半导体装置以及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术是有关于一种半导体装置的制备方法，该半导体装置是具有一嵌埋于该散热座中的芯片，且该芯片是电性连接至一复合基板。根据一较佳实施态样，该方法的特征是在于使用黏着剂将一芯片-中介层组件贴附于一散热座上，该芯片是插入该散热座的凹穴中。该散热座是提供散热功能，且该中介层是提供该芯片一热膨胀系数(CTE)相符合的界面以及第一层级的扇出(fan-out)路由。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种半导体装置，尤指一种具有嵌埋于散热座的芯片且电性连接至一复合基板的半导体装置，以及其制备方法。
技术介绍
融合移动性、通讯以及计算技术的电子装置，挑战了半导体封装产业中的热学、电学、外型、以及可靠性。尽管于文献中已提出多种嵌埋半导体芯片于电路板或于模塑料中的方法，然而仍有许多性能相关缺陷。举例而言，由美国专利号第8，742，589,8, 735，222、8，679，963、及8，453，323所揭露的装置中，由于嵌埋的芯片所产生的热能无法通过热绝缘材料(如层压板或模塑料)而适当的排出，因此导致性能降低的问题。此外，所述装置是利用微孔作为嵌埋芯片的电性连接，由于芯片(例如，硅的热膨胀系数约为2.6X KT6IT1)以及增层膜层(例如，环氧层压板的热膨胀系数约为15X KT6IT1)之间的热膨胀系数不匹配，而于内连接方面存在着高度压力问题。当芯片中的电路密度上升时，该芯片所产生的热能亦会上升，从而于操作周期中会产生大幅度温度变化的问题，而此处的热不匹配可能使得芯片具有高度的内部压力，最终导致芯片的破裂、分层、以及装置故障。于上述所制备组体结构中，另一明显的缺陷是其嵌埋的芯片可能于封装或层压过程中位移，而由于芯片位移导致微孔金属化不完全，如美国专利号第8，501，544及7，935，893中所描述，其是进一步降低了电性连接质量，因而降低了所制备组体的可靠度以及良率。基于上述的理由，以及于下文中所述的其他理由，目前亟需发展一种新的装置，以及于不使用于I/o接垫的微孔内连接嵌埋芯片下，改善芯片级的可靠性，并限制使用模塑料以及层压板，以避免芯片过热的现象造成装置电性表现方面的严重问题。
技术实现思路
本专利技术是有鉴于以上的情形而发展，本专利技术的主要目的在于提供一种半导体装置，其中一芯片是通过多个凸块与一低热膨胀系数(CTE)的中介层相互连接，以解决热膨胀系数不匹配、以及芯片与内连接线路之间的位置辨识问题，从而可提高半导体装置的产率以及其可信度。本专利技术的另一目的是在于提供一半导体装置，其芯片是封装于一散热座中，以有效的散出该芯片所产生的热能，从而可提升该装置的信号完整性以及其电性表现。根据前文所述的目的，本专利技术是提出一种具有芯片、散热座、以及一复合基板的半导体装置，该复合基板是包括一无机中介层以及一树脂增层电路。包覆该芯片的该散热座，是提供该芯片一散热途径，通过凸块与该芯片内连接的该热膨胀系数补偿(CTE-compensated)无机中介层，是提供该芯片第一层级的扇出路由，藉此可避免该芯片内部压力以及由热膨胀系数不匹配而导致的连接垫的断线。相邻于该散热座以及该中介层的该树脂增层电路，是提供第二层级的扇出路由，且具有一图案化阵列的端子接垫，以匹配另一层级的组体线路板。本专利技术提供了一种半导体装置的制备方法，其步骤包括:提供一芯片；提供一无机中介层，该无机中介层是包括多个贯穿孔、一第一表面、一第二表面，其是相反于该第一表面、多个第一接触垫，其是于该第一表面上、以及多个第二接触垫，其是于该第二表面上，其中，该贯穿孔是电性连接该第一接触垫以及该第二接触垫；通过多个凸块将该芯片电性连接至该无机中介层的该第一接触垫上，以提供一芯片-中介层组件；提供一散热座，该散热座具有一凹穴；使用一黏着剂将该芯片一中介层组件贴附于该散热座上，且该芯片是插入该凹穴中，该无机中介层是侧向延伸超过该凹穴；接着形成一增层电路于该散热座以及该无机中介层的该第二表面上，其中，该增层电路是通过该增层电路的多个导电盲孔以电性连接至该无机中介层的该第二接触垫。除非另有具体说明、或所述步骤间使用“接着”的用语、或所述步骤是必须于一特定的顺序进行，上述步骤的顺序并无受限于上文的排序，且可根据所需的设计而变化或重新排序。另一方面，本专利技术是提供一半导体设备，其包括一芯片、一黏着剂、一散热座、以及一包括一无机中介层以及一增层电路的复合基板，其中，(i)该芯片是通过多个凸块以电性连接该芯片至该无机中介层的第一表面上的第一接触垫，且该芯片是位于该散热座的凹穴中；(ii)该无机中介层是侧向延伸超过该凹穴，且该无机中介层的该第一表面是贴附于该散热座的一平坦表面上，该平坦表面是相邻于该凹穴开口且由该凹穴开口侧向延伸；(iii)该黏着剂是接触该芯片与该散热座、以及该无机中介层与该散热座，且介于该芯片与该散热座之间、以及介于该无机中介层以及该散热座之间；以及(iv)该增层电路是设置于该散热座以及该中介层的一第二表面上，并通过该增层电路的一导电盲孔电性连接至该无机中介层的该第二表面上的该第二接触垫，其中，该第二表面是相反于该第一表面。根据本专利技术的半导体装置的制备方法具有多种优点，举例而言，于贴附于该散热座之前先形成该芯片-中介层组件，可确保该芯片稳固的连接至该中介层上，而可避免微孔工艺中固有的断线问题(disconnect1n)。通过芯片-中介层组件而将该芯片插入至该凹穴中特别具有优势，该凹穴的形状或深度、或者用于接合该芯片所需的该黏着层的量，不须精密调控于特定参数。此外，形成该复合基板的两步骤是有益于沉积增层电路时，该中介层可保护该嵌埋芯片。在下文中，将提供实施例以详细说明本专利技术的实施态样。本专利技术的其他优点以及功效将通过本专利技术所揭露的内容而更为显著。【附图说明】参考随附附图，本专利技术可通过下述较佳实施例的详细叙述更加清楚明了，其中:图1及2是分别为本专利技术实施例1的中介层面板的剖面图及俯视图。图3是根据本专利技术实施例1的于其上设置有凸块的芯片的剖面图。图4及5是分别为根据本专利技术实施例1，由图3所示的芯片电性连接至图1及2所示的中介层面板的面板规模组体的剖面图及俯视图。图6及7是分别为根据本专利技术实施例1，如图4及图5所示的面板规模组体的切割状态的剖面图及俯视图。图8及9是分别为根据本专利技术实施例1，对应至图6及7所示的切割单元的芯片-中介层组件的剖面图及俯视图。图10及11是分别为根据本专利技术实施例1的散热座的剖面图及底视图。图12及13是分别为根据本专利技术实施例1中，将黏着剂分散至如图10及11所示的散热座上的剖面图及底视图。图14及15是分别为根据本专利技术实施例1中，将图8及9所示的芯片_中介层组件贴附于图12及13所示的散热座上的剖面图及底视图。图16及17是分别为根据本专利技术实施例1中，提供另一黏着剂于图14及图15所示的结构的剖面图及底视图。图18及19是分别为根据本专利技术实施例1中，将图16及17所示的结构中多余的黏着剂移除的剖视图及底视图。图20是根据本专利技术实施例1中，将层叠的层设置于图18所示的结构上的剖面图。图21是根据本专利技术实施例1中，设置盲孔于图20所示的结构中的剖面图。图22是根据本专利技术实施例1中，设置导线于图21所示的结构中的剖面图。图23是根据本专利技术实施例1中，将层叠的层设置于图22所示的结构上的剖面图。图24是根据本专利技术实施例1中，设置盲孔于图23所示的结构中的剖面图。图25是根据本专利技术实施例1中，设置导线于图24所示的结构上，以完成半导体装置的剖面图。图26是根据本专利技术实施例2的散热座的剖面图。图27是根据本专利技术实施例2中，将黏着剂分散于如图26所示的散热座中的剖面图。图28是根据本专利技术实施例2中，将图8所示的芯片_中介层组件贴附于图27本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制备方法，其步骤包括：提供一芯片；提供一无机中介层，该无机中介层包括多个贯穿孔、一第一表面、一第二表面，其相反于该第一表面、多个第一接触垫，其于该第一表面上、以及多个第二接触垫，其于该第二表面上，其中，所述贯穿孔电性连接所述第一接触垫以及所述第二接触垫；通过多个凸块将该芯片电性连接至该无机中介层的所述第一接触垫上，以提供一芯片‑中介层组件；提供一散热座，该散热座具有一凹穴；使用一黏着剂将该芯片‑中介层组件贴附于该散热座上，且该芯片插入该凹穴中，该无机中介层侧向延伸超过该凹穴；接着形成一增层电路于该散热座以及该无机中介层的该第二表面上，其中，该增层电路通过该增层电路的多个导电盲孔以电性连接至该无机中介层的所述第二接触垫。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林文强，王家忠，
申请(专利权)人：钰桥半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71