TWI805170B - 包含散熱塊的積體扇出型封裝與其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種方法包含形成封裝，該方法包含在載體上方形成複數個重分佈線以及在載體上方形成散熱塊。複數個重分佈線及散熱塊藉由共同製程形成。散熱塊具有第一金屬密度，且複數個重分佈線具有小於第一金屬密度的第二金屬密度。方法進一步包含：在載體上方形成金屬柱；將裝置晶粒直接置放在散熱塊上方；以及將裝置晶粒及金屬柱包裝在包裝劑中。隨後使封裝與載體脫離。

Description

包含散熱塊的積體扇出型封裝與其製造方法

本揭露是有關於一種包含散熱塊的積體扇出(Integrated Fan-Out；InFO)型封裝。

隨著半導體技術的演進，半導體晶片/晶粒變得愈來愈小。同時，更多的功能需要整合至半導體晶粒中。因此，半導體晶粒需要將愈來愈多的I/O墊封裝至較小的區域中，且I/O墊的密度隨時間快速上升。因此，半導體晶粒的封裝變得更困難，這不利地影響了封裝的良率。

在一些封裝製程中，裝置晶粒在經封裝之前自晶圓上鋸下，其中形成重分佈線以連接至裝置晶粒。此封裝技術的有利特徵為可以形成扇出型封裝，這意謂可以將晶粒上的I/O墊重分佈至比晶粒大的區域，且因此晶粒的表面上的I/O墊的數量可以增加。此封裝技術的另一有利特徵為封裝了「良裸晶粒」，且丟棄缺陷晶粒，且因此不會在缺陷晶粒上浪費成本及精力。

本揭露之一態樣係提供一種包含散熱塊的積體扇出型封裝的製造方法包括：形成第一封裝，包括：在載體上方形成複數個重分佈線；在載體上方形成散熱塊，其中複數個重分佈線與散熱塊以共同製程形成，其中散熱塊具有第一金屬密度，且複數個重分佈線具有小於第一金屬密度的第二金屬密度；在載體上方形成金屬柱；將裝置晶粒直接置放在散熱塊上方；以及將裝置晶粒及金屬柱包裝在包裝劑中；以及使第一封裝與載體脫離。

本揭露之另一態樣係提供一種包含散熱塊的積體扇出型封裝包括：裝置晶粒；複數個重分佈線，下伏於裝置晶粒，其中複數個重分佈線電連接至裝置晶粒；散熱塊，下伏於裝置晶粒，其中散熱塊與散熱塊的至少大部分重疊，且其中在封裝的俯視視角中，散熱塊基本上側向延伸至裝置晶粒的相對邊緣；以及包裝劑，將裝置晶粒包裝在其中。

本揭露之又一態樣係提供一種包含散熱塊的積體扇出型封裝包括：第一封裝元件；第二封裝元件，處於第一封裝元件上方且接合至第一封裝元件，第二封裝元件包括：散熱塊，包括：第一複數個部分，形成第一層；以及第二複數個部分，形成第二層，其中在封裝的俯視視角中，第一複數個部分及第二複數個部分形成網格；以及複數個通孔，將第一複數個部分結合至第二複數個部分，且將第一複數個部分及第二複數個部分電互連為積體片件；裝置晶粒，與散熱塊重疊；以及第三封裝元件，接合至第二封裝 元件。

20:載體

22:離形膜

22-22:橫截面

24、30、38、42、56、62、68、72、76:介電層

26、36、40、66、70、74:導電特徵

26A:金屬晶種層

26B:金屬材料

26E、36E、40E、66E、70E、74E:電重分佈線

26T、36T、40T、40TL、40TV、66T、70T、74T:散熱特徵

28:圖案化電鍍光罩

32、44、64、98:開口

36EL、36TL、66EL、66TL、70EL、70TL、74EL、74TL:線路部分

36EV、36TV、66EV、66TV、70EV、70TV、74EV、74TV:通孔部分

39、75:散熱塊

41:背側互連結構

46:通孔

48:金屬柱

50、84、92:封裝元件

52:晶粒附接膜

54、78、82、82’:電連接器

58:包裝劑

60:前側互連結構

77:凸塊下冶金

77’:虛設UBM

80、90:重構晶圓

86、96:底部填充劑

90’、94:封裝

100:複合晶圓

104:箭頭

200:製程流程

202~238:製程

L1、L2:長度

VDD:電源節點

當結合隨附圖式閱讀時，根據以下詳細描述最佳地理解本揭露的態樣。應注意，根據行業中的標準實踐，未按比例繪製各種特徵。實務上，為了論述清楚起見，各種特徵的尺寸可以任意增加或減小。

第1圖至第17圖圖示了根據一些實施例的形成包含散熱塊的封裝的中間階段的橫截面圖。

第18圖至第21圖圖示了根據一些實施例的散熱塊的俯視圖。

第22圖圖示了根據一些實施例的包含線路部分及通孔部分的散熱塊的橫截面圖。

第23圖至第27圖圖示了根據一些實施例的散熱塊中的兩個金屬層的俯視圖。

第28圖至第29圖圖示了根據一些實施例的三層散熱塊的俯視圖。

第30圖圖示了根據一些實施例的用於形成包含散熱塊的封裝的製程流程。

以下揭露內容提供了用於實施本發明的不同特徵的許多不同的實施例或實例。下文描述元件及配置的特定實例以簡化本揭露。當然，這些特定實例僅為實例，而不 旨在進行限制。例如，在以下描述中第一特徵在第二特徵上方或上的形成可以包含第一特徵及第二特徵直接接觸地形成的實施例，且亦可以包含額外特徵可以形成於第一特徵與第二特徵之間以使得第一特徵及第二特徵可以不直接接觸的實施例。另外，本揭露可以在各種實例中重複附圖標記及/或字母。此重複係出於簡單及清楚的目的，且其本身並不指示所論述的各種實施例及/或組態之間的關係。

另外，為了便於描述，本文中可以使用空間相對術語(諸如「下伏於」、「在...下方」、「底部」、「上覆於」、「上部」及其類似者)，以描述如圖式中所圖示的一個部件或特徵與另一部件或特徵的關係。除了在圖式中所描繪的定向之外，空間相對術語亦旨在涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。設備可以以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)，且因此可以相應地解釋本文中所使用的空間相對描述詞。

提供了一種包含散熱塊的封裝及其形成方法。根據本揭露的一些實施例，散熱塊靠近發熱晶粒。散熱塊可以包含比包含重分佈線的區高的金屬密度。散熱塊可以包含分佈在複數個金屬層中的部分，且這些部分可以通過通孔在物理上互連以供獲得良好的散熱能力。本文中所論述的實施例提供實例以使得能夠製造或使用本揭露的主題，且熟習此項技術者將容易理解在保持在不同實施例的預期範疇內的同時可以進行的修改。貫穿各個視圖及說明性實施例，相似的附圖標記用於指示相似的元件。儘管方法實施 例可以論述為以特定順序執行，但其他方法實施例可以以任何邏輯順序執行。

第1圖至第17圖圖示了根據本揭露的一些實施例的形成包含散熱塊及重分佈線的封裝的中間階段的橫截面圖。對應製程亦示意性地反映在第30圖中所示出的製程流程中。

參考第1圖，提供了載體20，且在載體20上塗佈了離形膜22。載體20由透明材料形成，且可為玻璃載體、陶瓷載體或其類似者。離形膜22可由光熱轉換(Light-To-Heat-Conversion，LTHC)塗層材料形成。離形膜22可以通過塗佈施加至載體20上。根據本揭露的一些實施例，LTHC塗層材料能夠在光/輻射(諸如雷射)的熱量下分解，且因此可以自其上形成的結構釋放載體20。

根據一些實施例，如第1圖中所示出，介電層24形成在離形膜22上。介電層24可以由諸如聚苯并噁唑(PBO)、聚醯亞胺、苯并環丁烯(BCB)或其類似者的聚合物形成或包括該聚合物。

金屬晶種層26A沈積在介電層24上方。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程202。根據本揭露的一些實施例，金屬晶種層26A包含鈦層及鈦層上方的銅層。金屬晶種層可以通過例如使用物理氣相沈積(Physical Vapor Deposition，PVD)、化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)或其類似者 形成。接下來，如第2圖中所示出，圖案化電鍍光罩28經施加且圖案化。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程204。根據一些實施例，圖案化電鍍光罩28包括圖案化光阻。根據替代實施例，電鍍光罩28包括幹膜，其經層壓且隨後經圖案化。金屬晶種層26A的一些部分通過圖案化電鍍光罩28暴露。

接下來，金屬材料26B沈積在金屬晶種層26A的暴露部分上。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程206。沈積製程可以包含電鍍製程，其可為電化學電鍍製程或無電式電鍍製程。金屬材料26B可以包含Cu、Al、Ti、W、Au或其類似者。在電鍍製程之後，去除圖案化電鍍光罩28，從而暴露金屬晶種層26A的下伏部分。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程208。隨後去除金屬晶種層26A的暴露部分，從而留下如第3圖中所示出的導電(金屬)特徵26。導電特徵26包含金屬晶種層26A及電鍍金屬材料26B的剩餘部分。導電特徵26包含散熱特徵26T及電重分佈線(Redistribution Line，RDL)26E。根據一些實施例，散熱特徵26T用於散熱，且可以或可以不用於所得封裝的電功能。另一方面，RDL 26E用於電功能。

進一步參考第4圖，介電層30形成在散熱特徵26T及RDL 26E上。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程210。介電層30的底表面與散熱特徵26T、RDL 26E及介電層24的頂表面接觸。根據 本揭露的一些實施例，介電層30由聚合物形成，該聚合物可為諸如PBO、聚醯亞胺、BCB或其類似者的光敏材料。根據替代實施例，介電層30由無機介電材料形成，該無機介電材料可以包含諸如氮化矽的氮化物或諸如氧化矽的氧化物、磷矽酸鹽玻璃(phosphosilicate glass，PSG)、硼矽酸鹽玻璃(borosilicate glass，BSG)、摻硼磷矽酸鹽玻璃(boron-doped phosphosilicate glass，BPSG)、摻氟矽酸鹽玻璃(fluorine-doped silicate glass，FSG)或其類似者。隨後圖案化介電層30以在其中形成開口32。因此，散熱特徵26T及RDL 26E的一些墊部分通過開口32暴露。

第5圖圖示了包含散熱特徵36T及RDL 36E的導電特徵36的形成。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程212。導電特徵36中的每一者可以包含通孔部分及線路部分。例如，散熱特徵36T可以包含線路部分36TL及通孔部分(亦稱為通孔)36TV。RDL 36E可以包含線路部分36EL及對應的通孔部分(亦稱為通孔)36EV。根據一些實施例，散熱特徵36T與散熱特徵26T物理接觸。RDL 36E與相應的下伏RDL 26E接觸。導電特徵36的形成可以採用與用於形成散熱特徵26T及RDL 26E的方法及材料類似的方法及材料。此外，通孔36TV及36EV中的每一者可以具有錐形輪廓，其中上部比對應的下部寬。

第6圖圖示了介電層38及包含散熱特徵40T及 RDL 40E的導電特徵40的形成。RDL 40E可以包含線路部分40EL及對應的通孔部分(亦稱為通孔)40EV。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程214及216。根據本揭露的一些實施例，介電層38由選自用於形成介電層38及30的候選材料的相同群組的材料形成，且可以包含有機材料或無機材料，如上所述。應瞭解，儘管在所示出的實例實施例中，兩個介電層30及38以及相應的散熱特徵26T、36T及40T以及RDL 26E、36E及40E作為實例論述，但更少或更多的介電層及導電層可以取決於訊號路由要求而採用。貫穿描述，導電特徵26、36及40以及介電層30及38統稱為背側互連結構41，該背側互連結構41處於隨後置放的裝置晶粒的背側上。散熱特徵26T、36T及40T統稱為散熱塊39。

參考第7圖，形成介電層42以覆蓋下伏的導電特徵40。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程218。根據一些實施例，介電層42可以由選自候選介電材料的相同群組的材料形成或包括該材料，該些候選介電材料用於形成下伏的介電層30及38。例如，介電層42可以由聚合物形成，該聚合物可為諸如PBO、聚醯亞胺、BCB或其類似者的光敏材料。根據替代實施例，介電層42由無機介電材料形成，該無機介電材料可以包含諸如氮化矽的氮化物、諸如氧化矽的氧化物或其類似者。隨後圖案化介電層42以在其中形成開口44。

參考第8圖，通孔46形成在開口44中，且金屬 柱48形成在通孔46上方且與通孔46結合。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程220。通孔46及金屬柱48可以在共同的形成製程中形成。根據一些實施例，形成製程包含：沈積金屬晶種層；在金屬晶種層上方形成電鍍光罩(未示出)；在電鍍光罩中的開口中電鍍金屬材料；去除電鍍光罩；以及蝕刻先前由電鍍光罩覆蓋的金屬晶種層的部分。根據本揭露的一些實施例，金屬晶種層可以包含鈦層及鈦層上方的銅層。金屬晶種層的形成可以包含PVD、CVD或其類似者。電鍍光罩可以包含光阻。電鍍金屬材料可以包含銅或銅合金、鎢或其類似者。電鍍金屬材料及金屬晶種層的剩餘部分因此形成通孔46及金屬柱48。

第9圖圖示了封裝元件50的置放/附接，其中晶粒附接膜(Die-Attach Film，DAF)52用於將封裝元件50黏附至介電層42。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程222。儘管圖示了一個封裝元件50，但可以存在經置放的複數個封裝元件，該些封裝元件可以彼此相同或彼此不同。根據一些實施例，封裝元件50為裝置晶粒、其中封裝有裝置晶粒的封裝、包含整合為系統的複數個積體電路(或裝置晶粒)的系統晶片(System-on-Chip，SoC)晶粒或其類似者。封裝元件50中的裝置晶粒可為或可以包括邏輯晶粒、記憶體晶粒、輸入輸出晶粒、積體被動裝置(Integrated Passive Device，IPD)或其類似者，或其組合。例如，封裝元件 50中的邏輯晶粒可為中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)晶粒、圖形處理單元(Graphic Processing Unit，GPU)晶粒、行動應用晶粒、微控制單元(Micro Control Unit，MCU)晶粒、基帶(BaseBand，BB)晶粒、應用處理器(Application processor，AP)晶粒或其類似者。封裝元件50中的記憶體晶粒可以包含靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory，SRAM)晶粒、動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory，DRAM)晶粒或其類似者。封裝元件50可以包含介電層56及嵌入介電層56中的電連接器54(諸如金屬柱、微凸塊及/或接合墊)。

接下來，如第10圖中所示出，分配包裝劑58以將封裝元件50及金屬柱48包裝在其中。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程224。包裝劑58填充鄰近金屬柱48之間的間隙以及金屬柱48與封裝元件50之間的間隙。包裝劑58可以包含模製化合物、模製底部填充劑、環氧樹脂及/或樹脂。在包裝時，包裝劑58的頂表面高於金屬柱48的頂端及封裝元件50的頂表面。模製化合物可以包含基材及基材中的填充劑顆粒，該基材可為聚合物、樹脂、環氧樹脂或其類似者。填充劑顆粒可為二氧化矽、氧化鋁、氮化硼或其類似者的介電顆粒，且可以具有球形形狀。在隨後的步驟中，執行諸如化學機械研磨(Chemical Mechanical Polish，CMP)製程或機 械磨削製程的平坦化製程以薄化包裝劑58及封裝元件50，直至露出電連接器54及金屬柱48兩者為止。歸因於平坦化製程，電連接器54及金屬柱48的頂端與包裝劑58的頂表面齊平(共面)。金屬柱48在下文中替代地稱為穿孔48，此係因為這些金屬柱48穿透包裝劑58。

第11圖至第13圖圖示了上覆且連接至封裝元件50及金屬柱48的前側互連結構的形成。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程226。第11圖及第12圖圖示了第一層RDL及相應介電層的形成。參考第11圖，形成介電層62。根據本揭露的一些實施例，介電層62由諸如PBO、聚醯亞胺、BCB或其類似者的聚合物形成或包括該聚合物。形成製程包含以可流動的形式塗佈介電層62，且隨後固化介電層62。根據本揭露的替代實施例，介電層62由諸如氮化矽、氧化矽或其類似者的無機介電材料形成。形成方法可以包含CVD、原子層沈積(Atomic Layer Deposition，ALD)、電漿增強化學氣相沈積(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)或另一適用的沈積方法。隨後例如通過微影製程形成開口64。穿孔48及電連接器54通過開口64暴露。

接下來，參考第12圖，形成導電特徵66。導電特徵66包含出於電連接的目的形成的RDL 66E。導電特徵66可以或可以不包含用於熱傳導的散熱特徵66T。RDL 66E及散熱特徵66T在共同製程中形成，這可以類似於下 伏的導電特徵40及36的形成。導電特徵36中的每一者可以包含通孔部分及線路部分。例如，RDL 66E可以包含線路部分66EL及對應的通孔部分(亦稱為通孔)66EV。散熱特徵66T可以包含線路部分66TL。散熱特徵66T可以或可以不包含通孔部分(亦稱為通孔)66TV。當不形成通孔部分66TV時，將不形成對應的開口64(第11圖)。根據一些實施例，散熱特徵66T與介電層62物理接觸，且可以與介電層56接觸(在形成通孔部分66TV的情況下)。根據一些實施例，散熱特徵66T中的一者亦可以例如電連接至電連接器54，以使得散熱特徵66T可以電連接至封裝元件50中的電接地。應瞭解，因此需要有效地路由RDL 66E，所以若形成散熱特徵66T，則這些散熱特徵66T可以形成為比下伏的散熱特徵26T、36T及40T小的特徵，且可為碎片(而非如第18圖至第29圖中所示出的連續大片)。

第13圖圖示了介電層68、72、76以及導電特徵70及74的形成，該些導電特徵70及74分別包含RDL 70E(包含70EL及70EV)及74E(包含74EL及74EV)。導電特徵70及74可以分別包含(或可以不包含)散熱特徵70T(包含70TL及70TV)及74T(包含74TL及74TV)。散熱特徵74T可以或可以不結合至下伏的散熱特徵70T，且散熱特徵70T可以或可以不結合至下伏的散熱特徵66T。替代地，散熱特徵74T、70T及66T可以或可以不互連。散熱特徵74T、70T及66T中的一些可為電浮置的。根據 本揭露的一些實施例，介電層68、72及76由選自用於形成介電層30及38的候選材料的相同群組的材料形成，且可以包含有機材料或無機材料，如上所述。

根據一些實施例，散熱特徵74T、70T及66T中的一者或多者電連接至電連接器54中的一者。例如，散熱特徵74T、70T及66T中的一些或全部可以通過封裝元件50的電連接器54電連接至電接地或電源電壓(諸如VDD)。散熱特徵74T、70T及66T中的一些或全部可以與封裝元件50在電上及訊號上斷開。根據一些實施例，散熱特徵74T、70T及66T電接地或連接至VDD，但沒有電流流經這些散熱特徵74T、70T及66T。替代地，散熱特徵74T、70T及66T中的一些或全部為電浮置的。根據一些實施例，散熱特徵74T、70T及66T中的一些電連接至電接地(或VDD)，而散熱特徵74T、70T及66T的其他部分為電浮置的。

第14圖圖示了根據一些實施例的凸塊下冶金(Under-Bump Metallurgy，UBM)77及電連接器78的形成。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程228。為了形成UBM 77，在介電層76中形成開口以暴露下伏的金屬墊，在說明性實施例中，這些金屬墊為RDL 74E的部分。UBM 77可由鎳、銅、鈦或其多層形成。UBM 77可以包含鈦層及鈦層上方的銅層。根據一些實施例，沒有形成UBM以連接至散熱特徵74T。根據替代實施例，形成虛設UBM 77’中的一者或多者以 接觸相應的散熱特徵74T。虛設UBM 77’使用虛線圖示以指示可以或可以不形成這些虛設UBM 77’。

隨後在UBM 77上形成電連接器78。電連接器78的形成可以包含將焊球置放在UBM 77的暴露部分上，且隨後回流焊球，且因此電連接器78為焊料區。根據本揭露的替代實施例，電連接器78的形成包含執行電鍍製程以形成焊料層，且隨後回流焊料層。電連接器78亦可以包含亦可以通過電鍍形成的非焊料金屬柱或金屬柱及非焊料金屬柱上方的焊料帽。貫穿描述，離形膜22上方的結構稱為重構晶圓80。

貫穿描述，導電特徵66、70及74統稱為前側互連結構60，該前側互連結構60包含RDL 66E、70E及74E。前側互連結構60可以或可以不包含散熱塊75，該散熱塊75包含散熱特徵66T、70T及74T。散熱塊75可以或可以不包含虛設UBM 77’。根據一些實施例，形成背側散熱塊39及前側散熱塊75兩者。根據替代實施例，形成背側散熱塊39，而未形成前側散熱塊75。根據又一些替代實施例，形成前側散熱塊75，而未形成背側散熱塊39。

接下來，重構晶圓80與載體20脫離，且所得重構晶圓80在第15圖中示出。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程230。根據一些實施例，光束(其可為雷射束)經投射在離形膜22上，且光束穿透透明載體20。因此分解離形膜22。載體20可以自離形膜 22剝離，且因此複合晶圓100與載體20脫離(拆下)。

第16圖圖示了穿透介電層24以接觸RDL 26E的電連接器82的形成。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程232。根據一些實施例，在介電層24中形成開口(由電連接器82佔據)。形成製程可以包含使用雷射束執行的雷射鑽孔製程，其中RDL 26E充當雷射鑽孔的停止層。RDL 26E的一些部分通過開口暴露。電連接器82形成為延伸至開口中。根據一些實施例，電連接器82由焊料形成或包括焊料。根據替代實施例，電連接器82由金屬墊、金屬柱或其類似者形成或包括金屬墊、金屬柱或其類似者，且可以或可以不包含焊料。

根據一些實施例，沒有形成電連接器以結合至散熱塊39。根據替代實施例，電連接器82’經形成以接觸散熱特徵26T，且電連接至散熱塊39。電連接器82’使用虛線圖示以指示可以或可以不形成該電連接器82’。應瞭解，電連接器82’為不用於傳導電流的虛設特徵。

根據一些實施例，散熱塊39通過電連接器82或通過封裝元件50中的電接地電連接至電接地(或電源節點VDD)。當散熱塊39電連接至電接地或VDD時，沒有電流流經散熱塊39。根據一些實施例，散熱塊39為對應電路徑的終端節點，其中電連接終止於散熱塊39。替代地，散熱塊39為電浮置的。亦可以存在電連接至電接地或VDD的一些散熱特徵26T、30T及34T(在其沒有互連的情況下)，而一些其他散熱特徵為電浮置的。

接下來，如第17圖中所示出，封裝元件84通過電連接器82接合至重構晶圓80。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程234。儘管圖示了一個封裝元件84，但可以存在接合至重構晶圓80的複數個相同的封裝元件84。根據一些實施例，封裝元件84為裝置晶粒、封裝或其類似者。底部填充劑86可以分配在封裝元件84與重構晶圓80之間。在隨後的論述中，重構晶圓80及接合在其上的封裝元件84統稱為重構晶圓90。

接下來，將重建晶圓90置放在附接至框架(未示出)的切割帶(未示出)上。根據本揭露的一些實施例，重建晶圓90在晶粒割鋸製程中例如使用刀片單體化，且分成分立封裝90’。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程236。

第17圖圖示了封裝90’與封裝元件92的接合以形成封裝94。相應製程在第30圖中所示出的製程流程200中說明為製程238。根據一些實施例，封裝元件92為或包括封裝基板、中介層、另一封裝或其類似者。底部填充劑96可以分配至封裝90’與封裝元件92之間的間隙中。根據形成虛設UBM 77’的一些實施例，底部填充劑96與虛設UBM 77’接觸。

根據一些實施例，散熱塊39與封裝元件50的大部分(諸如多於70%)重疊。散熱塊39亦可以具有與上覆封裝元件50的相應邊緣豎直對準或側向延伸超出這些相應邊緣的邊緣。根據一些實施例，不存在直接下伏於封裝 元件50的RDL(以用於路由電訊號)。

第18圖至第21圖圖示了根據一些實施例的散熱特徵26T、36TL、36TV、40TL及40TV的俯視圖。應瞭解，所圖示的形狀為特徵的可能的候選形狀之一，且亦可以採用其他形狀。在以下論述中，線路部分26T、36TL及40TL可以替代地稱為散熱特徵，且通孔部分36TV及40TV可以替代地稱為通孔。

參考第18圖，散熱特徵26T、36TL及40TL可為固體金屬板，其中沒有形成開口。根據一些實施例，散熱特徵26T、36TL及40TL的邊緣側向延伸超過下伏的封裝元件50的相應邊緣。根據替代實施例，散熱特徵26T、36TL及40TL的邊緣與下伏的封裝元件50的相應邊緣豎直對準或自該些相應邊緣側向凹陷。根據一些實施例，兩個鄰近散熱特徵26T、36TL及40TL可以通過如所圖示的單個大通孔36TV及40TV或替代地通過亦圖示的複數個小通孔連接。

第19圖圖示了根據替代實施例的散熱特徵26T、36TL及/或40TL的候選形狀，其中散熱特徵26T、36TL及/或40TL中的一者或多者可以具有網格形狀。網格包含與在Y方向上延伸的第二複數個金屬條結合的在X方向上延伸的第一複數個金屬條，以使得形成開口98。根據一些實施例，散熱特徵26T、36TL及40TL的邊緣側向延伸超過下伏的封裝元件50的相應邊緣。根據替代實施例，散熱特徵26T、36TL及40TL的邊緣與下伏的封裝元件50 的相應邊緣豎直對準或自該些相應邊緣側向凹陷。

第20圖圖示了根據替代實施例的散熱特徵26T、36TL或40TL的候選形狀。所圖示的散熱特徵26T、36TL或40TL包含彼此分離的複數個細長條。條的寬度(例如寬度W1)可大於約5μm、大於約10μm或甚至更大。第20圖包含以單列及複數行佈置的散熱特徵26T、36TL或40TL。根據替代實施例，散熱特徵26T、36TL及40TL可以配置為陣列或其他重複圖案，諸如蜂巢圖案。例如，條中的每一者可以分成兩個、三個或更多個部分，以使得所得耗散特徵26T、36TL及40TL配置為陣列。

第21圖圖示了根據替代實施例的散熱特徵26T、36TL及40TL的候選形狀。所圖示的散熱特徵26T、36TL及40TL為配置為陣列或其他重複圖案(諸如蜂巢圖案)的小金屬墊。散熱特徵26T、36TL及40TL的俯視形狀包含但不限於圓形、矩形、六邊形或其類似者。

散熱特徵26T、36TL及40TL組合形成散熱塊39以及連接通孔36TV及40TV。第23圖至第27圖圖示了一些實例實施例，這些一些實例實施例示出了散熱塊39中的兩個鄰近金屬層可以如何佈置以及鄰近散熱特徵26T、36TL及40TL如何通過通孔部分40TV及36TV互連。

第22圖圖示了根據一些實施例的線路部分40TL及36TL以及其相應的通孔部分40TV及36TV的橫截面圖。橫截面圖可以自第18圖、第19圖及第20圖中的橫 截面22-22獲得。通孔部分40TV及36TV中的每一者可為單個大通孔，該大通孔具有大於對應的上覆線路部分的對應長度L2的約50%或大於約多於70%的長度L1。根據替代實施例，代替形成大通孔，可以形成較小通孔，這些較小通孔在第18圖、第23圖及第24圖的俯視圖中圖示。線路部分26T、36TL及40TL的厚度可以大於大約10μm。通過通孔部分40TV及36TV，散熱塊39中的所有線路部分26T、36TL及40TL可以電互連作為單個積體導電特徵或彼此電斷開的若干積體特徵。

參考第23圖，散熱特徵36TL或40TL彼此平行，且散熱特徵36TL或40TL中的較高散熱特徵可與對應的下伏散熱特徵26TL或36TL重疊。根據一些實施例，堆疊所有散熱特徵26T、36TL及40TL，其中較高散熱特徵與下伏散熱特徵重疊。通孔36TV及40TV用於互連散熱特徵26T、36TL及40TL的鄰近層。

參考第24圖，散熱特徵36T彼此平行，且垂直於下伏的散熱特徵26T及/或上覆的散熱特徵40T。因此，在俯視圖中，鄰近金屬層中的金屬條組合形成網格。在發生重疊的地方形成通孔36TV及/或40TV，以互連散熱特徵26T、36TL及40TL的鄰近層。

第25圖圖示了兩個鄰近散熱特徵26T、36TL及40TL具有不同的形狀。例如，下伏的散熱特徵可為26T或36TL，且上覆的散熱特徵可以相應地為36TL或40TL。根據一些實施例，上覆的散熱特徵36TL/40TL被圖示為 與下伏的散熱特徵26T/36TL豎直偏移。根據替代實施例，上覆的散熱特徵36TL/40TL亦可以豎直對準且因此完全重疊下伏的散熱特徵26T/36T。未示出通孔，而這些通孔形成在發生重疊的地方。

第26圖亦圖示了具有不同的形狀的兩個鄰近散熱特徵26T、36TL及40TL。這些實施例與第25圖的不同之處在於下伏的散熱特徵26T/36TL中的一些可以僅在一側上具有上覆的散熱特徵36T/40TL，而一些其他散熱特徵26T/36TL可以在兩側上具有上覆的散熱特徵36TL/40TL。然而，在第25圖中，所有散熱特徵26T/36TL可以在兩側上具有上覆的散熱特徵36TL/40TL。

第27圖圖示了散熱特徵26T、36TL及40TL的兩個鄰近層皆為分立的墊，這些墊可以配置為陣列或其他重複圖案，諸如蜂巢圖案。儘管第27圖圖示了散熱特徵26T、36TL及40TL彼此略微偏移，但上覆的散熱特徵36TL/40TL亦可以完全重疊下伏的散熱特徵26T/36TL。通孔(未示出)將上覆的散熱特徵36TL/40TL連接至下伏的散熱特徵26T/36TL。

第28圖圖示了散熱塊39的三個金屬層在兩個金屬層中具有垂直的金屬條，且可以包含在另一金屬層中形成陣列的金屬墊。第29圖圖示了散熱塊39的三個金屬層皆包含平行金屬條，且鄰近金屬層中的金屬條在垂直方向上延伸。

除了因為封裝元件50需要在前側上具有RDL以電路由這些RDL的連接，所以散熱塊75中的圖案(若形成)被製成小於散熱塊中的圖案，以便為分配RDL留出空間，第19圖至第29圖中所示出的散熱塊39的上文所論述的佈局亦可以施加至前側散熱塊75(第17圖)。

根據一些實施例，因為散熱塊39及75(第17圖)由金屬材料形成，所以散熱塊39及75具有比散熱塊39及75所處的介電層高的熱導率值。因此，通過散熱塊39及75，由封裝元件50產生的熱量可以例如在第17圖中的箭頭104所示出的方向上更有效地傳導出去。實驗結果揭示，藉由採用本揭露的實施例，可以顯著降低封裝元件50的溫度。例如，在沒有散熱塊39的情況下形成的第一樣本在其背面處的溫度可能高達113℃，而當形成散熱塊39時，溫度降低到88℃。

為了提高散熱塊39及75的熱導率，可以增加散熱塊39及75中的金屬的密度。貫穿描述，金屬密度係指區中的金屬的總俯視面積與區的面積的比率。區的面積可以大於約500μm x 500μm。根據一些實施例，散熱塊39的金屬密度可以計算為與封裝元件50重疊的散熱塊39的部分中的金屬總面積除以封裝元件50的面積。例如，在散熱塊39所處的裝置區中，金屬密度可以大於約10%，且可為約10%與100%之間的範圍內的任何值。作為比較，在包圍散熱塊39的區中，作為RDL的金屬密度的金屬密度可以低於約5%，且可以在約2%與約5%之間的範圍內 以便維持良好的電氣效能。因此，形成散熱塊39的區中的金屬密度可為周圍區中的金屬密度的2倍至50倍，這些周圍區用於路由RDL 26E、36E及40E。

在上文所說明的實施例中，根據本揭露的一些實施例論述了一些製程及特徵以形成三維(three-dimensional，3D)封裝。亦可以包含其他特徵及製程。例如，可以包含測試結構以輔助3D封裝或3DIC裝置的驗證測試。測試結構可以包含例如形成在重分佈層中或在基板上的測試墊，其允許測試3D封裝或3DIC、使用探針及/或探針卡及其類似者。驗證測試可以在中間結構以及最終結構上執行。另外，本文中所揭露的結構及方法可以與併入良裸晶粒的中間驗證的測試方法結合使用以增加良率且降低成本。

本揭露的實施例具有一些有利的特徵。藉由形成具有高金屬密度的散熱塊，由發熱封裝元件產生的熱量可以有效地自封裝元件傳導出去。因此降低了相應封裝元件的溫度。

根據本揭露的一些實施例，一種包含散熱塊的積體扇出型封裝的製造方法包括：形成第一封裝，包括：在載體上方形成複數個重分佈線；在載體上方形成散熱塊，其中複數個重分佈線與散熱塊以共同製程形成，其中散熱塊具有第一金屬密度，且複數個重分佈線具有小於第一金屬密度的第二金屬密度；在載體上方形成金屬柱；將裝置晶粒直接置放在散熱塊上方；以及將裝置晶粒及金屬柱包裝 在包裝劑中；以及使第一封裝與載體脫離。在一實施例中，在裝置晶粒的背側面向散熱塊的情況下置放裝置晶粒。在一實施例中，在裝置晶粒的前側面向散熱塊的情況下置放裝置晶粒。在一實施例中，形成散熱塊包括形成延伸至複數個層中的複數個散熱特徵，其中不同層中的複數個散熱特徵的部分電互連。在一實施例中，形成散熱塊包括形成彼此平行的第一複數個細長條。在一實施例中，在散熱塊的俯視視角中，第一複數個細長條中的一者延伸超出裝置晶粒的相對邊緣。在一實施例中，形成散熱塊進一步包括形成彼此平行的第二複數個細長條，其中第二複數個細長條及第一複數個細長條彼此垂直。在實施例中，形成散熱塊包括形成配置為重複圖案的複數個金屬墊，其中散熱塊的第一層中的複數個金屬墊的第一部分連接至散熱塊的第二層中的複數個金屬墊的第二部分。在一實施例中，散熱塊包括固體墊，其中在散熱塊的俯視視角中，固體墊的邊緣基本上側向延伸至裝置晶粒的對應邊緣。在一實施例中，散熱塊連接至電接地。在一實施例中，方法進一步包括將封裝元件接合至第一封裝以形成第二封裝，其中在第二封裝中，散熱塊為電浮置的。

根據本揭露的一些實施例，一種包含散熱塊的積體扇出型封裝包括：裝置晶粒；複數個重分佈線，下伏於裝置晶粒，其中複數個重分佈線電連接至裝置晶粒；散熱塊，下伏於裝置晶粒，其中散熱塊與散熱塊的至少大部分重疊，且其中在封裝的俯視視角中，散熱塊基本上側向延伸至裝 置晶粒的相對邊緣；以及包裝劑，將裝置晶粒包裝在其中。在一實施例中，在封裝的俯視視角中，散熱塊側向延伸至裝置晶粒的相對邊緣。在一實施例中，散熱塊包括分佈在複數個層中的複數個散熱特徵，且其中複數個層中的複數個散熱特徵在物理上結合為積體特徵。在一實施例中，無重分佈線與裝置晶粒重疊且亦無重分佈線與散熱塊處於相同層中，以及無虛設特徵與裝置晶粒重疊且亦無虛設特徵與散熱塊處於相同層中。在實施例中，散熱塊電接地。在實施例中，散熱塊為電浮置的。

根據本揭露的一些實施例，一種包含散熱塊的積體扇出型封裝包括：第一封裝元件；第二封裝元件，處於第一封裝元件上方且接合至第一封裝元件，第二封裝元件包括：散熱塊，包括：第一複數個部分，形成第一層；以及第二複數個部分，形成第二層，其中在封裝的俯視視角中，第一複數個部分及第二複數個部分形成網格；以及複數個通孔，將第一複數個部分結合至第二複數個部分，且將第一複數個部分及第二複數個部分電互連為積體片件；裝置晶粒，與散熱塊重疊；以及第三封裝元件，接合至第二封裝元件。在一實施例中，散熱塊電接地。在實施例中，封裝進一步包括處於散熱塊的相對側上的複數個重分佈線，其中複數個重分佈線具有第一金屬密度，且散熱塊具有大於第一金屬密度的約兩倍的第二金屬密度。

前述概述了若干實施例的特徵，以使得熟習此項技術者可以較佳地理解本揭露的態樣。熟習此項技術者應當 瞭解，其可以容易地將本揭露用作設計或修改其他製程及結構的基礎，以供實現本文中所引入的實施例的相同目的及/或達成相同優點。熟習此項技術者亦應認識到，這些等效構造並不脫離本揭露的精神及範疇，且在不脫離本揭露的精神及範疇的情況下，熟習此項技術者可以進行各種改變、取代及更改。

200:製程流程

202~238:製程

Claims (10)

1. 一種包含散熱塊的積體扇出型封裝的製造方法，包括以下步驟：形成一第一封裝，包括：在一載體上方形成複數個重分佈線；在該載體上方形成一散熱塊，其中該些重分佈線與該散熱塊以共同製程形成，其中該散熱塊包括：一第一複數個部分，形成一第一層；以及一第二複數個部分，形成一第二層，其中在該封裝的一俯視視角中，該第一複數個部分及該第二複數個部分形成一網格；以及複數個通孔，將該第一複數個部分結合至該第二複數個部分，且將該第一複數個部分及該第二複數個部分電互連為一積體片件；在該載體上方形成一金屬柱；將一裝置晶粒直接置放在該散熱塊上方；以及將該裝置晶粒及該金屬柱包裝在一包裝劑中；以及使該第一封裝與該載體脫離。
2. 如請求項1所述之包含散熱塊的積體扇出型封裝的製造方法，其中在該裝置晶粒的一背側面向該散熱塊的情況下置放該裝置晶粒。
3. 如請求項1所述之包含散熱塊的積體扇出型 封裝的製造方法，其中在該裝置晶粒的一前側面向該散熱塊的情況下置放該裝置晶粒。
4. 如請求項1所述之包含散熱塊的積體扇出型封裝的製造方法，其中該形成該散熱塊之步驟包括以下步驟：形成延伸至複數個層中的複數個散熱特徵，其中多個不同層中的該些散熱特徵的多個部分電互連。
5. 如請求項1所述之包含散熱塊的積體扇出型封裝的製造方法，其中該形成該散熱塊之步驟包括以下步驟：形成彼此平行的一第一複數個細長條。
6. 如請求項5所述之包含散熱塊的積體扇出型封裝的製造方法，其中在該散熱塊的一俯視視角中，該第一複數個細長條中的一者延伸超出該裝置晶粒的多個相對邊緣。
7. 如請求項5所述之包含散熱塊的積體扇出型封裝的製造方法，其中該形成該散熱塊之步驟進一步包括以下步驟：形成彼此平行的一第二複數個細長條，其中該第二複數個細長條及該第一複數個細長條彼此垂直。
8. 一種包含散熱塊的積體扇出型封裝，包括：一裝置晶粒； 複數個重分佈線，下伏於該裝置晶粒，其中該些重分佈線電連接至該裝置晶粒；一散熱塊，下伏於該裝置晶粒，其中該散熱塊包括：一第一複數個部分，形成一第一層；以及一第二複數個部分，形成一第二層，其中在該封裝的一俯視視角中，該第一複數個部分及該第二複數個部分形成一網格；以及複數個通孔，將該第一複數個部分結合至該第二複數個部分，且將該第一複數個部分及該第二複數個部分電互連為一積體片件；以及一包裝劑，將該裝置晶粒包裝在其中。
9. 如請求項8所述之包含散熱塊的積體扇出型封裝，其中在該封裝的一俯視視角中，該散熱塊側向延伸至該裝置晶粒的多個相對邊緣。
10. 一種包含散熱塊的積體扇出型封裝，包括：一第一封裝元件；一第二封裝元件，處於該第一封裝元件上方且接合至該第一封裝元件，該第二封裝元件包括：一散熱塊，包括：一第一複數個部分，形成一第一層；以及一第二複數個部分，形成一第二層，其中在該封裝的一俯視視角中，該第一複數個部分及該第二複數個部分形成一 網格；以及複數個通孔，將該第一複數個部分結合至該第二複數個部分，且將該第一複數個部分及該第二複數個部分電互連為一積體片件；一裝置晶粒，與該散熱塊重疊；以及一第三封裝元件，接合至該第二封裝元件。

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