接觸件和形成方法
2023-07-03 23:31:16 8
專利名稱：接觸件和形成方法
技術領域：
本發明一般地涉及半導體領域，更具體地來說，涉及接觸件及其形成方法。
背景技術：
通常，在疊層封裝(PoP)系統中單個半導體管芯可以分別進行封裝(或者與每個單獨封裝件裡的多個半導體管芯一起封裝)，然後，可以將單獨封裝件集合到一起並且進行互連以使得單獨封裝件裡的單個半導體管芯可以集成到一起以完成需要的工作。例如，可以通過使用接觸凸塊將單個封裝件進行彼此電互連。這樣的接觸凸塊可通過最初在封裝件的基板上形成一層接觸材料而形成。一旦形成接觸材料層,該接觸材料層就會發生回流,通過回流接觸材料的溫度升高，以使接觸材料至少部分發生液化。這種部分液化使得接觸材料能夠利用其自身的表面張力而將其自身拉成一個球形。一旦形成之後，可以將一個封裝件的接觸凸塊設置為與另一個封裝件的接觸焊盤接觸。可選地，可以將該接觸凸塊設置為與形成在其他封裝件上的其他類型或形式的接觸件接觸。一旦接觸凸塊與其適當位置對準，該接觸凸塊就可以進行再次回流並且被重新加熱，以使其再次部分液化並且引起其部分流動並在兩個封裝件之間形成橋。一旦接觸凸塊冷卻並重新固化，該接觸凸塊就可以彼此完全接合。接觸凸塊之間的接合處允許接觸凸塊之間的物理連接以及使信號和能量從一個封裝件轉移到另一個封裝件的電連接，因而允許兩個封裝件彼此集成並共同工作。
發明內容
為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種用於製造半導體器件的方法，所述方法包括:將接觸件設置在基板上，所述接觸件包含具有第一熔點的第一材料；以及施加作用力以在低於所述熔點的溫度下物理地再成型所述接觸件。在該方法中，施加所述作用力進一步包括:通過圖案化板擠壓所述接觸件。在該方法中，施加所述作用力進一步包括:將模板放置在所述接觸件周圍；以及用平板擠壓所述接觸件。該方法進一步包括:在施加所述作用力之後，封裝所述基板。在該方法中，在第一成型腔中實施施加所述作用力並且在所述第一成型腔中實施封裝所述基板。該進一步包括:在施加所述作用力之後和封裝所述基板之前，替換所述第一成型腔中的成型部分。在該方法中，在第一成型腔中實施施加所述作用力並且在第二成型腔中實施封裝所述基板，所述第二成型腔不同於所述第一成型腔。在該方法中，施加所述作用力將所述接觸件成型為圓柱形。在該方法中，施加所述作用力將所述接觸件成型為立方體。
根據本發明的另一方面，提供了一種製造半導體器件的方法，所述方法包括:將基板放置在成型腔中，所述基板包含接觸件；利用所述成型腔再成型所述接觸件；以及在再成型所述接觸件之後，封裝所述基板。該方法進一步包括:在再成型所述接觸件之前，將模板放置在所述接觸件周圍。在該方法中，在再成型所述接觸件的過程中，所述成型腔具有圍繞所述接觸件的圖案。該方法進一步包括:在再成型所述接觸件之後以及封裝所述基板之前，改變所述圖案。在該方法中，再成型所述接觸件將所述接觸件再成型為圓柱形。根據本發明的又一方面，提供了一種半導體器件，包括:第一管芯和第二管芯，位於基板上方；封裝劑，位於所述第一管芯和所述第二管芯上方；以及接觸件，穿過所述封裝劑延伸，其中，所述接觸件包含可再回流的材料並具有平坦的頂面。在該半導體器件中，所述接觸件具有圓柱形。該半導體器件進一步包括:半導體封裝件，位於所述接觸件上方並與所述接觸件電接觸。在該半導體器件中，所述接觸件具有立方體形狀。在該半導體器件中，所述接觸件具有矩形形狀。在該半導體器件中，所述基板為層壓基板。
為了更加完整地理解實施例，及其優點，現在，將結合附圖理解所進行的以下描述作為參考，其中:圖1示出了根據施例的成型腔內的半導體系統；圖2A-圖2D示出了根據實施例的壓印工藝(coining process)；圖3示出了根據實施例的壓印工藝的結果；圖4示出了根據實施例的封裝工藝；圖5A至圖5B示出了根據實施例的封裝工藝的結果；圖6示出了根據實施例的兩個封裝件接合；圖7示出了根據實施例的模板的放置；圖8示出了根據實施例的利用模板的壓印工藝；圖9示出了根據實施例的利用模板的壓印工藝的結果；以及圖1OA至圖1OB根據實施例比較壓印接觸件和非壓印接觸件的放置。除非另有所指，否則不同附圖中的相應數字和符號通常是指相應的部分。繪製附圖以清楚地示出各個實施例的相關方面而沒有必要按比例進行繪製。
具體實施例下文中詳細討論了實施例的製造和使用。然而，應當理解，實施例提供了許多可以在各種具體環境中實現的發明構思。所討論的具體實施例僅僅示出製造和使用實施例的具體方式，而不是限制本實施例的範圍。
將在具體上下文中的結合實施例描述多個實施例，S卩，疊層封裝系統的壓印方法。然而，該實施例也可以應用到其他導電接觸件。現在參考圖1，圖1示出了成型腔101內的半導體系統100。該半導體系統100可以包括:接合至基板107的第一管芯103和第二管芯105。第一管芯103可以包含半導體管芯，其上形成有各種有源和無源器件(例如電晶體、電阻器、電容器、電感器等)以製造功能器件。該第一管芯103也可以包含一系列交替的導電層和介電層,位於有源和無源器件上方，從而使各個器件進行互連和隔離並且形成功能電路。另外，為了將功能電路連接於外部器件(例如，基板107)，第一管芯103也可以具有沿著第一管芯103的一面的第一組接觸件109。該第一組接觸件109可以是導電材料，例如銅，並且可以具有，例如，導電柱的形狀。該第一組接觸件109可以利用例如光刻和電鍍工藝而形成，形成與下層的導電層以及有源和無源器件的電接觸的第一組接觸件109，從而提供這些有源和無源器件的外部接觸件。然而，該第一組接觸件109並不是旨在僅限於銅柱，因為任何合適類型的接觸件，例如，鋁接觸焊盤、焊料凸塊、引線結合焊盤等都可以可選地進行使用。與第一管芯103類似，第二管芯105也可以是半導體管芯，其上形成由第二組有源器件和無源器件，從而提供與第一管芯103相似或不同的功能。在實施例中，第二管芯105可以與第一管芯103共同進行操作(例如，通過基板107)以完成期望任務，但第二管芯105也可以與第一管芯103獨立地進行操作。第二管芯105還可以包含:一系列交替的導電層和介電層，用於互連有源和無源器件，並且也可以具有類似於第一組接觸件109的第二組接觸件111 (例如，銅柱、鋁接觸焊盤、引線接合焊盤等)，該第二組接觸件可以用於將第二管芯105連接於例如基板107的外部器件。基板107可以用於支持和保護第一管芯103和第二管芯105，同時基板也用於提供第一管芯103上的接觸件和第二管芯105上的接觸件之間與外部器件的連接。在實施例中，基板107可以是層壓基板，該層壓基板形成為聚合物材料例如雙馬來醯亞胺三嗪樹脂(BT)、FR-4等的多個薄層的疊層(或層壓板)。然而，可以可選地利用任何其他合適的基板，例如有機基板、陶瓷基板等，並且旨在將所有這些再分布基板全部包括在本實施例的範圍內，其中，所有這些再分布基板為第一管芯103和第二管芯105提供支持和連接。基板107可以另外具有沿著基板107的第一面定位的第三組接觸件115和第四組接觸件117，從而分別連接於第一組接觸件109和第二組接觸件111。與第一管芯103上第一組接觸件109和第二管芯105上的第二組接觸件111類似地，第三組接觸件115和第四組接觸件117可以是例如導電柱，但是它們也可以是不同類型的連接器。可以可選地使用為基板107提供電連接的點任何適當方法，並且旨在將所有這樣的可選方式全部包括在本實施例的範圍內。例如，可以通過使用接合工藝將第一組接觸件109 (位於第一管芯103上)連接到第三組接觸件115 (位於基板107上)。在實施例中，接合工藝可以包含將連接材料119，例如焊料，形成或者放置在第一組接觸件109、第三組接觸件115的上方或者這兩者的上方。然後，可以將第一組接觸件109和第三組接觸件115彼此接觸地進行放置(在它們之間具有連接材料119)並且可以將連接材料119回流，從而將第一組接觸件109接合至第三組接觸件115並且也將第一管芯103接合至基板107。
類似地，可以使用例如，類似的接合工藝將第二組接觸件111 (位於第二管芯105上)連接至第四組接觸件117。例如，連接材料119可以形成在第二組接觸件111、第四組接觸件117、或者這兩者上方，並且在可以將第二組接觸件111和第四組接觸件117彼此接觸地進行放置(它們之間具有連接材料119)之後，將該連接材料119回流。一旦連接材料119冷卻，該連接材料119就提供第二管芯105和基板107之間的物理連接和電連接。然而，如本領域普通技術人員能夠立即理解的，對第一組接觸件109、第二組接觸件111、第三組接觸件115、和第四組接觸件117以及它們對應的彼此連接的描述都僅僅是一種說明性實施例，而不是旨在進行限制。而是，可以可選地使用將第一管芯103和第二管芯105物理連接和電連接至基板107的任何適當方法，例如利用接觸焊盤和焊料凸塊或微凸塊，或者利用引線接合。旨在將這些和任何其他適當方法和材料全部包括在本實施例的範圍中。基板107也可以包含導線(圖1中通過單虛線表示)，可以將該導線用於向第一管芯103和第二管芯105傳遞信號、能量和接地連接並且傳遞來自第一管芯103和第二管芯105的信號、能量和接地連接。在基板107是層壓基板的實施例中，導線113可以是金屬化層並且在層壓板的不同層中形成通孔，以提供期望的連接。導線113可以可選地利用導電粘合劑、導電軌跡、接合引線、金屬焊盤(land)、其組合等提供連接。導線113可以提供第一管芯103和第二管芯105之間的電連接，或者可以提供從第一管芯103和第二管芯105到大量接觸焊盤121中的一個的連接。接觸焊盤121可以由(例如，在第一管芯103和第二管芯105接合之前)例如鋁的導電材料形成，但也可以可選地使用其他合適的材料，例如銅、鎢等。接觸焊盤121可以通過使用例如CVD來形成，但也可以可選地使用其他合適的材料和方法。一旦已經沉積接觸焊盤121的材料，例如就可以利用光刻掩模和蝕刻工藝將該材料成型為接觸焊盤121。接觸焊盤121已經形成之後，可以形成鈍化層123以有助於隔離和保護接觸焊盤121。在實施例中，該鈍化層123可以由例如聚醯亞胺的聚合物形成，或者可以由例如氧化矽、氮化矽、低介電常數電介質、超低介電常數電介質、這些材料的組合等的材料形成。鈍化層123可以形成為具有約2 μ m至約15 μ m之間的厚度,例如約5 μ m。一旦已經形成鈍化層123，就可以通過該鈍化層123形成封裝接觸件125，以連接於下面的接觸焊盤121。在實施例中，接觸焊盤121的一部分就可以通過利用例如合適的光刻和刻蝕工藝最初形成穿過該鈍化層123的開口而被暴露。一旦製成開口，就可以通過開口形成第一導電材料128，其中，該第一導電材料與封裝接觸件125接觸。第一導電材料128可以包含可能物理上模製的並且還導電的材料。在實施例中，該第一導電材料128可以是可回流的焊料例如錫，或者其他合適材料，例如銀、無鉛錫、或銅。在該第一導電材料128是錫的實施例中，該第一導電材料128可以通過使用諸如電鍍等的常用方法最初形成厚度為約10 μ m至約30 μ m之間,例如約15 μ m的錫層而形成。—旦通過鈍化層123形成第一導電材料128,就可以實施回流工藝以使第一導電材料128變形成凸塊形狀。在回流工藝中，在時間約為10秒至約60秒，例如約35秒的時間段內，將第一導電材料128的溫度升高到約200°C至約260°C之間，例如約250°C。這種回流工藝使該第一導電材料128部分液化,然後由於該第一導電材料128的表面張力使其自身拉成期望的凸塊形狀。
在實施例中，封裝接觸件125可以是0.25mm的焊球，該焊球的第一直徑Dl為約230 μ m至約270 μ m之間，例如約250 μ m。另外，封裝接觸件125可以為球形，並且該封裝接觸件自鈍化層123的第一高度Hl約為180μπι至210μπι之間，例如約200μπι。這樣，封裝接觸件125可以在第一管芯103和第二管芯105上方延伸。成型腔101可以包含第一頂部成型部分127和可從第一頂部成型部分127分離的底部成型部分129。該第一頂部成型部分127可以具有第一腔部131而該底部成型部分129可以具有第二腔部133。當第一頂部成型部分127降低到臨近底部成型部分129時，第一腔部131和第二腔部133可以結合在一起以形成第三腔部201 (在圖1中未示出，而在下面的圖2中示出)。第一頂部成型部分127另外還具有形成在面對第一腔部131的表面上的圖案，其中，突出部128從該表面延伸以形成該圖案。在實施例中，當第一頂部成型部分127和底部成型部分129接觸時，形成這種圖案以壓印和再成型封裝接觸件125。這種圖案可形成一系列獨立的壓印腔137，這些圖案成型為封裝接觸件125的最終期望形狀並與基板107上的封裝接觸件125的圖案對準。在實施例中，獨立的壓印腔137可以為圓柱體形，其中，第二直徑D2相比第一直徑Dl大約10%至30%，第二高度Η2是第一管芯103的頂面至基板107的頂面之間高度的約-20%至20%。第一頂部成型部分127，以及用於形成獨立的壓印腔137的突出部128可以由一種材料形成，該材料在封裝工藝期間不與封裝接觸件125發生反應或改變封裝接觸件125，同時該材料在壓印封裝接觸件125時還足夠堅硬以承受壓印工藝。在實施例中，該第一頂部成型部分127可以為例如鋼的材料。然而，第一頂部成型部分127不限於鋼，並且也可以是任何其他合適的材料，例如高鉻(Cr)鋼組合等。旨在將這些和任何其他材料全部包括在本實施例的範圍內。底部成型部分129可以具有連接到真空泵139的真空孔135，從而減小壓力並在真空孔135中產生至少部分真空。當將半導體系統100放置為與真空孔135鄰近時，該至少部分真空將降低壓力以固定和保持半導體系統100，從而確保，當半導體系統100正確定位在第一腔部131內時，半導體系統100將不會在隨後的工藝，例如封裝工藝中發生運動。另夕卜，當第一頂部成型部分127降低到與底部成型部分129連接時，真空孔135也可用於去除材料並降低第三腔部201中的壓力。圖2Α示出了再成形的封裝接觸件125的壓印工藝，其中第一頂部成型部分127和底部成型部分129接觸，其中，第一頂部成型部分127也與封裝接觸件125進行物理接觸。在實施例中，可以用足以物理上將封裝接觸件125再成型為期望形狀的夾緊力，例如約I噸至約10噸，例如約5噸，將第一頂部成型部分127降低到封裝接觸件125上。可以實施這種壓印工藝而沒有部分液化封裝接觸件125(例如在回流過程中)。這樣，該壓印工藝就可以在低於封裝接觸件125的熔點溫度情況下實施。在該封裝接觸件125是焊料的實施例中，壓印工藝可以在低於焊料的熔點的溫度(約50°C至約100°C之間)下實施。當第一頂部成型部分127和底部成型部分129在這種力的作用下接觸時，封裝接觸件125將在壓力下發生變形並且再成型以適合它們所處位置的獨立壓印腔137的形狀。在獨立壓印腔137成型為圓柱形的實施例中，該封裝接觸件125將變形成圓柱形從而再成型為獨立壓印腔137的形狀。然而，圓柱形不是可以使用唯一的形狀，實施例並不限於形成圓柱形。圖2B-圖2D示出了封裝接觸件125可以壓印成的其他形狀的平面圖和側視圖，其中，圖2B示出了橢圓形，圖2C示出了正方形，圖2D示出了矩形。這些形狀和其他任何合適的形狀使封裝接觸件125能連接至外部器件，旨在將這些形狀和其他任何合適的形狀全部包含在該實施例的範圍內。再參考圖2A，當封裝接觸件125被壓印成圓柱形時，新的再成型的封裝接觸件125的第三直徑D3可以為約275 μ m至約320 μ m，例如約300 μ m。另外，該封裝接觸件125最初的第一高度H1可以減少到第三高度H3，該第三高度H3為約120 μ m至約140 μ m，例如約130 μ m。這種高度的減少也能夠使外部器件(例如，以下結合圖6中討論的第二封裝件601)更緊密地連接至基板107，因而能夠使疊層封裝(PoP)系統的總體高度減少。另外，可以將封裝接觸件125的精確高度調整到所需高度以獲得封裝接觸件125的具體高度和直徑。例如，如果封裝接觸件125的直徑原來為250 μ m,且將封裝接觸件125再成型成高度為120 μ m的圓柱形，則該封裝接觸件125可具有295 μ m的直徑。可選地，如果將封裝接觸件125再成型成高度為130 μ m的圓柱形，則該封裝接觸件125可具有283 μ m的直徑，並且如果將封裝接觸件125再成型成高度為140 μ m的圓柱形，則封裝接觸件125可以具有273 μ m的直徑。出於所需尺寸和空間的考慮，這樣的調整使得能夠在基板107上形成封裝接觸件125。圖3示出了第一頂部成型部分127 (具有獨立壓印腔137的圖案)與底部成型部分129的分離。在封裝接觸件125通過第一頂部成型部分127壓印成新形狀之後，第一頂部成型部分127可以與底部成型部分129分離，留下的封裝接觸件125具有其新形狀(例如圓柱形)以替代其原有的球形，並且準備進行封裝。在實施例中，可以在與實施壓印的同一個成型腔101內實施封裝。然而，為了不使圖案(位於第一頂部成型部分127中)也成為封裝工藝的一部分，可將第一頂部成型部分127從成型腔101中去除並且通過第二頂部成型部分301進行替代。不同於第一頂部成型部分127，該第二頂部成型部分301可具有表面，例如平坦表面，其將在封裝工藝期間成型封裝劑401的頂面。當第二頂部成型部分301與底部成型部分129接合時，這兩者將形成成型腔305 (在圖3中未示出，而在圖4中示出)。可選地，不使用替代第一頂部成型部分127，可以將半導體系統100從成型腔101中完全去除並放置在第二成型腔中(未單獨示出)。第二成型腔可具有例如具有平坦表面的第二頂部成型部分301，其會在封裝工藝期間成型封裝劑401的頂面。去除獨立壓印腔137的圖案的每一種方法(例如，將第一頂部成型部分127改變為第二頂部成型部分301，或者使用分離成型腔)均可使用，兩種方法全部都包括在該實施例的範圍內。另外,可將釋放膜(release film) 303定位於第二頂部成型部分301和半導體系統100。釋放膜303可以是一種使封裝劑401不粘住的材料，或者當半導體系統100經受封裝工藝時從成型腔305的表面釋放的材料。這種釋放膜303可以包含，例如聚醯亞胺、氯乙烯、PC、ETFE, PTFE, PET、FEP、聚偏二氯乙烯、含氟玻璃織物、人造紙、金屬箔、這些的組合等。該釋放膜303的厚度可以為約20 μ m至約50 μ m,例如約25 μ m。圖4示出了，當第二頂部成型部分301位於半導體系統100上方時，該第二頂部成型部分301可能位於與底部成型部分129鄰近的位置處，從而將半導體系統100包封在成型腔305中。在包封時，該第二頂部成型部分301和底部成型部分129 (連同介於其間的釋放膜303 —起)可以形成氣密密封以控制氣體從成型腔305的流入和流出。第二頂部成型部分301和底部成型部分129可以通過使用例如，壓縮工具在約5KN至約200KN，例如約50至100KN的力作用下擠壓到一起。圖4中還示出了在成型腔305中封裝劑401的放置。封裝劑401可能是一種樹脂，例如:聚醯亞胺、PPS、PEEK、PES，一種耐熱晶體樹脂，這些的組合等。可以第二頂部成型部分301和底部成型部分129對準之前將這種封裝劑401放置在成型腔305中，或者可以通過注射口(未示出)注入成型腔305。當封裝劑401放置在成型腔305中以使得封裝劑401封裝半導體系統100後，就可以將該封裝劑401固化以使封裝劑401硬化從而提供最適宜的保護。當精確的固化過程至少部分依賴於所選擇的封裝劑401的特定材料時，在選擇模塑料作為封裝劑401的實施例中，在時間為大約60秒到大約3000秒，例如大約600秒的時間段內通過例如將封裝劑401加熱到約100°C至約130°C，例如約125°C的工藝可以發生固化。另外，引發劑和/或催化劑可以包含在封裝劑401中以更好地控制固化工藝。然而，本領域普通技術人員將理解，如上文描述的固化工藝僅僅是示例性工藝，而並不意味著限制本實施例。也可以可選地使用其他固化工藝，例如輻射或者甚至是使封裝劑401在環境溫下度固化。任何合適的固化工藝都可以使用，並且旨在將所有這些工藝全部包括在本文中討論的實施例範圍內。圖5A示出了在封裝劑401用於封裝半導體系統100之後，可將第二頂部成型部分301從底部成型部分129去除，並且可以將半導體系統100 (具有封裝劑401)從成型腔101中去除。在實施例中，通過在封裝工藝期間與封裝接觸件125物理接觸，第二頂部成型部分301保護壓印封裝接觸件125防止被封裝劑401覆蓋，從而使封裝接觸件125保持暴露，以用於外部電連接(圖5A中未示出)。圖5B示出了半導體系統100的區域的局部放大圖(在圖5A中用虛線501表示)，其包括封裝工藝之後的封裝接觸件125和封裝劑401。正如所示出的，封裝接觸件125保留了它們的圓柱形外形，以使得該封裝接觸件125在壓印工藝中被壓入(參見例如，關於圖2的討論，使該封裝接觸件比原來變得更短和更寬)。同樣地，通過壓印封裝接觸件125，可以減小封裝接觸件125的高度同時形成更大的封裝接觸件125頂面區域。另外，通過將封裝接觸件125原有形狀再成型為凸塊/球形，該凸塊/球形將不會影響封裝劑401的放置，該封裝劑可以通過封裝工藝形成而具有平坦頂面403而不是常規方法的曲面形頂面。通過平坦頂面403，封裝接觸件125也可以與封裝劑401的平坦頂面403 —樣平坦。可選地，如圖5B中所示，可以形成封裝劑401以使得封裝接觸件125從平坦頂面延伸約O μ m至50 μ m的第一距離D4。可形成封裝劑401以使得封裝接觸件125通過將成型腔305中的壓力(利用，例如，真空泵139)減少到約0.1託至約100託，例如大約10託的真空壓力進行延伸。圖6示出了半導體系統100上放置的第二封裝件601，從而得到疊層封裝(PoP)系統。在實施例中，第二封裝件601可以包含第二基板603、第二接觸焊盤605、第二鈍化層607、和第五組接觸件609，並且也可以封裝第三管芯(在圖6中未單獨示出)。第二基板603、第二接觸焊盤605、第二鈍化層607、和第五組接觸件609可以與上文中相對於基板107描述的基板107、接觸焊盤121、鈍化層123、第三組接觸件111類似。然而，這些元件並不限於相同的元件，且可以可選地利用任何其他合適的元件。在實施例中，壓印封裝接觸件125和第五組接觸件609是焊料，第二封裝件601可以通過將第五組接觸件609和壓印封裝接觸件125對準而連接於半導體系統100的封裝接觸件125。在第五組接觸件609與壓印封裝接觸件125對準後，可將第五組接觸件609回流以使第五組接觸件609和壓印封裝接觸件125部分液化。第五組接觸件609和壓印封裝接觸件125冷卻後，第二封裝件601就可以與封裝半導體系統100物理連接和電連接，從而形成PoP系統。然而，如本領域普通技術人員理解的，上文描述和PoP系統中的壓印封裝接觸件125的工藝的結構僅僅是說明性的並不是旨在進行限制。可以在許多工藝和結構(包括獨立管芯、倒裝晶片結構等)中利用這些工藝和結構。可以利用壓印接觸件的這些和任何其他結構全部包括在實施例的範圍內。圖7示出了壓印封裝接觸件125的可選實施例。在該實施例中，代替使用形成在第一頂部成型部分127中的圖案(圖7中未示出，但是在圖1中有相關說明和討論)，可以使用模板70與第三頂部部分703的平面連接以形成用於壓印封裝接觸件125的圖案。模板701可以一種材料，該材料不與封裝接觸件125發生反應但也足夠堅固以在壓印工藝中支撐和成型封裝接觸件125。在實施例中，模板701可以是鋼，但也可以可選地使用任何其他適合的材料，例如高鉻(Cr)鋼。模板701可以具有封裝接觸件125需要的最後形狀的開口。在實施例中，模板701的厚度T1可以小於封裝接觸件125的第一高度H1，例如厚度T1為約100 μ m至約170 μ m，並且可以具有通過模板701延伸的開口。該開口可以具有封裝接觸件125最後需要的形狀，例如圓柱形、矩形、橢圓形等等。在壓印工藝之前，可以將模板701放置在封裝接觸件125之間。當放置好時，需要再成型的封裝接觸件125中的獨立封裝接觸件可以位於通過模板701的開口的獨立開口中，其中，封裝接觸件125延伸超出了模板701。作為壓印工藝的一部分可以通過手動或自動實施模板的放置。圖8示出了將模板701放置在封裝接觸件125上之後，可以將第三頂部成型部分703接合以壓印封裝接觸件125。在該實施例中，相反，代替像第一頂部成型部分127那樣的圖案化表面(如上文中對於圖1描述的)，第三頂部成型部分703可以具有平面，該平面取決於模板701以形成封裝接觸件125所需要的形狀。類似於上文關於圖2描述的壓印工藝，可以將第三頂部成型部分703接合以與封裝接觸件125接觸並按壓封裝接觸件125以將封裝接觸件125物理上再成型為模板701中的開口的形狀，從而將封裝接觸件125壓印成期望形狀。圖9示出了封裝接觸件125被壓印成需要的形狀後，可以將第三頂部成型部分703與底部成型部分129分離並且將模板701從封裝接觸125之間去除，並且可以將半導體系統100從成型腔101中去除。然後，可以通過使用與第三頂部成型部分703同樣的成型系統(因為無需替換第三頂部成型部分703)或者通過使用第二成型腔(未在圖7中單獨示出)而與上文關於圖4中描述的封裝劑401 —起封裝該半導體系統100。
圖1OA示出了其中沿著第三封裝件1001的外部形成和壓印封裝接觸件125的另一個實施例的俯視圖。在該實施例中，封裝接觸件125被壓印成矩形。另外，通過使用壓印工藝以精確控制封裝接觸件125的形狀，可以將比其他方法可以獲得的更多的封裝接觸件125精確的定位於第三封裝件1001上。如本文中所說明的，圖1OB示出了使用封裝接觸件125的非壓印的球形現有技術系統，該封裝接觸件與圖1OA中示出的封裝接觸件125位於相同的通用位置中。然而，如圖中所示，通過壓印封裝接觸件125，可能更加容易地控制它們的位置和形狀，從而得到更高密度的封裝接觸件125。例如，如現有技術的圖1OB中所示出的，只有104個封裝接觸件125中可沿著第三封裝件1001的外部邊緣形成。然而，通過使用壓印工藝，148個封裝接觸件125可以沿著相同邊緣形成，從而與現有技術相比，獲得封裝接觸件的顯著增加。另外，通過使用本文中描述的壓印工藝，可以通過控制和減少封裝接觸件125的高度來控制和降低PoP系統的總體高度。例如，如果可以通過壓印封裝接觸件125來降低封裝接觸件125的高度，則可以降低半導體系統100的總體高度。隨著半導體系統100的總體高度降低，其中結合有半導體系統100的PoP系統的總體高度也可類似地降低，從而導致更高效的利用空間和得到總體上更小的器件。在一個實施例中，提供了 一種製造半導體器件的方法，該方法包括在基板上提供接觸件，該接觸件包含具有第一熔點的材料。施加作用力以在低於該熔點的溫度下物理上再成型該接觸件。在另一個實施例中，提供了一種製造半導體器件的方法，該方法包括將基板放置在成型腔中，該基板包括接觸件。利用成型腔再成型該接觸件，並且在該接觸件被再成型後封裝該基板。在又一個實施例中，提供了一種在基板上包含第一管芯和第二管芯的半導體器件。封裝劑位於第一管芯和第二管芯上方，並且接觸件通過該封裝劑延伸，其中，該接觸件包含可回流材料並具有平面的頂面。儘管已經詳細描述了實施例及其優勢，但應該理解，在不背離所附權利要求所限定的實施例的主旨和範圍的情況下，在本文中可以進行各種變化、替代和改變。例如，封裝接觸件的精確形狀可以根據基板的總體設計需要而進行修改。此外，也可以改變用於壓印封裝接觸件的精確的材料和工藝，並且這些修改仍包括在實施例的範圍內。此外，本申請的範圍並不僅限於本說明書中描述的工藝、機器、製造、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應理解，通過本發明，現有的或今後開發的用於執行與根據本發明所採用的所述相應實施例基本相同的功能或獲得基本相同結果的工藝、機器、製造，材料組分、裝置、方法或步驟根據本發明可以被使用。因此，所附權利要求應該包括在這樣的工藝、機器、製造、材料組分、裝置、方法或步驟的範圍內。
權利要求
1.一種用於製造半導體器件的方法，所述方法包括: 將接觸件設置在基板上，所述接觸件包含具有第一熔點的第一材料；以及 施加作用力以在低於所述熔點的溫度下物理地再成型所述接觸件。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，施加所述作用力進一步包括:通過圖案化板擠壓所述接觸件。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，施加所述作用力進一步包括: 將模板放置在所述接觸件周圍；以及 用平板擠壓所述接觸件。
4.根據權利要求1所述的方法，進一步包括:在施加所述作用力之後，封裝所述基板。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，在第一成型腔中實施施加所述作用力並且在所述第一成型腔中實施封裝所述基板。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，進一步包括:在施加所述作用力之後和封裝所述基板之前，替換所述第一成型腔中的成型部分。
7.根據權利要求4所述的方法，其中，在第一成型腔中實施施加所述作用力並且在第二成型腔中實施封裝所述基板，所述第二成型腔不同於所述第一成型腔。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，施加所述作用力將所述接觸件成型為圓柱形。
9.一種製造半導體器件的方法，所述方法包括: 將基板放置在成型腔中，所述基板包含接觸件； 利用所述成型腔再成型所述接觸件；以及 在再成型所述接觸件之後，封裝所述基板。
10.一種半導體器件，包括: 第一管芯和第二管芯，位於基板上方； 封裝劑，位於所述第一管芯和所述第二管芯上方；以及 接觸件，穿過所述封裝劑延伸，其中，所述接觸件包含可再回流的材料並具有平坦的頂面。
全文摘要
本發明提供了一種用於形成接觸件的系統和方法。一種實施例包括在基板上形成接觸件，然後通過利用如成型腔物理成型接觸件來壓印該接觸件。在施加作用力以物理地再成型該接觸件之前，該接觸件的物理成型可以利用該成型腔的圖案化部分或將圖案化的模板放置在基板周圍來實施。可以將該接觸件再成型為例如圓柱形、橢圓形、立方體、或矩形。本發明還提供了一種接觸件和形成方法。
文檔編號H01L23/48GK103094230SQ201210065908
公開日2013年5月8日 申請日期2012年3月13日 優先權日2011年11月8日
發明者陳孟澤, 林威宏, 黃貴偉, 林志偉, 邱志鈞, 鄭明達, 劉重希 申請人:臺灣積體電路製造股份有限公司