TW202301629A - 半導體封裝結構製造方法 - Google Patents

Abstract

一種半導體封裝結構製造方法，包括提供一基板，具有一底面；設置一第一電路元件與一第二電路元件於上述基板；設置一第一導電元件以及一第二導電元件於上述基板，其中上述第一導電元件以及上述第二導電元件設置於上述第一電路元件兩側，上述第二導電元件設置於上述第一電路元件與上述第二電路元件之間；形成封膠層以覆蓋上述第一電路元件與上述第二電路元件、上述第一導電元件以及上述第二導電元件與上述基板以形成一封裝體，並露出上述第一導電元件以及上述第二導電元件；切割上述封裝體以形成分離之一第一子封裝體以及一第二子封裝體； 翻轉上述第一子封裝體；以及將上述第一子封裝體的上述底面與上述第二子封裝體的上述底面接觸以結合上述第一子封裝體與上述第二子封裝體。

Description

半導體封裝結構製造方法

本申請有關於一種半導體封裝結構製造方法，尤指一種透過切割半導體封裝體再進行疊合組裝的半導體封裝結構製造方法。

近年來由於半導體科技快速發展，晶片的功能越來越多變化，並且其尺寸越來越小。對於單一晶片來說，越多變化的功能需要更多的信號傳輸引腳，另ー方面，越小尺寸則代表晶片以及信號傳輸引腳的密集化。然而，在如此大量化以及高密度的設計下，因為構造密集導致製程的複雜度大幅提高，並影響產品的可靠度，因此，製程的簡化成為半導體科技持續發展的重要研究課題。

有鑑於此，在本申請一實施例中，提供一種半導體封裝結構製造方法，透過切割半導體封裝體再進行疊合組裝，能夠改善封裝產品的可靠度，並簡化組裝程序，以提高產品的穩定性。

本申請一實施例揭露一種半導體封裝結構製造方法，包括下列步驟：提供一基板，具有一底面；設置一第一電路元件與一第二電路元件於上述基板；設置一第一導電元件以及一第二導電元件於上述基板，其中上述第一導電元件以及上述第二導電元件設置於上述第一電路元件兩側，上述第二導電元件設置於上述第一電路元件與上述第二電路元件之間；形成封膠層以覆蓋上述第一電路元件與上述第二電路元件、上述第一導電元件以及上述第二導電元件與上述基板以形成一封裝體，並露出上述第一導電元件以及上述第二導電元件；切割上述封裝體以形成分離之一第一子封裝體以及一第二子封裝體； 翻轉上述第一子封裝體；以及將上述第一子封裝體的上述底面與上述第二子封裝體的上述底面接觸。

本申請一實施例揭露一種半導體封裝結構製造方法，包括下列步驟：提供一基板，上述基板具有一第一表面以及相對於上述第一表面之一第二表面；設置一第一電路元件與一第二電路元件於上述第一表面；設置一第一導電元件以及一第二導電元件於上述第一表面，其中上述第一導電元件以及上述第二導電元件設置於上述第一電路元件兩側，上述第二導電元件設置於上述第一電路元件與上述第二電路元件之間；形成封膠層以覆蓋上述第一電路元件與上述第二電路元件、上述第一導電元件以及上述第二導電元件與上述基板以形成一封裝體，並露出上述第一導電元件以及上述第二導電元件；切割上述封裝體以形成分離之一第一子封裝體以及一第二子封裝體； 將上述第一子封裝體與上述第二子封裝體的上述第二表面互相接觸。

根據本申請一實施例所述的半導體封裝結構製造方法，更包括設置複數接合墊於上述底面，其中位於上述第一子封裝體的上述接合墊與位於上述第二子封裝體的上述接合墊接觸。

根據本申請一實施例，上述第一子封裝體旋轉180∘後與上述第二子封裝體接合。

根據本申請一實施例，上述封裝體的切割處位於上述第二導電元件與上述第二電路元件之間。

根據本申請一實施例，上述第一導電元件以及上述第二導電元件為錫球。

根據本申請實施例所提供的半導體封裝結構製造方法，透過切割半導體封裝體再進行疊合組裝，實現了半導體雙面封裝結構，在製程中，半導體封裝結構上層與下層的元件可在同一置件程序中安裝在基板上，有效地簡化了組裝程序，再者，透過切割的方式，相較於直接摺疊基板的作法而言，避免了基板變形或碎裂而影響產品的品質，大幅改善半導體封裝產品的可靠度以及生產效率。

為了便於本領域普通技術人員理解和實施本申請，下面結合附圖與實施例對本申請進一步的詳細描述，應當理解，本申請提供許多可供應用的發明概念，其可以多種特定型式實施。熟悉此技藝之人士可利用這些實施例或其他實施例所描述之細節及其他可以利用的結構，邏輯和電性變化，在沒有離開本申請之精神與範圍之下以實施發明。

本申請說明書提供不同的實施例來說明本申請不同實施方式的技術特徵。其中，實施例中的各元件之配置係為說明之用，並非用以限制本申請。且實施例中圖式標號之部分重複，係為了簡化說明，並非意指不同實施例之間的關聯性。其中，圖示和說明書中使用之相同的元件編號係表示相同或類似之元件。本說明書之圖示為簡化之形式且並未以精確比例繪製。爲清楚和方便說明起見，方向性用語（例如頂、底、上、下以及對角）係針對伴隨之圖示說明。而以下說明所使用之方向性用語在沒有明確使用在以下所附之申請專利範圍時，並非用來限制本申請之範圍。

再者，在說明本申請一些實施例中，說明書以特定步驟順序說明本申請之方法以及（或）程序。然而，由於方法以及程序並未必然根據所述之特定步驟順序實施，因此並未受限於所述之特定步驟順序。熟習此項技藝者可知其他順序也為可能之實施方式。因此，於說明書所述之特定步驟順序並未用來限定申請專利範圍。再者，本申請針對方法以及（或）程序之申請專利範圍並未受限於其撰寫之執行步驟順序，且熟習此項技藝者可瞭解調整執行步驟順序並未跳脫本申請之精神以及範圍。

圖1顯示根據本申請一實施例所述的半導體封裝結構的製造方法的操作流程圖。圖2A-圖2F顯示根據本申請一實施例所述的半導體封裝結構的製造方法的剖面示意圖。參閱圖1，首先提供基板10(流程步驟S10)。如圖2A所示，基板10可以是完成前處理的雙層或多層電路層的基板，也就是通過提供芯層板，並在該芯層板表面形成第一導電金屬層，並圖案化該第一導電金屬層而形成第一電路層，接著，進行增層工序，以在第一電路層形成絕緣層，再於絕緣層形成第二導電金屬層，之後，圖案化該第二導電金屬層以形成第二電路層，如此根據需求迴圈此方式，持續進行增層工序，以形成多層電路層的基板。其中，基板10中的絕緣層可以是環氧樹脂(Expoxyresin)、聚醯亞胺(Polyimide)、氰酸脂(Cyanate Ester)、玻璃纖維、雙馬來醯亞胺三嗪(BT，Bismaleimide Triazine)或混合環氧樹脂與玻璃纖維等絕緣有機材料或陶瓷材料構成；基板10中的導電金屬層的材料可以是金、銀、銅、鋁、鎢、錫、合金或其他合適的導電材料，一般是以導電性較高的銅為主，作為該基板傳遞信號的導線材料，並且基板10中的絕緣層中形成多個導電通孔(Via)，以便電性連接相鄰的電路層。此外，基板10可通過壓合法(Laminated)及增層法(Build-up)等方式形成，此爲本領域技術人員所熟知，在此不予贅述以精簡說明。基板10具有第一表面101(在圖2A中為頂面)以及與第一表面101相對的第二表面102(在圖2A中為底面)，在第二表面102形成了複數接合墊12，接合墊12為導體，並與基板10中的導電金屬層電性連接。

接下來，設置第一電路元件14A、第二電路元件14B、第一導電元件16A以及第二導電元件16B於基板10(流程步驟S11)。如圖2B所示，在圖2B的左半部設置第一電路元件14A以及在圖2B的右半部設置第二電路元件14B。根據本申請一實施例，第一電路元件14A以及第二電路元件14B可包括各種包含主動元件(有源器件)或是包括電阻器、電容器、電感器、濾波器、振盪器等的被動元件(無源器件)、數位電路或類比電路(digital or analog circuits)等積體電路的電子元件(electronic components)，例如是有關於光電裝置(optoelectronic devices)、微機電系統(Micro-electromechanical Systems，MEMS)、功率放大晶片、電源管理晶片、生物辨識裝置、微流體系統(microfluidic systems)、或利用熱、光線及壓力等物理量變化來測量的物理感測器(Physical Sensor)。特別是可選擇使用晶圓級封裝(wafer scale package，WSP)制程對影像感測裝置、發光二極體(light-emitting diodes，LEDs)、太陽能電池(solar cells)、加速計(accelerators)、陀螺儀(gyroscopes)、指紋辨識器、微制動器(micro actuators)、表面聲波元件(surface acoustic wave devices)、壓力感測器(process sensors)或噴墨頭(ink printer heads)等半導體晶片。

根據本申請一實施例，第一電路元件14A以及第二電路元件14B可以倒裝方式設置於基板10的第一表面101並與基板10中的導電金屬層電性連接，此外，第一電路元件14A以及第二電路元件14B也可通過膠黏劑設置在基板10的第一表面101，並通過打線方式(Wire bonding)電性連接至基板10中的導電金屬層，也就是本申請可實施於倒裝式封裝，也可實施於打線式封裝，此爲本領域技術人員所能推知的等效實施。另外，在圖2B的左半部還設置了第一導電元件16A以及第二導電元件16B。根據本申請一實施例，第一導電元件16A以及第二導電元件16B可為錫球。如圖2B所示，第一導電元件16A以及第二導電元件16B設置於第一電路元件14A的兩側，而第二導電元件16B設置於第一電路元件14A以及第二電路元件14B之間。必須說明的是，圖2B顯示單一第一電路元件14A僅為示例，當第一電路元件14A為多個時，則所有第一電路元件14A設置於第一導電元件16A以及第二導電元件16B之間。

接下來，於基板10上順應性形成封膠層18 (流程步驟S12)。封膠層18可提供機械穩定性及抵抗氧化、濕度及其它環境條件的保護。根據本申請一實施例，封膠層18可由一封裝材料(molding material)形成。該封裝材料可包括酸醛基樹脂(Novolac-based resin)、環氧基樹脂(epoxy-based resin)、矽基樹脂(silicone-based resin)或其它適當的包覆劑。該封裝材料亦可包括適當的填充劑(filler)，例如是粉狀的二氧化矽。該封裝材料可以是預浸漬材料(pre-impregnated material)，例如是預浸漬介電材料。如圖2C所示，於基板10上順應性形成封膠層18，並覆蓋第一電路元件14A以及第二電路元件14B且覆蓋部分第一導電元件16A以及第二導電元件16B，在圖2C中，第一導電元件16A以及第二導電元件16B有部分未被封膠層18覆蓋而露出在封膠層18的外部。形成封膠層18後，即完成根據本申請一實施例的封裝體20。接下來，於第二導電元件16B與第二電路元件14B之間的切割處19切割封裝體20(流程步驟S13)，切割後如圖2D所示。

參閱圖2D，切割後的封裝體20形成分離之第一子封裝體22A以及第二子封裝體22B。 為了方便說明，在圖2D中，將位於第一子封裝體22A的基板10重新標號為10A，第二表面102重新標號為102A，接合墊12重新標號為12A，同樣的，位於第二子封裝體22B的基板10重新標號為10B，第二表面102重新標號為102B，而位於第二子封裝體22B的接合墊12重新標號為12B。

接下來，將第一子封裝體22A旋轉180∘(流程步驟S14)，旋轉後的狀態如圖2E所示。必須說明的是，在本實施例中，是以翻轉第一子封裝體22A為例，在實際實施時，也可翻轉第二子封裝體22B，所翻轉的子封裝體可視實際的元件特性或製程限制而選擇。接下來，將翻轉後的第一子封裝體22A的第二表面102A與第二子封裝體22B的第二表面102B互相接觸(流程步驟S15)，如圖2F所示，第一子封裝體22A以及第二子封裝體22B結合後，位於第二表面102B的接合墊12B以及位於第二表面102A的接合墊12A互相接觸且電性連接，以傳遞第一子封裝體22A以及第二子封裝體22B之間的電性信號。根據本申請一實施例，所有位於第二表面102B的接合墊12B皆與位於第二表面102A的接合墊12A一對一接觸。另外，第一子封裝體22A的第二表面102A與第二子封裝體22B的第二表面102B接觸的位置中，非接合墊的絕緣部分，可透過黏著劑貼合。根據本申請一實施例，黏著層可包括聚醯亞胺(Polyimide，PI)、 聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、鐵氟龍(Teflon)、液晶高分子(Liquid Crystal Polymer，LCP)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)、聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，PVC)、尼龍(Nylon or Polyamides)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、ABS塑膠(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)、酚樹脂(Phenolic Resins)、環氧樹脂(Epoxy)、聚酯(Polyester)、矽膠(Silicone)、聚氨基甲酸乙酯(Polyurethane，PU)、聚醯胺-醯亞胺(polyamide-imide，PAI)或其組合，但不限於此，只要具有黏著特性的材料皆可應用於本申請。

根據本申請實施例所提供的半導體封裝結構製造方法，透過切割半導體封裝體再進行疊合組裝，實現了半導體雙面封裝結構，在製程中，半導體封裝結構上層與下層的元件可在同一置件程序中安裝在基板上，有效地簡化了組裝程序，再者，透過切割的方式，相較於直接摺疊基板的作法而言，避免了基板變形或碎裂而影響產品的品質，大幅改善半導體封裝產品的可靠度以及生產效率。

綜上所述，本申請符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅爲本申請之較佳實施方式，本申請之範圍並不以上述實施方式爲限，舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本申請之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10、10A、10B:基板 101:第一表面 102、102A、102B:第二表面 12、12A、12B:接合墊 14A:第一電路元件 14B:第二電路元件 16A:第一導電元件 16B:第二導電元件 18:封膠層 19:切割處 20:封裝體 22A:第一子封裝體 22B:第二子封裝體 S10-S15:流程步驟

圖1顯示根據本申請一實施例所述的半導體封裝結構的製造方法的操作流程圖。 圖2A-圖2F顯示根據本申請一實施例所述的半導體封裝結構的製造方法的剖面示意圖。

無

S10-S15:流程步驟

Claims (10)

1. 一種半導體封裝結構製造方法，包括下列步驟： 提供一基板，具有一底面； 設置一第一電路元件與一第二電路元件於上述基板； 設置一第一導電元件以及一第二導電元件於上述基板，其中上述第一導電元件以及上述第二導電元件設置於上述第一電路元件兩側，上述第二導電元件設置於上述第一電路元件與上述第二電路元件之間； 形成封膠層以覆蓋上述第一電路元件與上述第二電路元件、上述第一導電元件以及上述第二導電元件與上述基板以形成一封裝體，並露出上述第一導電元件以及上述第二導電元件； 切割上述封裝體以形成分離之一第一子封裝體以及一第二子封裝體； 翻轉上述第一子封裝體；以及 將上述第一子封裝體的上述底面與上述第二子封裝體的上述底面接觸以結合上述第一子封裝體與上述第二子封裝體。
2. 如請求項1所述的半導體封裝結構製造方法，更包括設置複數接合墊於上述底面，其中位於上述第一子封裝體的上述接合墊與位於上述第二子封裝體的上述接合墊接觸。
3. 如請求項1所述的半導體封裝結構製造方法，其中上述第一子封裝體旋轉180∘後與上述第二子封裝體接合。
4. 如請求項1所述的半導體封裝結構製造方法，其中上述封裝體的切割處位於上述第二導電元件與上述第二電路元件之間。
5. 如請求項1所述的半導體封裝結構製造方法，其中上述第一導電元件以及上述第二導電元件為錫球。
6. 一種半導體封裝結構製造方法，包括下列步驟： 提供一基板，上述基板具有一第一表面以及相對於上述第一表面之一第二表面； 設置一第一電路元件與一第二電路元件於上述第一表面； 設置一第一導電元件以及一第二導電元件於上述第一表面，其中上述第一導電元件以及上述第二導電元件設置於上述第一電路元件兩側，上述第二導電元件設置於上述第一電路元件與上述第二電路元件之間； 形成封膠層以覆蓋上述第一電路元件與上述第二電路元件、上述第一導電元件以及上述第二導電元件與上述基板以形成一封裝體，並露出上述第一導電元件以及上述第二導電元件； 切割上述封裝體以形成分離之一第一子封裝體以及一第二子封裝體； 將上述第一子封裝體與上述第二子封裝體的上述第二表面互相接觸以結合上述第一子封裝體與上述第二子封裝體。
7. 如請求項6所述的半導體封裝結構製造方法，更包括設置複數接合墊於上述第二表面，其中位於上述第一子封裝體的上述接合墊與位於上述第二子封裝體的上述接合墊接觸。
8. 如請求項6所述的半導體封裝結構製造方法，其中上述第一子封裝體旋轉180∘後與上述第二子封裝體接合。
9. 如請求項6所述的半導體封裝結構製造方法，其中上述封裝體的切割處位於上述第二導電元件與上述第二電路元件之間。
10. 如請求項6所述的半導體封裝結構製造方法，其中上述第一導電元件以及上述第二導電元件為錫球。

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