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1、10申请公布号CN104183577A43申请公布日20141203CN104183577A21申请号201410070601X22申请日2014022813/901,56320130523USH01L25/00200601H01L23/498200601H01L21/50200601H01L21/6020060171申请人飞思卡尔半导体公司地址美国得克萨斯72发明人罗文耀NKO卡兰达戴惠玲74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人申发振54发明名称具有压接互连的柔性基板57摘要本公开涉及具有压接互连的柔性基板。本发明公开了一种半导体器件，该半导体器件包括各自具有第一。
2、及第二外周边缘的第一及第二柔性基板。第一及第二管芯贴附于柔性基板各自的表面上并且各自分别电连接至第一及第二金属迹线。第一压接结构将第一金属迹线电连接至第二金属迹线，并且将第一及第二基板的第一外周边缘压接在一起。第二压接结构将第一金属迹线电连接至第二金属迹线，并且将第一及第二基板的第二外周边缘压接在一起。30优先权数据51INTCL权利要求书3页说明书4页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书4页附图2页10申请公布号CN104183577ACN104183577A1/3页21一种半导体器件，包括具有延伸于第一及第二外周边缘之间的相对的第一及第二主表面的第一。
3、柔性基板，至少一个第一管芯贴附于所述第一柔性基板的所述第一或第二主表面之一上，并与形成于所述第一柔性基板上的第一多个金属迹线电连接；具有延伸于第一及第二外周边缘之间的相对的第一及第二主表面的第二柔性基板，至少一个第二管芯贴附于所述第二柔性基板的所述第一或第二主表面之一上，并与形成于所述第二柔性基板上的第二多个金属迹线电连接，所述第二柔性基板被定向使得它的所述主表面之一面向所述第一柔性基板的所述主表面之一；用于将所述第一多个金属迹线中的至少一个电连接至所述第二多个金属迹线中的至少一个的且将所述第一及第二柔性基板的所述第一外周边缘压接在一起的第一压接结构；以及用于将所述第一多个金属迹线中的至少一个。
4、电连接至所述第二多个金属迹线中的至少一个的且将所述第一及第二柔性基板的所述第二外周边缘压接在一起的第二压接结构。2根据权利要求1所述的器件，其中所述第一及第二压接结构是延伸穿过所述第一及第二柔性基板中的每个柔性基板的压接板。3根据权利要求2所述的器件，还包括具有延伸于第一及第二外周边缘之间的相对的第一及第二主表面的第三柔性基板，至少一个第三管芯贴附于所述第三柔性基板的所述第一或第二主表面之一上，与形成于所述第三柔性基板上的第三多个金属迹线电连接，所述第三柔性基板被定向使得它的所述主表面之一面向所述第一柔性基板的所述主表面之一，其中所述第一压接板延伸穿过所述第一、第二及第三基板，使所述第一、第二。
5、及第三多个金属迹线中的至少一个相互电连接，并且将所述第一、第二及第三柔性基板的所述第一外周边缘压接在一起，并且其中所述第二压接板延伸穿过所述第一、第二及第三基板，使所述第一、第二及第三多个金属迹线中的至少一个相互电连接，并且将所述第一、第二及第三柔性基板的所述第二外周边缘压接在一起。4根据权利要求1所述的器件，其中所述第一及第二压接结构是各自连接至所述第一柔性基板的所述主表面之一和所述第二柔性基板的所述主表面之一的压接销。5根据权利要求4所述的器件，其中所述第一及第二柔性基板每个都包括与相应的第一及第二压接销电连接的电焊盘。6根据权利要求1所述的器件，还包括多个所述第一压接结构，每个均将所述第。
6、一多个金属迹线中的至少一个电连接至所述第二多个金属迹线中的至少一个并且将所述第一及第二柔性基板的所述第一外周边缘压接在一起；以及多个所述第二压接结构，每个均将所述第一多个金属迹线中的至少一个电连接至所述第二多个金属迹线中的至少一个并且将所述第一及第二柔性基板的所述第二外周边缘压接在一起。7根据权利要求1所述的器件，其中所述第一柔性基板的所述第二主表面面向所述第二柔性基板的所述第一主表面，并且权利要求书CN104183577A2/3页3其中所述至少一个第一管芯贴附于所述第一柔性基板的所述第一主表面上并且所述至少一个第二管芯贴附于所述第二柔性基板的所述第二主表面上。8根据权利要求1所述的器件，其中。
7、所述第一柔性基板的所述第二主表面面向所述第二柔性基板的所述第一主表面，并且所述器件还包括形成于所述第一柔性基板的所述第一主表面或所述第二柔性基板的所述第二主表面之一上的球栅阵列。9根据权利要求1所述的器件，其中所述至少一个第一管芯和所述至少一个第二管芯每个均被密封于封装材料内。10一种组装半导体器件的方法，所述方法包括将至少一个第一管芯贴附于第一柔性基板的第一主表面或相对的第二主表面之一上，所述第一柔性基板的所述第一及第二主表面延伸于其第一及第二外周边缘之间；将所述至少一个第一管芯电连接至形成于所述第一柔性基板上的第一多个金属迹线；将至少一个第二管芯贴附于第二柔性基板的第一主表面或相对的第二主。
8、表面之一上，所述第二柔性基板的所述第一及第二主表面延伸于其第一及第二外周边缘之间；将所述至少一个第二管芯电连接至形成于所述第二柔性基板上的第二多个金属迹线；将所述第二柔性基板定向使得它的所述主表面之一面向所述第一柔性基板的所述主表面之一；以用于将所述第一多个金属迹线中的至少一个电连接至所述第二多个金属迹线的至少一个的第一压接结构将所述第一及第二柔性基板的所述第一外周边缘压接在一起；以及以用于将所述第一多个金属迹线中的至少一个电连接至所述第二多个金属迹线的至少一个的第二压接结构将所述第一及第二柔性基板的所述第二外周边缘压接在一起。11根据权利要求10所述的方法，其中所述第一及第二压接结构是压接板。
9、，并且压接所述第一及第二外周边缘包括以第一及第二压接板穿透所述第一及第二基板。12根据权利要求11所述的方法，还包括将至少一个第三管芯贴附于第三柔性基板的第一主表面或相对的第二主表面之一上，所述第三柔性基板的所述第一及第二主表面延伸于其第一及第二外周边缘之间；将所述至少一个第三管芯电连接至形成于所述第三柔性基板上的第三多个金属迹线；以及将所述第三柔性基板定向使得它的所述主表面之一面向所述第一柔性基板的所述主表面之一，其中所述第一外周边缘的压接还包括以所述第一压接板穿透所述第三柔性基板以将所述第一、第二及第三柔性基板的所述第一外周边缘压接在一起并且使所述第一、第二及第三多个金属迹线中的至少一个相。
10、互电连接，并且其中所述第二外周边缘的压接还包括以所述第二压接板穿透所述第三柔性基板以将所述第一、第二及第三柔性基板的所述第二外周边缘压接在一起并且使所述第一、第二及第三多个金属迹线中的至少一个相互电连接。13根据权利要求10所述的方法，其中所述第一及第二压接结构是压接销并且所述第权利要求书CN104183577A3/3页4一及第二外周边缘的压接包括将所述第一及第二压接销中的每一个连接至所述第一柔性基板的所述主表面之一和所述第二柔性基板的所述主表面之一。14根据权利要求13所述的方法，还包括在与所述第一及第二压接销分别电连接的所述第一及第二柔性基板上形成电焊盘。15根据权利要求10所述的方法，其。
11、中所述第一柔性基板的所述第二主表面面向所述第二柔性基板的所述第一主表面，所述方法还包括将所述至少一个第一管芯贴附于所述第一柔性基板的所述第一主表面上并且将所述至少一个第二管芯贴附于所述第二柔性基板的所述第二主表面上。16根据权利要求10所述的方法，其中所述第一柔性基板的所述第二主表面面向所述第二柔性基板的所述第一主表面，所述方法还包括在所述第一柔性基板的所述第一主表面或所述第二柔性基板的所述第二主表面之一上形成球栅阵列。权利要求书CN104183577A1/4页5具有压接互连的柔性基板技术领域0001本发明涉及具有多个基板的半导体器件以及制造具有在通过压接CRIMP基板的外周边缘而制成的基板之。
12、间的互连的半导体器件的方法。背景技术0002多个半导体管芯或封装的堆叠通常由于空间约束而受到限制。球栅阵列（BGA）型连接，例如，模封阵列处理BGA（MAPBGA）、塑料BGA（PBGA）类型等，由于形状适配以及被连接的封装的厚度而具有尺寸限制。倒装芯片布局允许更好的管芯堆叠，但是晶片制造成本会高得多。0003因此所希望的是提供能够以低成本制造的具有允许多个管芯、基板和/或封装的堆叠和互连的小轮廓PROFILE的器件。附图说明0004本发明通过实例来说明且并不限定于其在附图中所示出的实施例，在附图中相似的附图标记指示相似的元件。在附图中的元件出于简单和清晰而示出，而而不一定按比例绘制。值得注意。
13、的是，某些垂直尺寸已经相对某些水平尺寸进行了放大。0005在附图中0006图1是根据本发明的一种实施例的半导体器件的俯视图；0007图2是图1的半导体器件沿着直线22截取的放大的剖面侧视图（CROSSSECTIONALSIDEELEVATIONALVIEW）；0008图3是根据本发明的第二实施例的半导体器件的放大的剖面侧视图；以及0009图4是根据本发明的第三实施例的半导体器件的放大的剖面侧视图。具体实施方式0010参照附图，在附图中相同的附图标记被用来在这几个图中指定相同的构件，在图1和2中示出了根据本发明的一种实施例的半导体器件10。器件10包括具有延伸于第一及第二外周边缘12C、12D之。
14、间的相对的第一及第二主表面12A、12B的第一柔性基板12。第一柔性基板12优选地具有范围约为0204毫米（MM）的厚度，并且可以由柔性材料制成，例如，聚酰亚胺、聚醚醚酮（PEEK）、聚酯、其他柔性的基于聚合物的材料等。0011第一多个金属迹线14可以被形成于第一柔性基板12上，并且可以由铜等制成。金属迹线14在图1中被示为在第一柔性基板12的第一主表面12A处是暴露的。但是，金属迹线14可以同样地或作为替代形成于第二主表面12B上，或者可以嵌入或部分嵌入第一柔性基板12内。0012第一柔性基板12同样可以用保护层（未示出）来涂覆，例如，能够用来为金属迹线14提供永久性保护涂层的漆状聚合物层。。
15、0013至少一个第一半导体管芯16贴附于第一柔性基板12的第一或第二主表面12A、说明书CN104183577A2/4页612B上。在图1和2所示的实施例中，第一半导体管芯16贴附于第一主表面12A上，尽管另加的管芯也可以贴附于相对的第二主表面12B上。0014第一半导体管芯16典型为集成电路（IC）等形式。第一半导体管芯16可以由任何半导体材料或材料的组合制成，例如，砷化镓、硅锗、绝缘体上硅（SOI）、硅、单晶硅等，以及上述材料的组合。第一半导体管芯16优选地通过环氧树脂或类似的粘合剂贴附于第一柔性基板12的第一主表面12A，尽管诸如焊接装配（SOLDERMOUNTS）、焊接、机械的或其他紧。
16、固件等其他贴附方法同样可以使用。贴附方法优选地被选择以便避免对第一柔性基板12的柔性的显著损害。0015第一半导体管芯16优选地形成为封装18的一部分，这是一般所习知的。例如，多个电互连器20被提供用于将第一半导体管芯16电耦接至在第一柔性基板12的第一主表面12A上的金属迹线14。电互连器20优选为经由丝线键合工艺贴附于第一柔性基板12的第一主表面12A及第一半导体管芯16的金丝线。其他类似的导电材料或技术可以用于丝线。0016但是，其他电互连器20同样可以使用，例如，焊球、导电焊盘、晶片穿通孔等，这将允许在基板12上的第一半导体管芯16的物理安装同样用作电连接。0017第一半导体管芯16和。
17、电互连器20还优选地被嵌入封装材料22（例如，模制化合物）之内，这是一般所习知的。封装材料22可以由陶瓷材料、高分子材料等制成。作为选择，封装材料22可以是液体分配式圆顶封装材料（LIQUIDDISPENSEDGLOBTOPMATERIAL），例如，高分子环氧树脂等。0018器件10还包括具有延伸于第一及第二外周边缘112C、112D之间的相对的第一及第二主表面112A、112B的第二柔性基板112。第二柔性基板112与第一柔性基板12很像，并且因此将不重复描述。0019第二多个金属迹线114，类似于第一多个金属迹线14，可以形成于第二柔性基板112上。类似地，至少一个第二半导体管芯116，与。
18、第一半导体管芯16很像，可以贴附于与第二多个金属迹线114电连接的第二柔性基板112上。0020在图1和2所示的实施例中的第一及第二柔性基板12、112之间的一个差别在于金属迹线114和第二半导体管芯116形成于第二柔性基板112的第二主表面112B之上。通过将第一及第二柔性基板12、112定向使得第二柔性基板的第一主表面112A面向第一柔性基板12的第二主表面12B，第一及第二柔性基板12、112可以在连接时相互靠得更近，从而确保更稳定的耦接。但是，在保持本发明的精神的情况下也能够使用第一及第二半导体管芯16、116的其他安装配置。例如，第一及第二半导体管芯16、116可以在完成的器件10中。
19、彼此相对。0021第二半导体管芯116还优选地形成为封装118的一部分，包括与含有第一半导体管芯16的封装18的电互连器及封装材料类似的电互连器120和封装材料122。0022第一及第二柔性基板12、112优选地通过布置于其第一及第二外周边缘12C、12D、112C、112D的压接结构24进行物理连接和电连接。例如，第一压接结构24A可以将在第一柔性基板12上的第一多个金属迹线14中的一个或多个金属迹线连接至在第二柔性基板上的第二多个金属迹线114中的一个或多个对应的金属迹线。第一压接结构24A还将第一及第二柔性基板12、112的第一外周边缘12C、112C压接在一起。第二压接结构24B在第一。
20、及说明书CN104183577A3/4页7第二柔性基板12、112的第二外周边缘12D、112D处起着类似的作用。0023压接结构24优选地由耐用的导电材料制成，例如，铜、钢等，该压接结构24还可以镀上镍、金、银、它们的组合等。在图1和2的实施例中，压接结构24的形式为延伸穿过第一及第二柔性基板12、112的压接板。压接板24可以通过对压接板24施加足够大的压力以致穿透第一及第二柔性基板12、112的材料来贴附，优选为处于第一及第二多个金属迹线14、114中的一个或多个金属迹线的位置处。压力可以通过常规的压接工具来提供。压接板24可以促成在外周基板边缘12C、12D、112C、112D处的弯曲。
21、，使得第二柔性基板112的第一主表面112A和第一柔性基板12的第二主表面12B彼此间在外周边缘12C、12D、112C、112D处比在管芯16、116所处的中心处更接近。可以在压接板24的一个或两个末端处使压接板24锐化，以促进第一及第二柔性基板12、112的材料的穿刺。0024在图3所示的第二实施例中，使用形式为压接销的压接结构24。每个压接销24均优选地电连接至第一柔性基板12的第一主表面12A和第二柔性基板112的第二主表面112B。不是刺穿基板12、112，而是压接销24在第一及第二柔性基板12、112的外周边缘12C、12D、112C、112D处提供足够的压力来进行物理连接，以及经。
22、由金属迹线14、114使第一及第二半导体管芯16、116电连接，该金属迹线14、114优选地在与压接销24的接触点处露出。0025为了通过压接销24来促进适当的电连接，焊盘26可以形成于压接销24可以与其耦接的第一及第二柔性基板12、112的相关表面部分之上。焊盘26可以由铜（CU）和/或其他导电材料制成，并且可以用例如金（AU）、镍（NI）、钯（PD）、锡（SN）等的一个或多个金属层来涂覆、熔合或预电镀。0026在图4所示的另一种实施例中，另加的柔性基板可以包含于器件10内。例如，图4示出了与第一及第二柔性基板12、112很像的第三柔性基板212，并且包括第三多个金属迹线214、第三半导体管。
23、芯216、电互连器220和封装材料222。在该实施例中，第一、第二及第三柔性基板12、112、212通过在柔性基板12、112、212的外周边缘12C、12D、112C、112D、212C、212D处延伸穿过每个柔性基板12、112、212的压接板24压接在一起并电连接。在图4的配置中，第三半导体管芯216被布置于第三柔性基板212的第一主表面212A上，尽管安装于它的第二主表面212B上同样是可以考虑的。0027再次参照图1，优选的是多个压接结构24被布置于柔性基板12、112的每个外周边缘12C、12D、112C、112D处。这允许安装多个管芯16、116，在基板12、112之间的另加连接。
24、，和/或增强的物理连接的完整性。0028还要优选的是器件10包括在第一柔性基板12的第一主表面12A或第二柔性基板112的第二主表面112B之一上的球栅阵列（BGA）28等连接结构（例如，载带BGA（TBGA）、模封阵列处理BGA（MAPBGA）、塑料BGA（PBGA）类型等）（尽管在图4中，BGA28形成于第三柔性基板212的第一主表面212A上）。BGA28允许电连接和/或安装于其他器件、基板、印刷电路板（未示出）等。因此，多个焊球30可以用来在器件10与器件10将经由焊球30与其电耦接的印刷电路板（PCB）或其他器件（未示出）之间为电信号提供通路。0029在前述说明中，本发明已经参考本发。
25、明的实施例的具体实例进行了描述。但是，很明显，在不脱离所附权利要求所阐明的本发明的较宽泛的精神和范围的情况下可以在其中进行各种修改和变更。说明书CN104183577A4/4页80030本领域技术人员应当意识到，在以上所描述的操作之间的界限只是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。此外，可替换的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且操作的顺序在各种其他实施例中可以改变。0031在本说明书和本权利要求书中的术语“前面”、“后面”、“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等（若存在）被用于描述的目的，而并不一定用于描述永久性的相。
26、对位置。应当理解，这样使用的术语在适当的环境下是可互换的，使得本文所描述的本发明的实施例能够例如在其他取向下操作，而不是在本文所示出的或所描述的取向下操作。0032在权利要求中，单词“包括”或“具有”并不排除权利要求所列出的那些要件或步骤之外的其他要件或步骤的存在。此外，本文所使用的术语“一”或“一个”被定义为一个或多个。同样，诸如“至少一个”和“一个或多个”之类的引导性短语在权利要求中的使用不应被解释为暗示着通过不定冠词“一”或“一个”而引入的另一权利要求要件将含有该引入的权利要求要件的任何特定权利要求限定于仅含有一个这样的要件的发明，即使在同一权利要求包括引导性短语“一个或多个”或者“至少一个”以及例如“一”或“一个”的不定冠词。对于定冠词的使用同样如此。除非另有说明，否则诸如“第一”和“第二”之类的术语被用来任意地区分此类术语所描述的要件。因而，这些术语并不一定意在指示此类要件的时间或其他次序。在相互不同的权利要求中引用某些措施的事实并不表明这些措施的组合不能被有利地使用。说明书CN104183577A1/2页9图1图2说明书附图CN104183577A2/2页10图3图4说明书附图CN104183577A10。