CN107408547A

CN107408547A - 扇出型系统级封装件及其形成方法

Info

Publication number: CN107408547A
Application number: CN201680012975.3A
Authority: CN
Inventors: 钟智明; 翟军; 杨懿彰
Original assignee: Apple Computer Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2036-02-19
Also published as: TWI605526B; KR101985124B1; US9583472B2; WO2016140818A3; WO2016140818A2; TW201642360A; KR20170105585A; US20160260695A1; CN107408547B

Abstract

本文描述了封装件及形成方法。在一个实施方案中，系统级封装件(SiP)包括第一重布线层和第二重布线层(RDL)、位于第一RDL(110)和第二RDL(210)之间的堆叠管芯(130，140)和在RDL之间延伸的导电桩(120)。模塑料(105)可在第一RDL和第二RDL之间包封堆叠管芯和导电桩。

Description

扇出型系统级封装件及其形成方法

技术领域

本文所述的实施方案涉及半导体封装。更具体地，实施方案涉及扇出型系统级封装件(SiP)。

背景技术

当前市场对便携式和移动式电子设备诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、便携式播放器、游戏及其它移动设备的需求要求将更多性能和特征集成到越来越小的空间中。因为，各种多管芯封装方案诸如系统级封装件(SiP)和堆叠封装(PoP)已变得越来越流行，以满足对较高部件密度设备的需求。

系统级封装(SiP)结构通常将两个或更多个相异的管芯包括在单个封装件中作为功能系统或子系统。例如，逻辑部件和存储器可连同其它部件诸如无源设备、MEMS设备、传感器等被组合成单个封装件。SiP内的管芯可竖直堆叠或者水平布置在载体上。管芯一般与芯片外引线键合或焊料凸块连接。SiP可装配在内插器上以为集成产品扇出电气端子。

最近，堆叠封装(PoP)结构已变得越来越流行。PoP技术一般涉及利用标准接口将两个或更多个封装件安装在彼此的顶部以用于在它们之间路由信号。高部件密度设备一般可具有安装在逻辑封装件或片上系统(SoC)封装件上的存储器封装件。常见PoP结构包括顶部封装件与底部封装件之间的内插器以用于扇出电气端子。

发明内容

在一个实施方案中，一种封装件包括具有第一内部侧和第一外部侧的第一重布线层(RDL)和键合到第一RDL的第一内部侧的第一管芯。还包括第二内部侧和第二外部侧的第二RDL位于第一RDL下方，并且第二管芯键合到第二RDL的第二内部侧。多个导电桩从第一RDL的第一内部侧延伸到第二RDL的第二内部侧。模塑料位于第一RDL的第一内部侧和第二RDL的第二内部侧之间，并且在第一内部侧与第二内部侧之间包封所述多个导电桩、第一管芯和第二管芯。模塑料可以是位于第一RDL的第一内部侧和第二RDL的第二内部侧之间连续的均一成分层，并且其包封所述多个导电桩、第一管芯和第二管芯。

在一个实施方案中，该封装件是扇出型系统级封装件(SiP)结构，其中第一管芯是存储器设备，并且第二管芯是逻辑设备。该封装件可包括第二RDL的第二外部侧上的多个导电凸块(例如焊料凸块)，例如用于集成到印刷电路板上。该封装件可包括附加集成。例如，设备可被键合到第一RDL的第一外部侧。示例性设备包括封盖、散热器、无源部件和集成电路管芯。

根据实施方案，第一管芯堆叠在第二管芯上，并且第一管芯与第二管芯不直接电耦接。例如，第一管芯可以管芯附接膜或热增强带附接到第二管芯。在此类构型中，第一管芯可通过第一RDL和第二RDL以及导电桩与第二管芯通信，反之亦然。在一个实施方案中，第一管芯包括具有接触垫的前侧和不具有接触垫的背侧，并且第二管芯包括具有接触垫的前侧和不具有接触垫的背侧。在此类构型中，第一管芯的前侧键合到第一RDL，而第二管芯的前侧键合到第二RDL。在一个实施方案中，第一管芯的背侧面向第二管芯的背侧。可利用管芯附接膜将第一管芯的背侧附接到第二管芯的背侧。

实施方案描述了各种多管芯堆叠构型。在一个实施方案中，第三管芯键合到第二RDL的第二内部侧，其中第一管芯堆叠在第二管芯和第三管芯二者上。在一个实施方案中，第四管芯键合到第一RDL的第一内部侧。在一个实施方案中，第一管芯和第四管芯附接到第二管芯，并且第一管芯和第四管芯一起占据比第二管芯大的面积。可以利用位于第二管芯的背侧上的管芯附接膜将第一管芯和第四管芯附接到第二管芯。第三管芯另选地可以是无源部件。

在一个实施方案中，无源部件键合到第一RDL的第一内部侧。例如，无源部件可表面安装在第一RDL的第一内部侧上。在一个构型中，无源部件键合到第一RDL的第一内部侧和第二RDL的第二内部侧二者。例如，无源部件可被集成为所述多个导电桩的图案的一部分，诸如形成围绕管芯叠堆的周边的图案。

在一个实施方案中，第二RDL包括直接形成在第二管芯的接触垫上的重配线。第二RDL还可包括直接形成在导电桩上的重配线。在一个实施方案中，位于第一管芯上的导电凸块键合到第一RDL的接触垫。例如，此类构型可符合倒装芯片键合、热压缩、以及各种导电层和非导电层的使用。层诸如非导电膏(NCP)或非导电膜(NCF)可任选地侧向围绕导电凸块。在一个实施方案中，各向异性导电膜直接位于第一管芯的导电凸块和第一RDL的接触垫之间。

在一个实施方案中，一种形成扇出型系统级封装件的方法包括在承载衬底上形成第一重布线层，(例如通过在第一重布线层上镀覆或植入铜柱)形成多个导电桩，在所述多个导电桩的周边内将第一管芯附接到第一重布线层，将第二管芯堆叠在第一管芯上，将第二管芯、第一管芯和多个导电桩包封在模塑料中，并且在模塑料、第二管芯、和所述多个导电桩上形成第二重布线层。根据实施方案，在形成第二RDL之前可执行多种操作以对第二管芯和所述多个导电桩进行暴露或调节。在一个实施方案中，在将第二管芯、第一管芯和所述多个导电桩包封在模塑料中之后并且在形成第二RDL之前减小模塑料和所述多个导电桩的厚度。在一个实施方案中，在形成第二RDL之前在模塑料中形成开口以暴露第二管芯上的焊盘垫。在一个实施方案中，在将第二管芯、第一管芯和所述多个导电桩包封在模塑料中之后并且在形成第二RDL之前从第二管芯移除保护膜以暴露第二管芯上的焊盘垫。

附图说明

图1为根据一实施方案的承载衬底上第一RDL的横截面侧视图图示。

图2为根据一实施方案的形成在第一RDL上的多个桩的横截面侧视图图示。

图3A至图3B为根据实施方案的键合到第一RDL的部件和多个管芯的横截面侧视图图示。

图4A为根据一实施方案的利用导电凸块键合到第一RDL的管芯的特写横截面侧视图图示。

图4B为根据一实施方案的利用导电凸块和非导电层键合到第一RDL的管芯的特写横截面侧视图图示。

图4C为根据一实施方案的利用导电凸块和各向异性导电膜键合到第一RDL的管芯的特写横截面侧视图图示。

图5为根据一实施方案的堆叠在多个第一管芯上的第二管芯的横截面侧视图图示。

图6A为根据一实施方案的包封管芯叠堆的横截面侧视图图示。

图6B至图6C为根据一实施方案的模塑和脱模膜移除过程的横截面侧视图图示。

图7A至图7B为根据一实施方案的模塑和磨削过程的横截面侧视图图示。

图8A至图8B为根据一实施方案的模塑和图案化过程的横截面侧视图图示。

图9A至图9B为根据一实施方案的模塑和牺牲层移除过程的横截面侧视图图示。

图10为根据一实施方案的第二RDL的形成的横截面侧视图图示。

图11为根据一实施方案的在从承载衬底移除之后具有导电凸块的封装件的横截面侧视图图示。

图12为根据一实施方案的包括键合到第一RDL和第二RDL的多个管芯的封装件的横截面侧视图图示。

图13为根据一实施方案的包括电磁干扰(EMI)屏蔽层的封装件的横截面侧视图图示。

图14为根据一实施方案的包括附接到第一RDL的外部侧的散热器或封盖的封装件的横截面侧视图图示。

图15为根据一实施方案的包括键合到第一RDL的外部侧的附加管芯、无源部件或封装件的封装件的横截面侧视图图示。

具体实施方式

实施方案描述了扇出型系统级封装件(SiP)结构及制造方法。在各种实施方案中，参照附图进行描述。然而，某些实施方案可在不存在这些具体细节中的一个或多个或者与其它已知方法和构型相结合的情况下实施。在以下的描述中，阐述了许多具体细节诸如特定构型、尺寸和工艺等，以提供对实施方案的透彻理解。在其它情况下，未对众所周知的半导体工艺和制造技术进行特别详细地描述，以免不必要地模糊实施方案。整个说明书中提到“一个实施方案”是意指结合该实施方案所描述的特定特征、结构、构型或特性包括在至少一个实施方案中。因此，整个说明书中多处出现短语“在一个实施方案中”不一定是指同一实施方案。此外，特定特征、结构、构型或特性可以任何适当的方式结合在一个或多个实施方案中。

本文所使用的术语“在...上方”、“在...之上”、“到”、“在...之间”、“跨越”和“在...上”可指一层相对于其它层的相对位置。一层在另一层“上方”、在另一层“之上”、“跨越”另一层、或在另一层“上”或者键合“到”另一层或与另一层“接触”可为直接与所述另一层接触或可具有一个或多个居间层。一层在多层“之间”可为直接与该多层接触或可具有一个或多个居间层。本文所使用的单数形式术语“管芯”等同于单数形式的术语“芯片”。

在一个方面，实施方案描述了SiP结构，该SiP结构利用重布线层(RDL)以用于扇出堆叠管芯的电气端子。特别地，在一个实施方案中，堆叠管芯布置包括键合到用于扇出的顶侧重布线层(RDL)的顶部管芯和键合到用于扇出的底侧RDL的底部管芯，其中顶部RDL和底部RDL通过导电桩作为竖直导体在顶部RDL和底部RDL之间延伸而彼此集成。因此，实施方案描述了一种具有双侧RDL布置的SiP结构。此类构型可允许以对应的RDL扇出每个单独管芯。此外，此类构型可允许在没有常在PoP和SiP集成中使用的附加硅或有机内插器的情况下实现相异管芯集成诸如逻辑部件/存储器(例如ASIC/DRAM)。

在其它方面，实施方案描述了一种双侧RDL布置，其断开PoP方案中通常存在的管芯与竖直导体的厚度相关性，其中此类厚度相关性描述了底部管芯和顶部封装件的底表面之间的抬升高度。这可归因于实施方案能够将管芯叠堆与位于顶部RDL和底部RDL之间管芯的直接芯片对芯片附接集成。此外，实施方案描述了一种具有直接芯片对芯片附接的双侧RDL布置，该直接芯片对芯片附接能减小整体封装件厚度。例如，使用RDL用于扇出而不是使用内插器就能有助于减小整体封装件厚度。另外，实施方案可允许采用更薄的管芯，其中管芯的单个侧上的接触垫键合到对应RDL。

在另一方面，可在没有预封装工艺诸如焊接回流的情况下实现直接芯片对芯片附接，因此减轻了通常与很多SiP应用中的芯片对芯片附接或者很多PoP应用中的封装件对封装件附接相关联的与焊接回流关联的机械和翘曲担忧。

现在参见图1，提供了在承载衬底102诸如晶片或面板(例如玻璃)上形成的第一重布线层(RDL)110的横截面侧视图图示。第一RDL 110可包括单个或多个重配线112。在一个实施方案中，第一RDL 110包括内嵌的重配线112(内嵌迹线)。例如，可通过首先形成籽晶层、然后形成金属(例如铜)图案来生成重配线112。另选地，可通过沉积(例如溅镀)和蚀刻来形成重配线。重配线112的材料可包括但不限于金属材料，诸如铜、钛、镍、金、及其组合或合金。重配线112的金属图案然后被嵌入在介质层114中，该介质层任选地被图案化。介质层114可以是任何合适的材料，诸如氧化物或聚合物(例如聚酰亚胺)。重配线112的暴露部分可对应于第一RDL 110的接触垫以用于管芯键合，或者籽晶层以用于导电桩的生长。第一RDL 110可包括单个重配线112或多个重配线112和介质层114。第一RDL 110可通过逐层工艺形成，并且可利用薄膜技术形成。根据实施方案，第一RDL 110可具有比传统有机或层合衬底小的厚度。例如，传统六层有机或层合衬底可具有300μm–500μm的厚度。第一RDL 110的厚度可由导电重配线112和介质层114的数量以及形成方式来决定。根据实施方案，导电重配线可具有大约3μm-10μm的厚度，而介质层具有2μm-5μm的厚度。根据实施方案的RDL还可允许实现与传统有机或层合衬底相比更窄的线间距宽度(微细间距)和更细的线。在一个实施方案中，第一RDL 110总共具有小于50μm的厚度，或者更特别地，大约30μm或更小、诸如大约20μm的厚度。在一个实施方案中，第一RDL 110的外部侧109由介质层114形成来用于实现第一RDL 110的钝化。在一些实施方案中，最外介质层114可被打开以用于进一步封装集成。在一些实施方案中，第一RDL的最外层是金属层来用于实现热耗散或电磁干扰(EMI)屏蔽。下面描述各种结构构型。

导电桩120的形成在图2中图示。导电桩120可利用合适的处理技术来形成，并且可由多个合适的材料(例如铜)和层来形成。在一个实施方案中，导电桩120是通过镀覆技术形成，诸如利用图案化光致抗蚀剂层进行电镀以限定桩结构尺寸、然后移除图案化光致抗蚀剂层。导电桩120的材料可包括但不限于金属材料，诸如铜、钛、镍、金、及其组合或合金。在一个实施方案中，导电桩120是通过在第一RDL上植入铜柱而形成。

现在参见图3A至图3B，一个或多个管芯130、并且任选地还有部件180被键合到第一RDL 110。例如，部件180可以是无源部件诸如电容器或电感器。在例示的实施方案中，多个管芯130在所述多个导电桩120的周边内键合到第一RDL的内部侧111。在一个实施方案中，第一管芯130包括具有接触垫136的第一侧129和不包括接触垫的背侧131。第一侧129还可包括围绕接触垫的钝化层134。如图所示，第一管芯130的前侧129键合到第一RDL 110。管芯130的具体类型可取决于具体应用。例如，管芯130可以是逻辑部件、存储器或其它部件。不同类型的管芯130可键合到第一RDL 110。在图3A所示的实施方案中，管芯130和部件180被表面安装在第一RDL 110的内部侧111上。如图所示，部件180也可位于该多个导电桩120的周边内。在图3B所示的实施方案中，部件180被图示为代替导电桩120的图案中的导电桩中的一者或多者，但这并非是必需的。因此，部件180可被集成为导电桩120的图案的一部分，诸如围绕管芯130的图案、以及后续附接到管芯130的任何附加管芯或部件。在图3B所示的实施方案中，部件180可键合到第一RDL 110和第二RDL 210(尚待形成)二者。因此，根据图3A至图3B，无源部件诸如电容器或电感器可被表面安装在靠近管芯130的第一RDL 110上，而不影响封装件高度z。

键合可利用多种技术来实现。例如，管芯130或部件180可利用倒装芯片法来附接。在图4A所示的实施方案中，部件180或管芯130的接触垫136利用导电凸块118诸如焊接材料而键合到第一RDL 110的接触垫115。与焊接回流相关联的热变形问题在这个阶段可能由于存在承载衬底102而受到抑制。在图4B所示的实施方案中，利用导电凸块118和侧向围绕该导电凸块118的非导电膏(NCP)或非导电膜(NCF)122将管芯130或部件180键合到第一RDL110。在此类实施方案中，键合可利用热压缩将导电凸块118键合到接触垫115来实现。导电凸块118可由能与接触垫115扩散的材料诸如金或焊接材料形成。在图4C所示的实施方案中，利用直接位于第一管芯上的导电凸块118和第一RDL 110的接触垫115之间的各向异性导电膜(ACF)124将管芯130或部件180键合到第一RDL 110。在此类实施方案中，导电凸块118可以是从管芯130延伸的钉头凸块。钉头凸块还可以另选地从第一RDL 110的接触垫115延伸。ACF 124内的导电颗粒可在所确定位置在管芯130与第一RDL 110之间生成电连接。

在以下描述中，利用图3A至图3B所示的实施方案来描述和例示附加处理序列。应当理解，这是例示性的，并且实施方案并不因此受限。例如，实施方案可包括图3A或图3B的单个部件180、部件180的多个组合、或者不包括部件180。现在参见图5，一个或多个管芯140堆叠在一个或多个管芯130或部件180上。例如，管芯140可以是逻辑部件或存储器。不同类型的管芯140可堆叠在所述一个或多个管芯130或部件180上。此外，图示的管芯140也可由其它有源设备或无源部件来代替。在一个实施方案中，第二管芯140包括具有接触垫146的前侧139和不具有接触垫的背侧141。如图所示，第一管芯130的背侧131面向第二管芯140的背侧141。因此，在一个实施方案中，管芯140不直接电耦接到管芯140所堆叠于的管芯130。在一个实施方案中，利用管芯粘结膜144将第一管芯130的背侧131附接到第二管芯140的背侧141。根据实施方案，可在切单以及堆叠在第一管芯130上之前将管芯附接膜144施用到第二管芯140的阵列。例如，管芯附接膜144可通过层合、印刷或分配来施用。在一个实施方案中，单个第二管芯140堆叠在多个第一管芯130上。在此类实施方案中，管芯附接膜144可跨越在所述多个第一管芯130之间，如图5所示。在一个实施方案中，管芯粘结膜144由粘合剂材料形成。管芯附接膜144还可以是导热粘合剂以用于热耗散。管芯附接膜144可任选地在管芯堆叠之后例如通过化学、热或紫外光来固化。

然后可利用模塑料诸如热固性交联树脂(例如环氧树脂)、液体或颗粒、片材或膜包封堆叠管芯和导电桩，但如电子封装中已知的，可使用其它材料。包封可利用合适的技术来实现，诸如但不限于传递或压缩模塑、液体包封剂注射和层合。如本文所用，“包封”并不要求所有面都封在模塑料内。例如，在图6A所示的实施方案中，管芯140和导电桩120的横向侧被封在模塑料150中，但在管芯140的前表面139上方不形成模塑料，并且导电桩120的顶表面暴露。

根据实施方案，在与第二管芯140一起包封之前，第一管芯130和部件180先前还未包封在第一RDL 110上。根据实施方案，模塑料150填充第一RDL 110的第一内部侧111和第二RDL 210(尚待形成，参见图10)的第二内部侧211之间的空间，并在第一内部侧和第二内部侧之间包封所述多个导电桩120、第一管芯130和第二管芯140，并且任选地还包封部件180。如图所示，模塑料150是填充第一RDL 110的第一内部侧111和第二RDL 210的第二内部侧211之间空间并且包封导电桩120和管芯130、135、140、145的连续的均一成分层。如图所示，模塑料150侧向围绕导电桩120和管芯130、135、140、145中每一者，并且也侧向地位于相邻管芯之间。

在图6A所示的实施方案中，模塑料150的顶表面151与导电桩120的暴露表面121以及管芯140和任选的部件180的接触垫146的暴露表面147共面。模塑料150高度的控制、导电桩120和接触垫146的暴露可以多种方式来实现。例如，模塑料的顶表面151可由在模塑操作期间使用的模塑腔来控制。

图6B至图6C为根据一实施方案的模塑和脱模膜移除过程的横截面侧视图图示。如图所示，脱模膜172可在模塑操作、例如传递模塑或液体包封剂注射之前被施用到模具190表面。脱模膜172可保护导电桩120和接触垫146、以及管芯140和部件180的前表面139使其不被混合或包封。在一个实施方案中，脱模膜172具有足够的厚度诸如40μm以适应管芯层叠和导电桩的高度变化。如图6C所示，管芯附接膜在模塑之后被脱模，以暴露导电桩120的表面121和接触垫146的表面147。

图7A至图7B为一种模塑和磨削过程的横截面侧视图图示。根据实施方案，描述了双侧RDL布置，其断开在PoP方案中通常存在的管芯与竖直导体的厚度相关性。在一些实施方案中，导电桩120的初始高度大于堆叠管芯130、140的高度。然后可以多种方法减小导电桩120的高度。在图7A至图7B所示的实施方案中，初始包封操作可导致模塑料150散布在管芯140、部件180的前侧139上方，并且可能散布在导电桩120上方。然后可处理模塑料以暴露管芯140和任选的部件180的接触垫146。在图7A至图7B所示的实施方案中，可使用磨削(例如化学机械抛光)或蚀刻操作来减小模塑料150的厚度。在图7B所示的具体实施方案中，模塑料150的顶表面151与导电桩120的暴露表面121以及管芯140和部件180的接触垫146的暴露表面147共面。在一个实施方案中，接触垫146可初始为芯片柱形式(如图7A所示)，其然后被背面磨削，从而得到暴露的接触垫146(如图7B所示)。

实施方案不限于管芯140的接触垫146的暴露表面147与模塑料150的顶表面151共面的结构。图8A至图8B为一种模塑和图案化过程的横截面侧视图图示。在所示实施方案中，初始包封操作可导致模塑料150散布在管芯140、部件180的前侧139上方，并且可能散布在导电桩120上方。在图8A所示的包封之后，模塑料150如图8B所示图案化以形成开口152来暴露管芯140的接触垫146的表面147和部件，并且任选地暴露导电桩120的表面121。因此，不是全局地背面磨削或蚀刻，可使用选择性图案化技术诸如激光钻孔或化学蚀刻来暴露接触垫146和导电桩120。图9A至图9B为一种模塑和图案化过程的横截面侧视图图示。在所示实施方案中，在图9A所示的包封之后，牺牲层170从管芯140的前表面139被选择性地移除以暴露接触垫146。

虽然已经分别描述了图6B至图6C、图7A至图7B、图8A至图8B、和图9A至图9B，但这些过程并不彼此排斥，并且可在一些实施方案中组合。

现在参见图10，第二RDL 210形成在模塑料150的顶表面151、管芯140和任选的部件180的接触垫146的暴露表面147、以及导电桩120的暴露表面上方。第二RDL 210可与第一RDL 110类似地形成，并且可包括单个或多个重配线212。在一个实施方案中，重配线212直接形成在接触垫146的暴露表面147上和导电桩120的暴露表面121上。因此，管芯140借助于形成第二RDL的重配线212和介质层214键合到第二RDL 210。

根据实施方案，图10所示的双侧RDL布置和直接芯片对芯片管芯叠置布置允许实现减小的整体封装件厚度。例如，并非必须包括抬升高度，其中导电桩120(竖直导体)会显著高于包括任选部件180的管芯堆叠130、140。例如，并非必须包括设计容限来适应典型PoP方案中利用焊球将顶部封装件键合到底部封装件，其中传统焊球高度大约为30μm–150μm。此外，顶部RDL和底部RDL的使用就允许实现厚度显著小于常见内插器的电气端子的扇出的微细线和间距限定。第二RDL 210可通过逐层工艺形成，并且可利用薄膜技术形成。根据实施方案，第一RDL 110可具有比传统有机或层合衬底小的厚度。例如，传统六层有机或层合衬底可具有300μm–500μm的厚度。第一RDL 110的厚度可由导电重配线112和介质层114的数量以及形成方式来决定。根据实施方案，导电重配线可具有大约3μm-10μm的厚度，而介质层可具有2μm-5μm的厚度。根据实施方案的RDL还可允许实现与传统有机或层合衬底相比更窄的线间距宽度(微细间距)和更细的线。例如，第一RDL 110和第二RDL 210可各自具有小于50μm的厚度，或者更特别地，大约30μm或更小、诸如大约20μm的厚度。

现在参见图11，在形成第二RDL 210之后，导电凸块220可附接到第二RDL 210或在第二RDL 210上生长，承载衬底102可被脱模，并且各个封装件100被切单。对于导电凸块220可使用多种结构。例如，导电凸块220可以是附接的焊球，如图所示或镀覆的桩。

图12为根据一实施方案的具有双侧RDL布置的封装件的横截面侧视图图示。如图所示，封装件100包括具有第一内部侧111和第一外部侧109的第一RDL 110。第一管芯130键合到第一RDL 110的第一内部侧111。第一管芯130堆叠在第二管芯140上。第二RDL 210在第一RDL 110正下方。第二RDL 210包括第二内部侧211和第二外部侧209。第二管芯140键合到第二RDL 210的第二内部侧211。多个导电桩120从第一RDL 110的第一内部侧111延伸到第二RDL 210的第二内部侧211。在例示的实施方案中，模塑料150填充第一RDL 110的第一内部侧111和第二RDL 210的第二内部侧211之间的空间，并在第一内部侧和第二内部侧之间包封所述多个导电桩120、第一管芯130和第二管芯140、以及一个或多个部件180。如图所示，模塑料150是连续的均一成分层，该连续的均一成分层填充第一RDL 110的第一内部侧111和第二RDL 210的第二内部侧211之间的空间并且包封导电桩120和管芯130、135、140、145和任选的部件180。如图所示，模塑料150侧向围绕部件180、导电桩120和管芯130、135、140、145中每一者，并且也侧向地位于相邻管芯之间。

根据实施方案，多个管芯可键合到第一RDL 110和第二RDL 210。例如在图12所示的实施方案中，第三管芯145键合到第二RDL 210的第二内部侧211，并且第一管芯130堆叠在第二管芯140和第三管芯145二者上。在一个实施方案中，第四管芯135键合到第一RDL110的第一内部侧111，并且例如利用管芯附接膜将第四管芯135堆叠在第二管芯140上。在例示的实施方案中，管芯130、135包括前侧129，该前侧具有键合到第一RDL 110的接触垫136，管芯140、145包括前侧139，该的前侧具有键合到第二RDL 210的接触垫146。在一个实施方案中，管芯130、135的背侧131面向管芯140、145的背侧141。管芯的背侧可使用一个或多个管芯附接膜144通过叠堆附接到彼此。因此在一个实施方案中，管芯的背侧不包括接触垫，该接触垫用于彼此堆叠的管芯之间的直接电连接。因此在一个实施方案中，管芯不直接电耦接到其所堆叠于的管芯，并且堆叠管芯之间的任何电气连通需要通过RDL 110、210和导电桩120的连通。

如本文所使用的那样，术语“叠堆在...上”可以在上方也可以在下方，因此并不暗含特定取向。例如在图12所示的实施方案中，第一管芯130看起来堆叠在第二管芯140和第三管芯145上。在图12是根据图5所示处理序列制成的实施方案中，第三管芯145堆叠在第一管芯130上，而第二管芯140堆叠在第一管芯130上并且堆叠在键合到第一RDL 110的第一内部侧111的第四管芯135上。因此，术语“堆叠在...上”可以是上方也可以是下方，而并不将具体取向暗示为是在管芯所堆叠于的对象上方或下方。

根据实施方案，多个相异的芯片可集成到封装件中作为功能系统或子系统。在一个实施方案中，具有双侧RDL布置的封装件包括混合逻辑设备和存储器管芯。例如，封装件100可包括ASIC和DRAM管芯。在一具体的实施方案，管芯140是逻辑管芯，诸如ASIC管芯。在一个实施方案中，管芯130、135是逻辑管芯或存储器(例如DRAM)管芯。在一个实施方案中，管芯145由无源部件代替。例如，管芯145可由无源部件诸如硅电容器、电感器、或集成无源设备(IPD)代替。诸如无源部件145可通过薄膜工艺来形成。在一个实施方案中，无源部件145电容器的厚度的大部分是硅。无源部件145可与部件180不同地集成，其中无源部件145以热增强带或管芯粘结膜144附接，而不是被表面安装在第一RDL 110上。部件还可比无源部件145厚，并且对于电容器而言，部件180可被设计为具有比无源部件145更高的电容。应当理解，特定管芯构型是例示性的，并且实施方案可用于多种SiP布置。根据一些实施方案，较高功率管芯(例如ASIC)位于紧邻第二RDL 210的封装件的底部(例如作为管芯140)。在这个构型中，ASIC管芯可物理地最靠近导电凸块220。在其它实施方案中，结合系统级，第一RDL 110被用作散热器。在此类实施方案中，较高功率管芯(例如ASIC)位于紧邻第一RDL110的封装件的顶部(例如作为管芯130或135)。在这个构型中，顶部的第一RDL 110可用于较高功率管芯的散热能力。

仍然参见图12，在一个实施方案中，所述一个或多个管芯130、135占据比管芯140、145的面积A2和管芯140的面积A3(其中A2和A3与第二RDL 210上的占据面积对应)更大的面积A1(与第一RDL 110上的占据面积对应)。在例示的实施方案中，A1>A2>A3。在一个方面，这可归因于在封装件100形成期间的堆叠工艺，其中管芯140、145堆叠到管芯130、135上，与参考图5所述类似。

根据本文所述的实施方案，在一些应用中，结合系统级，第一RDL 110还可充当散热器。在一些应用中，这可适于扩散比所堆叠于的管芯(例如管芯140、145)占据更大面积的管芯130、135的热。因此根据实施方案，可利用顶部的第一RDL 110的散热能力，尤其是在键合到顶部的第一RDL 110的管芯的面积增大时。如果第一RDL 110被用于散热能力，则可增大外表面附近第一RDL 110的外金属层(或重配线)厚度(例如比RDL 110内的其它金属层更厚)。

现在参见图13，根据一实施方案示出了封装件100的变型形式。在图13所示的实施方案中，任选地添加附加的金属化层160，以用于电磁干扰(EMI)屏蔽。在一个实施方案中，围绕模塑料150的侧边缘形成金属化层160。金属化层160可附加地跨第一RDL 110的外部侧。

第一RDL 110的外部侧109可附加地被打开以用于与其它有源设备或无源部件互连。在图14所示的实施方案中，散热器或封盖310任选地附接到第一RDL 110的外部侧109。例如，散热器或封盖310可以例如热界面材料或管芯粘结膜302来附接。在图15所示的实施方案中，通过在第一RDL 110的外部侧109上键合附加部件180或管芯或封装件410来进一步扩展封装件100的集成。例如，管芯或封装件410可以是附加逻辑设备。这样，附加IC管芯可定位为接近管芯140(例如ASIC)并通过第一RDL 110、导电桩120和第二RDL 210与管芯140电连接。在例示的实施方案中，管芯410以导电凸块420诸如焊料凸块附接到第一RDL 110。

在利用实施方案的各个方面中，对本领域技术人员显而易见的是，对于形成包括多个重布线层的扇出型系统级封装件，以上实施方案的组合或变型是可能的。尽管以特定于结构特征和/或方法行为的语言对实施方案进行了描述，但应当理解，所附权利要求并不一定限于所描述的特定特征或行为。相反，所公开的具体特征和行为应当被理解为是用于例示的权利要求的实施方案。

Claims

1.一种封装件，包括：

第一重布线层(RDL)，所述第一重布线层(RDL)包括第一内部侧和第一外部侧；

第一管芯，所述第一管芯键合到所述第一RDL的所述第一内部侧；

第二RDL，所述第二RDL位于所述第一RDL下方，所述第二RDL包括第二内部侧和第二外部侧；

第二管芯，所述第二管芯键合到所述第二RDL的所述第二内部侧，其中所述第一管芯堆叠在所述第二管芯上，并且所述第一管芯与所述第二管芯不直接电耦接；

多个导电桩，所述多个导电桩从所述第一RDL的所述第一内部侧延伸到所述第二RDL的所述第二内部侧；和

模塑料，所述模塑料位于所述第一RDL的所述第一内部侧和所述第二RDL的所述第二内部侧之间，其中所述模塑料在所述第一内部侧和所述第二内部侧之间包封所述多个导电桩、所述第一管芯和所述第二管芯。

2.根据权利要求1所述的封装件，还包括位于所述第二RDL的所述第二外部侧上的多个导电凸块。

3.根据权利要求1所述的封装件，还包括键合到所述第一RDL的所述第一外部侧的设备。

4.根据权利要求3所述的封装件，其中所述设备选自封盖、散热器、无源部件、集成电路管芯和封装件。

5.根据权利要求1所述的封装件，其中所述模塑料是位于所述第一RDL的所述第一内部侧和所述第二RDL的所述第二内部侧之间的连续的均一成分层，并且包封所述多个导电桩、所述第一管芯和所述第二管芯。

6.根据权利要求1所述的封装件，其中利用管芯附接膜或热增强带将所述第一管芯附接到所述第二管芯。

7.根据权利要求1所述的封装件，其中：

所述第一管芯包括具有接触垫的前侧和不具有接触垫的背侧；

所述第二管芯包括具有接触垫的前侧和不具有接触垫的背侧；并且

所述第一管芯的所述前侧键合到所述第一RDL，并且所述第二管芯的所述前侧键合到所述第二RDL。

8.根据权利要求7所述的封装件，其中所述第一管芯的所述背侧面向所述第二管芯的所述背侧。

9.根据权利要求8所述的封装件，其中利用管芯附接膜将所述第一管芯的所述背侧附接到所述第二管芯的所述背侧。

10.根据权利要求1所述的封装件，还包括键合到所述第二RDL的所述第二内部侧的第三管芯，其中所述第一管芯堆叠在所述第二管芯和所述第三管芯上。

11.根据权利要求1所述的封装件，还包括键合到所述第一RDL的所述第一内部侧的第四管芯，其中所述第一管芯和所述第四管芯附接到所述第二管芯，并且所述第一管芯和所述第四管芯一起占据比所述第二管芯大的面积。

12.根据权利要求1所述的封装件，其中所述第一管芯包括存储器设备，并且所述第二管芯包括逻辑设备。

13.根据权利要求1所述的封装件，其中所述第二RDL包括直接位于所述第二管芯的接触垫上的重配线。

14.根据权利要求1所述的封装件，其中所述第一管芯上的导电凸块键合到所述第一RDL的接触垫。

15.根据权利要求14所述的封装件，其中选自非导电膏(NCP)和非导电膜(NCF)的层侧向围绕所述导电凸块。

16.根据权利要求14所述的封装件，其中各向异性导电膜直接位于所述第一管芯的所述导电凸块和所述第一RDL的所述接触垫之间。

17.根据权利要求1所述的封装件，还包括键合到所述第一RDL的所述第一内部侧的无源部件。

18.根据权利要求17所述的封装件，其中所述无源部件键合到所述第二RDL的所述第二内部侧。

19.根据权利要求18所述的封装件，其中所述无源部件被集成作为所述多个导电桩的图案的一部分。

20.一种用于形成扇出型系统级封装件的方法：

在承载衬底上形成第一重布线层(RDL)；

在所述第一RDL上形成多个导电桩；

在所述多个导电桩的周边内将第一管芯附接到所述第一RDL；

在所述第一管芯上堆叠第二管芯；

将所述第二管芯、所述第一管芯和所述多个导电桩包封在模塑料中；并且

在所述模塑料、所述第二管芯和所述多个导电桩上形成第二RDL。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括在将所述第二管芯、所述第一管芯和所述多个导电桩包封在所述模塑料中之后并且在形成所述第二RDL之前减小所述模塑料和所述多个导电桩的厚度。

22.根据权利要求20所述的方法，还包括在形成所述第二RDL之前在所述模塑料中形成开口以暴露所述第二管芯上的焊盘垫。

23.根据权利要求20所述的方法，还包括在将所述第二管芯、所述第一管芯和所述多个导电桩包封在所述模塑料中之后并且在形成所述第二RDL之前从所述第二管芯移除保护膜以暴露所述第二管芯上的焊盘垫。