用于微电子封装翘曲控制的应力调谐加固物制造技术

一种半导体装置组合件包含衬底、半导体装置、加固部件及模制化合物。所述加固部件经调谐或经配置以减小及/或控制所述半导体装置组合件在高温下的翘曲形状。所述加固部件可放置于所述衬底、所述半导体装置及/或所述模制化合物上。可使用多个加固部件。所述加固部件可依预定图案定位于所述半导体装置组合件的组件上。可使用加固部件使得第一半导体装置的翘曲基本上对应于第二半导体装置在高温下的翘曲。可通过为所述加固部件提供所要热膨胀系数CTE而调谐所述部件。所述所要CTE可基于半导体装置组合件的所述组件的个别CTE。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于微电子封装翘曲控制的应力调谐加固物
本文中描述的实施例涉及用于半导体装置组合件及/或半导体装置的翘曲控制的加固部件及使用加固部件进行翘曲控制的方法。
技术介绍
半导体处理及封装技术不断演进以满足工业对增加性能及减小大小的需求。电子产品(例如蜂窝电话、智能电话、平板计算机、个人数字助理、膝上型计算机以及其它电子装置)需要具有高装置密度同时具有相对较小占据面积的封装半导体组合件。例如，在提供提高半导体装置密度的需求的电子产品中，可用于存储器装置、处理器及其它装置的空间不断减小。堆叠半导体装置以形成半导体装置组合件是用于提高密度的一个技术。另外，半导体装置的厚度不断减小。在形成半导体装置组合件的过程期间，组合件可经历具有高温的各种过程。例如，在回焊过程期间产生半导体装置之间的焊料接点或互连件的温度可达到260摄氏度。半导体装置组合件可包括各种组件，例如但不限于衬底、半导体装置及模制化合物。组件中的每一者可具有不同热膨胀系数(CTE)。使用越来越薄的组件可增加因半导体装置组合件内的组件的CTE失配而产生的潜在问题。在半导体装置组合件经受高温时，半导体装置组合件可归因于组合件的个别组件的不同CTE而经历翘曲。翘曲可对组合件的组件提供大量应力。如果翘曲过大，那么翘曲可产生半导体装置组合件内的焊料接点的可靠性问题。例如，大于(但不限于)50微米的翘曲可导致焊料接点可靠性问题。CTE失配也可在将第一半导体装置连接到第二半导体装置时产生问题。第一半导体装置可在预期回焊温度下具有第一翘曲，且第二半导体装置可在预期回焊温度下具有不同于第一翘曲的第二翘曲。第一翘曲与第二翘曲之间的差异可使得极其难以将第一半导体装置连接到第二半导体装置。可存在额外弊端及缺点。附图说明图1是具有加固部件的半导体装置组合件的一个实施例的示意图。图2是具有加固部件的半导体装置组合件的一个实施例的示意图。图3A是具有多个加固部件的半导体装置组合件的一个实施例的示意图。图3B是具有多个加固部件的半导体装置组合件的一个实施例的示意图。图4是具有多个加固部件的半导体装置组合件的一个实施例的示意图。图5是依一图案布置于半导体装置上的多个加固部件的一个实施例的俯视示意图。图6A是具有不同翘曲的两个半导体装置的示意图。图6B是图6A的两个半导体装置的示意图，其中加固部件添加到半导体装置中的一者。图7是展示半导体装置的实际翘曲与半导体装置的模拟翘曲之间的翘曲相关性的图表。图8是展示半导体装置的一个实施例的各种组件在温度升高时的热膨胀系数(CTE)的图表。图9是形成半导体装置组合件的方法的一个实施例的流程图。图10是具有加固部件的半导体装置组合件的一个实施例的示意图。图11是具有加固部件的半导体装置组合件的一个实施例的示意图。虽然本专利技术易于以各种修改及替代形式呈现，但已在图式中通过实例展示且将在本文中详细描述特定实施例。然而，应理解，本专利技术并不希望限于所揭示的特定形式。实情是，其希望涵盖落入由随附权利要求书定义的本专利技术的范围内的全部修改、等效物及替代物。具体实施方式在本专利技术中，论述许多具体细节以提供对本专利技术的实施例的透彻且可行描述。所属领域的一般技术人员将认识到，可在不具有一或多个特定细节的情况下实践本专利技术。可不展示或不详细描述通常与半导体装置相关联的众所周知的结构及/或操作以免使本专利技术的其它方面不清楚。一般来说，应理解，除本文中揭示的特定实施例之外的各种其它装置、系统及/或方法也可在本专利技术的范围内。术语“半导体装置组合件”可指代一或多个半导体装置、半导体装置封装及/或衬底(其可包含中介层、支撑件及/或其它适合衬底)的组合件。半导体装置组合件可制造为(但不限于)离散封装形式、条状或矩阵形式及/或晶片面板形式。术语“半导体装置”通常指代包含半导体材料的固态装置。半导体装置可包含例如半导体衬底、晶片、面板或来自晶片或衬底的单个裸片。半导体装置在本文中可指代半导体晶片，但半导体装置不限于半导体晶片。如本文中使用，术语“垂直”、“横向”、“上”及“下”可指代图中展示的半导体装置中的构件的相对方向或位置。例如，“上”或“最上”可指代定位成比另一构件更靠近一页的顶部的构件。然而，这些术语应广义地解释为包含具有其它定向的半导体装置及/或半导体装置组合件，例如倒置或倾斜定向，其中顶部/底部、上方/下方、上面/下面、向上/向下及左/右可取决于定向而互换。本专利技术的各种实施例涉及半导体装置、半导体装置组合件及制造及/或操作半导体装置的方法。在本专利技术的一个实施例中，加固部件定位于半导体装置的第一或顶侧上，其中半导体装置定位于衬底的第一或顶侧上。模制化合物至少囊封半导体装置及加固部件。将加固部件添加到半导体装置组合件以在某一方面中控制半导体装置组合件的翘曲及/或半导体装置组合件的组件的翘曲。加固部件可经配置以受应力而抵消归因于在高温下的翘曲而加在半导体装置组合件的其它组件上的应力。在本专利技术的一个实施例中，加固部件定位于半导体装置组合件的模制化合物的顶部上，模制化合物囊封衬底的第一或顶侧上的半导体装置位置。将加固部件添加到半导体装置组合件以在某一方面中控制半导体装置组合件的翘曲及/或半导体装置组合件的组件的翘曲。在本专利技术的一个实施例中，确定第一半导体装置组合件的第一翘曲。接着可基于第一翘曲“调谐”加固部件。如本文中使用，“调谐”意味着加固部件经配置以在某一方面中提供对半导体装置组合件的翘曲及/或半导体装置组合件的组件的翘曲的控制。加固部件能够在某一方面中以各种方式控制翘曲。例如，加固部件的CTE、加固部件的位置、加固部件的数目及/或加固部件的形状可减小及/或控制半导体装置组合件及/或半导体装置的翘曲的某一方面。如受益于本专利技术的所属领域的一般技术人员将了解，可通过各种方面“调谐”加固部件。例如，加固部件可经配置以通过(但不限于)改变加固部件的材料、改变加固部件的密度、改变加固部件的形状及/或改变加固部件的位置而提供半导体装置组合件及/或半导体装置的翘曲的特定结果。图1是展示半导体装置组合件100的本专利技术的一个实施例的示意图。半导体装置组合件100包含定位于衬底110的第一或顶面上的半导体装置120。加固部件130定位于半导体装置120的第一或顶面上，且模制化合物140至少囊封加固部件130及半导体装置120。衬底110、半导体装置120及模制化合物140的CTE可不同，此可导致在半导体装置组合件100经受高温时半导体装置组合件100的非所要翘曲。例如，半导体装置组合件100可在各种处理操作期间经受260摄氏度或可能更高的温度。加固部件130可经调谐或经配置以减小及/或控制半导体装置组合件100的翘曲。加固部件130也可经配置以在高温下受应力而抵消归因于翘曲而施加在半导体装置组合件的组件(例如，衬底、半导体装置、模制化合物)上的应力。加固部件130可具有不同于衬底110、半导体装置120及模制化合物140的个别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置组合件，其包括：/n衬底，其具有第一侧及第二侧；/n半导体装置，其具有第一侧及第二侧，其中所述半导体装置定位于所述衬底的所述第一侧上且所述半导体装置的所述第二侧相邻于所述衬底的所述第一侧；/n至少一个加固部件，其定位于所述半导体装置的所述第一侧上；及/n模制化合物，其至少囊封所述半导体装置及所述至少一个加固部件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171018 US 15/787,3211.一种半导体装置组合件，其包括：
衬底，其具有第一侧及第二侧；
半导体装置，其具有第一侧及第二侧，其中所述半导体装置定位于所述衬底的所述第一侧上且所述半导体装置的所述第二侧相邻于所述衬底的所述第一侧；
至少一个加固部件，其定位于所述半导体装置的所述第一侧上；及
模制化合物，其至少囊封所述半导体装置及所述至少一个加固部件。


2.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其中所述衬底具有第一热膨胀系数，所述半导体装置具有第二热膨胀系数，所述模制化合物具有第三热膨胀系数，且所述至少一个加固部件具有第四热膨胀系数，且其中所述第一、第二、第三及第四热膨胀系数中的每一者不同。


3.根据权利要求2所述的半导体装置组合件，其中所述至少一个加固部件经配置使得所述第四热膨胀系数介于所述第一热膨胀系数与所述第三热膨胀系数之间。


4.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其中所述半导体装置组合件在260摄氏度下具有50微米或更小的翘曲。


5.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其中所述至少一个加固部件包括金属、金属电介质、碳纳米管、玻璃纤维、织物材料或玻璃。


6.根据权利要求1所述的半导体装置组合件，其中所述衬底在260摄氏度下具有第一翘曲，其中所述半导体装置及所述至少一个加固部件在260度下具有组合第二翘曲，且其中所述第二翘曲基本上对应于所述第一翘曲。


7.一种半导体装置组合件，其包括：
衬底，其具有第一侧及第二侧；
半导体装置，其具有第一侧及第二侧，其中所述半导体装置定位于所述衬底的所述第一侧上且所述半导体装置的所述第二侧相邻于所述衬底的所述第一侧；
模制化合物，其至少囊封所述半导体装置；及
至少一个加固部件，其定位于所述模制化合物的顶面上。


8.根据权利要求7所述的半导体装置组合件，其中所述至少一个加固部件具有热膨胀系数，其中所述至少一个加固部件的所述热膨胀系数经配置使得所述半导体装置组合件在260摄氏度下具有50微米或更小的翘曲。


9.根据权利要求7所述的半导体装置组合件，其中所述衬底具有8到10范围内的热膨胀系数，其中所述模制化合物具有10到15范围内的热膨胀系数，其中所述半导体装置具有2到3范围内的热膨胀系数，且其中所述至少一个加固部件具有介于所述模制化合物的所述热膨胀系数与所述衬底的所述热膨胀系数之间的热膨胀系数。


10.根据权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·H·育，M·E·塔特尔，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US