TWI518852B - 半導體封裝件及其製法 - Google Patents

Description

半導體封裝件及其製法

本發明係關於一種半導體封裝件及其製法，特別是指一種可提升良率之半導體封裝件及其製法。

目前的扇出(Fan-Out)型半導體封裝件主要係於載體之整個表面上形成封裝膠體以對複數晶片進行封裝，但因該封裝膠體與該載體之接觸面積過大，且該封裝膠體之熱膨脹係數(Coefficient of Thermal Expansion；CTE)高於該載體之熱膨脹係數，以致該封裝膠體容易產生過大應力而造成翹曲(warpage)之情形，因而導致後續難以在該封裝膠體上進行線路重佈及切單等製程。

第1A圖與第1B圖係繪示習知技術之半導體封裝件之製法之剖視示意圖。

如第1A圖所示，先形成剝離層(release layer)11於載體10上，並設置複數具有銲墊121之晶片12於該剝離層11上，再形成封裝膠體13於該剝離層11上以包覆該些晶片12。

接著，對該載體10、剝離層11與封裝膠體13進行烘烤作業，並移除該載體10與該剝離層11。

上述半導體封裝件之製法之缺點，在於該封裝膠體13與該載體10上之剝離層11之接觸面積過大，且該封裝膠體13之熱膨脹係數與楊氏係數(Young's Modulus)亦分別高於該載體10之熱膨脹係數與楊氏係數，使得該封裝膠體13容易產生如第1B圖所示翹曲之情形，因而導致後續難以在該封裝膠體13上進行線路重佈及切單等製程，並降低該半導體封裝件之良率。

因此，如何克服上述習知技術的問題，實已成目前亟欲解決的課題。

本發明係提供一種半導體封裝件，其包括：半導體元件，係具有作用面與形成於該作用面之複數銲墊；封裝膠體，係具有相對之第一表面與第二表面，並包覆該半導體元件，且該封裝膠體之第一表面外露出該半導體元件之作用面及銲墊；以及緩衝層，係形成於該封裝膠體之第二表面上。

該封裝膠體可具有鄰接該第一表面與該第二表面之側面，該緩衝層係形成於該封裝膠體之第二表面及側面上。

該半導體封裝件可包括線路層，係形成於該半導體元件之作用面上以電性連接該些銲墊。

本發明復提供一種半導體封裝件之製法，其包括：提供一第一承載件與複數半導體元件，該半導體元件係具有作用面與形成於該作用面之複數銲墊；以該作用面將該半導體元件設置於該第一承載件上；形成封裝膠體於該第一 承載件上以分別包覆該些半導體元件，並使該些封裝膠體之間具有間隙；形成緩衝層於該第一承載件上以包覆該些封裝膠體及填入該間隙；以及移除該第一承載件以外露出該半導體元件之作用面、銲墊、封裝膠體及緩衝層。

該第一承載件可具有第一載體與形成於該第一載體上之第一剝離層，該半導體元件係以該作用面設置於該第一剝離層上，該些封裝膠體與該緩衝層係依序形成於該第一剝離層上。

該半導體封裝件之製法可包括藉由該第一剝離層移除該第一承載件之第一載體。

該半導體封裝件之製法可包括提供一具有第二載體與形成該第二載體上之第二剝離層的第二承載件，並於形成該緩衝層後，以該第二剝離層將該第二承載件形成於該緩衝層上；以及形成線路層於該封裝膠體之第一表面及該半導體元件之作用面上以電性連接該些銲墊。

該半導體封裝件之製法可包括藉由該第二剝離層移除該第二承載件之第二載體；以及進行切單作業以形成複數半導體封裝件。該切單作業可依據該些封裝膠體之側面進行切割、或依據該些封裝膠體之間隙或周圍之緩衝層進行切割，以形成該些半導體封裝件。

上述半導體封裝件及其製法中，該封裝膠體可藉由網版印刷、壓合或模壓方式包覆於該半導體元件上。該緩衝層之熱膨脹係數可低於該封裝膠體之熱膨脹係數，而該緩衝層之楊氏係數亦可低於該封裝膠體之楊氏係數。該緩衝 層可為熱膨脹係數介於3至20ppm/℃或楊氏係數介於1至1000MPa(百萬帕斯卡)之有機聚合物。

由上可知，本發明之半導體封裝件及其製法，主要係在第一承載件上設置複數半導體元件，並形成封裝膠體於該第一承載件上以分別包覆該些半導體元件，俾使該些封裝膠體之間具有間隙，再形成緩衝層於該第一承載件上以包覆該些封裝膠體及填入該間隙，而該緩衝層之熱膨脹係數可低於該封裝膠體之熱膨脹係數，或該緩衝層之楊氏係數可低於該封裝膠體之楊氏係數。

藉此，本發明能使該些封裝膠體與該緩衝層形成複合式結構，並減少單一的封裝膠體與該第一承載件之接觸面積，俾使該些封裝膠體與該第一承載件間之應力得以釋放，亦可保有該些封裝膠體之信賴性，還能防止該些封裝膠體產生翹曲之情形，以利後續在該些封裝膠體上進行線路重佈及切單等製程，進而提升該半導體封裝件之良率。

10‧‧‧載體

11‧‧‧剝離層

12‧‧‧晶片

121‧‧‧銲墊

13‧‧‧封裝膠體

2、2'‧‧‧半導體封裝件

20‧‧‧第一承載件

201‧‧‧第一載體

202‧‧‧第一剝離層

203‧‧‧封裝單元

21‧‧‧半導體元件

211‧‧‧作用面

212‧‧‧非作用面

213‧‧‧銲墊

22‧‧‧封裝膠體

221‧‧‧第一表面

222‧‧‧第二表面

223‧‧‧側面

224‧‧‧間隙

23‧‧‧緩衝層

231‧‧‧第三表面

232‧‧‧第四表面

24‧‧‧第二承載件

241‧‧‧第二載體

242‧‧‧第二剝離層

25‧‧‧線路層

26‧‧‧拒銲層

261‧‧‧開口

27‧‧‧銲球

S、S'‧‧‧切割線

第1A圖與第1B圖係繪示習知技術之半導體封裝件之製法之剖視示意圖；以及第2A圖至第2I'圖係繪示本發明之半導體封裝件及其製法之剖視示意圖，其中，第2A'圖與第2C'圖分別為第2A圖及第2C圖之俯視示意圖，第2I圖與第2I'圖分別為沿著第2H圖之切割線S及第2H'圖之切割線S'進行切單後之示意圖。

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。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

同時，本說明書中所引用之如「上」、「一」、「第一」、「第二」、「表面」、「作用面」及「非作用面」等用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

第2A圖至第2I'圖係繪示本發明之半導體封裝件及其製法之剖視示意圖，其中，第2A'圖與第2C'圖分別為第2A圖及第2C圖之俯視示意圖，第2I圖與第2I'圖分別為沿著第2H圖之切割線S及第2H'圖之切割線S'進行切單後之示意圖。

如第2A圖與第2A'圖所示，先提供第一承載件20，且其具有第一載體201、形成於該第一載體201上之第一剝離層202與複數封裝單元203。

如第2B圖所示，提供複數如半導體晶片之半導體元 件21，且各該半導體元件21具有相對之作用面211與非作用面212及形成於該作用面211之複數銲墊213。同時，以該作用面211將該半導體元件21設置於該第一承載件20之封裝單元203之第一剝離層202上。

如第2C圖與第2C'圖所示，藉由網版印刷、壓合(lamination)或模壓(molding)方式，分別形成封裝膠體22於該些封裝單元203之第一剝離層202上以包覆該些半導體元件21，並使該些封裝膠體22之間具有間隙224。

如第2D圖所示，形成具有相對之第三表面231與第四表面232之緩衝層23於該第一承載件20之第一剝離層202上，以包覆該些封裝膠體22及填入該間隙224。該緩衝層23之熱膨脹係數可低於該封裝膠體22之熱膨脹係數，而該緩衝層23之楊氏係數可低於該封裝膠體22之楊氏係數，且該緩衝層23可為熱膨脹係數介於3至20ppm/℃或楊氏係數介於1至1000MPa之有機聚合物。

如第2E圖所示，提供第二承載件24且其具有第二載體241與形成該第二載體241上之第二剝離層242，並以該第二剝離層242將該第二承載件24形成於該緩衝層23之第四表面232上。

如第2F圖所示，藉由該第一剝離層202移除該第一承載件20之第一載體201，以外露出該半導體元件21之作用面211、銲墊213、封裝膠體22之第一表面221及緩衝層23之第三表面231。

如第2G圖所示，形成線路層25於該封裝膠體22之 第一表面221及該半導體元件21之作用面211上以電性連接該些銲墊213。

接著，形成具有複數開口261之拒銲層26於該半導體元件21之作用面211、封裝膠體22之第一表面221、緩衝層23之第三表面231及線路層25上，並藉由該些開口261外露出部分該線路層25。

然後，植接複數銲球27於該些開口261中以電性連接該線路層25。

如第2H圖所示，藉由該第二剝離層242移除該第二承載件24之第二載體241，以外露出該緩衝層23之第四表面232。之後，依據該些封裝膠體22之側面223並沿著各切割線S進行切單(singulation)作業，以形成複數個如第2I圖所示之半導體封裝件2。

在另一實施例中，本發明亦可依據第2H'圖所示封裝膠體22之間隙224或周圍之緩衝層23並沿著各切割線S'進行切單作業，以形成複數個如第2I'圖所示之半導體封裝件2'。

本發明復提供一種半導體封裝件，如第2I圖所示。半導體封裝件2係包括半導體元件21、封裝膠體22以及緩衝層23。

該半導體元件21係具有相對之作用面211與非作用面212及形成於該作用面211之複數銲墊213。

該封裝膠體22係具有相對之第一表面221與第二表面222，並藉由網版印刷、壓合或模壓方式包覆於該半導體元 件21上，且該封裝膠體22之第一表面221外露出該半導體元件21之作用面211及銲墊213。

該緩衝層23係形成於該封裝膠體22之第二表面222上，且該緩衝層23之熱膨脹係數可低於該封裝膠體22之熱膨脹係數，而該緩衝層23之楊氏係數亦可低於該封裝膠體22之楊氏係數，該緩衝層23可為熱膨脹係數介於3至20ppm/℃或楊氏係數介於1至1000MPa之有機聚合物。

上述之半導體封裝件2亦可包括線路層25，係形成於該封裝膠體22之第一表面221及該半導體元件21之作用面211上以電性連接該些銲墊213。

該半導體封裝件2亦可包括具有複數開口261之拒銲層26，係形成於該半導體元件21之作用面211、封裝膠體22之第一表面221及線路層25上，並藉由該些開口261外露出部分該線路層25。

該半導體封裝件2亦可包括複數銲球27，係分別植接於該些開口261中以電性連接該線路層25。

本發明另提供一種半導體封裝件，如第2I'圖所示。半導體封裝件2'與上述第2I圖之半導體封裝件2大致相同，其主要差異如下： 在第2I'圖中，半導體封裝件2'之封裝膠體22可具有鄰接該第一表面221與該第二表面222之側面223，該緩衝層23可形成於該封裝膠體22之第二表面222及側面223上。

由上可知，本發明之半導體封裝件及其製法，主要係 在第一承載件上設置複數半導體元件，並形成封裝膠體於該第一承載件上以分別包覆該些半導體元件，俾使該些封裝膠體之間具有間隙，再形成緩衝層於該第一承載件上以包覆該些封裝膠體及填入該間隙，而該緩衝層之熱膨脹係數可低於該封裝膠體之熱膨脹係數，或該緩衝層之楊氏係數可低於該封裝膠體之楊氏係數。

藉此，本發明能使該些封裝膠體與該緩衝層形成複合式結構，並減少單一的封裝膠體與該第一承載件之接觸面積，俾使該些封裝膠體與該第一承載件間之應力得以釋放，亦可保有該些封裝膠體之信賴性，還能防止該些封裝膠體產生翹曲之情形，以利後續在該些封裝膠體上進行線路重佈及切單等製程，進而提升該半導體封裝件之良率。

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。

21‧‧‧半導體元件

211‧‧‧作用面

212‧‧‧非作用面

213‧‧‧銲墊

22‧‧‧封裝膠體

221‧‧‧第一表面

222‧‧‧第二表面

223‧‧‧側面

224‧‧‧間隙

23‧‧‧緩衝層

231‧‧‧第三表面

232‧‧‧第四表面

24‧‧‧第二承載件

241‧‧‧第二載體

242‧‧‧第二剝離層

25‧‧‧線路層

26‧‧‧拒銲層

261‧‧‧開口

27‧‧‧銲球

Claims (20)

1. 一種半導體封裝件，其包括：半導體元件，係具有作用面與形成於該作用面之複數銲墊；封裝膠體，係具有相對之第一表面與第二表面，並包覆該半導體元件，且該封裝膠體之第一表面外露出該半導體元件之作用面及銲墊；以及緩衝層，係形成於該封裝膠體之第二表面上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體封裝件，其中，該封裝膠體復具有鄰接該第一表面與該第二表面之側面，該緩衝層係形成於該封裝膠體之第二表面及側面上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體封裝件，復包括線路層，係形成於該半導體元件之作用面上以電性連接該些銲墊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體封裝件，其中，該封裝膠體係藉由網版印刷、壓合或模壓方式包覆於該半導體元件上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體封裝件，其中，該緩衝層之熱膨脹係數低於該封裝膠體之熱膨脹係數。
6. 如申請專利範圍第1項所述之半導體封裝件，其中，該緩衝層之楊氏係數低於該封裝膠體之楊氏係數。
7. 如申請專利範圍第1項所述之半導體封裝件，其中， 該緩衝層係為熱膨脹係數介於3至20ppm/℃或楊氏係數介於1至1000MPa之有機聚合物。
8. 一種半導體封裝件之製法，其包括：提供一第一承載件與複數半導體元件，該半導體元件係具有作用面與形成於該作用面之複數銲墊；以該作用面將該半導體元件設置於該第一承載件上；形成封裝膠體於該第一承載件上以分別包覆該些半導體元件，並使該些封裝膠體之間具有間隙；形成緩衝層於該第一承載件上以包覆該些封裝膠體及填入該間隙；以及移除該第一承載件以外露出該半導體元件之作用面、銲墊、封裝膠體及緩衝層。
9. 如申請專利範圍第8項所述之半導體封裝件之製法，其中，該第一承載件復具有第一載體與形成於該第一載體上之第一剝離層，該半導體元件係以該作用面設置於該第一剝離層上，該些封裝膠體與該緩衝層係依序形成於該第一剝離層上。
10. 如申請專利範圍第9項所述之半導體封裝件之製法，復包括藉由該第一剝離層移除該第一承載件之第一載體。
11. 如申請專利範圍第8項所述之半導體封裝件之製法，復包括提供一具有第二載體與形成該第二載體上之第二剝離層的第二承載件，並於形成該緩衝層後，以該 第二剝離層將該第二承載件形成於該緩衝層上。
12. 如申請專利範圍第11項所述之半導體封裝件之製法，復包括形成線路層於該半導體元件之作用面上以電性連接該些銲墊。
13. 如申請專利範圍第11項所述之半導體封裝件之製法，復包括藉由該第二剝離層移除該第二承載件之第二載體。
14. 如申請專利範圍第13項所述之半導體封裝件之製法，復包括進行切單作業以形成複數半導體封裝件。
15. 如申請專利範圍第14項所述之半導體封裝件之製法，其中，該切單作業係依據該些封裝膠體之側面進行切割以形成該些半導體封裝件。
16. 如申請專利範圍第14項所述之半導體封裝件之製法，其中，該切單作業係依據該些封裝膠體之間隙或周圍之緩衝層進行切割以形成該些半導體封裝件。
17. 如申請專利範圍第8項所述之半導體封裝件之製法，其中，該封裝膠體係藉由網版印刷、壓合或模壓方式包覆於該半導體元件上。
18. 如申請專利範圍第8項所述之半導體封裝件之製法，其中，該緩衝層之熱膨脹係數低於該封裝膠體之熱膨脹係數。
19. 如申請專利範圍第8項所述之半導體封裝件之製法，其中，該緩衝層之楊氏係數低於該封裝膠體之楊氏係數。
20. 如申請專利範圍第8項所述之半導體封裝件之製法，其中，該緩衝層係為熱膨脹係數介於3至20ppm/℃或楊氏係數介於1至1000MPa之有機聚合物。