封装件内的激光打标的制作方法

封装件内的激光打标的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，更具体地，涉及封装件内的激光打标。
【背景技术】
[0002]在集成电路的封装中，存在各种类型的封装方法和结构。例如，在传统的封装层叠(PoP)工艺中，顶封装件接合至底封装件。顶封装件和底封装件也可具有封装在其内的器件管芯。通过采用PoP工艺，提高了封装件的集成水平。
[0003]在现有的PoP工艺中，先形成底封装件，其包括接合至封装件衬底的器件管芯。模塑料模制在封装件衬底上，其中，器件管芯模制在模塑料中。封装件衬底还包括形成在其上的焊料球，其中，焊料球和器件管芯位于封装件衬底的同侧。焊料球用于将顶封装件连接至底封装件。

【发明内容】

[0004]为解决上述问题，本发明提供了一种封装件，包括:第一封装件，包括:器件管芯；多个第一重布线，位于器件管芯的下面；多个第二重布线，位于器件管芯的上面；金属焊盘，位于与多个第二重布线相同的金属层中；以及激光标记，位于介电层内，其中，介电层位于金属焊盘的上面，并且其中，激光标记与金属焊盘重叠。
[0005]其中，激光标记包括字母、数字、或字母和数字的组合。
[0006]其中，激光标记包括形成在介电层内的沟槽，并且其中，封装件还包括:第二封装件，位于第一封装件的上方；焊料区，将第一封装件接合至第二封装件；以及底层填料，位于第一封装件和第二封装件之间的间隙内，其中，底层填料的一部分设置在形成激光标记的介电层内的沟槽中。
[0007]其中，激光标记从介电层的顶面延伸到金属焊盘的顶面，并且激光标记与金属焊盘物理接触。
[0008]其中介电层包括聚合物。
[0009]其中，金属焊盘和激光标记均与器件管芯重叠。
[0010]其中，第一封装件还包括:模制材料，其内模制有器件管芯；以及通孔，穿透模制材料，其中，通孔将多个第一重布线中的一个电连接至多个第二重布线中的一个。
[0011]此外，还提供了一种封装件，包括:第一封装件，包括:至少一个第一介电层；多个第一重布线，位于至少一个第一介电层中；器件管芯，位于多个第一重布线的上方且电连接至多个第一重布线；模制材料，其内模制有器件管芯；通孔，穿透模制材料；至少一个第二介电层，位于器件管芯的上方；多个第二重布线，位于至少一个第二介电层内，其中，多个第二重布线通过通孔电连接至多个第一重布线；金属焊盘，位于至少一个第二介电层内?’第三介电层，位于至少一个第二介电层的上面；以及激光标记，从第三介电层的顶面延伸到金属焊盘的顶面；以及第二封装件，位于第一封装件的上方，其中，第二封装件接合至第一封装件。
[0012]该封装件还包括:底层填料，位于第一封装件和第二封装件之间的间隙内，其中，激光标记包括底层填料的一部分。
[0013]其中，底层填料与金属焊盘的顶面物理接触。
[0014]其中，金属焊盘为电浮动，并且其中，金属焊盘被介电材料完全包围。
[0015]该封装件还包括:管芯接合膜，位于器件管芯的上面，其中，管芯接合膜包括与模制材料的顶面齐平的顶面。
[0016]其中，金属焊盘与管芯附接膜重叠，并且其中，金属焊盘通过至少一个第二介电层中的一个与管芯附接膜分隔开。
[0017]该封装件还包括:密封环，环绕金属焊盘，其中，密封环和金属焊盘位于相同的金属层中，并且其中，密封环为电浮动。
[0018]此外，还提供了一种方法，包括:对第一封装件进行激光打标，其中，第一封装件包括:至少一个第一介电层；多个第一重布线，位于至少一个第一介电层中；器件管芯，位于多个第一重布线的上方且电连接至多个第一重布线；模制材料，模制器件管芯于其内；通孔，穿透模制材料；至少一个第二介电层，位于器件管芯的上方；多个第二重布线，位于至少一个第二介电层内，其中，多个第二重布线通过通孔电连接至多个第一重布线；金属焊盘，位于至少一个第二介电层内；以及第三介电层，位于至少一个第二介电层的上面，其中，激光打标在第三介电层内形成激光标记，并且，金属焊盘的部分暴露给激光标记。
[0019]该方法还包括:在第三介电层内形成开口，以露出多个金属焊盘；将焊料球放置在第三介电层内的开口中；以及对焊料球进行回流以将焊料球连接至多个金属焊盘。
[0020]该方法还包括:将第二封装件接合至第一封装件；以及将底层填料填充进第一封装件和第二封装件之间的间隙内，其中，底层填料设置在激光标记中。
[0021]其中，底层填料与金属焊盘物理接触。
[0022]其中，金属焊盘停止用在激光打标中的激光束。
[0023]其中，金属焊盘被密封环环绕，并且金属焊盘和密封环同时形成。
【附图说明】
[0024]当结合附图进行阅读时，通过下列详细的描述可以很好地理解本发明的各方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，没有按比例绘制各种部件。实际上，为了清楚地讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。
[0025]图1至图5示出了根据一些实施例的在形成封装件的中间阶段的截面图；
[0026]图6示出了根据一些实施例的封装件的俯视图，其中，形成的激光标记和相应的金属焊盘与封装件中的器件管芯重叠；
[0027]图7示出了根据一些实施例的封装件的俯视图，其中，激光打标和相应的金属焊盘与封装件中的器件管芯不对准。
【具体实施方式】
[0028]以下公开提供了多种不同实施例或实例，用于实现本发明的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本发明。当然，这些仅是实例并且不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之间使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。另外，本发明可以在多个实例中重复参考符号和/或字符。这种重复用于简化和清楚，并且其本身不表示所述多个实施例和/或配置之间的关系。
[0029]此外，在此可使用诸如“在下面的”、“在…下面”、“下面的”、“在上面的”、以及“上面的”等的空间关系术语，以容易的描述如图中所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。应当理解，除图中所示的方位之外，空间关系术语将包括使用或操作中的装置的各种不同的方位。装置可以以其他方式定位(旋转90度或在其他方位)，并且通过在此使用的空间关系描述符进行相应地解释。
[0030]根据各种示例性实施例提供了一种封装件以及形成激光打标的方法。讨论了实施例的变化。通过各种视图和示出的实施例，相同的参考数字表示相同的元件。
[0031]图1示出了封装件100的截面图。在一些实施例中，封装件100包括器件管芯102，并且器件管芯102的正面朝下并且接合至重布线(RDL) 112。在可选的实施例中，封装件100包括不只一个的器件管芯。器件管芯102可包括半导体衬底108和位于半导体衬底108的正面(朝下的面)处的集成电路器件104(如，有源器件，例如包括晶体管)。器件管芯102可包括逻辑管芯，如中央处理器(CPU)管芯、图形处理器(GPU)管芯、移动应用管芯等。
[0032]器件管芯102模制在模制材料120中，模制材料120环绕器件管芯102。模制材料120可以是模材料、模制底层填料、树脂等。模制材料120的底面120A可齐平于器件管芯102的底端。模制材料120的顶面120B可齐平于或高于半导体衬底108的背面108A。在一些实施例中，半导体衬底108的背面108A与管芯附接膜110相重叠，管芯附接膜110是将器件管芯102粘附至上面的介电层118的介电膜。器件管芯102还包括与RDL 112接触且接合的金属柱/焊盘106 (例如，其可包括铜柱)。
[0033]封装件100可包括位于器件管芯102下面的底侧RDL 112以及位于器件管芯102上面的顶侧RDL 116。底侧RDL 112形成在介电层114中，并且顶侧RDL 116形成在介电层118中。RDL 112和116可由铜、铝、镍、钛、其合金、或其多层形成。在一些实施例中，介电层114和118由有机材料(如聚合物)形成，有机材料还可包括聚苯并恶唑(PBO)、苯并环丁烯(BCB)、聚酰亚胺等。在可选的实施例中，介电层114和118由无机材料形成，无机材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等。
[0034]形成通孔122以穿透模制材料120。在一些实施例中，通孔122具有与模制材料120的顶面120B齐平的顶面以及与模制材料120的底面120A齐平的底面。通孔122将底侧RDL 112电连接至顶侧RDL 116。通孔122也可与底侧RDL 112和顶侧RDL 116物理接触。
[0035]由非焊料金属材料形成的电连接件124形成在封装件100的底面。在一些实施例中，电连接件124包括凸块下金属化层或金属焊盘。在可选的实施例中，电连接件124包括金属柱，如铜柱。在整个描述中，电连接件124被称为金属焊盘124，当然它们也有其他形式。根据一些实施例，金属焊盘124包括铜、铝、钛、镍、钯、金、或其多层。在一些实施例中，如图1所示，金属焊盘124的底面与底介电层114的底面齐平。在可选的实施例中，金属焊盘124的底面延伸到底介电层114的底面的下方。在一些实施例中，焊料区126附接至金属焊盘124的底面。
[0036]金属焊盘128形成在其内形成有RDL 116的金属层的一层中。在一些实施例中，金属焊盘124为电浮动。在可选的实施例中，金属焊盘128电连接至其他导电部件，如RDL116和/或通孔122。例如，金属焊盘128可连接至电接地。在相同的金属层中形成相应的RDL 116的同时形成金属焊盘128。
[0037]在一些示例性实施例中，形成密封环130以环绕金属焊盘128，其中，图6和图7可发现示例性密封环130。如图1所示，密封环130形成在与金属焊盘128相同的金属层中。在一些实施例中，密封环130为电浮动，并且可被介电材料完全包围。在可选的实施例中，密封环130电连接至其他导电部件，如RDL 116和/或通孔122。在形成金属焊盘128的同时形成密封环130。在可选的实施例中，没有形成环绕金属焊盘128的密封环。
[0038]根据一些实施例，金属焊盘128的底面和密封环130高于管芯附接膜110的顶面和模制材料120的顶面120B。介电层118中的一个形成在金属焊盘128和密封环13 0的下方，并且各自介电层118的顶面与金属焊盘128和密封环130的底面相接触。在金属焊盘128的上面存在一个附加层，该附加层是介电层118中的一个且被标记为118’。
[0039]参照图2，进行激光打标以在介电层118’内形成激光标记132，其中，激光标记132包括形成在介电层118’内的沟槽。使用激光束134进行激光打标，其灼烧和去除介电层118’的部分。介电层118’的灼烧部分与金属焊盘128重叠。金属焊盘128用作保护层，其中，激光束134不能穿透金属焊盘128。因此，如果有，金属焊盘128具有防止激光束134到达下面的器件管芯102和下面的RDL 116的功能。在激光打标之后，通过形成激光束132的沟槽露出金属焊盘128的一些部分。激光标记132可包括字母、数字、图、或任何其他能够用于识别目的的符号。例如，图6和图7示出了一些示例性的包括字母和数字的激光标记132。激光标记132可用于识别产品、制造顺序、或任何其他用于跟踪各自封装件的信息。
[0040]图3示出了去除介电层118的一些部分以露出金属焊盘116’，金属焊盘116’可以是RDL 116的部分。因此，开口 136形成在介电层118’中。通过激光灼烧可实现开口 136的形成。可选地，当介电层118’由光敏材料，如PBO或聚酰亚胺形成时，通过光曝光后进行显影步骤可实现开口 136的形成。
[0041]图4示出了焊料球138的形成。在一些实施例中，进行球放置步骤以使焊料球掉落在开口 136中(图3)，然后进行回流工艺以回流焊料球。在可选的实施例中，开口 136中没有应用焊料球。但是，在图5中，焊料位于封装件200中。
[0042]图5示出了封装件200接合至封装件100。在一些实施例中，封装件200包括封装件衬底202和接合至封装件衬底202的器件管芯204(多个器件管芯)。通过引线接合、倒装接合等可实现器件管芯204接合至封装件衬底202。回流如图4所示的焊料区138以将封装件200接合至封装件100。在一些实施例中，接合封装件200之后，底层填料140填充进封装件100和封装件200之间的间隙内。在这些实施例中，激光标记的沟槽(图4)也用底层填料140填充。因此，激光标记132的沟槽内的底层填料140的部分也被称为激光标记132’。激光标记132’可从介电层118’的顶面延伸到金属焊盘128的顶面。此外，激光标记132’可与金属焊盘128的顶面物理接触。
[0043]在图5所示的封装件中，金属焊盘128可被包括介电层118和底层填料140的介电材料完全包围并且与其接触。在可选的实施例中，无底层填料填充进封装件100和封装件200之间的间隙内，并且激光标记132仍然是气隙。在这些实施例中，通过激光标记132可使金属焊盘128的一些部分暴露给空气。
[0044]图6示出了根据一些实施例的封装件100的俯视图。如图6所示，形成激光标记132以与金属焊盘128重叠，其中，所有的激光标记132形成在金属焊盘128或其他金属焊盘上。在一些实施例中，密封环130形成且形成环绕金属焊盘128的环。在一些示例性实施例中，金属焊盘128的长度LI和宽度Wl大于约2cm，以实现用以形成激光标记132的合适区域。形成密封环130以防止激光打标过程中产生的热量扩散到其他区中。
[0045]在激光打标过程中，产生热量，并且该热量可损坏包括RDL和介电层的结构。为了降低或至少消除热量导致的损坏，密封环130可具有较大的宽度W2，例如，大于约20μπι以提供低的热阻率，这样使得密封环130的过热部分可使热量迅速地散发至其他部分。在可选的实施例中，无密封环130形成。
[0046]在图6所示的实施例中，通孔122可靠近封装件100的外围形成，当然，通孔122也可形成在封装件100的任何其他位置处。在一些实施例中，通孔122可与环绕金属焊盘128的环对准。
[0047]在图6中，金属焊盘128和激光标记132直接形成在管芯102的上方且与管芯102重叠。在可选的实施例中，如图7所示，其也示出了封装件100的俯视图，金属焊盘128和激光标记132与器件管芯102不对准。当具有足够的分配金属焊盘128的空间时，可使用该实施例。
[0048]本发明的实施例具有若干有利特征。通过形成金属焊盘，封装件内的器件和重布线可防止产生激光打标引起的可能损害。本发明的实施例没有导致额外的制造成本，这是因为形成封装件的重布线的同时可形成金属焊盘。
[0049]根据本发明的一些实施例，封装件包括器件管芯、位于器件管芯下面的多个第一重布线、位于器件管芯上面的多个第二重布线、以及与多个第二重布线位于相同金属层的金属焊盘。激光标记位于在金属焊盘上面的节点层内。激光标记与金属焊盘重叠。
[0050]根据本发明的可选的实施例，第一封装件包括至少一个第一介电层、位于至少一个第一介电层内的多个第一重布线、位于多个第一重布线的上方且电连接至多个第一重布线的器件管芯、模制器件管芯于其内的模制材料、穿透模制材料的通孔、位于器件管芯上方的至少一个第二介电层、以及位于至少一个第二介电层内的多个第二重布线。多个第二重布线通过通孔电连接至多个第一重布线。第一封装件还包括位于至少一个第二介电层内的金属焊盘、位于至少一个第二介电层上方的第三介电层、以及从第三介电层的顶面延伸到金属焊盘的顶面的激光标记。第二封装件位于第一封装件的上方，其中，第二封装件接合至第一封装件。
[0051]根据本发明的其他可选的实施例，一种方法包括对封装件进行激光打标。封装件包括至少一个第一介电层、位于至少一个第一介电层内的多个第一重布线、位于多个第一重布线的上方且电连接至多个第一重布线的器件管芯、模制器件管芯于其内的模制材料、穿透模制材料的通孔、位于器件管芯上方的至少一个第二介电层、位于至少一个第二介电层内的多个第二重布线、以及位于至少一个第二介电层内的金属焊盘，其中，多个第二重布线通过通孔电连接至多个第一重布线。封装件还包括位于至少一个第二介电层上面的第三介电层。激光打标在第三介电层内形成激光标记，并且金属焊盘的部分暴露给激光标记。
[0052]上面论述了若干实施例的部件，使得本领域的普通技术人员可以更好地理解本发明的各个方面。本领域的普通技术人员应该理解，可以很容易地使用本发明作为基础来设计或更改其他用于达到与这里所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优点的工艺和结构。本领域的普通技术人员也应该意识到，这种等效构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、更换以及改变。
【主权项】
1.一种封装件，包括: 第一封装件，包括: 器件管芯； 多个第一重布线，位于所述器件管芯的下面； 多个第二重布线，位于所述器件管芯的上面； 金属焊盘，位于与所述多个第二重布线相同的金属层中；以及激光标记，位于介电层内，其中，所述介电层位于所述金属焊盘的上面，并且其中，所述激光标记与所述金属焊盘重叠。2.根据权利要求1所述的封装件，其中，所述激光标记包括字母、数字、或字母和数字的组合。3.根据权利要求1所述的封装件，其中，所述激光标记包括形成在所述介电层内的沟槽，并且其中，所述封装件还包括: 第二封装件，位于所述第一封装件的上方； 焊料区，将所述第一封装件接合至所述第二封装件；以及 底层填料，位于所述第一封装件和所述第二封装件之间的间隙内，其中，所述底层填料的一部分设置在形成所述激光标记的所述介电层内的沟槽中。4.根据权利要求1所述的封装件，其中，所述激光标记从所述介电层的顶面延伸到所述金属焊盘的顶面，并且所述激光标记与所述金属焊盘物理接触。5.根据权利要求1所述的封装件，其中所述介电层包括聚合物。6.根据权利要求1所述的封装件，其中，所述金属焊盘和所述激光标记均与所述器件管芯重叠。7.根据权利要求1所述的封装件，其中，所述第一封装件还包括: 模制材料，其内模制有所述器件管芯；以及 通孔，穿透所述模制材料，其中，所述通孔将所述多个第一重布线中的一个电连接至所述多个第二重布线中的一个。8.一种封装件，包括: 第一封装件，包括: 至少一个第一介电层； 多个第一重布线，位于所述至少一个第一介电层中； 器件管芯，位于所述多个第一重布线的上方且电连接至所述多个第一重布线； 模制材料，其内模制有所述器件管芯； 通孔，穿透所述模制材料； 至少一个第二介电层，位于所述器件管芯的上方； 多个第二重布线，位于所述至少一个第二介电层内，其中，所述多个第二重布线通过所述通孔电连接至所述多个第一重布线； 金属焊盘，位于所述至少一个第二介电层内； 第三介电层，位于所述至少一个第二介电层的上面；以及 激光标记，从所述第三介电层的顶面延伸到所述金属焊盘的顶面；以及 第二封装件，位于所述第一封装件的上方，其中，所述第二封装件接合至所述第一封装 件。9.根据权利要求8所述的封装件，还包括: 底层填料，位于所述第一封装件和所述第二封装件之间的间隙内，其中，所述激光标记包括所述底层填料的一部分。10.一种方法，包括: 对第一封装件进行激光打标，其中，所述第一封装件包括: 至少一个第一介电层； 多个第一重布线，位于所述至少一个第一介电层中； 器件管芯，位于所述多个第一重布线的上方且电连接至所述多个第一重布线； 模制材料，模制所述器件管芯于其内； 通孔，穿透所述模制材料； 至少一个第二介电层，位于所述器件管芯的上方； 多个第二重布线，位于所述至少一个第二介电层内，其中，所述多个第二重布线通过所述通孔电连接至所述多个第一重布线； 金属焊盘，位于所述至少一个第二介电层内；以及 第三介电层，位于所述至少一个第二介电层的上面，其中，所述激光打标在所述第三介电层内形成激光标记，并且，所述金属焊盘的部分暴露给所述激光标记。
【专利摘要】封装件包括器件管芯、位于器件管芯下面的多个第一重布线、位于器件管芯上面的多个第二重布线、以及与多个第二重布线位于相同金属层内的金属焊盘。激光标记位于金属焊盘上面的介电层内。激光标记与金属焊盘重叠。
【IPC分类】H01L23/544, H01L21/02
【公开号】CN104882435
【申请号】CN201410442942
【发明人】陈宪伟
【申请人】台湾积体电路制造股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年9月2日
【公告号】US20150243633