TWI401755B - 四邊扁平無接腳封裝方法 - Google Patents

Description

四邊扁平無接腳封裝方法

本發明係有關於一種半導體封裝技術，特別是一種四邊扁平無接腳(quad flat no-lead)封裝方法。

於半導體封裝製程中，由於電子產品輕薄短小的趨勢加上功能不斷增多，使得封裝密度隨之不斷提高，亦不斷縮小封裝尺寸與改良封裝技術。如何開發高密度與細間距的封裝製程與降低製造成本一直為為此技術領域之重要課題。

為了解決上述問題，本發明目的之一係提供一種四邊扁平無接腳封裝方法，可獲得高密度與細間距的封裝製程。

本發明目的之一係提供一種四邊扁平無接腳封裝方法，可使用現有技術與雙面製程，且與使用基板相較具有較低的成本與優勢。

為了達到上述目的，本發明一實施例之一種四邊扁平無接腳封裝方法，係包括下列步驟：提供一封裝載板，其中封裝載板至少一表面設置一可剝離金屬層；設置一第一影像轉移層於可剝離金屬層上並暴露出部分可剝離金屬層之上表面；電鍍形成一第一圖案化金屬層於暴露於外的可剝離金屬層上，其中第一圖案化金屬層係包含複數個第一導電接墊；設置一第二影像轉移層於第一影像轉移層上並暴露出部分第一導電接墊之上表面用以形成複數個介電窗(via)；電鍍形成複數個金屬柱塞(plug)於介電窗內；移除第一影像轉移層與該第二影像轉移層；設置一第一晶片並與部分第一導電接墊電性連接；利用一第一封裝材料覆蓋第一晶片、金屬柱塞、第一導電接墊與可剝離金屬層；移除部份第一封裝材料至暴露出金屬柱塞之上表面；設置一第二圖案化金屬層於第一封裝材料之上表面並與金屬柱塞電性連接，其中第二圖案化金屬層係包含複數個第二導電接墊；設置一第二晶片並與部分第二導電接墊電性連接；利用一第二封裝材料覆蓋第二晶片、第二導電接墊與第一封裝材料；移除封裝載板並暴露出可剝離金屬層；以及對可剝離金屬層進行一圖案化程序用以形成複數個外部接點，其中外部接點係與第一導電接墊以及第二導電接墊電性連接。

本發明一實施例之一種四邊扁平無接腳封裝方法，係包括下列步驟：提供一封裝載板，其中封裝載板至少一表面設置一可剝離金屬層；設置一第一影像轉移層於可剝離金屬層上並暴露出部分可剝離金屬層之上表面；電鍍形成一第一圖案化金屬層於暴露於外的可剝離金屬層上，其中第一圖案化金屬層係包含複數個第一導電接墊；設置一第二影像轉移層於第一影像轉移層上並暴露出部分第一導電接墊之上表面用以形成複數個介電窗(via)；電鍍形成複數個金屬柱塞(plug)於介電窗內；移除第一影像轉移層與第二影像轉移層；設置一第一晶片並與部分第一導電接墊電性連接；利用一第一封裝材料覆蓋第一晶片、金屬柱塞、第一導電接墊與可剝離金屬層；移除部份第一封裝材料至暴露出金屬柱塞之上表面；設置一第二圖案化金屬層於第一封裝材料之上表面並與金屬柱塞電性連接，其中第二圖案化金屬層係包含複數個第二導電接墊；設置一第二晶片並與部分第二導電接墊電性連接；利用一第二封裝材料覆蓋第二晶片、第二導電接墊與第一封裝材料；移除封裝載板並暴露出可剝離金屬層；以及利用一蝕刻程序移除可剝離金屬層。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

其詳細說明如下，所述較佳實施例僅做一說明非用以限定本發明。圖1A、圖1B、圖1C、圖1D、圖1E、圖1F、圖1G、圖1H、圖1I、圖1J、圖1K與圖1L為本發明一實施例之四邊扁平無接腳封裝方法的流程示意圖。於本實施例中，四邊扁平無接腳封裝方法包括下列步驟。

首先，如圖1A所示，提供一封裝載板10。其中，此封裝載板10之至少一表面設置一可剝離金屬層20。接著，請繼續參照圖1B，設置一第一影像轉移層30於可剝離金屬層20上。此第一影像轉移層30暴露出部分可剝離金屬層20之上表面。繼續，電鍍形成一第一圖案化金屬層40於暴露於外的可剝離金屬層20上，如圖1C所示。其中，第一圖案化金屬層40係包含複數個第一導電接墊44。另外，第一圖案化金屬層40亦可依照需求製成具有晶片承座46之設計。

接著，請參照圖1D與圖1E，設置一第二影像轉移層32於一第一影像轉移層30上並暴露出部分第一導電接墊44用以形成複數個介電窗41。繼續，於介電窗41內電鍍形成複數個金屬柱塞(plug)。之後，移除第一影像轉移層30與第二影像轉移層32。

之後，請參照圖1F，設置一第一晶片50並與部分第一導電接墊44電性連接。於本實施例中，第一晶片50係設置於晶片承座46上並利用複數條引線(圖上未標)與第一導電接墊44電性連接。接著，利用一第一封裝材料60覆蓋第一晶片50、金屬柱塞42，第一導電接墊44、引線與可剝離金屬層20，如圖1G所示。

繼續，請參照圖1I，可利用一研磨方式移除部份第一封裝材料60至暴露出金屬柱塞42之上表面。之後，設置一第二圖案化金屬層72於第一封裝材料60上並與金屬柱塞42電性連接。其中，第二圖案化金屬層72包括複數個第二導電接墊74。第一圖案化金屬層40與第二圖案化金屬層72係利用金屬柱塞42電性連接。

接續上述說明，其中設置第二圖案化金屬層之步驟包括先於第一封裝材料之上表面形成一金屬層70，如圖1H所示；以及蝕刻此金屬層70以形成第二圖案化金屬層72，如圖1I所示。

請繼續參照圖1J，設置一第二晶片52與部分第二導電接墊74電性連接。於本實施例中，第二晶片52係利用一黏著層(圖上未標)固設於第一封裝材料60之上表面並利用複數條引線(圖上未標)與第二導電接墊74電性連接。之後，利用一第二封裝材料62覆蓋第二晶片52、引線、第二導電接墊74與第一封裝材料60。

繼續參照圖1K，移除封裝載板10並暴露出可剝離金屬層20之下表面，之後，如圖1L所示，對可剝離金屬層20進行一圖案化程序用以形成複數個外部接點22。此外部接點22會與第一導電接墊44與第二導電接墊74電性連接。

接續上述說明，於不同實施例中，封裝載板10的表面可設置一金屬易剝離表面12用以輔助可剝離金屬層20之剝離。此金屬易剝離表面12可為金屬材質或其他光滑材質所構成表面。

於一實施例中，請參照圖1K，於移除封裝載板10暴露出可剝離金屬層20後，可利用一蝕刻程序完成移除可剝離金屬層20暴露出第一圖案化金屬層40之下表面，如圖2所示。更者，於一實施例中，此蝕刻程序可進一步移除部份厚度的第一圖案化金屬層40以形成凹陷結構(如圖4D所示)。

請參照圖4B，於本發明一實施例中，每一外部接點22之尺寸可大於第一導電接墊44，以提供後續導電材料，如銲球，較大的接觸面積。然，本發明並不限於此，外部接點22之尺寸大小與形狀取決於使用者與設計者的需求。於一實施例中，如圖4C，每一外部接點22，例如導電柱(conductive pillar)，其尺寸係小於每一第一導電接墊44，如此其後使用之導電材料(如銲球)，可增加與導電柱及第一導電接墊44的接合強度。

於本發明中，整體封裝體的外部接點是利用移除封裝載板後對可剝離金屬層進行圖案化製程所得。因此，複數個外部接點22可設計成具有重新佈線(re-layout)第一導電接墊44的對外接點，如此可因應客戶需求增加封裝體的可變化性。

接著，請參照圖4A、圖4B、圖4C與圖4D，於不同實施例中，依不同需求可選擇性的於第一導電焊墊44或是對外接點22之表面設置一金屬表面處理層90。可理解的，於本發明中，亦可於第二導電接墊或是金屬柱塞之表面依需求設置金屬表面處理層。

請參照圖5A與圖5B，於一實施例中，本發明四邊扁平無接腳封裝方法所製成的四邊扁平無接腳封裝結構中，第一導電接墊44’係利用影像轉移技術與電鍍所製成，故可控制第一導電接墊44’之剖面具有正梯形或倒梯形結構。有一階梯狀結構。然本發明方法可製成之四邊扁平無接腳封裝結構並不限於此，利用上述方法可製作如圖5C與5D所示側面具有階梯形結構之第一導電接墊44’。於本發明中製作具有階梯形結構之第一導電接墊44’，僅需多次操作影像轉移層搭配電鍍程序即可達成。如圖3所示，第一晶片50可以覆晶方式設置與第一導電接墊44’電性連接，焊球80與外部接點22電性連接。於一實施例中，於第二導電接墊74上亦可利用影像轉移層搭配電鍍程序製作側面具有階梯形結構之第二導電接墊74’，而第二晶片52亦可以覆晶方式設置與第二導電接墊74’電性連接。

於本發明中，作為晶片承座與第一導電接墊之第一圖案化金屬層可選擇電鍍的方式製作，因此只要顯影曝光技術可配合作到的間距，此方法可製作出品質優良之小尺寸與細間距的導電接墊。相較於蝕刻方式，由於受限於藥水置換速度影響蝕刻率以及厚度的限制，其對於細間距的控制難度提高。因此，使用電鍍方式可具有較高的可靠度與達成率，故可製作較複雜的導電接墊結構，如側面為階梯狀的導電接墊的結構。本發明方法可藉由控制影像轉移層形狀，如梯形，即可製作導電接墊可具有一正梯形或倒梯形結構。

綜合上述，本發明四邊扁平無接腳封裝方法藉由使用具有可剝離金屬層的封裝載板，並可利用此可剝離金屬層進行圖案化作為其後封裝體外部接點，提供整體封裝製程與封裝結構的多樣性。另外，所有製程皆可使用既有技術與設備，並未增加成本與困難度。更者，由於圖案化可剝離金屬層之製程係使用影像轉移技術或黃光微影技術，因此可有效達成高密度與細間距的結構。本發明除可使用現有技術外，亦可應用於雙面製程。且本發明與一般使用基板之封裝方法相比，封裝載板亦可選用可回收或重複使用材質，因此具有較低的成本與較佳的優勢。此外，本方法可配合利用電鍍技術製作特殊結構且細間距的導電接墊結構。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10．．．封裝載板

12．．．金屬易剝離表面

20．．．可剝離金屬層

22．．．外部接點

30．．．第一影像轉移層

32．．．第二影像轉移層

40．．．第一圖案化金屬層

41．．．介電窗

42．．．金屬柱塞

44．．．第一導電接墊

44’．．．第一導電接墊

46．．．晶片承座

50．．．第一晶片

52．．．第二晶片

60．．．第一封裝材料

62．．．第二封裝材料

70．．．金屬層

72．．．第二圖案化金屬層

74．．．第二導電接墊

74’．．．第二導電接墊

80．．．焊球

90．．．金屬表面處理層

圖1A、圖1B、圖1C、圖1D、圖1E、圖1F、圖1G、圖1H、圖1I、圖1J、圖1K與圖1L為本發明一實施例之流程示意圖。

圖2為本發明一實施例之示意圖。

圖3為本發明一實施例之示意圖。

圖4A、圖4B、圖4C與圖4D為本發明不同實施例之示意圖。

圖5A、圖5B、圖5C與圖5D為本發明不同實施例之示意圖。

10．．．封裝載板

12．．．金屬易剝離表面

20．．．可剝離金屬層

22．．．外部接點

30．．．第一影像轉移層

32．．．第二影像轉移層

40．．．第一圖案化金屬層

41．．．介電窗

42．．．金屬柱塞

44．．．第一導電接墊

46．．．晶片承座

50．．．第一晶片

52．．．第二晶片

60．．．第一封裝材料

62．．．第二封裝材料

70．．．金屬層

72．．．第二圖案化金屬層

74．．．第二導電接墊

Claims (11)

1. 一種四邊扁平無接腳封裝方法，係包含下列步驟：提供一封裝載板，其中該封裝載板至少一表面設置一可剝離金屬層；設置一第一影像轉移層於該可剝離金屬層上並暴露出部分該可剝離金屬層之上表面；電鍍形成一第一圖案化金屬層於暴露於外的該可剝離金屬層上，其中該第一圖案化金屬層係包含複數個第一導電接墊；設置一第二影像轉移層於該第一影像轉移層上並暴露出部分該些第一導電接墊之上表面用以形成複數個介電窗(via)；電鍍形成複數個金屬柱塞(plug)於該些介電窗內；移除該第一影像轉移層與該第二影像轉移層；設置一第一晶片並與部分該些第一導電接墊電性連接；利用一第一封裝材料覆蓋該第一晶片、該些金屬柱塞、該些第一導電接墊與該可剝離金屬層；移除部份該第一封裝材料至暴露出該些金屬柱塞之上表面；設置一第二圖案化金屬層於該第一封裝材料之上表面並與該些金屬柱塞電性連接，其中該第二圖案化金屬層係包含複數個第二導電接墊；設置一第二晶片並與部分該些第二導電接墊電性連接；利用一第二封裝材料覆蓋該第二晶片、該些第二導電接墊與該第一封裝材料；移除該封裝載板並暴露出該可剝離金屬層；以及對該可剝離金屬層進行一圖案化程序用以形成複數個外部接點，其中該些外部接點係與該些第一導電接墊以及該些第二導電接墊電性連接。
2. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該封裝載板之該表面可為金屬材質或金屬易剝離表面。
3. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中每一該些外部接點之尺寸係大於每一該些導電接墊。
4. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該些外部接點係重新佈線該些導電接墊。
5. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該些外部接點係為導電柱(conductive pillar)。
6. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，更包含形成一金屬表面處理層於該些外部接點、該些第一導電接墊或該些第二導電接墊上。
7. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中設置該第二圖案化金屬層之步驟更包含：形成一金屬層於該第一封裝材料之上表面；以及蝕刻該金屬層以形成該第二圖案化金屬層。
8. 一種四邊扁平無接腳封裝方法，係包含下列步驟：提供一封裝載板，其中該封裝載板至少一表面設置一可剝離金屬層；設置一第一影像轉移層於該可剝離金屬層上並暴露出部分該可剝離金屬層之上表面；電鍍形成一第一圖案化金屬層於暴露於外的該可剝離金屬層上，其中該第一圖案化金屬層係包含複數個第一導電接墊；設置一第二影像轉移層於該第一影像轉移層上並暴露出部分該些第一導電接墊之上表面用以形成複數個介電窗(via)；電鍍形成複數個金屬柱塞(plug)於該些介電窗內；移除該第一影像轉移層與該第二影像轉移層；設置一第一晶片並與部分該些第一導電接墊電性連接；利用一第一封裝材料覆蓋該第一晶片、該些金屬柱塞、該些第一導電接墊與該可剝離金屬層；移除部份該第一封裝材料至暴露出該些金屬柱塞之上表面；設置一第二圖案化金屬層於該第一封裝材料之上表面並與該些金屬柱塞電性連接，其中該第二圖案化金屬層係包含複數個第二導電接墊；設置一第二晶片並與部分該些第二導電接墊電性連接；利用一第二封裝材料覆蓋該第二晶片、該些第二導電接墊與該第一封裝材料；移除該封裝載板並暴露出該可剝離金屬層；以及利用一蝕刻程序移除該可剝離金屬層。
9. 如請求項8所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該蝕刻程序更移除部份厚度的該第一圖案化金屬層。
10. 如請求項8所述之四邊扁平無接腳封裝方法，更包含形成一金屬表面處理層於該些第一導電接墊或該些第二導電接墊之表面上。
11. 如請求項8所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中設置該第二圖案化金屬層之步驟更包含：形成一金屬層於該該第一封裝材料之上表面；以及蝕刻該金屬層以形成該第二圖案化金屬層。