封裝器件及方法
【專利摘要】公開了封裝器件和封裝方法。在一些實施例中，一種制造封裝器件的方法包括在中介襯底中形成多個襯底通孔(TSV)。使中介襯底凹陷或者增加多個TSV的厚度以暴露出多個TSV的一部分。將導電球連接到多個TSV中的每一個TSV的暴露部分。
【專利說明】封裝器件及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及封裝器件及其制造方法和封裝方法。
【背景技術】
[0002]半導體器件用在各種電子應用中，舉例來說，諸如個人電腦、手機、數碼相機以及其他電子設備。通常通過在半導體襯底上方相繼沉積材料的絕緣層或介電層、導電層以及半導體層并且使用光刻圖案化各種材料層以在其上形成電路部件和元件來制造半導體器件。
[0003]半導體行業(yè)通過不斷減小最小部件尺寸，從而使得更多部件被集成到給定面積上，進而不斷提高各種電子部件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等)的集成密度。在一些應用中，這些更小的電子元件也需要比過去的封裝件更小的利用更少面積的封裝件。
[0004]近來已開發(fā)出來的一種用于半導體器件的更小型封裝技術是堆疊式封裝(PoP)器件，其中將兩個或多個集成電路管芯單獨封裝并且在單個PoP器件中將封裝的集成電路管芯連接到一起。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決現有技術中存在的問題，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種制造封裝器件的方法，所述方法包括:在中介襯底中形成多個襯底通孔(TSV);使所述中介襯底凹陷或者增加所述多個TSV的厚度以暴露出所述多個TSV的一部分；以及將導電球連接到所述多個TSV中的每一個TSV的暴露部分。
[0006]在所述的方法中，將所述導電球連接到所述多個TSV中的每一個TSV的暴露部分包括:使用落球工藝將所述導電球接合到所述多個TSV中的每一個TSV的暴露部分，以及回流所述導電球的共晶材料。
[0007]在所述的方法中，將所述導電球連接到所述多個TSV中的每一個TSV的暴露部分包括:在所述中介襯底和所述多個TSV的暴露部分上方形成在模板材料內設置的導電膏，去除所述模板材料以及回流所述導電膏的共晶材料。在一個實施例中，形成在所述模板材料內設置的導電膏包括形成模板材料，所述模板材料包含選自基本上由聚合物、鋼、Al合金、Mg合金以及它們的組合所組成的組中的材料。
[0008]在所述的方法中，增加所述多個TSV的厚度包括選自基本上由鍍層工藝、沉積工藝以及它們的組合所組成的組中的方法。
[0009]在所述的方法中，連接所述導電球包括將一個所述導電球連接至多個所述TSV。
[0010]在所述的方法中，連接所述導電球包括將一個所述導電球連接至所述多個TSV中的每一個TSV。
[0011]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種封裝器件，包括:中介襯底；多個襯底通孔(TSV)，設置在所述中介襯底中，其中所述中介襯底被凹陷至所述多個TSV頂面的下方；以及導電球，與所述多個TSV的每一個TSV連接。[0012]在所述的封裝器件中，與所述多個TSV連接的導電球設置在所述中介襯底的第一面上，所述封裝器件進一步包括設置在所述中介襯底的第二面上的再分配層(RDL)，并且所述RDL包括設置在其表面上的多個接觸件。所述的封裝器件進一步包括:與所述RDL的多個接觸件中的每一個接觸件連接的導電凸塊。在一個實施例中，所述導電凸塊包括可控塌陷芯片連接(C4)凸塊。
[0013]在所述的封裝器件中，所述導電球包括焊料球。
[0014]在所述的封裝器件中，所述TSV包括從所述中介襯底的頂面伸出約10至20μπι的暴露 TSV (eTSV)。
[0015]根據本發(fā)明的又一方面，提供了一種將多個焊料球連接到封裝襯底的方法，所述方法包括:提供所述封裝襯底，所述封裝襯底包括中介襯底和設置在所述中介襯底內的多個襯底通孔(TSV);使所述中介襯底凹陷或者增加所述多個TSV的厚度以暴露出所述多個TSV的一部分；在所述多個TSV的暴露部分上方形成晶種層；以及將焊料球連接到位于所述多個TSV中的每一個TSV的暴露部分上方的晶種層。
[0016]在所述的方法中，形成所述晶種層包括形成選自基本上由T1、Cu、Ni和它們的組合所組成的組中的材料。
[0017]在所述的方法中，形成所述晶種層包括:在所述多個TSV的暴露部分上方以及在所述中介襯底的表面上方形成第一層，以及在所述第一層上方形成第二層。所述的方法進一步包括:在將所述焊料球連接到位于所述多個TSV中的每一個TSV的暴露部分上方的晶種層之后，從所述中介襯底上方去除所述晶種層。在一個實施例中，從所述中介襯底上方去除所述晶種層包括使用所述焊料球作為蝕刻掩模蝕刻所述晶種層。
[0018]在所述的方法中，在所述多個TSV的暴露部分上方形成所述晶種層包括將所述晶種層鍍到所述多個TSV的暴露部分上。
[0019]在所述的方法中，使所述中介襯底凹陷包括選自基本上由蝕刻工藝、化學機械拋光(CMP)工藝以及它們的組合所組成的組中的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為更充分地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現在將結合附圖所作的以下描述作為參考，其中:
[0021]圖1至圖6是根據本發(fā)明的一些實施例在示出制造封裝器件的方法的各個制造階段中的封裝器件的截面圖；
[0022]圖7是根據其他實施例示出制造封裝器件的方法的封裝器件的截面圖；
[0023]圖8至圖10是根據其他實施例示出制造封裝器件的方法的各個階段的封裝器件的截面圖；
[0024]圖11是根據一些實施例制造封裝器件的方法的流程圖；
[0025]圖12和圖13是示出將集成電路管芯接合到本文所描述的封裝器件的方法的截面圖；以及
[0026]圖14和圖15是根據一些實施例示出在PoP器件中使用本文所描述的封裝器件的方法的截面圖。
[0027]除非另有說明，不同附圖中相應的編號和符號通常指相應的部件。繪制附圖以便 清楚地示出實施例的相關方面并且不必按比例繪制。
【具體實施方式】
[0028]以下詳細描述本發(fā)明實施例的制造和使用。然而，應該理解，本發(fā)明提供許多可以在各種具體環(huán)境中實現的可應用的發(fā)明構思。所論述的具體實施例僅僅是制造和使用本發(fā)明的示例性具體方式，而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0029]本發(fā)明的實施例涉及用于半導體器件的封裝器件和方法。本文將描述新的封裝方法、器件以及將焊料球連接至封裝襯底的方法。
[0030]圖1至圖6是根據本發(fā)明的一些實施例示出制造封裝器件100的方法的各個制造階段的封裝器件100的截面圖。
[0031]用于封裝器件100的制造方法包括首先提供中介襯底102。注意，每幅附圖中僅包括一個封裝器件100 ;然而，可以在中介襯底102的整個表面上同時形成多個封裝器件100，之后在制造工藝流程中分離(singulate)單獨的封裝器件100。
[0032]如圖1所示，中介襯底102包括在其中形成的多個襯底通孔(TSV) 104。TSV104是導電的并且提供中介襯底102的第一面106與中介襯底102的第二面108的電連接，其中第二面108與第一面106相反。TSV104為封裝器件100提供垂直連接。例如，中介襯底102可以包含硅或其他半導電材料。可選地，中介襯底102可以包含其他材料。
[0033]通過圖案化或者鉆孔得到完全穿過中介襯底102的多個孔或口，并且用導電材料填充孔來形成TSV 104。作為實例，在一些實施例中，在一面上形成部分穿過中介襯底102的孔，用導電材料填充孔，以及減薄中介襯底102的相反面直至到達TSV 104從而使得TSV104完全延伸穿過中介襯底102?？蛇x地，可以使用其他方法在中介襯底102中形成TSV104。
[0034]在一些實施例中，TSV 104可以包括一層或多層襯層以及填充材料(未在圖中不出)。作為實例，TSV 104可以包括包含Ta、TaN, T1、TiN、其他材料或者這些的組合或多層的一層或多層襯層。在一些實施例中，襯層可以包括Ta/TaN或者Ti/TiN的雙層。例如，TSV104可以包括設置在(一層或多層)襯層上方的包含Cu的填充材料。可選地，TSV 104可以包括其他材料并且可以不包括襯層。在一些實施例中，例如，在沉積或形成(一層或多層)襯層和填充材料之前，在用于形成TSV 104的孔的側壁上形成包含絕緣材料的襯層。在其他實施例中，中介襯底102中不包括絕緣襯層。作為實例，在中介襯底102的俯視圖中，TSV104的直徑為約10至20 μ m，但是可選地，TSV 104可以具有其他尺寸。
[0035]如圖2所示，在中介襯底102的第二面108上方形成再分配層(RDL) 110。RDL 110包括設置在絕緣材料114內的引線112。作為實例，引線112包括多條諸如Cu、Al、其他金屬或者它們的多層或組合的導電材料的跡線。作為實例，絕緣材料114包括二氧化硅、氮化硅、其他絕緣體或它們的多層或組合?？蛇x地，引線112和絕緣材料114可以包括其他材料。將至少一些引線112連接至TSV 104從而為封裝器件100的第二面108提供電連接。例如，在一些實施例中，部分引線112可以包括用于封裝器件100電連接的引線的扇出區(qū)。
[0036]RDL 110包括設置在其表面上的多個接觸件120。接觸件120包括第一導電材料116和設置在第一導電材料116上方的第二導電材料118。在一些實施例中,第一導電材料116包括Cu，第二導電材料118包括Sn。可選地，接觸件120、第一導電材料116和第二導電材料118可以包括其他材料。在一些實施例中不包括第二導電材料118。通過絕緣材料114將至少一些接觸件120連接至RDL 110的引線112。RDL 110為封裝器件100提供水平連接。
[0037]作為實例,可以使用金屬蝕刻技術(subtractive etch technique)、鑲嵌技術和/或其他方法形成RDLllO的各個部分，即RDLllO的引線112、絕緣材料114以及接觸件120。
[0038]根據本發(fā)明的一些實施例，如圖3所示，使中介襯底102凹陷以暴露出多個TSV104的部分122。作為實例，TSV 104的部分122在本文中也被稱為頂部122和暴露部分122。例如，將中介襯底102反轉從而使得第一面106面朝上，使用蝕刻工藝來去除中介襯底102頂面的一部分并暴露出TSV 104的頂部122。在其他實施例中，使用化學機械拋光(CMP)工藝來去除中介襯底102頂面的一部分，從而暴露出TSV 104的頂部122。例如，還可以使用蝕刻工藝和CMP工藝的組合來使中介襯底102凹陷以暴露出多個TSV 104的部分122。
[0039]在其他實施例中，增加TSV 104的厚度從而使中介襯底102的頂面凹陷至TSV 104的頂面下方。例如，可以通過鍍層工藝增加TSV 104的厚度。最初，TSV 104的頂面123可以基本上與中介襯底102的頂面共面，如圖3中的虛線所示。將諸如Cu的導電材料鍍到最初的共面頂面123上以形成遠離中介襯底102的頂面向上延伸的TSV 104的部分122。在鍍層工藝中，將導電材料鍍到導電TSV 104上，但不鍍到中介襯底102的頂面上。在其他實施例中，使用沉積工藝增加TSV 104的厚度。例如，可以在中介襯底102的第一面106上方沉積另外的導電材料，并且可以使用光刻或者直接圖案化方法圖案化導電材料以從中介襯底102的第一面106的頂面去除導電材料，留下位于TSV 104上方的導電材料并且增加TSV 104的厚度，從而使得TSV 104的頂部暴露部分122遠離中介襯底102的頂面向上延伸。還可以使用沉積方法和鍍層方法的組合以使在中介襯底102的第一面106上方暴露出TSV 104的頂部122?？蛇x地，可以使用其他方法增加TSV 104的厚度。
[0040]例如，在一些實施例中，使用本文所描述的一種或多種方法來增加TSV 104的厚度并且還使中介襯底102凹陷以暴露出TSV 104的頂部122。
[0041]在使中介襯底102凹陷和/或增加多個TSV 104的厚度之后，TSV 104的暴露部分122遠離中介襯底102的頂面延伸具有尺寸Cl1的量，其中作為實例，Cl1為約10至20 μ m。舉例來說，在一些實施例中，尺寸Cl1為約30 μ m或更小?？蛇x地，作為實例，根據各種因素諸如特定應用、導電球140(未在圖3中示出；見圖5)的期望尺寸或者期望的焊點互連高度(stand-off height)(例如，導電球140最終接合到終端應用中遠離表面的高度)以及其他因素，尺寸(I1可以包含其他值。例如,尺寸(I1還表示中介襯底102的頂面凹陷至TSV 104的暴露部分122頂面下方的量。作為另一實例，在一些實施例中，TSV 104包括具有從中介襯底102的表面伸出尺寸Cl1的端部的暴露TSV (eTSV)，其中尺寸(I1為約10至20 μ m。
[0042]然后如圖4所示，在TSV 104的暴露部分122上方以及在中介襯底102的第一面106的頂面上方形成晶種層130。注意，在晶種層130形成在TSV 104的暴露部分122上方之后，TSV 104實際上不再暴露；而是TSV 104被晶種層130覆蓋。然而，為了使本文的論述一致，在本發(fā)明的下文中繼續(xù)將TSV 104的暴露部分122稱為“暴露部分122”，因為它們在先前的制造工藝步驟中被暴露出來。
[0043]在一些實施例中，如圖4所不，晶種層130包括兩層:第一層126和設置在第一層126上方的第二層128。作為實例，在一些實施例中，第一層126包含約1，OOO埃至3，OOO埃的Ti，第二層128包含約5，000埃至10，000埃的Cu。可選地，晶種層130的第一層126和第二層128可以包含其他材料和尺寸。作為實例，晶種層130可以可選地包括單材料層或者三層或更多的材料層。在一些實施例中，使用濺射工藝形成晶種層130的一層或多層126或128。可以可選地使用其他方法形成晶種層130。例如，在一些實施例中，晶種層130在中介襯底102的頂面上方基本上是共形的并且符合TSV 104的暴露部分122的形貌?？蛇x地，晶種層130可以是非共形的(未在圖中示出)。注意，為了簡化附圖，在本文后面的附圖中晶種層130以單層示出。
[0044]然后如圖5所示，在TSV 104的暴露部分122上方的晶種層130的上方形成多個導電球140。例如，使用落球工藝(ball drop process)將導電球140連接到位于TSV 104的暴露部分122上方的晶種層130。作為實例，可以使用直接落球工藝，但是可選地，可以使用其他方法將導電球140連接到位于TSV 104的暴露部分122上方的晶種層130。例如，在一些實施例中，導電球140包含諸如焊料的共晶材料。導電球140在本文中(例如在一些權利要求中)也被稱為焊料球。導電球140可以可選地包含其他材料、其他共晶材料或者這些的多層或組合。然后通過升高溫度至共晶材料的共晶點來回流導電球140的共晶材料，從而將導電球140接合到位于TSV 104的暴露部分122上方的晶種層130。例如，在導電球140包含焊料的實施例中，可以將導電球140的焊接材料升高到約260°C的峰值溫度。可選地，回流工藝可以包含其他溫度。
[0045]如圖6所示，在將導電球140連接到位于TSV 104的暴露部分122上方的晶種層130之后，從中介襯底102的頂面上方去除晶種層130。有利的是，在一些實施例中，導電球140用作蝕刻掩模來去除晶種層130，從而不需要光刻工藝來去除晶種層130。例如，在一些實施例中，在蝕刻工藝期間采用蝕刻工藝使用導電球140作為蝕刻掩模來蝕刻晶種層130。
[0046]在圖1至圖6示出的實施例中，使用落球工藝將導電球140連接到中介襯底102。根據本發(fā)明的其他實施例，如圖7所示，以及還如圖9所示，使用導電膏152形成導電球140。
[0047]圖7是根據其他實施例示出制造封裝器件100的方法的封裝器件100的截面圖。在如圖4所示形成晶種層130之后，如圖7所示，在晶種層130的上方形成在模板材料(stencil material) 150內設置的導電膏152。作為實例，在一些實施例中，導電膏152包括焊膏。在一些實施例中，模板材料150包括聚合物、鋼、Al合金、Mg合金或它們的多層或組合。可選地，模板材料150和導電骨152可以包括其他材料。模板材料150和導電骨152的厚度為尺寸d2，在一些實施例中，尺寸d2為約60至100 μ m。可選地，模板材料150和導電膏152的尺寸d2可以包含其他材料和尺寸。例如，模板材料150包括犧牲材料并且適合于控制導電膏152的形狀和圖案。
[0048]將模板材料150去除，并且使導電膏152經受回流工藝以引起導電膏152的共晶材料回流并且在TSV 104的暴露部分122上方(例如，在暴露部分122上方的晶種層130的上方)形成導電球140，得到圖5所示的結構。在一些實施例中，在用于另一批次的封裝器件100的后續(xù)制造工藝中可以重復使用模板材料150?？蛇x地，可以丟棄模板材料150。在一些實施例中，在導電膏152的回流工藝期間去除模板材料150。在其他實施例中，使用單獨的蝕刻工藝或去除工藝來去除模板材料150。然后，如先前的實施例所述的以及如圖6所示，使用導電球140作為蝕刻掩模從中介襯底102的頂面上方去除晶種層130。
[0049]圖8至圖10是根據其他實施例示出制造封裝器件100的方法的各個階段的封裝器件100的截面圖。不是如本文先前描述的實施例在中介襯底102的整個表面上方形成覆蓋晶種層130，在如圖3所示使中介襯底102凹陷和/或增加TSV 104的厚度之后，如圖8所示將晶種層130’鍍到TSV 104的暴露部分122上。鍍層工藝使得晶種層130’只形成在TSV 104的暴露部分122的上方。晶種層130’未形成在中介襯底102的頂面上方。作為實例，在一些實施例中，晶種層130’包含約10至20μπι的Cu或Ni，但是可選地，晶種層130’可以包括其他尺寸和材料。例如，在一些實施例中，用于形成晶種層130’的鍍層工藝可以包括化學鍍工藝?？蛇x地，其他類型的鍍層工藝可以用于形成鍍上的晶種層(plated-on seedlayer)130，。
[0050]如圖9所示，在晶種層130’上方形成在模板材料150內設置的導電膏152。使用回流工藝來回流導電膏152的共晶材料并形成導電球140，如圖10所示，然后去除模板材料150。有利的是，在這些實施例中不需要單獨的蝕刻工藝來從中介襯底102的頂面上方去除過量的晶種層130’。
[0051]在其他實施例中，在如圖8所示將晶種層130’鍍到TSV 104的暴露部分122上之后，如圖10所示，使用直接落球工藝將導電球140連接到位于TSV 104的暴露部分122上方的晶種層130’。
[0052]圖11是根據一些實施例制造封裝器件100的方法的流程圖160。在步驟162中，在中介襯底102中形成TSV 104。在步驟164中，使中介襯底102凹陷以暴露出TSV 104的部分122。在步驟166中，將焊料球140連接到TSV 104的暴露部分122。
[0053]圖12和圖13是示出將集成電路管芯172接合到本文所描述的封裝器件100的方法的截面圖。在使用本文參考圖1至圖10所描述的方法在TSV 104的部分122上形成導電球140之后，如圖12所示，在位于中介襯底102的第二面108上的每一個接觸件120上形成導電凸塊170。舉例來說，通過倒裝芯片工藝形成導電凸塊170，其中將導電凸塊170接合到另一管芯并且由另一管芯中得到導電凸塊170，以及使用回流工藝將導電凸塊170與接觸件120連接?？蛇x地，可以使用其他方法形成導電凸塊170。例如，在一些實施例中，導電凸塊170包括可控塌陷芯片連接(C4)凸塊。在一些實施例中，導電凸塊170包含焊料?？蛇x地，導電凸塊170可以包含其他類型的連接和材料。
[0054]然后將集成電路管芯172連接到封裝器件100上的導電凸塊170，從而形成封裝后半導體器件176，如圖13所示。將集成電路管芯172上的接觸件174與封裝器件100上的導電凸塊170對準，并且靠著導電凸塊170放置接觸件174。例如，使用回流工藝將導電凸塊170接合到集成電路管芯172上的接觸件174。在一些實施例中，可以將底部填充材料(未示出)分配到管芯172和封裝器件100之間，例如導電凸塊170之間。在一些實施例中，通過將導電凸塊140連接到襯底、印刷電路板(PCB)、支撐件或者其他物件，封裝后半導體器件176可以用于終端應用。
[0055]在一些實施例中，可以將封裝后半導體器件176連接到另一封裝后半導體器件178以形成PoP器件198，如圖14所示，圖14是示出在PoP器件198中使用本文所描述的封裝器件100的方法的PoP器件198的一部分的截面圖。包含本文所描述的新封裝器件100的封裝后半導體器件176包括第一封裝后半導體器件或者底部封裝后半導體器件。例如，將封裝后半導體器件176連接到包括第二封裝后半導體器件或者頂部封裝后半導體器件的另一封裝后半導體器件178。通過設置在封裝后半導體器件176和178的周邊的多個焊接頭184將封裝后半導體器件176和178連接到一起。設置在封裝后半導體器件176和178之間的焊接頭184被布置成一行或多行。如本文中先前描述的，底部封裝后半導體器件176包括連接到導電凸塊170的集成電路管芯172a。頂部封裝后半導體器件178包括集成電路管芯172b。頂部封裝后半導體器件178的封裝件182包括設置在其底面周邊附近的多個接觸件180。焊接頭184將頂部封裝后半導體器件178上的接觸件180連接到底部封裝后半導體器件176上的接觸件120。
[0056]在圖15中以截面圖示出實施本文所描述的新封裝器件100的PoP器件198的詳視圖。在形成焊接頭184 (例如在底部封裝后半導體器件176和頂部封裝后半導體器件178之間形成)之后，在封裝器件100上方設置包含絕緣材料的模塑料186。在一些實施例中，PoP器件198中不包括模塑料186。
[0057]示出頂部封裝后半導體器件178的另一實例，其包括垂直堆疊在封裝件182上方的兩個集成電路管芯172b和172c?？蛇x地，在頂部封裝后半導體器件178中可以僅包括一個集成電路管芯172b或172c。封裝件182包括襯底190和在襯底中形成的多個TSV 188，TSV 188為頂部封裝后半導體器件178提供垂直連接。封裝件182包括位于其底面上的第一 RDL 192a和位于其頂面上的第二 RDL 192b。RDL 192a和RDL 192b為頂部封裝后半導體器件178提供水平連接。將集成電路管芯172b接合到封裝件182的頂面。焊線194a將封裝件182上的接合焊盤與集成電路管芯172b上的接合焊盤連接起來。將集成電路管芯172c接合到集成電路管芯172b的頂面。焊線194b將封裝件182上的接合焊盤與集成電路管芯172c上的接合焊盤連接起來。在集成電路管芯172c和封裝件182的暴露部分的上方形成模塑料196。例如，模塑料196包括保護焊線194a和194b的絕緣材料。
[0058]舉例來說，在一些實施例中，使用倒裝芯片晶圓級封裝(WLP)技術和引線接合工藝將集成電路管芯172b和172c封裝在頂部封裝后半導體器件178的襯底182上?？蛇x地，頂部封裝后半導體器件178可以包括封裝在其他類型的封裝系統(tǒng)或配置中的一個或多個集成電路管芯172b或172c。
[0059]在本文示出和描述的先前實施例中，每一導電球140都與多個TSV 104連接。作為實例，在圖10中，導電球140與三個TSV 104的暴露部分122連接。在其他實施例中，可以將每一導電球140連接到兩個TSV 104的暴露部分122，或者四個或更多TSV104的暴露部分122 (未在圖中示出)。在其他實施例中，每一導電球140都只與一個TSV 104的暴露部分122連接，如圖15所示。
[0060]例如，在一些實施例中，以球柵陣列(BGA)布置的方式布置本發(fā)明的導電球140。在一些實施例中，可以以完全填充陣列或矩陣的方式在中介襯底102的第一面106上布置導電球140?？蛇x地，可以僅在中介襯底102的中心區(qū)域、僅在中介襯底102的周邊區(qū)域中以一排或多排的方式、或者在中介襯底102的中心區(qū)域和周邊區(qū)域的組合中布置導電球140。在一些實施例中，可以以隨機模式布置導電球140?？梢钥蛇x地以其他配置或模式布置導電球 140。
[0061]本發(fā)明的實施例包括制造封裝器件100的方法，并且還包括使用本文所描述的方法制造的封裝器件100。本發(fā)明的實施例還包括使用本文所描述的新封裝器件100的已經過封裝的封裝后半導體器件176。本發(fā)明的實施例還包括包含本文所描述的新封裝器件100的PoP器件198。本發(fā)明的實施例進一步包括將焊料球140連接到封裝襯底的方法。
[0062]本發(fā)明實施例的優(yōu)點包括提供在其表面上形成焊料球時不需要球下金屬化(UBM)結構的新封裝器件100，這大幅減少了制造成本和時間，并且提供了成本相當低的封裝器件100。制造傳統(tǒng)的封裝系統(tǒng)所用的UBM結構是昂貴的，并且需要昂貴的加工步驟，諸如光刻、沉積和若干材料層的圖案化。有利的是，將導電球140連接到本文所描述的封裝器件100的TSV104的暴露部分122的方法不需要光刻工藝步驟，因此降低了成本。由于在封裝器件100的導電球140側不需要UBM結構，減小了封裝器件100的厚度，從而能夠生產出總體厚度減小并節(jié)約空間的PoP器件198。
[0063]在一些實施例中，在去除晶種層130期間使用導電球140作為蝕刻掩模，進一步消除了在封裝器件100的制造工藝流程中對光刻工藝的需要。而且，新封裝器件100的結構和制造方法在制造工藝流程中易于實施。
[0064]根據本發(fā)明的一些實施例，一種制造封裝器件的方法包括在中介襯底中形成多個TSV0該方法包括使中介襯底凹陷或者增加多個TSV的厚度以暴露出多個TSV的一部分。將導電球連接到多個TSV中的每一個TSV的暴露部分。
[0065]根據其他實施例，一種封裝器件包括中介襯底和設置在中介襯底中的多個TSV。中介襯底被凹陷至多個TSV的頂面下方。導電球與多個TSV中的每一個TSV連接。
[0066]根據其他實施例，一種將多個焊料球連接到封裝襯底的方法包括提供封裝襯底，封裝襯底包括中介襯底和設置在中介襯底內的多個TSV。該方法包括使中介襯底凹陷或者增加多個TSV的厚度以暴露出多個TSV的一部分，并且在多個TSV的暴露部分上方形成晶種層。將焊料球連接到位于多個TSV中的每一個TSV的暴露部分上方的晶種層。
[0067]盡管已經詳細地描述了本發(fā)明實施例及其優(yōu)勢，但應該理解，可以在不背離所附權利要求限定的本發(fā)明的構思和范圍的情況下，進行各種改變、替換和更改。例如，本領域技術人員將容易理解，本文中所描述的許多部件、功能、工藝和材料是可以變化的，并且仍然保留在本發(fā)明的范圍內。而且，本申請的范圍并不僅限于說明書中描述的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法和步驟的特定實施例。作為本領域普通技術人員根據本發(fā)明的
【發(fā)明內容】
應很容易理解，根據本發(fā)明可以利用現有的或今后開發(fā)的用于執(zhí)行與本文所述相應實施例基本上相同的功能或者獲得基本上相同的結果的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。因此，所附權利要求預期在其范圍內包括這樣的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟。
【權利要求】
1.一種制造封裝器件的方法，所述方法包括: 在中介襯底中形成多個襯底通孔(TSV)； 使所述中介襯底凹陷或者增加所述多個TSV的厚度以暴露出所述多個TSV的一部分；以及 將導電球連接到所述多個TSV中的每一個TSV的暴露部分。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，將所述導電球連接到所述多個TSV中的每一個TSV的暴露部分包括:使用落球工藝將所述導電球接合到所述多個TSV中的每一個TSV的暴露部分，以及回流所述導電球的共晶材料。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，將所述導電球連接到所述多個TSV中的每一個TSV的暴露部分包括:在所述中介襯底和所述多個TSV的暴露部分上方形成在模板材料內設置的導電膏，去除所述模板材料以及回流所述導電膏的共晶材料。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，形成在所述模板材料內設置的導電膏包括形成模板材料，所述模板材料包含選自基本上由聚合物、鋼、Al合金、Mg合金以及它們的組合所組成的組中的材料。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，增加所述多個TSV的厚度包括選自基本上由鍍層工藝、沉積工藝以及它們的組合所組成的組中的方法。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，連接所述導電球包括將一個所述導電球連接至多個所述TSV。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，連接所述導電球包括將一個所述導電球連接至所述多個TSV中的每一個TSV。
8.一種封裝器件，包括: 中介襯底； 多個襯底通孔(TSV)，設置在所述中介襯底中，其中所述中介襯底被凹陷至所述多個TSV頂面的下方；以及 導電球，與所述多個TSV的每一個TSV連接。
9.根據權利要求8所述的封裝器件，其中，所述TSV包括從所述中介襯底的頂面伸出約10 至 20 μ m 的暴露 TSV (eTSV)。
10.一種將多個焊料球連接到封裝襯底的方法，所述方法包括: 提供所述封裝襯底，所述封裝襯底包括中介襯底和設置在所述中介襯底內的多個襯底通孔(TSV)； 使所述中介襯底凹陷或者增加所述多個TSV的厚度以暴露出所述多個TSV的一部分； 在所述多個TSV的暴露部分上方形成晶種層；以及 將焊料球連接到位于所述多個TSV中的每一個TSV的暴露部分上方的晶種層。
【文檔編號】H01L23/498GK103681360SQ201310024373
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年1月23日 優(yōu)先權日:2012年9月20日
【發(fā)明者】梁世緯, 吳凱強, 何明哲, 吳逸文 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司