導線架中具有多段式匯流條的堆疊式晶片封裝結構的製作方法

2023-04-23 00:18:46

專利名稱：導線架中具有多段式匯流條的堆疊式晶片封裝結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種多晶片偏移堆疊封裝結構，特別涉及一種導線架設置 有多段式匯流條的多晶片偏移堆疊封裝結構。
背景技術：
近年來，半導體的後期工序都在進行三維空間(Three Dimension; 3D) 的封裝，以期利用最少的面積來達到相對大的半導體集成度(Integrated) 或是存儲器的容量等。為了能達到此目的，現階段已發展出使用晶片堆疊 (chip stacked)的方式來達到三維空間(Three Dimension; 3D)的封裝。
在公知技術中，晶片的堆疊方式為將多個晶片相互堆疊於基板上，然 後使用引線接合的工藝(wire bonding process)來將多個晶片與基板連接。 圖1A為公知的具有相同或相近晶片尺寸的堆疊型晶片封裝結構的剖面示 意圖。如圖1A所示，公知的堆疊型晶片封裝結構100包括電路基板 (package substrate) 110、晶片120a、晶片120b、間隔物(spacer) 130、 多條導線"0與封裝膠體(encapsulant) l50。電路基板110上具有多個焊 墊112，且晶片120a與120b上亦分別具有多個焊墊122a與122b，其中 焊墊122a與122b以外圍型(peripheral type)排列於晶片120a與120b上。 晶片120a設置在電路基板110上，且晶片120b通過間隔物130而設置在 晶片120a之上方。導線140的兩端通過引線接合工藝而分別連接於焊墊 112與122a，以使晶片120a電連接於電路基板110。而其它部分導線140 的兩端亦通過引線接合工藝而分別連接於焊墊112與122b，以使晶片12b 電連接於電路基板110。至於封裝膠體150則設置在電路基板110上，並 包覆這些導線140、晶片120a與120b。
由於焊墊122a與122b以外圍型排列於晶片120a與120b上，因此芯
片120a無法直接承載晶片120b，所以公知技術必須在晶片120a與120b 之間設置間隔物130，使得晶片120a與120b之間相距適當的距離，以利 於後續的引線接合工藝的進行。然而，間隔物130的使用卻容易造成公知 堆疊型晶片封裝結構100的厚度無法進一步地縮減。
另外，公知技術提出另一種具有不同晶片尺寸的堆疊型晶片封裝結 構，其剖面示意圖如圖1B所示。請參照圖1B，公知的堆疊型晶片封裝結 構IO包括電路基板(package substrate) 110、晶片120c、晶片120d、多 條導線140與封裝膠體150。電路基板110上具有多個焊墊U2。晶片120c 的尺寸大於晶片120d的尺寸，且晶片120c與120d上亦分別具有多個焊 墊122c與122d，其中焊墊122c與122d以外圍型(peripheral type)排列於 晶片120c與120d上。晶片120c設置在電路基板110上，且晶片120d設 置在晶片120c之上方。部分導線140的兩端通過引線接合工藝(wire bonding process)而分別連接於焊墊112與122c，以使晶片120c電連接於 電路基板110。而其它部分導線140的兩端亦通過引線接合工藝而分別連 接於焊墊112與122d，以使晶片120d電連接於電路基板110。至於封裝 膠體150則設置在電路基板110上，並包覆這些導線140、晶片120c與 120d。
由於晶片120d小於晶片120c，因此當晶片120d設置在晶片120c上 時，晶片120d不會覆蓋住晶片120c的焊墊122c。但是當公知技術將多個 不同尺寸大小的晶片以上述的方式堆疊出堆疊型晶片封裝結構10時，由 于越上層的晶片尺寸必須越小，所以堆疊型晶片封裝結構10有晶片的堆 疊數量的限制。
在上述兩種傳統的堆疊方式中，除了有圖IA使用間隔物130的方式， 容易造成堆疊型晶片封裝結構100的厚度無法進一步地縮減的缺點以及圖 1B，由于越上層的晶片尺寸必須越小，這樣會產生晶片在設計或使用時會 受到限制的問題之外；還由於堆疊型晶片封裝結構上的晶片設計日益複雜 而使得晶片上的電路連接必須面對跳線或跨線，進而在工藝上產生出問 題，例如堆疊型晶片封裝結構的產能或是可靠性可能會降低。

發明內容
鑑於發明背景中所述的晶片堆疊方式的缺點及問題，本發明提供一種 使用多晶片偏移堆疊的方式，來將多個尺寸相近似的晶片堆疊成一種三維 空間的封裝結構。
本發明的主要目的在於提供一種在導線架中設置匯流條的結構來進 行多晶片偏移堆疊封裝，使其具有較高的封裝集成度以及較薄的厚度。
本發明的另 一主要目的在於提供一種在導線架中設置多段式匯流條 的結構來進行多晶片偏移堆疊封裝，使其具有較佳的電路設計彈性及較
佳的可靠性。
據此，本發明提供一種在導線架設置有匯流條的多晶片偏移堆疊封裝 結構，包含 一個由多個相對排列的內引腳群、多個外引腳群以及晶片承 座所組成的導線架，其中晶片承座設置在多個相對排列的內引腳群之間，
且與多個相對排列的內引腳群形成高度差； 一個多晶片偏移堆疊結構，設 置在晶片承座上並與多個相對排列的內引腳群形成電連接；以及一個封裝 體，用以包覆多晶片偏移堆疊結構及導線架；其中導線架中包括至少一個 匯流條，設置在多個相對排列的內引腳群與晶片承座之間且匯流條以多段 式方式形成。
本發明接著再提供一種在導線架設置有匯流條的多晶片偏移堆疊封 裝結構，包含由多個外引腳群、多個相對排列的內引腳群以及晶片承座 所組成的導線架，其中晶片承座設置在多個相對排列的內引腳群之間，且 與多個相對排列的內引腳群形成高度差； 一個多晶片偏移堆疊結構，設置 在晶片承座上並與多個相對排列的內引腳群形成電連接；及封裝體，包覆 多晶片偏移堆疊結構及導線架，且將多個外引腳群伸出封裝體外；其中導 線架中包括至少一個匯流條，設置在多個相對排列的內引腳群與晶片承座 之間且匯流條以多段式方式形成。
本發明進一步提供一種具有多段式匯流條的導線架結構，包含多個相 對排列的內引腳以及一個設置在內引腳之間並且內引腳形成高度差的芯 片承座以及至少一個匯流條設置在多個相對排列的內引腳與晶片承座之
間且匯流條以多個金屬片段所形成。


圖1A B為先前技術的示意圖2A為本發明的晶片結構之上俯視圖2B為本發明的晶片結構的剖面圖2C E為本發明的多晶片偏移堆疊結構的剖面圖3A C為本發明的重分布層製造過程的示意圖4A B為本發明的重分布層中的焊線接合區的剖面圖
圖5A C為本發明的具有重分布層的多晶片偏移堆疊結構的剖面圖6A B為本發明的多晶片偏移堆疊結構封裝之上俯視圖7A B為本發明的多晶片偏移堆疊結構封裝的另一實施例之上俯視
圖8為本發明的多晶片偏移堆疊結構封裝的剖面圖9為本發明的多晶片偏移堆疊結構封裝的另一實施例的剖面圖10為本發明的多晶片偏移堆疊結構封裝的另一實施例的剖面圖11為本發明的多晶片偏移堆疊結構封裝的另一實施例的剖面圖12為本發明的多晶片偏移堆疊結構封裝的另一實施例的剖面圖13為本發明的多晶片偏移堆疊結構的另一實施例的剖面圖14為本發明的多個多晶片偏移堆疊結構封裝的另一實施例的剖面圖。
主要元件標記說明
10、 100、 400:堆疊型晶片封裝結構
110、 410:電路基板
112、 122a、 122b、 122c、 122d:煌墊 120a、 120b、 120c、 120d:晶片 130:間隔物
140、 242、 420、 420a、 420b:導線
150、 430:封裝膠體
200:晶片
210:晶片主動面
220:晶片背面
230:黏著層
240:焊墊
250:焊線接合區
260:焊線區邊緣
30:多晶片偏移堆疊結構
310:晶片本體
312a:第一焊墊
312b:第二焊墊
320:焊線接合區
330:第一保護層
332:第一開口
340:重分布線路層
344:第三焊墊
350:第二保護層
352:第二幵口
300:晶片結構
400:重分布層
50:多晶片偏移堆疊結構 500(a，b，c，d):晶片結構 600:導線架 610:內引腳群 6101 6105:內引腳 6121 6125:內引腳 620:晶片承座 630:匯流條 636:金屬片段 6361~63610:金屬片段 640(a i):金屬導線 70:多晶片偏移堆疊結構
具體實施例方式
本發明在此所探討的方向為一種使用晶片偏移量堆疊的方式，來將多 個尺寸相近似的晶片堆疊成一種三維空間的封裝結構。為了能徹底地了解 本發明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發明的 施行並未限定晶片堆疊的方式的所屬技術領域的技術人員所熟知的特殊 細節。另一方面，眾所周知的晶片形成方式以及晶片薄化等後期工序的洋 細步驟並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要的限制。然而，對於 本發明的較佳實施例，則會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外， 本發明還可以廣泛地在其它的實施例中施行，且本發明的範圍不受限定， 其以權利要求為準。
在現代的半導體封裝工藝中，均是將一個已經完成前期工藝(Front End Process)的晶片(wafer)先進行薄化處理(Thinning Process)，將芯 片的厚度研磨至2 20 mil之間；然後，再將一層高分子(polymer)材料 塗布(coating)或網印(printing)於晶片的背面，此高分子材料可以是一 種樹脂(resine)，特別是一種B-Stage樹脂。再通過一個烘烤或是光照射
工藝，使得高分子材料呈現一種具有黏稠度的半固化膠；再接著，將一個 可以移除的膠帶(tape)粘貼在半固化狀的高分子材料上；然後，進行晶 片的切割(sawing process),使晶片成為一顆顆的晶粒(die);最後，就 可將一顆顆的晶粒與基板連接並且將晶片形成堆疊晶片結構。
如圖2A及圖2B所示為完成前述工藝的晶片200的平面示意圖及剖 面示意圖。如圖2A所示，晶片200具有主動面210及相對主動面的背面 220，且晶片背面220上已形成黏著層230;在此要強調，本發明的黏著層 230並未限定為前述的半固化膠，此黏著層230的目的在於與基板或是芯 片形成接合，因此，只要是具有此功能的黏著材料，均為本發明的實施方 式，例如貼裝薄膜(die attached film)。此外，在本發明的實施例中，芯 片200的主動面210上設置有多個焊墊240，且多個焊墊240已設置在芯 片200的一個側邊上，因此，可以形成一種多晶片偏移堆疊結構30，如圖 2C所示。而多晶片偏移堆疊的結構30以焊線接合區250的邊緣線260為 對準線來形成，因此可以形成類似階梯狀的多晶片偏移堆疊結構30，在此 要說明的是，邊緣線260實際上是不存在晶片200上，其僅作為參考線。
此外，在本發明的實施例中，形成多晶片偏移堆疊的結構30的最上 面的晶片，其上的多個焊墊240也可以進一步的設置在晶片的另一側邊上， 如圖2D所示，以便與基板接合時，可有較多的連接點。同時，形成多芯 片偏移堆疊結構30的最上面的晶片，也可以是另一個尺寸的晶片，例如 一個尺寸較小的晶片，如圖2E所示。再次要強調的是，對於上述形成多 晶片偏移堆疊的結構的晶片的焊墊240設置或是晶片的尺寸大小，本發明 並未加以限制，只要能符合上述說明的可形成多晶片偏移堆疊的結構，均 為本發明的實施方式。
本發明在多晶片偏移堆疊的另一實施例中，使用一種重分布層 (Redistribution Layer; RDL)來將晶片上的焊墊設置到晶片的一個側邊
上，以便能形成多晶片偏移堆疊的結構，而此重分布線路層的實施方式說 明如下。
請參照圖3A 3C,為本發明的具有重分布線路層的晶片結構的製造 過程示意圖。如圖3A所示，首先提供晶片本體310，並且在鄰近於晶片 本體310的單一側邊規劃出焊線接合區320，並將晶片本體310的主動表 面上的多個焊墊312區分為第一焊墊312a以及第二焊墊312b，其中第一 焊墊312a位於焊線接合區320內，而第二焊墊312b則位於焊線接合區320 外。接著請參照圖3B，在晶片本體310上形成第一保護層330，其中第一 保護層330具有多個第一開口 332，以暴露出第一焊墊312a與第二焊墊 312b。然後在第一保護層330上形成重分布線路層340。而重分布線路層 340包括多條導線342與多個第三焊墊344,其中第三焊墊344位於焊線 接合區320內，且這些導線342分別從第二焊墊312b延伸至第三焊墊344 ， 以使第二焊墊312b電連接於第三焊墊344。此外，重分布線路層340的材 料，可以為金、銅、鎳、鈦化鎢、鈦或其它的導電材料。再請參照圖3C， 在形成重分布線路層340後，將第二保護層350覆蓋於重分布線路層340 上，而形成晶片300的結構，其中第二保護層350具有多個第二開口 352， 以暴露出第一焊墊312a與第三焊墊344。
要強調的是，雖然上述的第一焊墊312a與第二焊墊312b以外圍型排 列於晶片本體310的主動表面上，然而第一焊墊312a與第二焊墊312b亦 可以通過面陣列型(area array type)或其它的方式排列於晶片本體310上， 當然第二焊墊312b也通過導線342而電連接於第三焊墊344 。另外，本 實施例亦不限定第三焊墊344的排列方式，雖然在圖3B中第三焊墊3" 與第一焊墊312a排列成兩列，並且沿著晶片本體310的單一側邊排列， 但是第三焊墊344與第一焊墊312a亦可以以單列、多列或是其它的方式 排列於焊線接合區320內。
請繼續參照圖4A與圖4B，為圖3C中分別沿剖面線A-A'與B-B'所 示的剖面示意圖。由上述圖3可知晶片300主要包括晶片本體310以及重 分布層400所組成，其中重分布層400由第一保護層330、重分布線路層 340與第二保護層350所形成。晶片本體310具有焊線接合區320，且焊 線接合區320鄰近於晶片本體310的單一側邊。另外，晶片本體310具有 多個第一焊墊312a以及第二焊墊312b，其中第一焊墊312a位於焊線接合
區320內，且第二焊墊312b位於焊線接合區320外。
第一保護層330設置在晶片本體310上，其中第一保護層330具有多 個第一開口 332，以暴露出這些第一焊墊312a與第二焊墊312b。重分布 線路層340設置在第一保護層330上，其中重分布線路層340從第二焊墊 312b延伸至焊線接合區320內，且重分布線路層340具有多個第三焊墊 344，其設置在焊線接合區320內。第二保護層350覆蓋於重分布線路層 340上，其中第二保護層350具有多個第二開口 352，以暴露出這些第一 焊墊312a與第三焊墊344。由於第一焊墊312a與第三焊墊344均位於焊 線接合區320內，因此第二保護層350上的焊線接合區320以外的區域便 能夠提供一個承載的平臺，以承載另一個晶片結構，因此，可以形成一種 多晶片偏移堆疊的結構30。
請參照圖5A所示本發明的一種多晶片偏移堆疊的結構50。多晶片偏 移堆疊結構50由多個晶片500堆疊而成，其中晶片500上具有重分布層 400，故可將晶片上的焊墊312b設置在晶片的焊線接合區320之上，因此 這種多晶片偏移堆疊結構50以焊線接合區320的邊緣為對準線來形成。 而多個晶片500之間以高分子材料所形成的黏著層230來連接。此外，在 本發明的實施例中，形成多晶片偏移堆疊結構50的最上面的晶片，可以 選擇保留焊墊312b的接點，如圖5B所示，以便與基板接合時，可有較多 的連接點，而形成此晶片結構的方式如圖4B所示。同時，形成多晶片偏 移堆疊結構50的最上面的晶片，也可以是另一個尺寸的晶片，例如一個 尺寸較小的晶片，如圖5C所示。再次要強調的是，對於上述形成多晶片 偏移堆疊結構的晶片的焊墊設置或是晶片的尺寸大小，本發明並未加以限 制，只要能符合上述說明的可形成多晶片偏移堆疊的結構，均為本發明的 實施方式。此外，在本發明的其它實施例中，還可以在晶片500的其它邊 緣區域設置焊線接合區，例如在焊線接合區320的對邊或是相鄰兩側邊規 劃出焊線接合區。由於這些實施例只是焊線接合區位置的改變，所以相關 的細節，在此不再多作贅述。
接著，本發明根據上述的多晶片偏移堆疊結構30及50提出一種堆疊 式晶片封裝結構，並且詳細說明如下。同時，在如下的說明過程中，將以
多晶片偏移堆疊結構50為例子進行，然而要強調的是，多晶片偏移堆疊 結構30亦適用本實施例所公開的內容。
首先，請參照圖6A及圖6B，為本發明的堆疊式晶片封裝結構的平面 示意圖。如圖6A及圖6B所示，堆疊式晶片封裝結構包括導線架600及 多晶片偏移堆疊結構50所組成，其中導線架600由多個成相對排列的內 引腳群610、多個外引腳群(圖中未表示)以及晶片承座620所組成，其 中晶片承座620設置在多個相對排列的內引腳群610之間，同時多個相對 排列的內引腳群610與晶片承座620之間也可以形成高度差或是形成共平 面。在本實施例中，多晶片偏移堆疊結構50設置在晶片承座620之上， 並且通過金屬導線640將多晶片偏移堆疊結構50與導線架600的內引腳 群610連接。
繼續請參照圖6A及圖6B，在本發明的堆疊式晶片封裝結構的導線架 600中，還進一步包括至少一個匯流條630 (busbar)設置在晶片承座620 與多個相對排列的內引腳群610之間，其中匯流條630可以採用至少一條 狀設置，而每一個條狀設置的匯流條630以多個的金屬片段636所形成， 如圖6A及圖6B所示；同時匯流條630也可以釆用環狀設置並且每一個 環狀設置的匯流條630也是以多個的金屬片段636來形成，如圖7A及圖 7B所示。此外，如前所述，在晶片500的焊線接合區320裡的焊墊312/344 可以是單列排列，如圖6及圖7所示；也可以是雙列排列，本發明並未限 制。此外，由於本發明的匯流條630均是以多個的金屬片段636來形成， 因此每個金屬片段636均各自獨立，使得導線架600無形中增加了許多金 屬片段636所形成的匯流條630，而這些金屬片段636則可用以作為電源 接點、接地接點或信號接點的電連接，故可以提供電路設計上更多的彈 性及應用。
接著說明本發明{吏用匯流條630來達到金屬導線640跳線連接的過 程，請再參照圖6A。圖6A顯示一個將多晶片偏移堆疊結構50上的焊墊 與導線架的內引腳連接的示意圖。很明顯地，本實施例利用形成匯流條630 的多個金屬片段636作為轉接點，用來達到將焊墊a (a')至焊墊f (f) 與內引腳6101 (6121)至內引腳6105 (6125)跳線連接，而不會產生金
屬導線640相互跨越的情形。例如，先以一條金屬導線640將多晶片偏移 堆疊結構50上的焊墊a先連接到匯流條630的金屬片段6361 ，而此金屬 片段6361作為接地連接點；接著將焊墊b直接連接到內引腳6101;然後 以一條金屬導線640將多晶片偏移堆疊結構50上的焊墊c先連接到匯流 條630的金屬片段6363，然後再以另一條金屬導線640將匯流條630的金 屬片段6363與內引腳6103連接。因此，當焊墊c與內引腳6103完成連 接時，即可避免將連接焊墊c與內引腳6103的金屬導線640跨越另一條 連接焊墊d及內引腳6102的金屬導線640。然後，進行將焊墊e與內引腳 6105的跳線連接，先以一條金屬導線640將多晶片偏移堆疊結構50上的 焊墊d先連接到匯流條630的金屬片段6365，然後再以另一條金屬導線 640將匯流條630的金屬片段6365與內引腳6105連接。因此，當焊墊e 與內引腳6105完成連接時，即可避免連接焊墊e與內引腳6105的金屬導 線640必須跨越另一條連接焊墊f及內引腳6104的金屬導線640。而在另 一側邊的焊墊a'至焊墊f與內引腳6121至內引腳6i25的跳線連接過程， 也是使用形成匯流條630的金屬片段6362至金屬片段6366作為轉接點來 形成連接，而此連接過程與前述相同，因此在完成焊墊a'至焊墊f與內引 腳6121至內引腳6125的連接後，也不會產生金屬導線640相互跨越的情 形。
而在另一實施例中，當多晶片偏移堆疊結構50上有多個焊墊必須要 進行跳線連接時，即可使用多條匯流條630的結構來達到，如圖6B所示。 圖6B也是顯示一個將多晶片偏移堆疊結構50上的焊墊與內引腳連接的示 意圖。很明顯地，本實施例可以利用形成匯流條630的多個金屬片段636 作為轉接點來達到將焊墊(a/a， f/f，)與內引腳610跳線連接，而不會產 生金屬導線640相互跨越的情形。例如，先以一條金屬導線640將多晶片 偏移堆疊結構50上的焊墊a或a，先連接到匯流條630上的金屬片段6365 或6366，而此金屬片段6365或6366作為接地連接點；然後以一條金屬導 線640將多晶片偏移堆疊結構50上的焊墊b或b'先直接連接到匯流條630 的金屬片段6361或6362上，接著再以另一條金屬導線640將匯流條630 的金屬片段6361或6362與內引腳6102或6122連接。因此，當焊墊b或
b'與內引腳6102或6122完成連接時，即可避免將連接焊墊b或b'與內引 腳6102 (6122)的金屬導線640跨越另一條連接焊墊c或c，及內引腳6102 或6122的金屬導線640。然後，進行將焊墊d或d'與內引腳6104或6124 的跳線連接，先以一條金屬導線640將多晶片偏移堆疊結構50上的焊墊d 或d'先連接到匯流條630的金屬片段6367或6368上，然後再以另一條金 屬導線640將匯流條630的金屬片段6367或6368與金屬片段6363或6364 連接，最後，再以另一條金屬導線640將匯流條630上的金屬片段6363 或6364與內引腳6104或6124連接。因此，當焊墊d或d'與內引腳6104 或6124完成連接時，即可避免將連接焊墊d或d'與內引腳6104或6124 的金屬導線640必須跨越另一條連接焊墊f或f'及內引腳6103或6123的 金屬導線640;再接著將焊墊e或e，先連接到匯流條630的金屬片段6369 或63610上，然後再以另一條金屬導線640將匯流條630的金屬片段6369 或63610與內引腳6105或6125完成連接，這樣，也可有效地避免將連接 焊墊e或e'與內引腳6104或6124的金屬導線640跨越另一條連接焊墊f 或f'及內引腳6103或6123的金屬導線640。
因此，本發明的通過導線架600中的多個金屬片段636所形成的匯流 條630來作為多個轉接點的結構，在進行電路連接而必須跳線連接時，可
以避免金屬導線的交錯跨越，而造成不必要的短路，故可以提高封裝晶片 的可靠性。同時，具有多個金屬片段636的匯流條630所形成的導線架600 ， 也可使得電路設計時可以更彈性。而在圖7的實施例中，也可根據匯流條 630的結構進行金屬導線的連接，因此在進行電路連接而必須跳線連接時， 也可以避免金屬導線的交錯跨越，由於連接過程與圖6的實施例相近，故 不再贅述。
另外，要再次強調，本發明的多晶片偏移堆疊結構50固定在導線架 600之上，其中多晶片偏移堆疊結構50中的多個晶片500，其可以是相同 尺寸及相同功能的晶片(例如存儲器晶片)，或是多個晶片500中的芯 片尺寸及功能不相同(例如最上層的晶片是驅動晶片而其它的晶片則是 存儲器晶片)，如圖2E及圖5C所示。而對於多晶片偏移堆疊的晶片尺寸 或是晶片功能等，並非本發明的特徵，在此不再贅述。 接著請參照圖8，為本發明圖6A沿AA線段剖面的多晶片偏移堆疊 封裝結構的剖面示意圖。如圖8所示，導線架600與多晶片偏移堆疊結構 50之間由多條金屬導線640來連接，其中導線架600由多個相對排列的內 引腳群610、多個外引腳群(圖中未表示)以及晶片承座620所組成，而 晶片承座設置在多個相對排列的內引腳群610之間，且與多個相對排 列的內引腳群610形成高度差，以及一個條狀或環狀匯流條630設置在內 引腳群610與晶片承座620之間且匯流條630是以多個的金屬片段636來 形成；在本實施例中的匯流條630是與晶片承座620成共平面的設置。金 屬導線640以引線接合工藝將金屬導線640a的一端連接於晶片500a的第 一焊墊312a或第三焊墊344 (例如前述圖3中第一焊墊312a或第三焊墊 3")，而金屬導線M0a的另一端則連接於晶片結構500b的第一焊墊312a 或第三焊墊344;接著，將金屬導線640b的一端連接於晶片500b的第一 焊墊312a或第三焊墊344上，然後再將金屬導線640b的另一端連接至芯 片500c的第一焊墊3lh或第三焊墊344上；接著再重複金屬導線640a 及MOb的過程，以金屬導線MOc來將晶片500c與晶片500d完成電連接； 再接著，以金屬導線640d將晶片500a與導線架600的多個相對排列的內 引腳群610完成電連接。這樣以來，通過金屬導線640a、 640b、 640c及 640d等逐層完成連接後，便可以將晶片500a、 500b、 500c及500d電連接 於導線架600，其中這些金屬導線640的材質可以使用金。
同時，由於本實施例的導線架600上設置有匯流條630,其可作為包 括電源接點、接地接點或信號接點的電連接。例如，當以形成匯流條 630的多個金屬片段636作為電路連接的轉接點時，故可將金屬導線640e 的一端連接於晶片500a的焊墊(例如焊墊c')上，而金屬導線640e的 另一端連接至匯流條的金屬片段(例如金屬片段6364)之上，然後再由 金屬導線640h來將匯流條的金屬片段6364連接至某一個內引腳(例如 內引腳6123)上。此夕卜，多晶片偏移堆疊結構50最上層的晶片500d，其 也可再將其上的多個焊墊設置在晶片的另一側邊上，如圖2D及圖5B所 示。故在晶片500d的另一側邊，則可通過多條金屬導線640f來將晶片500d 上的焊墊(例如焊墊b)與內引腳(例如內引腳6101)連接。然後將
金屬導線640g的一端連接於晶片500d上的焊墊(例如焊墊c)上，而 金屬導線640g的另一端連接至匯流條的金屬片段(例如金屬片段6363) 之上，然後再由金屬導線640i將金屬片段636連接至某一個內引腳(例如 內引腳6103)上。
通過上述的說明，在本發明的實施例中，可選擇地將金屬導線640e 的一端連接於晶片500a的焊墊312a或344，而金屬導線640e的另一端連 接至匯流條630之上或是選擇性地連接至一個或多個金屬片段636之上。 由於匯流條630上已設置有一個或多個金屬片段636，可以使得多晶片堆 疊結構50上的焊墊(312a; 344)運用更具彈性，例如，可以利用此匯流 條630的結構，將某幾個金屬片段636設定為接地接點，例如圖6A中的 金屬片段6361，而某幾個金屬片段636則設定為電源接點，甚至於可以將 某幾個金屬片段636也設定為信號接點，例如圖6A中的金屬片段6363 及6365。因此，這些金屬片段636的設置，則形成類似電轉接點的功能。 故當多晶片堆疊結構50上的焊墊需要跳線或跨線才能完成電路的連接時， 就不需要橫向跨過其它的金屬導線，而可通過金屬片段636的轉接來完成。 這樣，就不會產生為了跨越其它金屬導線而使要跨越的金屬導線的弧度增 加，也因此不但可以增加電路設計或是應用上的彈性，也可以有效的提高 封裝工藝的產能及可靠性。
接著請參照圖9,為本發明圖6B沿BB線段剖面的多晶片偏移堆疊結 構的另一實施例的剖面示意圖。如圖9所示，圖9與圖8的差異處在於圖 9中的匯流條630是使用多個匯流條的結構，而此多個匯流條630的設置 方式可以是圖6B的條狀設置，也可以是圖7B中的環狀設置。同樣的， 在本實施例中的匯流條630上也設置有多個金屬片段636。很明顯地，由
於匯流條數量的增加，使得可以作為電連接的數量也就增加，因此可以使 得多晶片堆疊結構50上的焊墊(312a; 344)運用更具彈性，例如，可以 利用此匯流條630的結構，將某幾個金屬片段636或是某一個匯流條630 上的金屬片段636設定為接地接點，而某幾個金屬片段636或是某一個匯 流條630上的金屬片段636則可以設定為電源接點，甚至於可以將某幾個 金屬片段636或是某一個匯流條630上的金屬片段636也設定為信號接點。 因此，這些金屬片段636的設置，則形成類似電轉接點的功能，如圖6B 或是圖7B所示。除此之外，還可通過匯流條630之間的連接，可使匯流 條630作為包括電源接點、接地接點或信號接點的電連接更具彈性。所 以當多晶片堆疊結構50上的焊墊需要跳線或跨線才能完成電路的連接時， 就不需要橫向跨過其它的金屬導線，而可通過金屬片段636的轉接來完成。 這樣，就不會產生為了跨越其它金屬導線而使要跨越的金屬導線的弧度增 加，也因此不但可以增加電路設計或是應用上的彈性，也可以有效的提高 封裝工藝的產能及可靠性。而在圖9中的導線架600與多晶片偏移堆疊結 構50之間使用多條導線640的連接過程與圖8相同，在此不再贅述。
接著請參照圖10,為本發明圖6A沿AA線段剖面的多晶片偏移堆疊 結構的另一實施例的剖面示意圖。如圖IO所示，導線架600與多晶片偏 移堆疊結構50之間由多條導線640來連接，其中導線架600由多個相對 排列的內引腳群610、多個外引腳群(圖中未表示)以及晶片承座620所 組成，而晶片承座620設置在多個相對排列的內引腳群610之間，且與多 個相對排列的內引腳群610形成高度差，以及至少一條或是至少一個環狀 的匯流條630設置在內引腳群610與晶片承座620之間，特別的是在本實 施例中的匯流條630是與內引腳群610成共平面的設置，其中匯流條630 由多個金屬片段636所形成。接著，當多晶片偏移堆疊結構50與導線架 600接合後，即進行導線架600與多晶片偏移堆疊結構50之間的引線接合 連接，由於將導線架600與多晶片偏移堆疊結構50以金屬導線640連接 的過程與上述實施例相同，且引線接合工藝並非本發明的特徵，在此不再 贅述。同時，由於本實施例的導線架600上設置有多個金屬片段636所形 成的匯流條630，因此這些金屬片段636也可以通過導線640的連接，用
以作為包括電源接點、接地接點或信號接點的電連接，也就是說可以 將多晶片偏移堆疊結構50上的第一焊墊312a或第三焊墊344選擇性地與 金屬片段636連接。在此要強調，雖然圖10的匯流條630為條狀結構或 是環狀結構的示意圖，然而在實施的應用上，可以視電路的設計以及複雜 情況而使用多條匯流條；而對多條匯流條630之間的應用與圖9的實施例 相同，在此也不再贅述。
接著請再參照圖11 ，為本發明圖6A沿AA線段剖面的多晶片偏移堆 疊結構的又一實施例的剖面示意圖。如圖11所示，導線架600與多晶片 偏移堆疊結構50之間由多條導線640來連接，其中導線架600由多個相 對排列的內引腳群610、多個外引腳群(圖中未表示)以及晶片承座620 所組成，而晶片承座620設置在多個相對排列的內引腳群610之間，且與 多個相對排列的內引腳群610形成高度差，以及至少一條或是至少一個環 狀的匯流條630設置在內引腳群610與晶片承座620之間。很明顯地，圖 11與圖9及圖i0的導線架600與多晶片偏移堆疊結構50之間的結構近似， 其間的差異僅在於匯流條630的設置高度不相同，其中圖11中的匯流條 630設置在導線架600的內引腳群610與晶片承座620之間，並且匯流條 630與內引腳群610及晶片承座620三者之間具有高度差，其中匯流條630 也是由多個金屬片段636所形成。同樣的，由於引線接合工藝並非本發明 的特徵，在此便不再贅述。同時，由於本實施例的導線架600上設置有多 個金屬片段636所形成的匯流條630，因此這些金屬片段636也可以通過 導線640的連接，用以作為包括電源接點、接地接點或信號接點的電連 接，也就是說可以將多晶片偏移堆疊結構50上的第一焊墊312a或第三 焊墊344選擇性地與金屬片段636連接。在此要強調，雖然圖11的匯流 條630為條狀結構或是環狀結構的示意圖，然而在實施的應用上，可以視 電路的設計以及複雜情況而使用多條匯流條；而對多條匯流條630之間的 應用與圖9的實施例相同，在此也不再贅述。
接著再請參照圖12所示，為本發明圖6A沿AA線段剖面的多晶片偏 移堆疊結構的又一實施例的剖面示意圖。如圖12所示，在本實施例中的 導線架600由多個相對排列的內弓i腳群610、多個外引腳群(圖中未表示) 以及晶片承座620所組成，而晶片承座620設置在多個相對排列的內引腳 群610之間，且與多個相對排列的內引腳群610形成共平面的結構，以及 至少一條設置在內引腳群610與晶片承座620之間的匯流條630，其中匯 流條630與內引腳群610與晶片承座620之間會形成高度差，而匯流條 630也是由多個金屬片段636所形成。同樣的，當多晶片偏移堆疊結構50 與導線架600接合後，進行金屬導線640的引線接合連接，由於將導線架
600與多晶片偏移堆疊結構50以金屬導線連接的過程與上述實施例相同， 且引線接合工藝並非本發明的特徵，在此便不再贅述。同時，由於本實施 例的導線架600上設置有多個金屬片段636所形成的匯流條630，因此這 些金屬片段636也可以通過導線640的連接用以作為包括電源接點、接 地接點或信號接點的電連接，也就是說可以將多晶片偏移堆疊結構50 上的第一焊墊312a或第三焊墊344可以選擇性地金屬片段636連接。在 此仍然要強調，雖然圖12的匯流條630為條狀結構或是環狀結構的示意 圖，然而在實施的應用上，可以視電路的設計以及複雜情況而使用多條匯 流條；而對多條匯流條630之間的應用與圖9的實施例相同，在此也不再 贅述。
通過以上的說明，本發明中所述的實施例並未限制堆疊晶片500的數 量，所屬技術領域的技術人員應可根據上述所公開的方法，而製作出具有 三個以上的晶片500的堆疊式晶片封裝結構。同時，本發明的多晶片偏移 堆疊結構50的堆疊方向也不限定實施例中所公開者，其亦可將晶片500 的堆疊方向以相對於前述實施例中所公開的方向進行偏移量的堆疊，如圖 13所示。至於圖13中的多晶片偏移堆疊結構70之間的晶片接合方式、堆 疊式晶片結構70與導線架600接合的方式以及使用金屬導線640連接多 晶片偏移堆疊結構70與導線架600的方式等等，均與前所述實施例相同， 在此便不再贅述。
由於導線架600上的內引腳群610是相對排列的，故本發明還提出一 種將不同方向的多晶片偏移堆疊結構50、 70共同設置在導線架600的芯 片承座620之上，如圖14所示。同樣的，圖14中的多晶片偏移堆疊結構 50、 70與導線架600接合的方式以及以金屬導線6卯來連接多晶片偏移堆 疊結構50、 70與導線架600的方式，均與前述實施例相同，在此便不再 贅述。同時，由於本實施例的導線架600上設置有匯流條630且匯流條630 由多個金屬片段636所形成。由於晶片數量的增加，相對的會使得電路設 計更加複雜，然而本實施例的導線架600上設置有多個金屬片段636所形 成的匯流條630，因此這些金屬片段636也可以通過金屬導線640的連接， 用以作為包括電源接點、接地接點或信號接點的電連接。當多個多芯
片偏移堆疊結構50上的每個第一焊墊31h或第三焊墊344可以選擇性地 與金屬片段636連接。在此要強調，雖然圖14的匯流條630為條狀結構 或是環狀結構的示意圖，而在實施的應用上，可以視電路的設計以及複雜 情況而使用多條匯流條。此外，也要再次強調，對於本實施例中的多條匯 流條630之間的應用與圖9的實施例相同，在此也不再贅述。同時，匯流 條630的設置位置則可以包括前述圖8至圖12的實施方式。
顯然地，按照上面實施例中的描述，本發明可能有許多的修正與差異。 因此需要在權利要求的範圍內加以理解，除了上述詳細的描述外，本發明 還可以廣泛地在其它的實施例中施行。上述僅為本發明的較佳實施例而 已，並非用以限定本發明的申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示的 精神下所完成的等效改變或改進，均應包含在權利要求範圍內。
權利要求
1.一種導線架中具有多段式匯流條的堆疊式晶片封裝結構，其特徵是包含導線架，由多個相對排列的內引腳、多個外引腳以及晶片承座所組成，其中該晶片承座設置在上述多個相對排列的內引腳之間，且與上述多個相對排列的內引腳形成高度差；多晶片偏移堆疊結構，由多個晶片堆疊而成，該多晶片偏移堆疊結構設置在該晶片承座上且與上述多個相對排列的內引腳形成電連接；封裝體，包覆上述多個半導體晶片裝置及該導線架，上述多個外引腳伸出該封裝體外；以及至少一個匯流條，設置在上述多個相對排列的內引腳與該晶片承座之間，且該匯流條以多個金屬片段所形成。
2. 根據權利要求l所述的封裝結構，其特徵是該匯流條與該晶片 承座形成共平面。
3. 根據權利要求l所述的封裝結構，其特徵是該匯流條與內引腳 形成共平面。
4. 根據權利要求l所述的封裝結構，其特徵是該匯流條與上述多 個相對排列的內弓I腳與該晶片承座形成高度差。
5. 根據權利要求1所述的封裝結構，其特徵是該多晶片偏移堆疊 結構中的每一個該晶片包括晶片本體，具有焊線接合區域，該焊線接合區域鄰近於該晶片本 體的單一側邊或相鄰兩側邊，其中該晶片本體具有多個位於該焊線接合區域內的第一焊墊以及多個位於該焊線接合區域外的第二焊墊；第一保護層，設置在該晶片本體上，其中該第一保護層具有多個第一開口，以暴露出上述這些第一焊墊與上述這些第二焊墊；重分布線路層，設置在該第一保護層上，其中該重分布線路層從 上述這些第二焊墊延伸至該焊線接合區域內，而該重分布線路層具有多個位於該焊線接合區域內的第三焊墊；以及第二保護層，覆蓋於該重分布線路層上，其中該第二保護層具有 多個第二開口，以暴露出上述這些第一焊墊以及上述這些第三焊墊。
6. —種導線架中具有多段式匯流條的堆疊式晶片封裝結構，其特徵是包含導線架，由多個外引腳、多個相對排列的內引腳以及晶片承座所組成， 其中該晶片承座設置在上述多個相對排列的內引腳之間，且與上述多個相對排列的內引腳形成高度差；多個多晶片偏移堆疊結構，設置在該晶片承座上且與上述多個相對排 列的內引腳形成電連接；及封裝體，包覆上述多個多晶片偏移堆疊結構及該導線架，上述多個外 引腳伸出該封裝體外；其中該導線架中包括至少一個匯流條，設置在上述多個相對排列的內 弓I腳與該晶片承座之間，且該匯流條以多個金屬片段所形成。
7. —種具有多段式匯流條的導線架結構，包含多個相對排列的內引腳 以及一個晶片承座設置在上述多個相對排列的內引腳之間並且與上述多 個相對排列的內引腳形成高度差以及至少一個匯流條設置在上述多個相 對排列的內引腳與該晶片承座之間，其特徵是該匯流條以多個金屬片段所形成。
8. 根據權利要求7所述的導線架結構，其特徵是該匯流條與該晶片承座形成共平面。
9. 根據權利要求7所述的導線架結構，其特徵是該匯流條與內引 腳形成共平面。
10. 根據權利要求7所述的導線架結構，其特徵是該匯流條與上述 多個相對排列的內引腳及該晶片承座形成高度差。
11. 根據權利要求7所述的導線架結構結構，其特徵是該匯流條為 環狀排列。
12.根據權利要求7所述的導線架結構結構，其特徵是該匯流條 為條狀排列。
全文摘要
本發明提供一種在導線架中具有多段式匯流條的堆疊式晶片封裝結構，包含一個由多個相對排列的內引腳群、多個外引腳群以及晶片承座所組成的導線架，其中晶片承座設置在多個相對排列的內引腳群之間，且與多個相對排列的內引腳群形成高度差；堆疊式晶片裝置由多個晶片堆疊形成，設置在晶片承座上且多個晶片與多個相對排列的內引腳群形成電連接；以及一個封裝體，用以包覆堆疊式晶片裝置及導線架；其中導線架中包括至少一個匯流條，設置在多個相對排列的內引腳群與晶片承座之間且匯流條以多段式方式形成。
文檔編號H01L25/00GK101170104SQ200610140989
公開日2008年4月30日 申請日期2006年10月25日 優先權日2006年10月25日
發明者杜武昌, 沈更新 申請人:南茂科技股份有限公司;百慕達南茂科技股份有限公司