬層310可以傳遞第一晶粒11與第二晶粒22之間的訊號。接點510，例如錫球、球格陣列(BGA)錫球、C4凸塊、金屬凸塊或金屬柱等，可以被形成在RDL結構30的下表面上，並電連接至金屬繞線310a與金屬層310。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1:半導體封裝
12:第二晶粒
12a:上表面
12b:下表面(主動面)
21:第一中介元件
21a:上表面
21b:下表面
22:第二中介元件
22a:上表面
22b:下表面
30:重佈線層(RDL)結構
40:第一成型模料
45:界面
50:第二成型模料
120:連接件
200:細縫
210、220:穿矽通孔(TSV)
310:金屬層
310a:金屬繞線
320:介電層
510:接點

Claims (36)

  1. 一種半導體封裝，其包含：一第一中介元件(interposer)及與該第一中介元件共平面之一第二中介元件；一細縫，其位於該第一中介元件與該第二中介元件之間；一第一晶粒，其設於該第一中介元件與該第二中介元件上，且該第一晶粒包含若干第一連接件，其連接該第一晶粒至該第一中介元件及該第二中介元件；及一重佈線層(RDL)結構，其設於該第一中介元件與該第二中介元件之下表面上，其電連接該第一中介元件與該第二中介元件。
  2. 如請求項1所述的半導體封裝，其中該RDL結構包含至少一架橋繞線，其跨越該細縫以電連接該第一中介元件與該第二中介元件。
  3. 如請求項2所述的半導體封裝，其中該RDL結構包含至少一金屬層及至少一介電層，其中該金屬層包含該至少一架橋繞線。
  4. 如請求項3所述的半導體封裝，其進一步包含在該RDL結構之一下表面上之若干接點(connections)，其電連接該金屬層。
  5. 如請求項4所述的半導體封裝，其中該等接點包含球格陣列、C4凸塊、金屬凸塊、或金屬柱。
  6. 如請求項1所述的半導體封裝，其進一步包含一第二晶粒，其設於該第一中介元件與該第二中介元件上，且該第二晶粒包含若干第二連接件，其電連接該第二晶粒至該第一中介元件及該第二中介元件。
  7. 如請求項6所述的半導體封裝，其中該等第一連接件與該等第二連接件包含焊錫凸塊或金屬凸塊。
  8. 如請求項6所述的半導體封裝，其進一步包含圍繞該第一晶粒及該第二晶粒之一第一成型模料(molding compound)。
  9. 如請求項8所述的半導體封裝，其進一步包含一第二成型模料，其包覆該等第一連接件、該等第二連接件、該第一中介元件、及該第二中介元件。
  10. 如請求項9所述的半導體封裝，其中該第一成型模料及該第二成型模料具有不同組成。
  11. 如請求項9所述的半導體封裝，其中該細縫係被該第二成型模料填滿。
  12. 如請求項9所述的半導體封裝，其中該第一成型模料及該第二成型模料之間的一界面係與該第一晶粒及該第二晶粒之主動面齊平(flush)。
  13. 如請求項1所述的半導體封裝，其進一步包含一第二晶粒及與該第一中介元件和該第二中介元件共平面之一第三中介元件；以及位於該第二中介元件與該第三中介元件之間之一細縫；該第二晶粒設於該第二中介元件與該第三中介元件上，且該第二晶粒包含若干連接件，其電連接該第二晶粒至該第二中介元件及該第三中介元件之至少一者；其中設於該第一中介元件與該第二中介元件之該等下表面上之該RDL結構係進一步設於該第三中介元件之一下表面上且電連接該第二中介元件與該第三中介元件。
  14. 如請求項13所述的半導體封裝，其中該RDL結構包含至少一架橋繞線及至少另一架橋繞線，該至少一架橋繞線跨越位於該第一中介元件與該第二中介元件之間之該細縫以電連接該第一中介元件與該第二中介元件，該至少另一架橋繞線跨越位於該第一中介元件與該第二中介元件之間之該細縫以電連接該第二中介元件與該第三中介元件。
  15. 如請求項1所述的半導體封裝，其進一步包含一第二晶粒、及與該第一中介元件和該第二中介元件共平面之一第三中介元件及一第四中介元件；以及位於該第一中介元件、該第二中介元件、該第三中介元件、與該第四中介元件之各者之間之細縫；該第二晶粒設於該第三中介元件與該第四中介元件上，且該第二 晶粒包含若干第二連接件，其電連接該第二晶粒至該第三中介元件及該第四中介元件之至少一者。
  16. 如請求項15所述的半導體封裝，其中該RDL結構包含至少一架橋繞線及至少另一架橋繞線，該至少一架橋繞線跨越位於該第一中介元件與該第二中介元件之間之該細縫以電連接該第一中介元件與該第二中介元件，該至少另一架橋繞線跨越位於該第三中介元件與該第四中介元件之間之該細縫以電連接該第三中介元件與該第四中介元件。
  17. 一種製造一半導體封裝之方法，該方法包含：將一第一中介元件與一第二中介元件放置為共平面關係且具有位於該第一中介元件與該第二中介元件之間之一細縫；將一第一晶粒設於該第一中介元件與該第二中介元件上；以若干第一連接件將該第一晶粒連接至該第一中介元件及該第二中介元件之至少一者；以及將一重佈線層(RDL)結構設於該第一中介元件與該第二中介元件的下表面以電連接該第一中介元件與該第二中介元件。
  18. 如請求項17所述的方法，其進一步包含將包含至少一架橋繞線之該RDL結構設置為跨越該細縫以電連接該第一中介元件與該第二中介元件。
  19. 如請求項18所述的方法，其進一步包含將該RDL結構設置為包含至少一金屬層及至少一介電層，該至少一金屬層包含該至少一架橋繞線。
  20. 如請求項19所述的方法，其進一步包含在該RDL結構之一下表面上提供若干接點以電連接該金屬層。
  21. 如請求項20所述的方法，其進一步將該等接點提供為一球格陣列、C4凸塊、金屬凸塊、或金屬柱之形式。
  22. 如請求項17所述的方法，其進一步包含將一第二晶粒設於該第一中介元件與該第二中介元件上，且以若干第二連接件將該第二晶粒電連接至該第一中介元件及該第二中介元件之至少一者。
  23. 如請求項17所述的方法，其中分別以該等第一連接件與該等第二連接件將該第一晶粒及該第二晶粒連接至該第一中介元件及該第二中介元件之至少一者包含以焊錫凸塊或金屬凸塊將該第一晶粒及該第二晶粒連接至該第一中介元件及該第二中介元件中之至少一者。
  24. 如請求項22所述的方法，其進一步包含以一第一成型模料圍繞該第一晶粒及該第二晶粒。
  25. 如請求項24所述的方法，其進一步包含以一第二成型模料包覆該等第一連接件、該等第二連接件、該第一中介元件、及該第二中介元件。
  26. 如請求項25所述的方法，其進一步包含提供具有不同組成之該第一 成型模料及該第二成型模料。
  27. 如請求項25所述的方法，其進一步包含以該第二成型模料填滿該細縫。
  28. 如請求項25所述的方法，其進一步包含形成該第一成型模料及該第二成型模料之間的一界面，其與該第一晶粒及該第二晶粒之主動面齊平。
  29. 如請求項17所述的方法，其進一步包含：將一第三中介元件放置為與該第一中介元件和該第二中介元件共平面關係且具有位於該第二中介元件與該第三中介元件之間之一細縫；以及將一第二晶粒設於該第二中介元件與該第三中介元件上，且將該第二晶粒電連接至該第二中介元件及該第三中介元件之至少一者；其中：將在該第一中介元件與該第二中介元件之該等下表面上之該RDL結構設為電連接該第一中介元件與該第二中介元件進一步包含將該RDL結構設於該第三中介元件之一下表面上以電連接該第二中介元件與該第三中介元件。
  30. 如請求項29所述的方法，其進一步包含以該RDL結構之至少一架橋繞線跨越位於該第一中介元件與該第二中介元件之間之該細縫以電連接該第一中介元件與該第二中介元件，且以該RDL結構之至少另一架橋繞線跨 越位於該第二中介元件與該第三中介元件之間之該細縫以電連接該第二中介元件與該第三中介元件。
  31. 如請求項17所述的方法，其進一步包含：將一第一中介元件與一第二中介元件放置為共平面關係且具有位於該第一中介元件與該第二中介元件之間之一細縫；與一第三中介元件及一第四中介元件以與該第一中介元件和該第二中介元件為共平面關係進行放置且具有位於該第一中介元件、該第二中介元件、該第三中介元件、與該第四中介元件之各者之間之細縫；以及將一第二晶粒設於該第三中介元件與該第四中介元件上，且以若干第二連接件電連接該第二晶粒至該第三中介元件及該第四中介元件中之至少一者。
  32. 如請求項31所述的方法，其進一步包含以該RDL結構之至少一架橋繞線跨越位於該第一中介元件與該第二中介元件之間之該細縫以電連接該第一中介元件與該第二中介元件，以及該RDL結構之至少另一架橋繞線跨越位於該第三中介元件與該第四中介元件之間之該細縫以電連接該第三中介元件與該第四中介元件。
  33. 一種半導體封裝，其包含：一第一中介元件及與該第一中介元件共平面之一第二中介元件；一細縫，其位於該第一中介元件與該第二中介元件之間； 一第一晶粒，其設於該第一中介元件上，且該第一晶粒包含若干第一連接件，其連接該第一晶粒至該第一中介元件；一第二晶粒，其設於該第一中介元件上，且該第二晶粒包含若干第二連接件，其連接該第二晶粒至該第二中介元件；及一重佈線層(RDL)結構，其設於該第一中介元件與該第二中介元件之下表面上，其電連接該第一中介元件與該第二中介元件。
  34. 如請求項33所述的半導體封裝，其中該RDL結構包含至少一架橋繞線，其跨越在該第一中介元件與該第二中介元件之間之該細縫以電連接該第一中介元件與該第二中介元件。
  35. 一種製造一半導體封裝之方法，該方法包含：將一第一中介元件與一第二中介元件放置為相互共平面關係且具有位於該第一中介元件與該第二中介元件之間之一細縫；將一第一晶粒設於該第一中介元件上且以若干第一連接件將該第一晶粒連接至該第一中介元件；將一第二晶粒設於該第一中介元件上且以若干第二連接件將該第二晶粒連接至該第二中介元件；以及將一重佈線層(RDL)結構設於該第一中介元件與該第二中介元件的下表面以電連接該第一中介元件與該第二中介元件。
  36. 如請求項35所述的方法，其進一步包含以該RDL結構之至少一架橋繞線跨越該第一中介元件與該第二中介元件之間之該細縫以電連接該第一中介元件與該第二中介元件。
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