TWI388019B - 封裝結構之製法 - Google Patents

Description

封裝結構之製法

本發明係有關一種封裝結構之製法，尤指一種能提高整體產能與降低整體成本之封裝結構之製法。

在現行覆晶式(flip chip)半導體封裝技術中，係於半導體晶片的作用面上設有複數電極墊，並提供一頂面具有複數電性接觸墊之封裝基板，而於各該電極墊對應的電性接觸墊之間藉由焊料凸塊電性連接。

相較於傳統的打線接合(Wire Bond)技術，該覆晶技術於該半導體晶片與封裝基板之間的電性連接係直接以焊料凸塊為之而非一般之金線，而此種覆晶技術之優點在於能提高封裝密度以降低封裝元件尺寸，同時，該種覆晶技術不需使用長度較長之金線，俾能降低電性阻抗以提昇電性功能。

習知之覆晶式封裝結構之製法係先提供一核心板，再於該核心板上依序形成具有複數凸塊焊墊之增層結構與絕緣保護層，且該絕緣保護層中形成有複數開孔，以令各該凸塊焊墊對應外露於各該開孔，並於該增層結構所外露之凸塊焊墊上形成表面處理層，而成為一整版面封裝基板(panel)；接著，將該整版面封裝基板切割成複數封裝基板單元(unit)或複數封裝基板條(strip)，而各該封裝基板條係包含複數封裝基板單元；最後，再運送至封裝廠進行後續的置晶、封裝、及/或切單(singulation)等製程。

惟，若將該整版面封裝基板切割成複數封裝基板單元後，再進行置晶與封裝步驟，則因為一次僅能針對單一封裝基板單元進行各項製程，因而降低產能，且導致製程之整體成本增加；又若將該整版面封裝基板切割成複數封裝基板單元或封裝基板條，之後再進行置晶、封裝與切單等製程，則因為該封裝基板條所保留的邊框佔用不少有效面積，導致整體成本增加，並造成材料的浪費。另一方面，隨著封裝基板的整體厚度愈來愈薄，對於封裝基板單元或封裝基板條進行置晶或封裝等加工製程將更加困難。

然而，若未將整版面封裝基板切割成複數封裝基板單元或複數封裝基板條，而直接於整版面封裝基板來進行置晶、封裝、及切單等製程步驟，則必須購置大型之製程機台，因而造成整體設備成本的上升；再者，該大面積之整版面封裝基板之對位精度較低，故而易導致最終之封裝結構單元產生較大的製程誤差，進而影響整體良率。

因此，如何避免習知技術中之封裝結構的製法因製程繁雜而導致產能低落、及佔用廢料部份過多，而導致整體成本上升等問題，實已成為目前亟欲解決的課題。

鑑於上述習知技術之種種缺失，本發明之主要目的係提供一種能提高整體產能與降低整體成本之封裝結構之製法。

為達上述及其他目的，本發明揭露一種封裝結構之製法，係包括：提供一上下成對之整版面封裝基板，其相對 的兩最外層表面上分別形成複數金屬凸塊與絕緣保護層，且該絕緣保護層中形成複數開孔，以令各該金屬凸塊對應露出於各該開孔；分離該上下成對的整版面封裝基板，並裁切該整版面封裝基板，而成為複數封裝基板區塊，且各該封裝基板區塊具有呈(m×n)陣列排列的封裝基板單元，其中，m與n皆為大於1之整數；將該封裝基板區塊設置於第二承載板上；於各該封裝基板單元上接置半導體晶片，以成為具有複數封裝結構單元的封裝結構區塊，而該半導體晶片具有作用面，且該作用面上具有複數電極墊，又各該電極墊藉由焊料以對應電性連接至各該金屬凸塊；於該絕緣保護層及該些半導體晶片上形成封裝材，且該封裝材並填入該些半導體晶片與絕緣保護層之間，以包覆該些焊料；移除該第二承載板；以及裁切該接置有該些半導體晶片之封裝結構區塊以分離成複數封裝結構單元。

依上所述之封裝結構之製法，該上下成對的整版面封裝基板之製法係包括：提供一第一承載板，其兩表面上分別具有面積小於該第一承載板之剝離層、於該第一承載板上並環繞該剝離層四周之黏著層、及設於該剝離層與黏著層上之金屬層；於該金屬層上分別依序形成複數電性接觸墊與增層結構，而該增層結構係包括至少一介電層、形成於該介電層上之線路層、及複數形成於該介電層中並電性連接該線路層與電性接觸墊之導電盲孔，且該增層結構最外層之線路層復具有複數凸塊焊墊；以及於該增層結構最外層上形成該絕緣保護層，且該絕緣保護層中形成該些開 孔，以令各該凸塊焊墊對應露出於各該開孔，於各該凸塊焊墊上電鍍形成各該金屬凸塊。

又於上述之製法中，該封裝基板區塊之製法係包括：沿該上下成對之整版面封裝基板的邊緣進行裁切，且裁切邊通過該剝離層；移除該第一承載板與剝離層以將該上下成對的整版面封裝基板分離成獨立的兩個整版面封裝基板；以及裁切該整版面封裝基板，並移除該金屬層，而成為該些封裝基板區塊。

前述之封裝結構之製法中，於移除該第二承載板之後，復包括於各該封裝基板區塊之該些電性接觸墊上對應形成焊球。

依上所述之製法，於裁切該整版面封裝基板之前，復可包括於該絕緣保護層與金屬凸塊上形成保護膜，並於裁切後，移除該保護膜。

本發明復揭露另一種封裝結構之製法，係包括：提供一上下成對的整版面封裝基板，其相對的兩最外層表面上形成有複數凸塊焊墊，並於各該最外層表面與凸塊焊墊上形成有絕緣保護層，且該絕緣保護層中形成有複數開孔，以令各該凸塊焊墊對應露出於各該開孔；分離該上下成對的整版面封裝基板，並裁切該整版面封裝基板，而成為複數封裝基板區塊，且各該封裝基板區塊具有呈(m×n)陣列排列之封裝基板單元，其中，m與n皆為大於1之整數；將該封裝基板區塊設置於第二承載板上；於各該開孔中的凸塊焊墊上形成焊料凸塊；於各該封裝基板單元上接 置半導體晶片，以成為具有複數封裝結構單元的封裝結構區塊，而該半導體晶片具有作用面，且該作用面上具有複數電極墊，又各該電極墊藉由各該焊料凸塊以對應電性連接至各該凸塊焊墊；於該絕緣保護層及該些半導體晶片上形成封裝材，且該封裝材並填入該些半導體晶片與絕緣保護層之間，以包覆該些焊料凸塊；移除該第二承載板；以及裁切該接置有該些半導體晶片之封裝結構區塊以分離成複數封裝結構單元。

依前所述，該上下成對的整版面封裝基板之製法係包括：提供一第一承載板，其兩表面上分別具有面積小於該第一承載板之剝離層、於該第一承載板上並環繞該剝離層四周之黏著層、及設於該剝離層與黏著層上之金屬層；於該金屬層上分別依序形成複數電性接觸墊與增層結構，該增層結構係包括至少一介電層、形成於該介電層上之線路層、及複數形成於該介電層中並電性連接該線路層與電性接觸墊之導電盲孔，且該增層結構最外層之線路層復具有複數凸塊焊墊；以及於該增層結構最外層上形成該絕緣保護層，且該絕緣保護層中形成該些開孔，以令各該凸塊焊墊對應露出於各該開孔。

又依上所述之製法中，該封裝基板區塊之製法係包括：沿該上下成對的整版面封裝基板的邊緣進行裁切，且裁切邊通過該剝離層；移除該第一承載板與剝離層以將該上下成對的整版面封裝基板分離成獨立的兩個整版面封裝基板；以及裁切該整版面封裝基板，並移除該金屬層，而 成為該些封裝基板區塊。

於前述之封裝結構之製法中，於移除該第二承載板之後，復包括於各該封裝基板區塊之該些電性接觸墊上對應形成焊球。

依上所述之封裝結構之製法，該些焊料凸塊係可藉由印刷或植球、再加以迴焊而形成。

又依上所述之封裝結構之製法，於裁切該上下成對的整版面封裝基板之前，復可包括於該絕緣保護層與凸塊焊墊上形成保護膜，並於裁切後，移除該保護膜。

由上可知，本發明之封裝結構之製法係先將整版面封裝基板裁切成複數封裝基板區塊，以令各該封裝基板區塊之面積適中且包括有複數封裝基板單元；接著，於各該封裝基板單元上接置半導體晶片並以封裝材加以固定與保護，最後，裁切成複數封裝結構單元。相較於習知技術，本發明之封裝結構之製法係整合封裝基板製造及半導體晶片封裝，能一次對各該封裝基板區塊中的全部封裝基板單元進行半導體晶片封裝，俾以簡化製程步驟並提高產能；再者，本發明之封裝基板區塊之面積適中，以縮小各該封裝基板區塊中的各該封裝基板單元於製程中之對位誤差，俾能提高製程精度與良率，因而本發明之封裝結構之製法具有較高產能及良率等優點。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地 瞭解本發明之其他優點及功效。

第一實施例

請參閱第1A至1H圖，係為本發明之封裝結構之製法之第一實施例的剖視示意圖；其中，該第1E’圖係第1E圖的俯視圖。

如第1A圖所示，提供一第一承載板20a，於該第一承載板20a之兩表面上分別具有面積小於該第一承載板20a之剝離層211、於該第一承載板20a上並環繞該剝離層211四周的黏著層212、及設於該剝離層211與黏著層212上之金屬層221；其中，該剝離層211可為離型膜，形成該金屬層221之材質可為銅，且該金屬層221可當作電鍍製程中之晶種層(seed layer)使用。

如第1B圖所示，於該第一承載板20a之兩表面上的金屬層221上分別依序形成複數電性接觸墊222與增層結構23，該增層結構23係包括至少一介電層231、形成於該介電層231上之線路層233、及複數形成於該介電層231中並電性連接該線路層233與電性接觸墊222之導電盲孔232，且該增層結構23最外層之線路層233復具有複數凸塊焊墊234，並於該增層結構23最外層上形成絕緣保護層25，且該絕緣保護層25中形成有複數開孔250，以令各該凸塊焊墊234對應露出於各該開孔250；接著，於各該凸塊焊墊234上電鍍形成例如為銅之金屬凸塊24，而成為上下成對的整版面封裝基板2a，然後，於該絕緣保護層25與金屬凸塊24上形成保護膜27。

如第1C圖所示，沿該上下成對的整版面封裝基板2a的邊緣進行第一次裁切，且裁切邊28通過該剝離層211，以將該黏著層212移除。

如第1D圖所示，移除該第一承載板20a與剝離層211以將該上下成對的整版面封裝基板2a分離成獨立的兩個整版面封裝基板2a’。

如第1E及1E’圖所示，該第1E’圖係第1E圖的俯視圖；如圖所示，將各該整版面封裝基板2a’進行第二次裁切，而成為複數封裝基板區塊2b，且各該封裝基板區塊2b具有呈(m×n)陣列排列之封裝基板單元2c，其中，m與n皆為大於1之整數，於本實施例中，m為6，n為5，但不以此為限。

如第1F圖所示，移除該保護膜27與金屬層221，並將該封裝基板區塊2b置於第二承載板20b上，其中，各該電性接觸墊222結合至該第二承載板20b上，而各該金屬凸塊24係外露。

如第1G圖所示，於各該封裝基板單元2c上之該些金屬凸塊24接置半導體晶片30，而成為具有複數封裝結構單元2c’之封裝結構區塊2b’，其中該半導體晶片30具有作用面30a，且該作用面30a上具有複數電極墊301，而各該電極墊301藉由焊料31a以對應電性連接至各該金屬凸塊24；接著，於該絕緣保護層25及該些半導體晶片30上形成封裝材32，且該封裝材32並填入該些半導體晶片30與絕緣保護層25之間，以包覆該些焊料31a；然後，移除 該第二承載板20b以外露各該電性接觸墊222，再於各該電性接觸墊222上形成焊球33；或者，於該電性接觸墊222上可不形成焊球33，而直接供作與墊閘陣列(Land grid array，簡稱LGA)結構之電性連接(圖式中未表示)。

如第1H圖所示，進行第三次裁切以將該接置該些半導體晶片30之封裝結構區塊2b’分離成複數封裝結構單元2c’。

第二實施例

請參閱第2A至2H圖，係為本發明之封裝結構之製法之第二實施例的剖視示意圖。

如第2A圖所示，提供一第一承載板20a，於該第一承載板20a之兩表面上皆分別具有面積小於該第一承載板20a之剝離層211、於該第一承載板20a上並環繞該剝離層211四周的黏著層212、及設於該剝離層211與黏著層212上之金屬層221；其中，該剝離層211可為離型膜，形成該金屬層221之材質可為銅，且該金屬層221可當作晶種層使用。接著，於該第一承載板20a之兩表面上方的金屬層221上分別依序形成複數電性接觸墊222與增層結構23，該增層結構23係包括至少一介電層231、形成於該介電層231上之線路層233、及複數形成於該介電層231中並電性連接該線路層233與電性接觸墊222之導電盲孔232，且該增層結構23最外層之線路層233復具有複數凸塊焊墊234。然後，於該增層結構23最外層上形成絕緣保護層25，且該絕緣保護層25中形成有複數開孔250，以令 各該凸塊焊墊234對應露出於各該開孔250，而成為上下成對的整版面封裝基板2a，並於該絕緣保護層25與凸塊焊墊234上形成保護膜27。

如第2B圖所示，沿該上下成對的整版面封裝基板2a的邊緣進行第一次裁切，且裁切邊28通過該剝離層211，以將該黏著層212移除。

如第2C圖所示，移除該第一承載板20a與剝離層211以將該上下成對的整版面封裝基板2a分離成獨立的兩個整版面封裝基板2a’。

如第2D圖所示，將各該整版面封裝基板2a’進行第二次裁切，而成為複數封裝基板區塊2b，各該封裝基板區塊2b具有呈(m×n)陣列排列的封裝基板單元2c，其中，m與n皆為大於1之整數。

如第2E圖所示，移除該保護膜27與金屬層221，並將該封裝基板區塊2b置於第二承載板20b上，其中，各該電性接觸墊222結合至該第二承載板20b上，而該絕緣保護層25係外露。

如第2F圖所示，於該絕緣保護層25之各該開孔250中的凸塊焊墊234上形成焊料凸塊31b，該些焊料凸塊31b係可藉由印刷或植球、再加以迴焊而形成。

如第2G圖所示，於各該封裝基板單元2c之該些凸塊焊墊234上接置半導體晶片30，而成為具有複數封裝結構單元2c’的封裝結構區塊2b’，該半導體晶片30具有作用面30a，且該作用面30a上具有複數電極墊301，而各該電 極墊301藉由各該焊料凸塊31b以對應電性連接至各該凸塊焊墊234；接著，於該絕緣保護層25及該些半導體晶片30上形成封裝材32，且該封裝材32並填入該些半導體晶片30與絕緣保護層25之間，以包覆該些焊料凸塊31b；然後，移除該第二承載板20b以外露各該電性接觸墊222，再於各該電性接觸墊222上形成焊球33；或者，該電性接觸墊222上可不形成焊球33，而直接供作與墊閘陣列(Land grid array，簡稱LGA)結構之電性連接(未以圖式表示)。

如第2H圖所示，進行第三次裁切以將該接置有該些半導體晶片30之封裝結構區塊2b’分離成複數封裝結構單元2c’。

要注意的是，本發明之製法中，亦可先將上下成對的整版面封裝基板裁切成複數上下成對的封裝基板區塊，再將各該上下成對的封裝基板區塊分離成獨立的兩個封裝基板區塊，而其他步驟同前面所述，在此不加以贅述。

綜上所述，本發明之封裝結構之製法係先將整版面封裝基板裁切成複數封裝基板區塊，以令各該封裝基板區塊之面積適中且包括有複數封裝基板單元，而能免除使用大型機台，俾以降低購置製程工具成本；接著，於各該封裝基板單元上接置半導體晶片並以封裝材加以固定與保護；最後，裁切成複數封裝結構單元。相較於習知技術，本發明之封裝結構之製法係整合封裝基板製造及半導體晶片封裝，能一次對各該封裝基板區塊中的全部封裝基板單元進行半導體晶片封裝，俾以簡化製程步驟並提高產能；再者， 本發明之封裝基板區塊之面積適中，所以，縮小各該封裝基板區塊中的各該封裝基板單元於製程中之對位誤差，俾能提高製程精度與良率，因而本發明之封裝結構之製法具有較高產能及良率等優點。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

20a‧‧‧第一承載板

20b‧‧‧第二承載板

211‧‧‧剝離層

212‧‧‧黏著層

221‧‧‧金屬層

222‧‧‧電性接觸墊

23‧‧‧增層結構

231‧‧‧介電層

232‧‧‧導電盲孔

233‧‧‧線路層

234‧‧‧凸塊焊墊

24‧‧‧金屬凸塊

25‧‧‧絕緣保護層

250‧‧‧開孔

27‧‧‧保護膜

28‧‧‧裁切邊

30‧‧‧半導體晶片

30a‧‧‧作用面

301‧‧‧電極墊

31a‧‧‧焊料

31b‧‧‧焊料凸塊

32‧‧‧封裝材

33‧‧‧焊球

2a‧‧‧上下成對的整版面封裝基板

2a’‧‧‧整版面封裝基板

2b‧‧‧封裝基板區塊

2b’‧‧‧封裝結構區塊

2c‧‧‧封裝基板單元

2c’‧‧‧封裝結構單元

m,n‧‧‧大於1之整數

第1A至1H圖係為本發明封裝結構之製法之第一實施例的剖視示意圖；其中，該第1E’圖係第1E圖的俯視圖；以及第2A至2H圖係為本發明封裝結構之製法之第二實施例的剖視示意圖。

2a’‧‧‧整版面封裝基板

2b‧‧‧封裝基板區塊

2c‧‧‧封裝基板單元

m,n‧‧‧大於1之整數

Claims (11)

1. 一種封裝結構之製法，係包括：提供一上下成對的整版面封裝基板，其相對的兩最外層表面上均形成有複數金屬凸塊與絕緣保護層，且該絕緣保護層中形成有複數開孔，以令各該金屬凸塊對應露出於各該開孔；分離該上下成對的整版面封裝基板，並裁切該整版面封裝基板，以成為複數封裝基板區塊，且各該封裝基板區塊具有呈(m×n)陣列排列之封裝基板單元，其中，m與n皆為大於1之整數；將該封裝基板區塊設置於第二承載板上；於各該封裝基板單元上接置半導體晶片，以成為具有複數封裝結構單元的封裝結構區塊，而該半導體晶片具有作用面，且該作用面上具有複數電極墊，又各該電極墊藉由焊料以對應電性連接至各該金屬凸塊；於該絕緣保護層及該些半導體晶片上形成封裝材，且該封裝材並填入該些半導體晶片與絕緣保護層之間，以包覆該些焊料；移除該第二承載板；以及裁切該接置有該些半導體晶片之封裝結構區塊以分離成複數封裝結構單元。
2. 如申請專利範圍第1項之封裝結構之製法，其中，該上下成對的整版面封裝基板之製法係包括： 提供一第一承載板，其兩表面上分別具有面積小於該第一承載板之剝離層、於該第一承載板上並環繞該剝離層四周之黏著層、及設於該剝離層與黏著層上之金屬層；於該金屬層上分別依序形成電性接觸墊與增層結構，而該增層結構係包括至少一介電層、形成於該介電層上之線路層、及複數形成於該介電層中並電性連接該線路層與電性接觸墊之導電盲孔，且該增層結構最外層之線路層復具有複數凸塊焊墊；以及於該增層結構最外層上形成該絕緣保護層，且該絕緣保護層中形成有該些開孔，以令各該凸塊焊墊對應外露於各該開孔，並於各該凸塊焊墊上電鍍形成各該金屬凸塊。
3. 如申請專利範圍第2項之封裝結構之製法，其中，該封裝基板區塊之製法係包括：沿該上下成對的整版面封裝基板的邊緣進行裁切，且裁切邊通過該剝離層；移除該第一承載板與剝離層以將該上下成對的整版面封裝基板分離成獨立的兩個整版面封裝基板；以及裁切該整版面封裝基板，並移除該金屬層，以成為該些封裝基板區塊。
4. 如申請專利範圍第2項之封裝結構之製法，其中，於移除該第二承載板之後，復包括於各該封裝基板區塊 之該些電性接觸墊上對應形成焊球。
5. 如申請專利範圍第1項之封裝結構之製法，其中，於裁切該整版面封裝基板之前，復包括於該絕緣保護層與金屬凸塊上形成保護膜，並於裁切後，移除該保護膜。
6. 一種封裝結構之製法，係包括：提供一上下成對的整版面封裝基板，其相對的兩最外層表面上形成有複數凸塊焊墊，並於各該最外層表面與凸塊焊墊上形成有絕緣保護層，且該絕緣保護層中形成有複數開孔，以令各該凸塊焊墊對應露出於各該開孔；分離該上下成對的整版面封裝基板，並裁切該整版面封裝基板，以成為複數封裝基板區塊，且各該封裝基板區塊具有呈(m×n)陣列排列之封裝基板單元，其中，m與n皆為大於1之整數；將該封裝基板區塊設置於第二承載板上；於各該開孔中的凸塊焊墊上形成焊料凸塊；於各該封裝基板單元上接置半導體晶片，以成為具有複數封裝結構單元的封裝結構區塊，而該半導體晶片具有作用面，且該作用面上具有複數電極墊，又各該電極墊藉由各該焊料凸塊以對應電性連接至各該凸塊焊墊；於該絕緣保護層及該些半導體晶片上形成封裝材，且該封裝材並填入該些半導體晶片與絕緣保護層 之間，以包覆該些焊料凸塊；移除該第二承載板；以及裁切該接置有該些半導體晶片之封裝結構區塊以分離成複數封裝結構單元。
7. 如申請專利範圍第6項之封裝結構之製法，其中，該上下成對的整版面封裝基板之製法係包括：提供一第一承載板，其兩表面上分別具有面積小於該第一承載板之剝離層、於該第一承載板上並環繞該剝離層四周之黏著層、及設於該剝離層與黏著層上之金屬層；於該金屬層上分別依序形成複數電性接觸墊與增層結構，而該增層結構係包括至少一介電層、形成於該介電層上之線路層、及複數形成於該介電層中並電性連接該線路層與電性接觸墊之導電盲孔，且該增層結構最外層之線路層復具有複數凸塊焊墊；以及於該增層結構最外層上形成該絕緣保護層，且該絕緣保護層中形成有該些開孔，以令各該凸塊焊墊對應外露於各該開孔。
8. 如申請專利範圍第7項之封裝結構之製法，其中，該封裝基板區塊之製法係包括：沿該上下成對的整版面封裝基板的邊緣進行裁切，且裁切邊通過該剝離層；移除該第一承載板與剝離層以將該上下成對的整版面封裝基板分離成獨立的兩個整版面封裝基板；以 及裁切該整版面封裝基板，並移除該金屬層，以成為該些封裝基板區塊。
9. 如申請專利範圍第7項之封裝結構之製法，其中，於移除該第二承載板之後，復包括於各該封裝基板區塊之該些電性接觸墊上對應形成焊球。
10. 如申請專利範圍第6項之封裝結構之製法，其中，該些焊料凸塊係藉由印刷或植球，並加以迴焊而形成。
11. 如申請專利範圍第6項之封裝結構之製法，其中，於裁切該整版面封裝基板之前，復包括於該絕緣保護層與凸塊焊墊上形成保護膜，並於裁切後，移除該保護膜。