TWI710078B - 導線貫穿模具連接之設備及方法 - Google Patents

導線貫穿模具連接之設備及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI710078B
TWI710078B TW105138633A TW105138633A TWI710078B TW I710078 B TWI710078 B TW I710078B TW 105138633 A TW105138633 A TW 105138633A TW 105138633 A TW105138633 A TW 105138633A TW I710078 B TWI710078 B TW I710078B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wire
package
base layer
mold cover
solder ball
Prior art date
Application number
TW105138633A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201739022A (zh
Inventor
郭貿
Original Assignee
美商英特爾公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商英特爾公司 filed Critical 美商英特爾公司
Publication of TW201739022A publication Critical patent/TW201739022A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI710078B publication Critical patent/TWI710078B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/105—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H01L23/3128—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation the substrate having spherical bumps for external connection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5383—Multilayer substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5389—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates the chips being integrally enclosed by the interconnect and support structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—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
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
    • 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
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/131—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
    • H01L2224/13101—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 the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • 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
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump 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
    • H01L2224/16221—Disposition the bump 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
    • H01L2224/16225—Disposition the bump 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
    • H01L2224/01—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
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump 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
    • H01L2224/16221—Disposition the bump 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
    • H01L2224/16225—Disposition the bump 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
    • H01L2224/16227—Disposition the bump 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 the bump connector connecting to a bond pad of the item
    • 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48799—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
    • H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement
    • H01L2225/1017—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement the lowermost container comprising a device support
    • H01L2225/1023—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement the lowermost container comprising a device support the support being an insulating substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
    • H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement
    • H01L2225/1047—Details of electrical connections between containers
    • H01L2225/1058—Bump or bump-like electrical connections, e.g. balls, pillars, posts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00—Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/10—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
    • H01L2225/1005—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/1011—All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement
    • H01L2225/1076—Shape of the containers
    • H01L2225/1082—Shape of the containers for improving alignment between containers, e.g. interlocking features
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—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
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • 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
    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

描述一微電子結構及一微電子之製造方法。一第一封裝體具有形成於一第一基底層上之一第一傳導襯墊。一導線迴路打線接合至該第一基底層之該第一傳導襯墊。一模具蓋形成於該第一基底層上。一通孔形成於該模具蓋中以到達該導線。一焊料結構耦合至該導線。藉將一第二封裝體之一第二焊料結構附接至該第一封裝體之該第一焊料結構，一第二封裝體連結至該第一封裝體。

Description

導線貫穿模具連接之設備及方法
發明領域 本領域涵蓋用於堆疊式封裝及系統級封裝連結的半導體封裝技術。更明確言之，本領域係有關於緊密間距貫穿模具互連。
發明背景 堆疊式封裝(PoP)技術廣用於電子裝置以提供針對消費性裝置典型地要求的功能性增加及進一步微縮化。
一大類PoP技術藉由使用焊料球或凸塊而運用耦合至上封裝體的部分模製下封裝體。此項設計的一項缺點為下封裝體的包裹性控制上困難。此項設計的另一項缺點為需要相當大型焊料球以達成較高的球遠離，其耗用了較多表面積(亦即x-y面積)。如此，此項設計具有傳導引腳間之較大距離(該距離稱作「間距」)，及此點不易適用於細小間距封裝體-亦即，具有傳導引腳間之相對小距離的封裝體。
另一大類PoP技術使用全然模製下封裝體，其係從部分模製封裝體演進。全然模製下封裝體具有較少包裹及使用貫穿模具通孔(「TMV」)連接。用於此項設計，貫穿模具通孔具有在下封裝體之通孔底部的焊料凸塊或球。上封裝體係藉接觸下封裝體之焊料球的另一個焊料球而連接。
全然模製封裝體的一項缺點為使用貫穿模具通孔連接，獲得引腳的細小間距困難。為了形成TMV，使用雷射鑽孔法於下封裝體的模塑環氧樹脂中形成空腔。不幸地，雷射鑽孔導致具有錐形的而非圓柱形的通孔。錐形通孔形狀表示互連件之間距隨著環氧樹脂模具蓋的厚度的增加而加大。再者，用於緊密間距設計，於處理期間，通孔間之模具分開可能被去除，導致短路的焊料球。如此可能導致用於較深貫穿模具通孔設計的製造成本增高。
為了避免短路的(亦即架橋的)焊料球，業已提出使用銅短柱或銅柱的設計。用於該項辦法，通孔不會一路延伸貫穿模具。取而代之，在下基體上建構銅短柱或銅柱。如此減少了模具內之錐形通孔的深度，原因在於通孔只需到達銅短柱或銅柱頂部故。如此有助於縮小通孔間距-亦即，通孔間之距離。銅短柱或銅柱設計之一項缺點為加成鍍銅的成本極其昂貴。再者，業界之技術現況針對銅柱的高度至多為100微米至150微米。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種微電子結構，其包含：一第一封裝體，其包含：一第一基底層；具有一通孔的一模具蓋，其中該模具蓋係耦接至該第一基底層；被耦接至該第一基底層之一第一傳導襯墊；被打線接合至該第一傳導襯墊且延伸至該通孔的一導線；被耦接至於該通孔中之該導線的一第一焊料結構用以提供一連結至該第一封裝體。
較佳實施例之詳細說明 描述低成本貫穿模具連接方法及設備述，其適用於涉及封裝體與電路板間之連接的電氣及積體電路晶粒封裝技術，包括堆疊式封裝(PoP)及系統級封裝(SiP)技術。導線貫穿模具連接方法及設備有助於達成焊料連接間之細小間距，特別是用於具有深模具帽的封裝。
圖1例示一堆疊式封裝(PoP)結構200其包括電氣式及實體式兩者連接到上封裝體100的下封裝體10。下封裝體10包括積體電路72。上封裝體100包括積體電路120。
下封裝體10包括一基底層12，其為基體。層14駐在基體12下方，及包括傳導金屬襯墊20-24。焊料球30-34(又稱焊料凸塊30-34)附接至個別傳導金屬襯墊20-24。焊料球30-34對封裝體200提供電氣連接。
下封裝體10之層16駐在基體12上方及包括傳導金屬襯墊40-48。連結到個別傳導金屬襯墊43-45的焊料球(或凸塊)73-75提供電氣及實體連接到積體電路72。雖然未顯示於圖1中，封裝體10內部的傳導互連線耦合至金屬襯墊40-48，及部分互連線可耦合至積體電路72。
模具蓋70駐在層16頂上及覆蓋積體電路72。至於一個實施例，模具蓋70係由帶有填充材料的環氧樹脂製成。至於一個實施例，填料約占模具蓋70的8%。至於一個實施例，模具蓋70的高度可於700微米至1,000微米之範圍。至於一個實施例，模具蓋70之其它高度為可能。
傳導迴圈直立導線50-53打線接合至個別傳導金屬襯墊40、41、47、及48。至於一個實施例，襯墊40、41、47、及48各自寬約550微米。至於其它實施例，其它維度為可能。至於一個實施例，迴圈直立導線50-53係由銅製成。迴圈導線50-53側邊由模具蓋70包圍。
至於圖1中顯示的實施例，各圈導線的兩個底端連接到單一傳導金屬襯墊。舉例言之，迴圈導線50底端連結至傳導金屬襯墊40。以類似方式，迴圈導線51、52、及53的各對底端連結至個別金屬襯墊41、47、及48。
焊料球(或凸塊)80-83附接至個別迴圈導線50-53的個別頂部。焊料球80-83駐在個別貫穿模具通孔90-93內。至於一個實施例，焊料球80-83各自的直徑約470微米。至於其它實施例，其它尺寸為可能。
貫穿模具通孔90-93中之各者不完全延伸貫穿模具蓋70。取而代之，貫穿模具通孔90-93中之各者到達或延伸貫穿模具蓋70之部分。通孔90-93延伸到個別直徑迴圈導線50-53的個別頂部。
上封裝體100之焊料球(或凸塊)110-113附接至個別焊料球(或凸塊)80-83。焊料球110-113用作為上封裝體100之連接件。焊料球110-113附接至上封裝體100之個別傳導金屬襯墊130-133。
上封裝體100包括一基底層102，其為基體。上封裝體100也包括積體電路120。模具蓋104駐在上封裝體100頂上及環繞積體電路120的側邊及頂部。雖然於圖1中未顯示，但傳導互連線耦合傳導金屬襯墊130-133至積體電路120。
至於替代實施例，各種電氣組件及半導體可駐在上封裝體100中。
直立迴圈導線50-53、焊料球80-83、及焊料球110-113在PoP 200的下封裝體10與上封裝體100間提供電氣互連及實體耦合。
直立迴圈導線50-53、部分貫穿模具通孔90-93、及焊料球80-83的使用允許封裝體接點間有更緊密的或更細小的間距，其有助於輔助及最大化積體電路及電氣組件封裝的微縮化。至於某些實施例，更細小的間距之實例為1.00毫米及0.80毫米。至於其它實施例，其它間距為可能。
更細小的間距係因通孔90-93的高度減低而達成。貫穿模具通孔傾向於具有錐形，而非圓柱形，較大的開口係在通孔的頂部。貫穿模具通孔愈深，則錐形頂部愈大。較大的通孔之錐形開口表示焊料球須設置更遠離。藉由具有深度縮小的通孔90-93，圖1之實施例允許焊料球80及81更緊密接近而不會短路。同理適用於焊料球82及83。
避免焊料球80-83短路也有助於提高下封裝體10的製造良率。如此轉而輔助降低了PoP封裝體200的總製造成本。
圖2顯示圖1之下封裝體100的部分300以提供更細節視圖。含傳導金屬襯墊41及42的層16駐在基體12上方。含傳導金屬襯墊20的層14駐在基體12下方。焊料球(或凸塊)30附接到傳導金屬襯墊20。
直立傳導迴圈導線51打線接合到傳導金屬襯墊41。附接點301含有導線迴路51與傳導襯墊41間之凸塊(球)接合。迴圈導線51之另一端302使用類似新月形的縫編接合而附接到傳導金屬襯墊41。
至於一個實施例，迴圈導線51之導線為厚約20微米的銅線。至於某些實施例，迴圈導線51之高度係於400微米至500微米之範圍。至於其它實施例，其它高度為可能。
圖2描繪貫穿模具通孔91而未顯示圖1之焊料球(或凸塊)81。如於圖2中顯示，貫穿模具通孔91並未完全延伸貫穿模具蓋70。取而代之，通孔91向下延伸至導線迴路51上部。至於一個實施例，部分導線迴路51駐在通孔91內部。於通孔91內的該導線迴路51上部提供至圖1焊料球81的附接點及連接點。至於一個實施例，通孔91底部延伸至導線迴路51頂部，而導線迴路51頂部暴露出作為圖1之焊料球81的附接點。
圖3例示帶有垂直打線接合438而非迴圈導線之一實施例。圖3例示屬於堆疊式封裝(未顯示於圖中)之部件的下封裝體(未顯示於圖中)的部分400。該部分400包括其為一基體的一基底層402。層408係在基體402上方，及層404係在基體402下方。層408包括傳導金屬襯墊424及426。層404包括傳導金屬襯墊422。
至於一個實施例，垂直導線438以球接合430而連結到傳導金屬襯墊424。至於一個實施例，垂直導線438自傳導襯墊424延伸入部分貫穿模具通孔440。至於另一個實施例，垂直導線438延伸至通孔440底部。
模具蓋410駐在層408上方及環繞垂直導線438側邊。至於一個實施例，模具蓋410係由環氧樹脂及填料製成。模具蓋410進一步覆蓋積體電路(未顯示於圖中)。
通孔440只延伸部分貫穿模具蓋410。於隨後處理步驟中，焊料球或凸塊(未顯示於圖中)將置放於通孔440內，及附接到垂直導線438頂部。
因使用比圖2之直立導線迴路51更少的材料，故圖3之垂直導線438為優異。圖3之垂直導線438也更易形成用於深(高)模具蓋410，同時保有相對小的傳導金屬襯墊424。
圖4例示垂直導線設計之另一實施例。圖4顯示具有相對高導線迴路570的封裝結構500，而末端附接到傳導金屬襯墊544及545。
至於一個實施例，導線迴路570可高達1毫米。至於其它實施例，導線迴路570之其它高度為可能。
圖4之封裝結構500具有作為基底層的基體502。層504駐在基體502上方，及層506在基體502下方。層506具有傳導金屬襯墊520-522。層504有傳導金屬襯墊540-545。焊料球(或凸塊)510-512附接到個別傳導金屬襯墊520-522。
模具蓋526駐在層504上方。積體電路530駐在模具蓋526內部。積體電路530的焊料球(或凸塊)531-533附接到個別傳導金屬襯墊541-543。
如圖4顯示，導線迴路560上部駐在模具蓋526之部分貫穿模具通孔570內部。
至於圖4之實施例，封裝結構500於線580切開為製程的一部分。線580左側的結構500部分變成封裝體591。線580之右側部分592被去除而非封裝體591的部分。
雖然於圖4中未顯示，但然後焊料球(或凸塊)附接到封裝體591中之導線570，及焊料球駐在通孔570內。
圖5例示於系統級封裝600中之垂直導線互連件620。系統級封裝600包括基體602，其為基底層，於其上方安裝電氣組件640-643。傳導金屬襯墊610及611駐在層604中的基體602底側上。
由含填料的環氧樹脂製成的厚模具蓋630附接到層604。模具蓋630具有部分貫穿模具通孔650。
垂直導線互連件620以球接合621打線接合至傳導金屬襯墊611。焊料球(或凸塊)623附接到垂直導線620。
圖6為用於製造具有導線迴路互連件的堆疊式封裝之製法的流程圖700。
於方法700之操作701，第一傳導襯墊形成於第一基底層上。圖6之操作701例示於圖7，顯示形成於基體802其為基底層頂上的上傳導金屬襯墊821-826。傳導襯墊821-826駐在層804中。
圖7也顯示附接到基體802及層806部分的下傳導金屬襯墊810-814。積體電路830透過焊料球(或凸塊)840-842附接到基體802，其係附接到個別傳導金屬襯墊823-825。
至於一個實施例，圖7之總成800是屬於堆疊式封裝總成之部件的底覆晶(FC)封裝體。至於另一個實施例，總成800是屬於堆疊式封裝總成之部件的底表面黏著技術(SMT)封裝體。
於圖6之方法700的操作702，導線迴路打線接合至第一基底層的第一傳導襯墊。圖6的操作702例示於圖8，其顯示具有導線迴路902及904由銅線製成的總成900。至於其它實施例，使用其它類型導線以形成導線迴路902及904，其又稱導線棒902及904。
導線迴路902打線接合至傳導金屬襯墊821。至於一個實施例，球(凸塊)接合使用來形成球接合910。至於一個實施例，縫編接合使用於導線迴路902末端912。至於其它實施例，使用其它類型的打線接合，包括楔形接合及隨形接合。至於又其它實施例，使用導線迴路902附接到傳導金屬襯墊821之其它方法。
以類似方式，銅導線迴路904打線接合傳導金屬襯墊826。至於一個實施例，使用球接合及導致球接合920。縫編接合使用於導線迴路904末端922。至於其它實施例，使用其它方法來附接導線迴路904。
於圖6之方法700的操作703，模具蓋形成於第一基底層上。圖6的操作703例示於圖9，其顯示具有模具蓋1002的總成1000。模具蓋1002形成於層804上方。模具蓋1002覆蓋積體電路830及導線迴路902及904。至於一個實施例，模具蓋1002係由環氧樹脂及填料製成。至於一個實施例，填料占模具1002之約8%。模具蓋1002有助於保護積體電路803免於腐蝕及損壞。
至於製法之部分，可使用各種焊接技術包括再流焊接來將焊料球(或凸塊)1010-1014附接至個別傳導金屬襯墊810-814。至於其它實施例，焊料球810-814可於製程的其它階段附接。
於圖6之方法700的操作704，於模具蓋形成通孔以到達導線。圖6的操作704例示於圖10，其顯示具有模具蓋1002含通孔1120及1130的總成1100。通孔1120及1130中之各者形成於模具蓋1002中作為部分貫穿模具通孔。通孔1120到達及暴露出導線迴路902的一部分。通孔1130到達及暴露出導線迴路904的一部分。
至於一個實施例，雷射鑽孔使用來形成通孔1120及1130中之各者。至於另一個實施例，模具蓋1002之帶材研磨係在使用雷射鑽孔來形成通孔1120及1130中之各者之前完成。
於圖6之方法700的操作705，第一焊料結構耦合至導線。操作705例示於圖11，顯示總成1200。焊料球(或凸塊)1210置於模具蓋1002之通孔1120內及附接到導線迴路902。焊料球1220(或凸塊)置於模具蓋1002之通孔1130內及附接到導線迴路904。焊料球1210及1220之附接可利用各種焊接技術，包括再流焊接。
於圖6之方法700的操作706，第二焊接結構-其係附接到第二基底層-附接到第一焊接結構。圖6的操作706例示於圖12，其顯示堆疊式封裝總成1300，其係由上封裝體1350附接到下封裝體1352製成。封裝體1350及1352間之附接係藉將焊料球(或凸塊)1310及1320附接到個別焊料球(或凸塊)1210及1220達成。附接可使用各種焊接技術，包括再流焊接完成。
焊料球(或凸塊)1310及1320附接到個別傳導金屬襯墊1340及1341，其為層1306之部件及附接到基底層1302底側，至於一個實施例，其為基體1302。
封裝體1350也由附接到基體1302的一層1304組成。積體電路1330耦合至層1304。模具蓋1312覆蓋積體電路1330及駐在層1304上方。
圖13為用於製造具有傳導垂直導線互連件的堆疊式封裝總成之方法的流程圖1400。
於方法1400之操作1401，第一及第二傳導襯墊形成於第一基底層上。圖13之操作1401例示於圖14，其顯示形成於基體802其為基底層頂上的上傳導金屬襯墊1521-1527。傳導襯墊1521-1527駐在層504中。
圖14也顯示附接到基體802及部分層806的下傳導金屬襯墊810-814。積體電路830透過焊料球(或凸塊)840-842附接到基體802，其係附接到個別傳導金屬襯墊1523-1525。
至於一個實施例，圖14之總成1500將為底覆晶(FC)封裝體，其為堆疊式封裝總成之部件。至於另一個實施例，總成1500將為底表面黏著技術(SMT)封裝體，其為堆疊式封裝總成之部件。
於圖13之方法1400的操作1402，導線之迴路在第一基底層的第一與第二傳導襯墊間打線接合。圖13之操作1402例示於圖15，顯示具有由銅線製成的相對高(高)導線迴路1602及1604之總成1600。至於其它實施例，使用其它類型的導線來形成導線迴路1602及1604，其又稱導線棒1602及1604。
導線迴路1602打線接合於傳導金屬襯墊1522與傳導金屬襯墊1521間。至於一個實施例，球接合為使用來與襯墊1522形成球接合1610的該型打線接合。至於一個實施例，導線迴路1602之末端1612縫編接合至金屬襯墊1521。至於其它實施例，使用其它類型的打線接合，包括楔形接合及隨形接合。至於又其它實施例，使用將導線迴路1602附接到傳導金屬襯墊1521及1522之其它方法。
以類似方式，高銅導線迴路1604在傳導金屬襯墊1526與傳導金屬襯墊1527間打線接合。至於一個實施例，球接合使用來形成與襯墊1526的球接合1620。至於一個實施例，導線迴路1604之末端1622縫編接合至金屬襯墊1527。至於其它實施例，使用導線迴路1602之其它附接方法。
於圖13之方法1400的操作1403，模具蓋形成於第一基底層上。圖13的操作1403例示於圖16，其顯示具有模具蓋1702的總成1700。模具蓋1702形成於層804上方。模具蓋1702覆蓋積體電路830及導線迴路1602及1604。至於一個實施例，模具蓋1702由環氧樹脂及填料製成。模具蓋1702輔助保護積體電路830免於腐蝕及損壞。
至於製法之部分，包括再流焊接之各種焊接技術可使用來將焊料球(或凸塊)1010-1014附接到個別傳導金屬襯墊810-814。至於其它實施例，傳導金屬襯墊810-814可於製法之其它階段附接。
於圖13之方法1400的操作1404，進行模具蓋的帶材研磨來減低模具蓋的高度，及切割導線迴路而形成垂直導線。圖13的操作1404例示於圖17，其顯示具有模具蓋1702的總成1800，因帶材研磨模具蓋1702之頂面1840故高度減低。
模具蓋1702的帶材研磨導致導線迴路1602被切成分開的區段1812及1816，一部分被切除。分開區段1816為實質上垂直導線，球接合1610附接到傳導金屬襯墊1522。
模具蓋1702的帶材研磨導致導線迴路1604被切成分開的區段1814及1818，一部分被切除。分開區段1818為實質上垂直導線，球接合1620附接到傳導金屬襯墊1526。
於圖13之方法1400的操作1405，使用雷射燒蝕來形成模具蓋中的通孔用以延伸至垂直導線。圖13的操作1405例示於圖17，其顯示含有通孔1820及1830的模具蓋1702。通孔1820及1830中之各者形成於模具蓋1702中為部分貫穿模具通孔。通孔1820到達及暴露垂直導線1816頂部。通孔1830到達及暴露垂直導線1818頂部。
至於一個實施例，使用雷射燒蝕來形成通孔1820及1830中之各者，其導致相對淺的通孔。至於另一個實施例，使用雷射鑽孔來形成通孔1820及1830，結果導致較深的通孔。
圖18例示替代實施例，其中高銅導線迴路1602及1604係未經切割。本實施例特別適用於厚模具蓋及高銅導線迴路。用於總成1900，首先使用帶材研磨來減低模具蓋1702的總高度而不切割導線迴路1602及1604。然後，使用雷射鑽孔來於模具蓋1702中形成通孔1920及1930。通孔1920及1930中之各者為部分貫穿模具通孔。至於替代實施例，使用雷射燒蝕來形成通孔1920及1930，導致較淺的通孔。
於方法1400的操作1406，第一焊料結構耦合至垂直導線。操作1406例示於圖19，顯示總成2000。焊料球(或凸塊)2010置於模具蓋1702的通孔1820內及附接到傳導垂直導線1816。焊料球(或凸塊)2020置於模具蓋1702的通孔1830內及附接到傳導垂直導線1818。焊料球2010及2020的附接可藉各項焊接技術，包括再流焊接。
至於一個實施例，總成2000沿線2060及2061切割去除總成2000之含導線區段1812及1814的區段。至於另一個實施例，總成係未經切割，區段1812及1814未被去除。
圖20顯示一替代實施例，其中焊料球(或凸塊)2110置於總成2100的模具蓋1702之通孔1920內，及附接到高導線迴路1602。焊料球(或凸塊)2120置於模具蓋1702之通孔1930內，及附接到高導線迴路1604。焊料球2110及2120的附接可藉各項焊接技術，包括再流焊接。
至於一個實施例，總成2100沿線2160及2161切割以(1)切割個別導線迴路1602及1604及(2)去除總成2100的端部。至於另一個實施例，總成2100未經切割，及導線迴路1602及1604未經切割。
於圖13之方法1400的操作1407，第二焊料結構-附接到第二基底層-附接到第一焊料結構。圖13的操作1407例示於圖21，其顯示堆疊式封裝總成2200，其係由上封裝體1350附接到下封裝體2000組成。封裝體1350與2000間之附接係藉將焊料球(或凸塊)1310及1320附接到個別焊料球(或凸塊)2010及2020達成。附接可藉各項焊接技術，包括再流焊接完成。
焊料球(或凸塊)1310及1320附接到個別傳導金屬襯墊1340及1341，其為層1306之部分且附接到基底層1302底側，針對一個實施例，其為基體1302。
封裝體1350也由附接到基體1302的一層1304組成。積體電路1330耦合至層1304。模具蓋1312覆蓋積體電路1330及駐在層1304上方。
至於替代實施例，圖22之堆疊式封裝總成2300係由上封裝體1350附接到下封裝體2100組成。封裝體1350與2100間之附接係藉焊料球(或凸塊)1310及1320附接到個別焊料球(或凸塊)2110及2120達成。附接可藉各項焊接技術，包括再流焊接完成。
焊料球(或凸塊)1310及1320附接到個別傳導金屬襯墊1340及1341，其為層1306之部分且附接到基底層1302底側，針對一個實施例其為基體1302。
封裝體1350也由附接到基體1302的一層1304組成。積體電路1330耦合至層1304。模具蓋1312覆蓋積體電路1330及駐在層1304上方。
至於替代實施例，圖12、21、及22之基體1302可以是印刷電路板。至於替代實施例，電氣組件可駐在基體1302上或駐在印刷電路板上。至於替代實施例，各種封裝體可取代圖12、21、及22之封裝體1350，包括系統級封裝。
至於替代實施例，圖12、21、及22之基體802可以是印刷電路板。至於替代實施例，電氣組件可駐在基體802上或駐在印刷電路板上。
各種半導性製造技術及堆疊式封裝製造技術可結合前文關聯圖6至圖22描述的製造方法使用。
本文描述的方法流程的一或多個實施例中之若干操作可經刪除或以與本文例示的或描述的不同順序進行。
前文說明書中使用的術語「於上方」、「至」、「於其間」、及「於其上」係指一層相對於其它層的相對位置。一層在另一層「上方」或「於其上」或接合「至」或「接觸」另一層係可與另一層直接接觸，或可有一或多個中間層。在多層「間之」一層係可與該等層直接接觸，或可有一或多個中間層。
前文連結半導體封裝體之一或多個實施例提供之描述也可使用於其它類型的IC封裝體及混合邏輯記憶體封裝堆疊。此外，使用來形成半導體封裝體之一或多個實施例的處理順序可與兩個晶圓層級封裝體(WLP)可相容，及與表面安裝基體整合，諸如接點柵格陣列(LGA)、方形扁平無引腳封裝(QFN)、及陶瓷基體。
依據若干揭示實施例中之任一者及其於本文揭示中之相當例，如於圖23中描繪的電腦系統3000(又稱電子系統3000)可具體實施為採用導線貫穿模具互連的封裝。電腦系統3000可以是行動裝置諸如小筆電。電腦系統3000可以是行動裝置諸如無線智慧型電話。電腦系統3000可以是桌上型電腦。電腦系統3000可以是手持式閱讀器。電腦系統3000可以是伺服器電腦。電腦系統3000可以是超級電腦或高效能計算系統。
至於一個實施例，電子系統3000為包括系統匯流排3020的電腦系統用以電氣耦合電子系統3000之各種組件。依據各種實施例，系統匯流排3020為單一匯流排或匯流排之任何組合。電子系統3000包括供應電力給積體電路3010的電壓源3030。至於若干實施例，電壓源3030經由系統匯流排3020供應電流給積體電路3010。
依據一實施例積體電路3010電氣耦合至系統匯流排3020，及包括任何電路或電路的組合。至於一個實施例，積體電路3010包括可屬任何類型的處理器3012。如於本文中使用，處理器3012可表示任何類型的電路諸如，但非限制性，微處理器、微控制器、圖形處理器、數位信號處理器、或其它處理器。於一實施例中，處理器3012包括，或耦合採用如本文揭示之導線貫穿模具互連的封裝。至於一個實施例，SRAM實施例見於處理器的快取記憶體。可涵括於積體電路3010之其它類型的電路為客製化電路或特定應用積體電路(ASIC)，諸如用於下列無線裝置的通訊電路3014，諸如細胞式電路、智慧型電話、傳呼機、可攜式電腦、雙向無線電、及類似電子系統，或用於伺服器的通訊電路。至於一個實施例，積體電路3010包括晶粒上記憶體3016，諸如靜態隨機存取記憶體(SRAM)。至於一個實施例，積體電路3010包括嵌入式晶粒上記憶體3016，諸如嵌入式動態隨機存取記憶體(eDRAM)。
至於一個實施例，積體電路3010補充隨後積體電路3011。有用的實施例包括雙重處理器3013及雙重通訊電路3015及雙重晶粒上記憶體3017，諸如SRAM。至於一實施例，雙重積體電路3010包括嵌入式晶粒上記憶體3017，諸如eDRAM。
至於一個實施例，電子系統3000也包括一外部記憶體3040，其轉而可包括適合特定應用的一或多個記憶體元件，諸如呈RAM形式之主記憶體3042、一或多個硬碟驅動裝置3044、及/或操縱活動式媒體3046的一或多個驅動裝置，諸如軟碟、光碟(CD)、數位影音碟(DVD)、快閃記憶體驅動裝置、及業界已知之其它活動式媒體。依據一實施例，外部記憶體3040也可以是嵌入式記憶體3048，諸如晶粒堆疊中之第一晶粒。
至於一實施例，電子系統3000也包括顯示裝置3050、音訊輸出3060。至於一實施例，電子系統3000包括輸入裝置，諸如控制器3070，其可以是鍵盤、滑鼠、軌跡球、遊戲控制器、麥克風、語音辨識裝置、或將資訊輸入電子系統3000中之任何其它輸入裝置。至於一實施例，輸入裝置3070為相機。至於一實施例，輸入裝置3070為數位聲音紀錄器。至於一實施例，輸入裝置3070為相機及數位聲音紀錄器。
如於本文中顯示，積體電路3010可於多種不同實施例中實施，包括依據數個所揭示實施例中之任一者及其相當例採用導線貫穿模具互連的封裝、電子系統、電腦系統、一或多個製造積體電路之方法、及一或多個製造電子總成之方法，其包括如本文闡明的各種實施例中依據數個所揭示實施例中之任一者及其業界辨識之相當例的採用導線貫穿模具互連的封裝。元件、材料、幾何形狀、維度、及操作順序全部皆可改變來適合特定I/O耦合要求，包括如本文闡明的各種實施例中依據數個所揭示實施例中之任一者及其相當例的針對嵌置於處理器安裝基體中的微電子晶粒之陣列接觸計數、陣列接觸組態。如由圖23虛線表示，可包括基底基體。也可包括被動裝置3052，也如於圖23中描繪。
以下為實施例之實例。
至於一個實施例，一微電子結構具有一第一封裝體其包括一第一基底層。具有一通孔的一模具蓋係耦合至該第一基底層。一第一傳導襯墊係耦合至該第一基底層。一導線係打線接合至該第一傳導襯墊。該導線延伸至該通孔。一第一焊料結構係耦合至於該通孔中之該導線用以提供一連結至該第一封裝體。
至於一個實施例，一第二封裝體具有一第二基底層及耦合至該第二基底層之一第二傳導襯墊。一第二焊料結構係耦合至(1)該第二傳導襯墊及(2)該第一封裝體之該第一焊料結構用以耦合該第二封裝體至該第一封裝體。
至於一個實施例，該第一基底層為一基體。至於另一個實施例，該第一基底層為一電路板。
至於一個實施例，該導線為銅線。
至於一個實施例，該第一封裝體包括耦合至該第一傳導襯墊的一積體電路。至於另一個實施例，該第一封裝體包括耦合至該第一傳導襯墊的一電氣組件。
至於一個實施例，該第一焊料結構為一第一焊料球。
至於一個實施例，該導線為一迴圈銅線。至於另一個實施例，該導線為一垂直銅線。
至於一個實施例，該第二封裝體之該第二基底層為一基體。至於另一個實施例，該第二封裝體之該第二基底層為一電路板。
另一個實施例為一微電子結構其具有一第一封裝體及一印刷電路板。該第一封裝體具有耦合至該第一基底層的一模具蓋。該模具蓋具有一通孔。一第一傳導襯墊係耦合至該第一基底層。一導線係打線接合至該第一傳導襯墊且延伸至該通孔。一第一焊料結構係耦合至於該通孔中之該導線用以提供一連結至該第一封裝體。該印刷電路板具有一第二傳導襯墊及一第二焊料結構。該第二焊料結構係耦合至(1)該第二傳導襯墊及(2)該第一封裝體之該第一焊料結構用以耦合該第一封裝體至該印刷電路板。
至於另一個實施例，一微電子製造之方法包括在一第一基底層上形成一第一傳導襯墊。導線之一迴路係打線接合至該第一基底層之該第一傳導襯墊。一模具蓋係形成在該第一基底層上。一通孔係形成於該模具蓋中以到達該導線。一焊料結構係形成且耦合至該導線。
至於另一個實施例，一第二焊料結構係附接至該第一焊料結構。該第二焊料結構係耦合至與一第二基底層耦合的一第二傳導襯墊。
至於一個實施例，該微電子製造之方法之該第一基底層為一基體。至於另一個實施例，該微電子製造之方法之該第一基底層為一電路板。
至於一個實施例，一通孔係藉雷射鑽孔該模具蓋而形成於該模具蓋中。
至於一個實施例，該微電子製造之方法之該第二基底層為一第二封裝體之一基體。至於另一個實施例，該微電子製造之方法之該第二基底層為一電路板。
另一個實施例為一種微電子製造之方法。第一及第二傳導襯墊係形成於一第一基底層上。導線之一迴路係打線接合至該第一基底層之該等第一與第二傳導襯墊間。一模具蓋係形成於該第一基底層上。該模具蓋係經帶材研磨以減低該模具蓋之一高度及切割該迴路之導線以形成一垂直導線。雷射燒蝕係使用來於該模具蓋中形成一通孔以延伸至該垂直導線。形成一焊料結構其係耦合至該垂直導線。
至於另一個實施例，一第二焊料結構係附接至該第一焊料結構。該第二焊料結構係耦合至與一第二基底層耦合的一第二傳導襯墊。
至於一個實施例，該第一基底層為一第一封裝體的一基體及該第二基底層為一第二封裝體的一基體。至於另一個實施例，該第一基底層為一第一封裝體的一基體及該第二基底層為一電路板。
於前文說明書中，已經參考特定具體實施例作說明。但顯然易知不背離精髓及範圍可於其中作出各種修改及變化。據此，說明書及附圖須視為例示性而非限制性意義。
10‧‧‧下封裝體12、102、402、502、602、802、1302‧‧‧基底層、基體14、16、404、408、504、506、604、804、806、1304、1306‧‧‧層20-24、40-48、130-133、422-426、520-522、540-545、610、611、810-814、821-826、1340、1341、1521-1527‧‧‧傳導金屬襯墊30-34、73-75、80-83、110-113、430、531-533、623、840-842、1010-1014、1210、1220、1310、1320、1920、1930、2010、2020、2110、2120‧‧‧焊料球(或凸塊)50、560、902、904、1602、1604‧‧‧導線迴路70、104、410、526、630、1002、1312、1702‧‧‧模具蓋72、120、530、830、1330、3010、3011‧‧‧積體電路90-93、440、570、650‧‧‧部分貫穿模具通孔100、200、591、1350、1352‧‧‧堆疊式封裝(PoP)結構、封裝體300、400、592‧‧‧部分301‧‧‧附接點302、912、922、1612、1622‧‧‧末端438、620、1818‧‧‧垂直打線接合、垂直導線500‧‧‧封裝結構580‧‧‧線600‧‧‧系統級封裝620‧‧‧垂直導線互連621、1610、1620‧‧‧球接合640-643‧‧‧電氣組件700、1400‧‧‧方法701-706、1401-1407‧‧‧操作800、900、1000、1100、1200、1300、1500、1600、1700、1900、2000、2100、2200‧‧‧堆疊式封裝總成910、920‧‧‧球接合1120、1130、1820、1830‧‧‧通孔1812-1818‧‧‧區段2060、2061、2160、2161‧‧‧線3000‧‧‧電腦系統、電子系統3010‧‧‧雙重積體電路3012‧‧‧處理器3013‧‧‧雙重處理器3014‧‧‧通訊電路3015‧‧‧雙重通訊電路3016‧‧‧晶粒上記憶體3017‧‧‧雙重晶粒上記憶體3020‧‧‧系統匯流排3030‧‧‧電壓源3040‧‧‧外部記憶體3042‧‧‧主記憶體3044‧‧‧硬碟驅動裝置3046‧‧‧活動式媒體3048‧‧‧嵌入式記憶體3050‧‧‧顯示裝置3052‧‧‧被動裝置3060‧‧‧音訊輸出3070‧‧‧控制器
實施例之特徵及優點將從附圖更為彰顯，其提供舉例說明而非限制性，及其中相似的元件符號指示相似的元件。
圖1例示具有貫穿模具通孔(「TMV」)加迴圈導線接合的一堆疊式封裝(「PoP」)設計。
圖2顯示具有相對細長模腔的一實施例，其中該銅線可迴圈接合至單一球襯墊。
圖3例示一貫穿模具通孔加一垂直打線接合。
圖4例示接合至兩個傳導襯墊上的銅線，兩個襯墊係超出終封裝體的邊緣。
圖5例示使用在具有厚環氧樹脂模具蓋的一系統級封裝設計中的一垂直打線接合。
圖6為用於形成具有模具蓋及迴圈導線的一封裝結構之流程圖。
圖7例示用於底覆晶(FC)封裝體或使用表面黏著技術(SMT)之封裝體的製造階段。
圖8例示用於相當淺的模具蓋在個別單一傳導襯墊上有各個導線迴路之製造階段。
圖9顯示用於淺模具蓋之模塑製造階段。
圖10例示藉雷射鑽孔形成的貫穿模具通孔。
圖11顯示用於相當淺的模具蓋之焊料球形成。
圖12例示堆疊式封裝形成，各個迴圈導線接觸個別傳導金屬襯墊。
圖13為用於形成具有深模具蓋及垂直導線的一封裝結構之流程圖。
圖14顯示具有傳導金屬襯墊之製造階段。
圖15顯示具有各個相當高導線迴路連結於針對一深模具蓋的個別主傳導襯墊與個別輔襯墊間之製造階段。
圖16顯示用於深或厚模具蓋之製造階段。
圖17顯示藉帶材研磨(strip grinding)及雷射燒蝕的垂直銅線之形成。
圖18顯示藉帶材研磨而暴露銅線形成的貫穿模具通孔。
圖19顯示用於垂直銅線之焊料球形成。
圖20顯示用於相當深模具迴路及在兩個個別傳導金屬襯墊間迴圈之迴圈導線之焊料球形成。
圖21例示具有垂直導線及相當淺模具蓋的堆疊式封裝之形成。
圖22例示具有相當深模具蓋及在個別傳導金屬襯墊間迴圈之導線迴路的堆疊式封裝之形成。
圖23例示一電腦系統其包括使用導線貫穿模具互連的堆疊式封裝技術。
10‧‧‧下封裝體
12、102‧‧‧基體
14、16‧‧‧層
20-24、40-48、60-63、130-133‧‧‧傳導金屬襯墊
30-34、73-75、80-83、110-113‧‧‧焊料球(或凸塊)
50-53‧‧‧傳導迴圈導線
70、104‧‧‧模具蓋
72‧‧‧積體電路
91-93‧‧‧貫穿模具通孔
100、120、200‧‧‧堆疊式封裝(PoP)結構、封裝體

Claims (17)

  1. 一種微電子結構，其包含：一第一封裝體，其包含：一第一基底層；具有一通孔的一模具蓋，其中該模具蓋係耦接至該第一基底層；被耦接至該第一基底層之一第一傳導襯墊；被打線接合至該第一傳導襯墊且延伸至該通孔的一導線；以及被耦接至於該通孔中之該導線的一第一焊料球，其用以提供一連結至該第一封裝體；一第二基底層；以及將該第二基底層耦接至該第一封裝體之該第一焊料球之一第二焊料球，其中該第二焊料球係直接地在該第一焊料球上，該第一焊料球係直接地在該導線上，並且其中，該第二焊料球，該第一焊料球及該導線係彼此垂直對準。
  2. 如請求項1之微電子結構，其中該第一基底層包含一基體。
  3. 如請求項1之微電子結構，其中該第一基底層包含一電路板。
  4. 如請求項1之微電子結構，其中該導線包含一銅線。
  5. 如請求項1之微電子結構，其中該第一封裝體進一步包含被耦接至該第一傳導襯墊的一積體電路。
  6. 如請求項1之微電子結構，其中該第一封裝體進一步包含被耦接至該第一傳導襯墊的一電氣組件。
  7. 如請求項1之微電子結構，其中該導線包含一傳導垂直導線。
  8. 如請求項1之微電子結構，其中該導線包含一傳導迴圈導線。
  9. 如請求項1之微電子結構，其中該第二基底層係包括於一第二封裝體。
  10. 如請求項9之微電子結構，其中該第二封裝體之該第二基底層包含一基體
  11. 如請求項9之微電子結構，其中該第二封裝體之該第二基底層包含一電路板。
  12. 一種微電子製造之方法，其包含：在一第一基底層上形成一第一傳導襯墊；將導線之一迴路打線接合至該第一基底層之該第一傳導襯墊；在該第一基底層上形成一模具蓋；於該模具蓋中形成一通孔以到達該導線；形成被耦接至於該通孔中之該導線之一第一焊料球；附接一第二焊料球至該第一焊料球，其中該第二焊料球係耦接至與一第二基底層耦接的一第二傳導襯墊，並且其中，該第二焊料球，該第一焊料球及該導線係彼此垂直對準。
  13. 如請求項12之微電子製造之方法，其中該 第一基底層包含一基體。
  14. 如請求項12之微電子製造之方法，其中該第一基底層包含一電路板。
  15. 如請求項12之微電子製造之方法，其中形成於該模具蓋中之該通孔包含雷射鑽孔該模具蓋。
  16. 如請求項12之微電子製造之方法，其中該第二基底層為一第二封裝體的一基體。
  17. 如請求項12之微電子製造之方法，其中該第二基底層為一電路板。
TW105138633A 2015-12-25 2016-11-24 導線貫穿模具連接之設備及方法 TWI710078B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2015/098870 WO2017107176A1 (en) 2015-12-25 2015-12-25 Conductive wire through-mold connection apparatus and method
WOPCT/CN2015/098870 2015-12-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201739022A TW201739022A (zh) 2017-11-01
TWI710078B true TWI710078B (zh) 2020-11-11

Family

ID=59088666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105138633A TWI710078B (zh) 2015-12-25 2016-11-24 導線貫穿模具連接之設備及方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10756072B2 (zh)
TW (1) TWI710078B (zh)
WO (1) WO2017107176A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3118390A1 (fr) * 2020-12-22 2022-06-24 Valeo Equipements Electriques Moteur Module de puissance avec surmoulage et systemes comprenant un tel module de puissance
FR3118391A1 (fr) * 2020-12-22 2022-06-24 Valeo Equipements Electriques Moteur Module de puissance avec surmoulage et systemes comprenant un tel module de puissance
JP2023122330A (ja) * 2022-02-22 2023-09-01 キオクシア株式会社 半導体装置およびその製造方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200509420A (en) * 2003-07-28 2005-03-01 Honeywell Int Inc Heatsinking electronic devices
TW200625559A (en) * 2004-07-07 2006-07-16 Nec Corp Wiring substrate for mounting semiconductors, method of manufacturing the same, and semiconductor package
TW201131735A (en) * 2009-12-29 2011-09-16 Intel Corp Semiconductor package with embedded die and its methods of fabrication
TW201138056A (en) * 2010-04-26 2011-11-01 Nepes Corp Wafer level semiconductor package and fabrication method thereof
TW201201332A (en) * 2010-03-15 2012-01-01 Stats Chippac Ltd Semiconductor device and method of forming repassivation layer with reduced opening to contact pad of semiconductor die
US20130075916A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Daesik Choi Integrated circuit packaging system with external wire connection and method of manufacture thereof
US8508943B2 (en) * 2009-10-16 2013-08-13 Raytheon Company Cooling active circuits
TW201505140A (zh) * 2013-07-31 2015-02-01 Taiwan Semiconductor Mfg Co Ltd 半導體裝置
TW201513279A (zh) * 2013-08-21 2015-04-01 Nitto Denko Corp 密封用片材及半導體裝置之製造方法
US20150364816A1 (en) * 2014-06-16 2015-12-17 Texas Instruments Incorporated Millimeter wave integrated circuit with ball grid array package including transmit and receive channels

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8390117B2 (en) 2007-12-11 2013-03-05 Panasonic Corporation Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR101078743B1 (ko) * 2010-04-14 2011-11-02 주식회사 하이닉스반도체 스택 패키지
CN102738094B (zh) * 2012-05-25 2015-04-29 日月光半导体制造股份有限公司 用于堆叠的半导体封装构造及其制造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200509420A (en) * 2003-07-28 2005-03-01 Honeywell Int Inc Heatsinking electronic devices
TW200625559A (en) * 2004-07-07 2006-07-16 Nec Corp Wiring substrate for mounting semiconductors, method of manufacturing the same, and semiconductor package
US8508943B2 (en) * 2009-10-16 2013-08-13 Raytheon Company Cooling active circuits
TW201131735A (en) * 2009-12-29 2011-09-16 Intel Corp Semiconductor package with embedded die and its methods of fabrication
TW201201332A (en) * 2010-03-15 2012-01-01 Stats Chippac Ltd Semiconductor device and method of forming repassivation layer with reduced opening to contact pad of semiconductor die
TW201138056A (en) * 2010-04-26 2011-11-01 Nepes Corp Wafer level semiconductor package and fabrication method thereof
US20130075916A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Daesik Choi Integrated circuit packaging system with external wire connection and method of manufacture thereof
TW201505140A (zh) * 2013-07-31 2015-02-01 Taiwan Semiconductor Mfg Co Ltd 半導體裝置
TW201513279A (zh) * 2013-08-21 2015-04-01 Nitto Denko Corp 密封用片材及半導體裝置之製造方法
US20150364816A1 (en) * 2014-06-16 2015-12-17 Texas Instruments Incorporated Millimeter wave integrated circuit with ball grid array package including transmit and receive channels

Also Published As

Publication number Publication date
US10756072B2 (en) 2020-08-25
TW201739022A (zh) 2017-11-01
WO2017107176A1 (en) 2017-06-29
US20180374832A1 (en) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE49045E1 (en) Package on package devices and methods of packaging semiconductor dies
US20180114786A1 (en) Method of forming package-on-package structure
JP5661225B2 (ja) 半導体デバイスのパッケージング方法
JP5341337B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP5002533B2 (ja) スタック型チップパッケージ構造
JP3865055B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US20070241463A1 (en) Electrode, manufacturing method of the same, and semiconductor device having the same
JP2008166439A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPWO2007083351A1 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US20220392846A1 (en) Semiconductor package
JP2010147070A (ja) 半導体装置
TW201826477A (zh) 半導體晶片封裝和疊層封裝
TWI710078B (zh) 導線貫穿模具連接之設備及方法
JP2010287710A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3972183B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器
JP2009152503A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2009043793A (ja) 半導体装置、およびその半導体装置の製造方法
US20130256915A1 (en) Packaging substrate, semiconductor package and fabrication method thereof
JP3972182B2 (ja) 半導体装置の製造方法
TWI651827B (zh) 無基板封裝結構
KR20110138788A (ko) 적층형 반도체 패키지
CN101465341B (zh) 堆叠式芯片封装结构
JP2009054684A (ja) 半導体ｐｏｐ装置
JP2006202997A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP4455158B2 (ja) 半導体装置