TWI759698B - 電子封裝件及其承載結構 - Google Patents

Abstract

一種電子封裝件，係包括：承載結構、設於該承載結構上之電子元件、以及形成於該承載結構與該電子元件之間的封裝層，其中，該承載結構設有至少一具有傾斜部之導引件，以藉由該傾斜部之設計利於形成該封裝層。

Description

電子封裝件及其承載結構

本發明係有關一種封裝製程，尤指一種有利於覆晶封裝製程之電子封裝件及其承載結構。

隨著半導體封裝技術的演進，半導體裝置(Semiconductor device)已開發出不同的封裝型態，而為提升電性功能及節省封裝空間，業界遂發展出堆疊複數封裝結構以形成封裝堆疊結構(Package on Package，簡稱POP)之封裝型態，此種封裝型態能發揮系統封裝(SiP)異質整合特性，可將不同功用之電子元件，例如：記憶體、中央處理器、繪圖處理器、影像應用處理器等，藉由堆疊設計達到系統的整合，而適用於各種輕薄短小型電子產品。

第1圖係為習知半導體封裝件1之剖面示意圖。如第1圖所示，該半導體封裝件1之製程係於一封裝基板10上以覆晶方式藉由複數導電凸塊15設置一具有複數電極墊110之第一半導體元件11，再於該第一半導體元件11上以覆晶方式藉由複數導電凸塊16堆疊一第二半導體元件12，之後形成底膠14於該封裝基板10與該第一半導體元件11之間以包覆該些導電凸塊15。

為了避免該底膠14溢膠而汙損該封裝基板10之其它線路(如置 晶區以外之接點102)之問題，可於該封裝基板10上設置至少一矩形體止擋塊18，以限制該底膠14之流動範圍。

然而，由於該底膠14難以填滿該第一半導體元件11與該第二半導體元件12之間的區域，且若為了填滿該第一半導體元件11與該第二半導體元件12之間的區域，需使用大量底膠14，因而造成溢膠面積過廣，致使該止擋塊18難以止擋該底膠14之流動，故一般採用一薄膜(Film)17結合該第一半導體元件11與該第二半導體元件12，使該底膠14僅需形成於該封裝基板10與該第一半導體元件11之間。

於製程上，係先於該第一半導體元件11上形成該薄膜17，再將該第二半導體元件12壓合於該薄膜17上，之後形成該底膠14，以避免該底膠14不易填滿該第一與第二半導體元件11,12之間的問題。

然而，該薄膜17因受到該第二半導體元件12之擠壓而會向四周擴伸，其凸出該第一半導體元件11之側面11c之伸出量L約440微米(um)，導致後續形成該底膠14之設備之下膠位置離該第一半導體元件11太遠，致使該底膠14與該第一半導體元件11的牽引距離r(約250um)太大，造成該底膠14無法填滿該封裝基板10與該第一半導體元件11之間的區域。

再者，若該第一半導體元件11無法牽引該底膠14，則該底膠14會堆積於下膠處，致使於該止擋塊18處容易發生溢膠之問題。

又，若以該薄膜17取代該底膠14而形成於該封裝基板10與該第一半導體元件11之間，但該封裝基板10之置晶側具有高度密集配置的電性接觸墊101(或其上之導電凸塊15)，導致該底膠14無法壓滿各該導電凸塊15之間的間隙，造成各該導電凸塊15之間產生氣室(void)。

另一方面，若先形成底膠14，再形成該薄膜17，雖可拉近下膠位置，以利於該第一半導體元件11牽引該底膠14而填滿該封裝基板10與該第一半導體元件11之間的區域，但該底膠14於流動時容易沿該第一半導體元件11之側面11c爬膠(虹吸現象)至該第一半導體元件11的上側而汙損上側之轉接墊111，導致後續該第二半導體元件12無法有效電性連接該第一半導體元件11，例如，該電極墊111不沾錫(Non-wetting)或未連接該導電凸塊16之問題。

因此，如何克服習知技術中之種種問題，實已成目前亟欲解決的課題。

鑑於上述習知技術之缺失，本發明提供一種電子封裝件，係包括：承載件；第一電子元件，係設於該承載件上且電性連接該承載件；第二電子元件，係堆疊於該第一電子元件上；結合層，係形成於該第一與第二電子元件之間且凸出該第一電子元件之側面；封裝層，係形成於該承載件與該第一電子元件之間；以及導引件，係設於該承載件上且與該第一電子元件保持間隔，其中，該導引件係具有朝向該第一電子元件之傾斜部。

前述之電子封裝件中，該第二電子元件電性連接該第一電子元件。或者，該結合層係為薄膜狀。

本發明亦提供一種承載結構，係包括：承載件，係具有一用以置放電子元件之置放區；以及導引件，係設於該承載件上且具有朝向該置放區之傾斜部。

前述之電子封裝件及承載結構中，該承載件設有絕緣保護層，且 部分該絕緣保護層係作為該導引件。

前述之電子封裝件及承載結構中，該導引件之傾斜部係呈平直斜面狀。

前述之電子封裝件及承載結構中，該導引件之傾斜部係呈階梯狀。

前述之電子封裝件及承載結構中，該導引件之傾斜部係呈斜谷狀。

前述之電子封裝件及承載結構中，該導引件係對應該置放區之至少其中一邊緣(或對應該第一電子元件之至少其中一側面)配置。

由上可知，本發明之電子封裝件及其承載結構，主要藉由該導引件之傾斜部導引該封裝層之流動，即使因該結合層凸出該第一電子元件之側面而使該封裝層之下膠位置離該第一電子元件較遠，該封裝層仍可藉由該傾斜部之導引而流近該第一電子元件，以拉近該封裝層與該第一電子元件的牽引距離，故相較於習知技術，該封裝層能有效填滿該承載件與該電子元件之間的區域。

再者，因該第一電子元件能有效牽引該封裝層，故該封裝層不會堆積於下膠處，因而於該導引件處不會發生溢膠之問題。

又，無需以薄膜取代該封裝層，故即使該承載件具有高度密集配置的導電凸塊，藉由該封裝層仍可填滿各該導電凸塊之間的間隙，以避免各該導電凸塊之間產生氣室。

1:半導體封裝件

10:封裝基板

101,201:電性接觸墊

102:接點

11:第一半導體元件

11c,21c:側面

110,210,220:電極墊

111,211:轉接墊

12:第二半導體元件

14:底膠

15,16,25,26:導電凸塊

17:薄膜

18:止擋塊

2,3a,3b,4:電子封裝件

2a:承載結構

20:承載件

20a:第一側

20b:第二側

200:介電體

202:線路層

21:第一電子元件

21a:第一表面

21b:第二表面

22,41:第二電子元件

23:絕緣保護層

24:封裝層

27:結合層

28,28a,28b,38a,38b:導引件

280,281,282:傾斜部

9:點膠頭

A:置放區

L:伸出量

R,r:牽引距離

t:間隔

第1圖係為習知半導體封裝件之剖面示意圖。

第2圖係為本發明之電子封裝件之剖視示意圖。

第2A及2B圖係為第2圖之其它不同態樣之局部剖視示意圖。

第3A圖係為本發明之電子封裝件之另一實施例之上視示意圖。

第3B圖係為第3A圖之另一態樣。

第4圖係為本發明之電子封裝件之其它實施例之剖視示意圖。

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」、「第一」、「第二」及「一」等之用語，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2圖係為本發明之電子封裝件2之剖視示意圖。如第2圖所示，該電子封裝件2係包括：一承載件20、一第一電子元件21、一第二電子元件22、一封裝層24以及至少一導引件28。

所述之承載件20係具有如扇出(fan out)型重佈線路層 (redistribution layer，簡稱RDL)。例如，該承載件20可為如具有核心層與線路部之封裝基板(substrate)或無核心層(coreless)之線路結構。應可理解地，該承載件亦可為其它可供承載如晶片等第一電子元件21之承載單元，例如矽中介板(silicon interposer)，並不限於上述。

於本實施例中，該承載件20係具有相對之第一側20a與第二側20b，且其包含一介電體200及至少一結合該介電體200之線路層202，且該線路層202於該第一側20a處係具有複數電性接觸墊201，並於該第一側20a與第二側20b分別形成有一如防焊層之絕緣保護層23，且令該些電性接觸墊201外露於該絕緣保護層23。

再者，該承載件20之第一側20a係作為置晶側，其定義有一置放區A，以配置該些電性接觸墊201，且該置放區A外配置有複數作為電性接點之線路層202，並使該承載件20之第二側20b係作為植球側，以植設複數如銲球之銲錫材料(圖未示)，俾供接置一如電路板之電子裝置(圖未示)。

所述之第一電子元件21係設於該承載件20之第一側20a之置放區A上。

於本實施例中，該第一電子元件21係為主動元件、被動元件或其二者組合，且該主動元件係例如半導體晶片，而該被動元件係例如電阻、電容及電感。例如，該第一電子元件21係為半導體晶片，其具有相對之第一表面21a與第二表面21b，且該第一表面21a具有複數電極墊210，以令該些電極墊210藉由複數如銲錫材料或銅凸塊之導電凸塊25以覆晶方式結合該電性接觸墊201以電性連接該承載件20。

再者，該第一電子元件21之第二表面21b係具有複數轉接墊211。

所述之封裝層24係形成於該承載件20之第一側20a與該電子元件21之第一表面21a之間，以包覆該些導電凸塊25。

於本實施例中，該封裝層24係如底膠之絕緣體，其以填充方式形成，但該封裝層24之種類不限於底膠，亦可為其它流體或可流動性絕緣材。

所述之導引件28係設於該承載件20之第一側20a上且與該第一電子元件21保持一間隔t，其中，該導引件28係具有至少一朝向該第一電子元件21(或該置放區A)之傾斜部280，以導引該封裝層24之流動而限制該封裝層24之流動範圍。

於本實施例中，該導引件28係設於該絕緣保護層23上，以令該導引件28與該承載件20(含該絕緣保護層23)作為一承載結構2a。

再者，該導引件28可結合至該絕緣保護層23上；或者，該導引件28與該絕緣保護層23可為一體成形，如第2A及2B圖所示。具體地，可將該絕緣保護層23之部分作為導引件28a,28b。

又，如第2圖所示，該導引件28之傾斜部280係呈平直斜面狀。或者，如第2A圖所示，該導引件28a之傾斜部281係呈階梯狀。亦或，如第2B圖所示，該導引件28b之傾斜部282係呈斜谷狀。應可理解地，有關該導引件之傾斜部之形狀可依需求設計，如弧形，並無特別限制。

另外，該導引件28係對應配置於該第一電子元件21之至少其中一側面21c(或對應該置放區A之至少其中一邊緣)外。例如，可如第3A圖所示之電子封裝件3a，令該導引件38a對應於該第一電子元件21之單一側面21c；或者，如第3B圖所示之電子封裝件3b，令該導引件38b對應於該第一電子元件21之四個側面21c。具體地，該導引件38a可呈一連續體(如第3A圖所示)或呈 多段分離體(如第3B圖所示)。

所述之第二電子元件22係堆疊於該第一電子元件21之第二表面21b上。

於本實施例中，該第二電子元件22係為主動元件、被動元件或其二者組合，且該主動元件係例如半導體晶片，而該被動元件係例如電阻、電容及電感。例如，該第二電子元件22係為半導體晶片，其複數電極墊220藉由複數如銲錫材料之導電凸塊26以覆晶方式結合該轉接墊211以電性連接該第一電子元件21。具體地，該第二電子元件22係藉由一薄膜狀結合層27接置於該第一電子元件21上，且該結合層27包覆該些導電凸塊26。

再者，於製程上，係先於該第一電子元件21上形成該結合層27，再將該第二電子元件22壓合於該結合層27上，使該結合層27包覆該些導電凸塊26，且該結合層27因受到該第二電子元件22之擠壓而會向四周擴伸，其凸出(如第2A及2B圖所示之伸出量L約440微米)該第一電子元件21之側面21c。之後形成該封裝層24於該承載件20之第一側20a與該電子元件21之第一表面21a之間，以令該封裝層24包覆該些導電凸塊25，其中，形成該封裝層24之設備(如第2A及2B圖所示之點膠頭9)之下膠位置遠離該第一電子元件21之側面21c而不會碰觸該結合層27之凸出部分。

另外，可依需求於該第一電子元件21上堆疊複數第二電子元件41,22，如第4圖所示之電子封裝件4。

綜上所述，本發明之電子封裝件2,3a,3b,4及其承載結構2a主要藉由該導引件28,28a,28b,38a,38b之傾斜部280,281,282導引該封裝層24之流動，以限制該封裝層24之流動範圍，故相較於習知技術，即使因該結合層27凸出該 第一電子元件21之側面21c而使該封裝層24之下膠位置離該第一電子元件21較遠，該封裝層24仍可藉由該傾斜部280,281,282之導引而流近該第一電子元件21，以拉近該封裝層24與該第一電子元件21的牽引距離R(如第2A及2B圖所示之牽引距離R係小於250微米)。因此，該導引件28,28a,28b,38a,38b不僅具有止擋溢膠汙損該些接點202之功效，且能使該封裝層24有效填滿該承載件20之第一側20a與該電子元件21之第一表面21a之間的區域。

再者，因該第一電子元件21能有效牽引該封裝層24，故該封裝層24不會堆積於下膠處，因而於該導引件28,28a,28b,38a,38b處不會發生溢膠之問題，以避免該些接點202之汙損。

又，無需以薄膜取代該封裝層24，故即使該承載件20之第一側20a之置放區A具有高度密集配置的電性接觸墊201(或其上之導電凸塊25)，藉由該封裝層24能填滿各該導電凸塊25之間的間隙，以避免各該導電凸塊25之間產生氣室(void)。

另一方面，因先形成該結合層27，再形成該封裝層24，故即使該封裝層24於流動時沿該第一電子元件21之側面21c進行爬膠(虹吸現象)，該結合層27仍可阻擋該封裝層24流至該第一電子元件21的第二表面21b，因而可避免汙損該轉接墊211，以避免該轉接墊211不沾錫(Non-wetting)或未連接該導電凸塊26之問題。

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。

20:承載件

201:電性接觸墊

21:第一電子元件

21c:側面

211:轉接墊

22:第二電子元件

220:電極墊

23:絕緣保護層

24:封裝層

25,26:導電凸塊

27:結合層

28a:導引件

281:傾斜部

9:點膠頭

L:伸出量

R:牽引距離

Claims (5)

1. 一種電子封裝件，係包括：承載件，係包含介電體；絕緣保護層，設於該承載件之介電體上；第一電子元件，係設於該承載件上且電性連接該承載件；第二電子元件，係堆疊於該第一電子元件上；結合層，係形成於該第一與第二電子元件之間且凸出該第一電子元件之側面；封裝層，係形成於該承載件與該第一電子元件之間；以及導引件，係設於該絕緣保護層上且與該第一電子元件保持間隔，其中，該導引件係具有朝向該第一電子元件之傾斜部；其中，該導引件之傾斜部係呈複數階梯之階梯狀或平直斜面狀。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，部分該絕緣保護層係作為該導引件。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第二電子元件電性連接該第一電子元件。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該結合層係為薄膜狀。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該導引件係對應該第一電子元件之至少其中一側面配置。

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