包括具有暴露顶表面的芯片的半导体封装及其制造方法技术

本公开涉及包括具有暴露顶表面的芯片的半导体封装及其制造方法。制造半导体封装的方法包括以下步骤：在基板上安装第一半导体芯片和第二半导体芯片；在第一半导体芯片的顶表面上形成第一膜；以及将安装在基板上的第一半导体芯片和第二半导体芯片装载在下模具框架和上模具框架之间。该方法还包括以下步骤：在下模具框架和上模具框架之间设置模制材料，去除下模具框架和上模具框架，以及去除第一半导体芯片的顶表面上的第一膜以暴露第一半导体芯片的顶表面。片的顶表面。片的顶表面。

【技术实现步骤摘要】
包括具有暴露顶表面的芯片的半导体封装及其制造方法


[0001]本公开的实施方式提供了包括具有暴露的顶表面的不同类型的半导体芯片的半导体封装以及形成该半导体封装的方法。

技术介绍

[0002]已经提出了一种具有不同类型的半导体芯片的半导体封装。因此，已经提出了暴露半导体芯片的顶表面以耗散来自半导体芯片的热量的技术构思。已经提出了诸如研磨工艺的机械和物理工艺以暴露半导体芯片的顶表面。

技术实现思路

[0003]根据本公开的实施方式的制造半导体封装的方法包括以下步骤：在基板上安装第一半导体芯片和第二半导体芯片；在第一半导体芯片的顶表面上形成第一膜；将安装在基板上的第一半导体芯片和第二半导体芯片装载在下模具框架和上模具框架之间；在下模具框架和上模具框架之间设置模制材料；去除下模具框架和上模具框架；以及去除第一半导体芯片的顶表面上的第一膜以暴露第一半导体芯片的顶表面。
[0004]根据本公开的实施方式的制造半导体封装的方法包括以下步骤：在基板上安装具有第一厚度的第一半导体芯片和具有第二厚度的第二半导体芯片，第一厚度比第二厚度更薄；在第一半导体芯片的顶表面上形成第一防模制膜；在第一防模制膜的顶表面和第二半导体芯片的顶表面上形成缓冲膜；在基板上形成模制材料，模制材料围绕第一半导体芯片的侧表面、第一防模制膜的侧表面和第二半导体芯片的侧表面；去除缓冲膜；以及去除第一防模制膜以暴露第一半导体芯片的顶表面的中央区域。模制材料覆盖第一半导体芯片的顶表面的至少一个边缘。
[0005]根据本公开的实施方式的半导体封装包括：具有第一垂直厚度的第一半导体芯片和具有第二垂直厚度的第二半导体芯片，第一垂直厚度比第二垂直厚度更薄；以及围绕第一半导体芯片的侧表面和第二半导体芯片的侧表面的模制材料。模制材料在覆盖第一半导体芯片的顶表面的至少一个边缘的同时包括暴露第一半导体芯片的顶表面的中央区域的第一开口。
附图说明
[0006]图1A至图1G是例示根据本公开的各个实施方式的半导体封装的截面图。
[0007]图2A至图2H、图3和图4是用于描述根据本公开的各个实施方式的制造半导体封装的方法的图。
具体实施方式
[0008]图1A至图1G是例示根据本公开的各个实施方式的半导体封装100A
‑
100G的图。
[0009]参照图1A，根据本公开的实施方式的半导体封装100A可以包括安装在基板10上的
第一半导体芯片21和第二半导体芯片22、芯片凸块15、模制材料60和封装凸块65。
[0010]基板10可以包括印刷电路板(PCB)或基于硅的再分布层。
[0011]第一半导体芯片21的第一垂直厚度t1可以小于第二半导体芯片22的第二垂直厚度t2。第一半导体芯片21的顶表面可以位于比第二半导体芯片22的顶表面更低的高度。第一半导体芯片21和第二半导体芯片22可以彼此不同。例如，第一半导体芯片21可以包括诸如DRAM芯片的存储器半导体芯片，并且第二半导体芯片22可以包括诸如微处理器的逻辑半导体芯片。
[0012]芯片凸块15可以包括焊球或金属柱。芯片凸块15可以将基板10电连接到第一半导体芯片21，并且可以将基板10电连接到第二半导体芯片22。
[0013]可以在基板10上设置模制材料60以围绕芯片凸块15、第一半导体芯片21和第二半导体芯片22。具体地，模制材料60可以覆盖第一半导体芯片21的下表面和侧表面。模制材料60可以具有开口Op，使得第一半导体芯片21的顶表面仅部分地被覆盖。例如，模制材料60可以覆盖第一半导体芯片21的顶表面的至少一个边缘。因此，模制材料60的开口Op可以暴露第一半导体芯片21的顶表面的中央区域。第二半导体芯片22的顶表面可以完全暴露。例如，模制材料60可以不形成在第二半导体芯片22的顶表面的任何部分上。
[0014]封装凸块65可以将基板10电连接到诸如母板或信号处理系统的外部组件。封装凸块65可以包括焊球或金属柱。在另一实施方式中，可以省略(不形成)封装凸块60。
[0015]因为第一半导体芯片21和第二半导体芯片22的顶表面被暴露，所以在第一半导体芯片21和第二半导体芯片22中生成的热量可以被更有效地耗散。
[0016]参照图1B，与图1A所例示的半导体封装100A相比，根据本公开的实施方式的半导体封装100B还可以包括底部填充物(underfill)62。底部填充物62可以被设置在基板10和第一半导体芯片21之间以及基板10和第二半导体芯片22之间。底部填充物62可以覆盖或围绕芯片凸块15。底部填充物62可以覆盖或围绕第一半导体芯片21的侧表面的一部分和第二半导体芯片22的侧表面的一部分。例如，第一半导体芯片21和第二半导体芯片22的侧表面的下部部分可以被底部填充物62覆盖或围绕。
[0017]参照图1C，与图1A所例示的半导体封装100A相比，根据本公开的实施方式的半导体封装100C的模制材料60可以具有第一开口Op1和第二开口Op2。第一开口Op1可以暴露第一半导体芯片21的顶表面。第二开口Op2可以暴露第二半导体芯片22的顶表面。模制材料60可以覆盖第一半导体芯片21的顶表面的至少一个边缘和第二半导体芯片22的顶表面的至少一个边缘。模制材料60中的第一开口Op1的深度可以大于第二开口Op2的深度。第一半导体芯片21的顶表面的高度可以比第二半导体芯片22的顶表面的高度更低。
[0018]参照图1D，与图1A所例示的半导体封装100A相比，根据本公开的实施方式的半导体封装100D的模制材料60可以覆盖第一半导体芯片21的顶表面的至少一个边缘并且可以暴露第一半导体芯片21的顶表面的至少一个边缘。被覆盖的边缘和被暴露的边缘可以彼此相对。第一半导体芯片21的暴露在开口Op中的暴露边缘的顶表面和模制材料60的暴露在开口Op中的凹陷表面可以是共面的。
[0019]参照图1E，与图1A所例示的半导体封装100A相比，根据本公开的实施方式的半导体封装100E的开口Op可以暴露第一半导体芯片21的至少两个边缘。半导体封装100E的模制材料60也可以如图1A所示覆盖第一半导体芯片21的两个相对边缘。其中第一半导体芯片21
的两个相对边缘被暴露的位置可以是模制材料60的两个凹陷表面。例如，图1A的半导体封装100A的模制材料60可以覆盖第一半导体芯片21的顶表面的所有边缘，并且图1E的半导体封装100E的模制材料60可以暴露第一半导体芯片21的顶表面的至少两个边缘以及模制材料60的至少两个对应的凹陷表面。
[0020]参照图1F，与图1A的半导体封装100A相比，根据本公开的实施方式的半导体封装100F还可以包括粘合层41和42以及散热器(heat sink)45。粘合层41和42可以包括将第一半导体芯片21附接到散热器45的第一粘合层41和将第二半导体芯片22附接到散热器45的第二粘合层42。第一粘合层41可以填充图1A的开口Op。气隙G可以形成在模制材料60的顶表面和散热器45的底表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造半导体封装的方法，该方法包括以下步骤：在基板上安装第一半导体芯片和第二半导体芯片；在所述第一半导体芯片的顶表面上形成第一膜；将安装在所述基板上的所述第一半导体芯片和所述第二半导体芯片装载在下模具框架和上模具框架之间；在所述下模具框架和所述上模具框架之间设置模制材料；去除所述下模具框架和所述上模具框架；以及去除所述第一半导体芯片的所述顶表面上的所述第一膜以暴露所述第一半导体芯片的所述顶表面。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一半导体芯片的第一垂直厚度比所述第二半导体芯片的第二垂直厚度更薄；并且所述第一半导体芯片的所述顶表面的高度比所述第二半导体芯片的顶表面的高度更低。3.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：在所述第一膜和所述上模具框架之间设置第二膜；其中，所述第二膜与所述第一膜的顶表面和所述第二半导体芯片的顶表面接触。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一半导体芯片上的所述第一膜的顶表面和所述第二半导体芯片的顶表面共面。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一膜的水平宽度比所述第一半导体芯片的水平宽度更小。6.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：在所述第一半导体芯片的暴露的顶表面和所述第二半导体芯片的顶表面上设置粘合层；以及在所述粘合层上附接散热器。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述粘合层包括在所述第一半导体芯片的所述顶表面上的第一粘合层和在所述第二半导体芯片的所述顶表面上的第二粘合层，并且其中，气隙垂直地在所述模制材料与所述散热器之间形成并且水平地在所述第一粘合层与所述第二粘合层之间形成。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模制材料的顶表面和所述第二半导体芯片的顶表面共面。9.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述第一膜的步骤包括以下步骤：将所述第一膜附接在所述第一半导体芯片的所述顶表面上并且执行固化工艺以固化所述第一膜。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述固化工艺包括使用紫外UV固化工艺和加热工艺中的至少一者将所述第一膜加热到至少90℃。
11.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：在形成所述第一膜的步骤之前：在所述基板和所述第一半导体芯片之间以及在所述基板和所述第二半导体芯片之间形成芯片凸块；以及形成围绕所述芯片凸块、所述第一半导体芯片的侧表面的一部分以及所述第二半导体芯片的侧表面的一部分的底部填充物。12.一种制造半导体封装的方法，该方法包括以下步骤：在基板上安装具有第一厚度的第一半导体芯片和具...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐铉哲，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：