專(zhuān)利名稱(chēng)：電子元件封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子元件封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別地，涉及一種電子元件封裝結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)半導(dǎo)體芯片或者類(lèi)似物以埋在絕緣薄膜中的狀態(tài)放置在布線襯底上，及其制造方法。
背景技術(shù)：
作為實(shí)現(xiàn)多媒體設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，LSI技術(shù)正在穩(wěn)定地朝著數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俣群透笕萘窟@一目標(biāo)發(fā)展。因此，作為L(zhǎng)SI和電子設(shè)備之間的界面，封裝技術(shù)的更高密度也正在發(fā)展。
基于更進(jìn)一步的密度增加的要求，大多數(shù)半導(dǎo)體芯片立體地堆疊放置在布線襯底上的半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展起來(lái)了。引用一個(gè)例子，專(zhuān)利文獻(xiàn)1(日本未審的專(zhuān)利出版物第2001-177045號(hào))和專(zhuān)利文獻(xiàn)2(日本未審的專(zhuān)利出版物第2000-323645號(hào))均提出了具有如下結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體設(shè)備大多數(shù)半導(dǎo)體芯片以埋在絕緣薄膜中的狀態(tài)立體地放置在布線襯底上，并且大多數(shù)半導(dǎo)體芯片使用其中插入絕緣薄膜而形成的多層布線圖案或者類(lèi)似物來(lái)互相連接。
然而，在上述的專(zhuān)利文獻(xiàn)1和2中，沒(méi)有考慮到這一事實(shí)，即當(dāng)夾層絕緣薄膜在放置的半導(dǎo)體芯片上形成時(shí)，由于半導(dǎo)體芯片的厚度，夾層絕緣薄膜是以產(chǎn)生跳變的狀態(tài)形成的。
特別地，如果在半導(dǎo)體芯片上的夾層絕緣薄膜中產(chǎn)生跳變，當(dāng)在夾層絕緣薄膜上形成布線圖案時(shí)，在光刻法中容易出現(xiàn)散焦。因此，要形成理想的高精度的布線圖案是很困難的。
此外，由于在夾層絕緣薄膜上形成的布線圖案中也產(chǎn)生跳變，當(dāng)半導(dǎo)體芯片倒裝地焊接到布線圖案時(shí)，焊接的可靠性可能降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種制造電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法，該結(jié)構(gòu)中一個(gè)電子元件埋在布線襯底上的夾層絕緣薄膜中，并且在該結(jié)構(gòu)中由于該電子元件的厚度而產(chǎn)生的跳變可以輕易地被消除而被平面化，并提供這種電子元件封裝結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明涉及一種制造電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟在包括一個(gè)布線圖案的布線襯底上形成一層未固化的第一樹(shù)脂薄膜；將一個(gè)在元件形成表面上具有一個(gè)連接終端的電子元件以該連接終端指向朝上的狀態(tài)，埋在所述未固化的第一樹(shù)脂薄膜中；形成一層第二樹(shù)脂薄膜，用于覆蓋電子元件；通過(guò)熱處理固化第一和第二樹(shù)脂薄膜來(lái)獲得一層絕緣薄膜；在布線圖案和連接終端上的絕緣薄膜的預(yù)定部分中形成一個(gè)通孔；在絕緣薄膜上，形成一層與布線圖案和連接終端通過(guò)通孔連接的上層布線圖案。
在本發(fā)明中，首先，在布線襯底上形成未固化的第一樹(shù)脂薄膜。此后，在元件形成表面上有連接終端的電子元件(減薄的半導(dǎo)體芯片或者類(lèi)似物)被擠壓并以該連接終端指向朝上的狀態(tài)埋在未固化的第一樹(shù)脂薄膜中。此時(shí)，傾向于使電子元件的元件形成表面和第一樹(shù)脂薄膜的上表面差不多在同一高度。
接著，形成未固化的第二樹(shù)脂薄膜，其覆蓋了電子元件。隨后，第一和第二樹(shù)脂薄膜通過(guò)熱處理而固化，從而獲得絕緣薄膜。然后，在布線圖案和連接終端上的絕緣薄膜中形成通孔，并且在絕緣薄膜上形成與布線圖案和連接終端通過(guò)通孔連接的上層布線圖案。
如上所述，在本發(fā)明中，沒(méi)有增加任何特殊的平面化處理，就將電子元件埋在絕緣薄膜中，以由于電子元件的厚度而產(chǎn)生的跳變被消除的狀態(tài)放置。這排除了當(dāng)上層布線圖案在電子元件上方形成時(shí)，在光刻法中出現(xiàn)散焦的可能性。因此，可以穩(wěn)定地形成高精度的上層布線圖案。
而且，在上層電子元件被倒裝地放置在電子元件上方的上層布線圖案之上的情況下，上層電子元件和上層布線圖案之間的連接的可靠性可以得到改善，因?yàn)樵谡麄€(gè)布線襯底上上層布線圖案被放置在差不多同一高度。
在上述的發(fā)明中，傾向于將第一樹(shù)脂薄膜插在電子元件的背面和布線襯底之間的位置。由于第一樹(shù)脂薄膜起著粘附電子元件和布線襯底的粘合層的作用，封裝結(jié)構(gòu)就被簡(jiǎn)化了，并且封裝結(jié)構(gòu)的可靠性可以得到改善。
更進(jìn)一步地，在使用包括一層鈍化膜的電子元件作為上述發(fā)明中的電子元件的情況下，其中該鈍化膜有一個(gè)開(kāi)口部分用于露出連接終端，第二樹(shù)脂薄膜可以被省去，上層布線圖案直接在電子元件上形成。
而且，本發(fā)明涉及一種制造電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟在包括一個(gè)布線圖案的布線襯底上形成一層未固化的第一樹(shù)脂薄膜；將一個(gè)在元件形成表面上具有一個(gè)連接終端的電子元件以該連接終端指向朝下的狀態(tài)，埋在未固化的第一樹(shù)脂薄膜中，并且把連接終端和布線圖案相連；形成一層第二樹(shù)脂薄膜，用于覆蓋電子元件；通過(guò)熱處理固化第一和第二樹(shù)脂薄膜來(lái)獲得一層絕緣薄膜；在布線圖案上的絕緣薄膜的預(yù)定部分中形成一個(gè)通孔；在絕緣薄膜上，形成一層與布線圖案通過(guò)通孔連接的上層布線圖案。
在本發(fā)明中，首先，在布線襯底上形成未固化的第一樹(shù)脂薄膜。此后，電子元件(減薄的半導(dǎo)體芯片或者類(lèi)似物)以連接終端指向朝下的狀態(tài)埋在未固化的第一樹(shù)脂薄膜中，并且電子元件的連接終端被倒裝地焊接到布線圖案。此時(shí)，傾向于調(diào)整電子元件的背面和第一樹(shù)脂薄膜的上表面，使得它們差不多在同一高度。
接著，在形成用于覆蓋電子元件的第二樹(shù)脂薄膜之后，第一和第二樹(shù)脂薄膜通過(guò)熱處理而固化，變成絕緣薄膜。然后，在布線圖案上的絕緣薄膜中形成通孔之后，在絕緣薄膜上形成與布線圖案通過(guò)通孔連接的上層布線圖案。
如上所述，沒(méi)有增加任何特殊的平面化處理，就將電子元件以由于電子元件的厚度而產(chǎn)生的跳變被消除的狀態(tài)埋在絕緣薄膜中，并且電子元件的連接終端可以被倒裝地焊接到布線襯底的布線圖案上。因此，與前述的發(fā)明相似，在電子元件上方可以形成高精度的上層布線圖案。另外，當(dāng)上層電子元件被倒裝地放置在上層布線圖案上時(shí)，它們可以高可靠性地連接。
而且，因?yàn)樵陔娮釉路降目p隙中并不需要特殊地形成未充滿(mǎn)的樹(shù)脂，所以制造成本可以降低。
在上述的發(fā)明中，用于覆蓋電子元件的第二樹(shù)脂薄膜可以被省去。在這種情況下，特別是當(dāng)使用減薄的半導(dǎo)體芯片作為電子元件時(shí)，傾向不要將上層布線圖案放置在半導(dǎo)體芯片上，以防止半導(dǎo)體芯片的電路圖和上層布線圖案被短路。
更進(jìn)一步地，在上述的發(fā)明中，在形成未固化的樹(shù)脂薄膜的處理之后，在布線圖案上的樹(shù)脂薄膜的預(yù)定部分中形成與電子元件的連接終端連接的開(kāi)口部分。在這種情況下，當(dāng)電子元件的連接終端被放置使得它對(duì)應(yīng)于樹(shù)脂薄膜的開(kāi)口部分的同時(shí)與布線圖案相連。就這方面而言，將樹(shù)脂插在電子元件的連接終端和布線圖案之間的可能性被排除了。因此，電子元件和布線圖案之間的電連接的可靠性可以得到改善。


圖1A和1B是截面圖，表示制造一種半導(dǎo)體設(shè)備時(shí)的不利之處，其中一個(gè)半導(dǎo)體芯片以被埋在絕緣薄膜中的狀態(tài)放置在該半導(dǎo)體設(shè)備中；圖2A到2H是截面圖，依次表示一種制造本發(fā)明的第一實(shí)施例的一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法；圖3A到3F是截面圖，依次表示一種制造本發(fā)明的第二實(shí)施例的一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法；圖4A到4D是截面圖，依次表示一種制造本發(fā)明的第三實(shí)施例的一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法；圖5A到5E是截面圖，依次表示一種制造本發(fā)明的第四實(shí)施例的一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法；以及圖6A到6H是截面圖，依次表示一種制造本發(fā)明的第五實(shí)施例的一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
在描述本實(shí)施例之前，先描述制造一種半導(dǎo)體設(shè)備時(shí)的不利之處，其中一個(gè)半導(dǎo)體芯片以被埋在絕緣薄膜中的狀態(tài)放置在該半導(dǎo)體設(shè)備中。圖1A和1B是截面圖，表示制造一種半導(dǎo)體設(shè)備時(shí)的不利之處，其中一個(gè)半導(dǎo)體芯片以被埋在絕緣薄膜中的狀態(tài)放置在該半導(dǎo)體設(shè)備中。
首先，如圖1A所示，在一個(gè)包括預(yù)定布線圖案(未畫(huà)出)的基襯底100上形成一個(gè)第一夾層絕緣薄膜102，然后，在所述的第一夾層絕緣薄膜102上形成一層銅導(dǎo)線104，該導(dǎo)線通過(guò)在所述的第一夾層絕緣薄膜102中形成的通孔(未畫(huà)出)與基襯底100的布線圖案連接。一個(gè)包括連接終端108a的半導(dǎo)體芯片108，以連接終端108a指向朝上的狀態(tài)，牢固地固定在銅導(dǎo)線104上，并且在兩者之間插入一層粘合層106。
接著，在半導(dǎo)體芯片108和銅導(dǎo)線104上形成一個(gè)第二夾層絕緣薄膜110。此時(shí)，第二夾層絕緣薄膜110以這樣一種狀態(tài)形成，即由于半導(dǎo)體芯片108的跳變，該薄膜在半導(dǎo)體芯片108上比在銅導(dǎo)線104上更高。
然后，如圖1B所示，通過(guò)使用激光或者類(lèi)似物蝕刻半導(dǎo)體芯片108的連接終端108a和類(lèi)似部分上的第二夾層絕緣薄膜110，從而形成通孔112。接著，在通孔112的內(nèi)表面和第二夾層絕緣薄膜110上形成一層籽晶銅膜(未畫(huà)出)之后，通過(guò)光刻法形成一層保護(hù)膜(未畫(huà)出)，在該保護(hù)膜中將要形成布線圖案的部分被開(kāi)口。
緊接著，在保護(hù)膜圖的開(kāi)口部分通過(guò)電鍍形成一層銅膜圖案之后，其中利用籽晶銅膜作為電鍍電源層，保護(hù)膜被移除。接著，使用銅膜圖案作為掩模來(lái)蝕刻籽晶銅膜，從而獲得布線圖案114。
由于跳變是在半導(dǎo)體芯片108的影響下在第二夾層絕緣薄膜110的上表面上產(chǎn)生的，所以在形成上述的保護(hù)膜圖時(shí)，在光刻法中容易出現(xiàn)散焦。相應(yīng)地，在第二夾層絕緣薄膜110上形成的保護(hù)膜圖中容易出現(xiàn)問(wèn)題。因此，要形成理想的高精度的布線圖案114是很困難的。
接著，包括凸起116a的半導(dǎo)體芯片116的凸起116a被倒裝地焊接到布線圖案114的連接部分114a。此時(shí)，由于布線圖案114的連接部分114a的高度會(huì)因?yàn)榈诙A層絕緣薄膜110的跳變而變化，在半導(dǎo)體芯片116的凸起116a和布線圖案114的連接部分114a之間容易出現(xiàn)焊接失敗。
下文將要描述的，本發(fā)明實(shí)施例的電子元件封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，可以解決上述的難題。
(第一個(gè)實(shí)施例)接著，將要描述一種制造本發(fā)明的第一實(shí)施例的一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法。圖2A到2H是截面圖，依次表示所述的制造本發(fā)明的第一實(shí)施例的所述電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法。在制造第一實(shí)施例的所述電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法中，如圖2A所示，首先，準(zhǔn)備一個(gè)基襯底24，用于制造一個(gè)內(nèi)建的布線襯底。該基襯底24用絕緣材料例如樹(shù)脂制成。而且，在基襯底24中提供通孔24a，并在通孔24a的內(nèi)表面上形成與基襯底24上的第一布線圖案28連接的通孔電鍍層24b。通孔電鍍層24b的孔中用樹(shù)脂24c填滿(mǎn)。
此后，形成一層由樹(shù)脂或者類(lèi)似物制成的第一夾層絕緣薄膜30，其覆蓋了第一布線圖案28。然后，由激光、RIE或者類(lèi)似物蝕刻第一布線圖案28上的第一夾層絕緣薄膜30的預(yù)定部分，從而形成第一通孔30x。
接著，在第一夾層絕緣薄膜30上形成與第一布線圖案28通過(guò)第一通孔30x連接的第二布線圖案28a。形成第二布線圖案28a采用的方法與將要描述的形成第三布線圖案的方法相似。
接著，如圖2B所示，在第二布線圖案28a和第一夾層絕緣薄膜30上形成一層第一樹(shù)脂薄膜32a。使用環(huán)氧系列樹(shù)脂、聚酰亞胺系列樹(shù)脂、聚苯醚系列樹(shù)脂或者類(lèi)似物作為第一樹(shù)脂薄膜32a。形成第一樹(shù)脂薄膜32a的方法包括一種碾壓樹(shù)脂薄膜的方法和一種通過(guò)旋涂或者印刷形成樹(shù)脂薄膜的方法。
通常，通過(guò)熱處理固化未固化的樹(shù)脂材料來(lái)形成樹(shù)脂薄膜。然而，本實(shí)施例的一個(gè)特征是將半導(dǎo)體芯片埋在呈未固化狀態(tài)的柔軟的樹(shù)脂薄膜中。因此，在本步驟中，第一樹(shù)脂薄膜32a以未固化的狀態(tài)形成。也就是說(shuō)，在形成如上所述的樹(shù)脂材料之后，在50到100的環(huán)境中烘焙樹(shù)脂材料使其暫時(shí)變粘，從而形成未固化的第一樹(shù)脂薄膜32a。
第一樹(shù)脂薄膜32a的厚度沒(méi)有特別的限制，因?yàn)樗强紤]到埋在其中的半導(dǎo)體芯片的厚度而設(shè)定的。然而，傾向于將第一樹(shù)脂薄膜32a的厚度設(shè)定為半導(dǎo)體芯片的厚度的大約2倍。
接著，準(zhǔn)備一個(gè)如圖2C所示的半導(dǎo)體芯片20(電子元件)。連接焊盤(pán)21a(連接終端)露在半導(dǎo)體芯片20的元件形成表面上，半導(dǎo)體芯片20的其他部分由一層鈍化膜21b覆蓋。為了獲得這個(gè)半導(dǎo)體芯片20，首先，準(zhǔn)備一個(gè)半導(dǎo)體片，其厚度大約為400μm，包括元件(例如晶體管)和在元件形成表面上連接到元件的連接焊盤(pán)21a。此后，削磨這個(gè)半導(dǎo)體片的背面，使其變薄為大約150μm厚(大約50μm更好)或者更薄，然后將這個(gè)半導(dǎo)體片切成小片，從而獲得獨(dú)立的半導(dǎo)體芯片20。
雖然半導(dǎo)體芯片20被作為電子元件的一個(gè)例子，但是也可以使用不同種類(lèi)的電子元件包括電容元件。
此后，如圖2C所示，將半導(dǎo)體芯片20以元件形成表面朝上(面朝上)的狀態(tài)放置在第一樹(shù)脂薄膜32a上，然后擠壓半導(dǎo)體芯片20，從而排除未固化的第一樹(shù)脂薄膜32a將半導(dǎo)體芯片20埋在其中的情況。此時(shí)，將半導(dǎo)體芯片20埋在第一樹(shù)脂薄膜32a中，使得半導(dǎo)體芯片20的元件形成表面和第一樹(shù)脂薄膜32a的上表面差不多相同高度。這排除了由于半導(dǎo)體芯片20的厚度而產(chǎn)生的跳變的出現(xiàn)，并且沒(méi)有特地增加平面化處理就使獲得平面化成為可能。
當(dāng)然，注意，半導(dǎo)體芯片20的元件形成表面的高度和第一樹(shù)脂薄膜32a的上表面的高度可以在一定程度上不相同，該程度為對(duì)后面步驟中的光刻法和類(lèi)似操作沒(méi)有不利的影響。
圖2C表示一種模式，在該模式中厚度大約為30μm的半導(dǎo)體芯片20被埋在厚度大約為60μm的第一樹(shù)脂薄膜32a中，以至它們的上表面差不多等高。因此，在本實(shí)施例中，傾向于在半導(dǎo)體芯片20的背面和半導(dǎo)體芯片20下方的第一夾層絕緣薄膜30(或者第二布線圖案28a)之間插入第一樹(shù)脂薄膜32a。
這是因?yàn)樵诎雽?dǎo)體芯片20的背面和第一夾層絕緣薄膜30之間插入的第一樹(shù)脂薄膜32a起著粘合層的作用，用于粘附半導(dǎo)體芯片20和第一夾層絕緣薄膜30。因此，本實(shí)施例也有這樣一種優(yōu)勢(shì)，即在半導(dǎo)體芯片20的背面上形成一層粘合層的步驟可以被省略，并且從制造成本減少的觀點(diǎn)考慮，也是有便利的。
順便說(shuō)一下，半導(dǎo)體芯片20可以被埋在第一樹(shù)脂薄膜32a中，通過(guò)調(diào)節(jié)半導(dǎo)體芯片20和第一樹(shù)脂薄膜32a的厚度，使半導(dǎo)體芯片20的背面可以接觸到第一夾層絕緣薄膜30或第一布線圖案28a。在本例中，傾向于使半導(dǎo)體芯片20的元件形成表面和第一樹(shù)脂薄膜32a的上表面差不多等高。
接著，如圖2D所示，形成一層未固化的第二樹(shù)脂薄膜32b，其覆蓋了半導(dǎo)體芯片20。形成第二樹(shù)脂薄膜32b采用的材料和形成方法與形成第一樹(shù)脂薄膜32a相似。由于半導(dǎo)體芯片20而產(chǎn)生的元件形成表面的跳變，通過(guò)用第二樹(shù)脂薄膜32b覆蓋半導(dǎo)體芯片20而被平面化。
由于半導(dǎo)體芯片20被埋在第一樹(shù)脂薄膜32a中并按照如上所述放置，所以第二樹(shù)脂薄膜32b不能以在半導(dǎo)體芯片20上局部出現(xiàn)的狀態(tài)形成，而是以整體平面化的狀態(tài)形成。
接著，在130到200的環(huán)境中熱處理圖2D的結(jié)構(gòu)，從而同時(shí)地固化第一和第二樹(shù)脂薄膜32a和32b。此時(shí)，當(dāng)在真空環(huán)境中擠壓第一和第二樹(shù)脂薄膜32a和32b時(shí)，可以執(zhí)行熱處理。通過(guò)執(zhí)行真空擠壓，第二樹(shù)脂薄膜32b以它的上表面被進(jìn)一步平面化的狀態(tài)固化。
這樣，獲得了由第一樹(shù)脂薄膜32a(第一絕緣薄膜)和第二樹(shù)脂薄膜32b(第二絕緣薄膜)組成的第二夾層絕緣薄膜32。
接著，如圖2E所示，由激光、RIE或者類(lèi)似物蝕刻半導(dǎo)體芯片20的連接焊盤(pán)21a和第二布線圖案28a上的第二夾層絕緣薄膜32的預(yù)定部分，從而形成第二通孔32x。
此后，如圖2F所示，在第二通孔32x的內(nèi)表面和第二夾層絕緣薄膜32上形成一層籽晶銅膜28x。然后，用光刻法形成一層保護(hù)膜29，其有對(duì)應(yīng)于第三布線圖案的開(kāi)口部分29a。此時(shí)，由于第二夾層絕緣薄膜32是以它的上表面整體平面化的狀態(tài)形成的，所以在光刻法中不會(huì)出現(xiàn)散焦。因此，有預(yù)定圖案的保護(hù)膜29可以高精度、穩(wěn)定地形成。
接著，再如圖2F所示，通過(guò)使用保護(hù)膜29作為掩模，用電鍍的方法形成一層銅膜圖案28y，其中利用籽晶銅膜28x作為電鍍電源層。
然后，在保護(hù)膜29被移除之后，通過(guò)使用銅膜圖案28y作為掩模來(lái)蝕刻籽晶銅膜28x。這樣，如圖2G所示，在第二夾層絕緣薄膜32上形成了第三布線圖案28b(上層布線圖案)，其通過(guò)第二通孔32x與半導(dǎo)體芯片20的連接焊盤(pán)21a和第二布線圖案28a連接。
由于覆蓋著半導(dǎo)體芯片20的第二夾層絕緣薄膜32的上表面按上述方法變得平坦，當(dāng)在第二夾層絕緣薄膜32上形成第三布線圖案28b時(shí)，在光刻法中無(wú)需將焦點(diǎn)邊距設(shè)得很大。因此，可以穩(wěn)定地形成高精度的保護(hù)膜29，其有對(duì)應(yīng)于第三布線圖案28b的開(kāi)口部分。相應(yīng)地，可以獲得理想的第三布線圖案28b。
注意第二和第三布線圖案28a和28b可以通過(guò)減去處理或者全加性處理，而不是上述的半加性處理來(lái)形成。
而且，雖然未在圖中畫(huà)出，也可以通過(guò)重復(fù)從形成第一樹(shù)脂薄膜32a的步驟(圖2B)到形成第三布線圖案28b的步驟(圖2G)的處理預(yù)定次數(shù)，來(lái)采用一種模式，在該模式中大多數(shù)半導(dǎo)體芯片20以被埋在各自的夾層絕緣薄膜中而成為多層的狀態(tài)互相連接。并且在這個(gè)例子中，每一個(gè)夾層絕緣薄膜都是以平面化的狀態(tài)形成的。因此，內(nèi)部有半導(dǎo)體芯片的夾層絕緣薄膜和布線圖案可以沒(méi)有任何困難地、以層疊的方式形成。
更進(jìn)一步地，也可以采用一種模式，在該模式中半導(dǎo)體芯片20被相似地埋在大多數(shù)夾層絕緣薄膜中的任意夾層絕緣薄膜中。而且，也可以采用一種模式，在該模式中一個(gè)半導(dǎo)體芯片20也以其被埋在一層夾層絕緣薄膜中的狀態(tài)堆疊在基襯底24的背面上。
緊接著，如圖2H所示，形成一層焊接保護(hù)膜36，其在第三布線圖案28b的連接部分28z上有開(kāi)口部分36a。然后，用鎳/金電鍍第三布線圖案28b的連接部分28z。
接著，準(zhǔn)備一個(gè)有凸起23的上層半導(dǎo)體芯片20x(上層電子元件)，并且上層半導(dǎo)體芯片20x的凸起23被倒裝地焊接到第三布線圖案28b的連接部分28z。
此時(shí)，由于第三布線圖案28b的連接部分28z都被放置在差不多相同的高度，在半導(dǎo)體芯片20上方和不存在半導(dǎo)體芯片20這兩個(gè)區(qū)域中沒(méi)有高度變化，所以上層半導(dǎo)體芯片20x的凸起23可以高可靠性地連接到連接部分28z。
注意下述方法也可以被采用在焊接保護(hù)膜36的開(kāi)口部分36a上放置焊球等來(lái)形成凸起，并且上層半導(dǎo)體芯片20x的連接終端與這些凸起連接。
這樣，本發(fā)明的第一實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備1(電子元件封裝結(jié)構(gòu))完成了。
在第一實(shí)施例的半導(dǎo)體設(shè)備1中，第一和第二夾層絕緣薄膜30和32和第一到第三布線圖案28到28b以層疊的方式在基襯底24上形成。而且，半導(dǎo)體芯片以面朝上埋著的狀態(tài)放置在第二夾層絕緣薄膜32的中心位置中。
也就是說(shuō)，半導(dǎo)體芯片20以這種狀態(tài)放置，即以不與半導(dǎo)體芯片20下方的第一夾層絕緣薄膜30(或第二布線圖案28a)接觸的狀態(tài)放置，并且在半導(dǎo)體芯片20和第一夾層絕緣薄膜30之間插入第二夾層絕緣薄膜32。在半導(dǎo)體芯片20的背面和第一夾層絕緣薄膜30之間插入的第二夾層絕緣薄膜32也起著粘合層的作用，用于粘合這兩者。如上所述，在半導(dǎo)體芯片20的背面無(wú)需特地提供一層粘合層。因此，半導(dǎo)體設(shè)備1的結(jié)構(gòu)可以被簡(jiǎn)化，其可靠性可以得到改善。
而且，半導(dǎo)體芯片20的連接焊盤(pán)21a通過(guò)第三布線圖案28b，電氣連接到放置在半導(dǎo)體芯片20上方的上層半導(dǎo)體芯片20x和類(lèi)似物上。
在制造本實(shí)施例的半導(dǎo)體設(shè)備1的方法中，由于半導(dǎo)體芯片20是以被埋在第一樹(shù)脂薄膜32a中的狀態(tài)放置的，在半導(dǎo)體芯片20上形成的第二樹(shù)脂薄膜32b是以平面的、沒(méi)有被由于半導(dǎo)體芯片20的厚度而產(chǎn)生的跳變影響的狀態(tài)形成的。因此，在第二夾層絕緣薄膜32上形成的第三布線圖案28b可以穩(wěn)定地、高精度地形成。
更進(jìn)一步地，在第一實(shí)施例中，第三布線圖案28b是在覆蓋半導(dǎo)體芯片20的第二樹(shù)脂薄膜32b上形成的。因此，即使當(dāng)半導(dǎo)體芯片20的鈍化膜21b使用的是一種絕緣電阻可靠性低的薄膜時(shí)，第三布線圖案28b和半導(dǎo)體芯片20的電路圖被電氣短路的可能性被排除了，從而使改善半導(dǎo)體設(shè)備1的可靠性成為可能。
另外，由于第三布線圖案28b的連接部分28z被放置在相同的高度，可以減少第三布線圖案28b的連接部分28z和上層半導(dǎo)體芯片20x的凸起23之間的連接共面性(平面度)。這使阻止第三布線圖案28b的連接部分28z和上層半導(dǎo)體芯片20x的凸起23之間的焊接失敗(跨接、開(kāi)路和類(lèi)似情形)的出現(xiàn)成為可能。
(第二個(gè)實(shí)施例)圖3A到3F是截面圖，依次表示一種制造本發(fā)明的第二實(shí)施例的一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于第三布線圖案直接在一個(gè)半導(dǎo)體芯片20上形成，而沒(méi)有在半導(dǎo)體芯片埋在第一樹(shù)脂薄膜中放置之后形成一層第二樹(shù)脂薄膜。在第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例相似的步驟的詳細(xì)描述將被省略。
在制造第二實(shí)施例的所述電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法中，如圖3A所示，首先，在一個(gè)基襯底24上的第一夾層絕緣薄膜30和第二布線圖案28a上，采用與第一實(shí)施例相似的方法形成一層未固化的第一樹(shù)脂薄膜32a。
此后，準(zhǔn)備一個(gè)如圖3B所示的半導(dǎo)體芯片20a(電子元件)。該半導(dǎo)體芯片20a在它的元件形成表面上有連接焊盤(pán)21a。在元件形成表面的不是連接焊盤(pán)21a的其他部分上，提供一層鈍化膜21b(表面保護(hù)膜)，其有開(kāi)口部分21x用于露出連接焊盤(pán)21a。依照第二個(gè)實(shí)施例，使用絕緣電阻可靠性高的薄膜作為鈍化膜21b。這種鈍化膜21b的材料和厚度沒(méi)有特別的限制。然而，例如，鈍化膜21b由厚度大約為0.5μm的氮化硅薄膜和厚度大約為3μm或更厚的聚酰亞胺樹(shù)脂薄膜組成。換句話(huà)說(shuō)，可以通過(guò)將一個(gè)露出連接焊盤(pán)21a的樹(shù)脂薄膜粘合到在第一實(shí)施例中使用的半導(dǎo)體芯片20上來(lái)形成鈍化膜21b。
如上所述的半導(dǎo)體芯片20a的使用排除了半導(dǎo)體芯片20a的電路圖和第三布線圖案28b電氣短路的可能性，即使第三布線圖案28b直接在半導(dǎo)體芯片20a上形成，其中沒(méi)有插入一層第二樹(shù)脂薄膜，不像第一個(gè)實(shí)施例。
注意半導(dǎo)體芯片的鈍化膜的材料和結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)不同種類(lèi)的電子元件封裝結(jié)構(gòu)的可靠性要求來(lái)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇，以阻止半導(dǎo)體芯片20a的電路圖和第三布線圖案28b被短路。
緊接著，再如圖3B所示，采用與第一實(shí)施例相似的方法將半導(dǎo)體芯片20a埋在第一樹(shù)脂薄膜32a中放置。這樣，半導(dǎo)體芯片20a的元件形成表面和第一樹(shù)脂薄膜32a的上表面差不多等高。相應(yīng)地，排除了由于半導(dǎo)體芯片20a的厚度而產(chǎn)生的跳變的出現(xiàn)。
接著，如圖3C所示，在130到200℃的環(huán)境中熱處理圖3B的結(jié)構(gòu)，由此固化第一樹(shù)脂薄膜32a成為一層第二夾層絕緣薄膜32。此后，由激光或者RIE蝕刻第二布線圖案28a上的第二夾層絕緣薄膜32的預(yù)定部分，從而形成第二通孔32x。
然后，如圖3D所示，采用與第一實(shí)施例相似的半加性處理或者類(lèi)似操作，在第二夾層絕緣薄膜32和半導(dǎo)體芯片20a上形成第三布線圖案28b(上層布線圖案)。第三布線圖案28b通過(guò)第二通孔32x連接到第二布線圖案28a，通過(guò)鈍化膜21b的開(kāi)口部分21x連接到半導(dǎo)體芯片20a的連接焊盤(pán)21a。
在第二實(shí)施例中，由于第三布線圖案28b可以直接在半導(dǎo)體芯片20a上形成，所以在半導(dǎo)體芯片20a上形成一層第二樹(shù)脂薄膜的步驟可以省略。因此，與第一實(shí)施例相比，制造過(guò)程中的步驟數(shù)減少了，從而使制造成本減少成為可能。
接著，在第二實(shí)施例中，將描述一種模式，在該模式中進(jìn)一步形成第四布線圖案。也就是說(shuō)，如圖3E所示，形成一層第三夾層絕緣薄膜34，其由樹(shù)脂薄膜或類(lèi)似物組成，并覆蓋了第三布線圖案28b。接著，由激光或者RIE蝕刻第三布線圖案28b上的第三夾層絕緣薄膜34的預(yù)定部分，從而形成第三通孔34x。更進(jìn)一步地，采用半加性處理或者類(lèi)似操作，形成第四布線圖案28c，其與第三布線圖案28b通過(guò)第三通孔34x連接。
如上所述，在第二實(shí)施例中，即使在額外地形成一層布線圖案的情況下，與第一實(shí)施例的制造方法比較，步驟數(shù)也可以減少一步。因此，當(dāng)通過(guò)增加布線密度來(lái)制造有更小尺寸和更高性能的電子元件封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，制造成本可以比第一實(shí)施例減少更多。
接著，如圖3F所示，與第一實(shí)施例相似，形成一層焊接保護(hù)膜36，其在第四布線圖案28c的連接部分28z上有開(kāi)口部分36a。此后，上層半導(dǎo)體芯片20x的凸起23被倒裝地焊接到第四布線圖案28c的連接部分28z。
這樣，獲得了第二實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備1a(電子元件封裝結(jié)構(gòu))。
在第二實(shí)施例中，也可以采用與第一實(shí)施例相似的修改過(guò)的例子。
在第二實(shí)施例中，施加了與第一實(shí)施例相似的作用。另外，由于布線圖案可以直接在半導(dǎo)體芯片20a上形成，與第一實(shí)施例的制造過(guò)程相比，制造過(guò)程的步驟數(shù)可以減少一步，從而使制造成本減少成為可能。
(第三個(gè)實(shí)施例)圖4A到4D是截面圖，依次表示一種制造本發(fā)明的第三實(shí)施例的一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法。第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于一個(gè)半導(dǎo)體芯片面朝下地埋在樹(shù)脂薄膜中并被倒裝地放置。在第三實(shí)施例中，與第一實(shí)施例相同的步驟的詳細(xì)描述將被省略。
在制造第三實(shí)施例的所述電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法中，如圖4A所示，首先，在一個(gè)基襯底24上的第一夾層絕緣薄膜30和第二布線圖案28a上，采用與第一實(shí)施例相似的方法形成一層未固化的第一樹(shù)脂薄膜32a。
此后，準(zhǔn)備一個(gè)如圖4B所示的半導(dǎo)體芯片20b(電子元件)。該半導(dǎo)體芯片20b在元件形成表面上有連接焊盤(pán)21a和連接到連接焊盤(pán)21a的凸起23，并且被削薄至150μm(50μm更好)或者更薄。連接焊盤(pán)21a和連接到其上的凸起23是連接終端的例子。
接著，再如圖4B所示，半導(dǎo)體芯片20b以它的放置著凸起23的那個(gè)表面指向朝下(面朝下)的狀態(tài)放置在樹(shù)脂薄膜32a上，擠壓半導(dǎo)體芯片20b，從而將半導(dǎo)體芯片20b埋在樹(shù)脂薄膜32a中。這樣，半導(dǎo)體芯片20b排除了樹(shù)脂薄膜32a，并且它的凸起23和第二布線圖案28a接觸。另外，半導(dǎo)體芯片20b的背面和樹(shù)脂薄膜32a的上表面差不多等高而被平面化。
此時(shí)，適當(dāng)調(diào)整半導(dǎo)體芯片20b的厚度和樹(shù)脂薄膜32a的厚度，以至半導(dǎo)體芯片20b的背面和樹(shù)脂薄膜32a的上表面差不多等高。例如，在半導(dǎo)體芯片20b的厚度大約30μm、凸起23的高度大約10μm(總厚度大約40μm)的情況下，形成樹(shù)脂薄膜32a，以至在第二布線圖案28a上有大約40μm的厚度。
接著，連接半導(dǎo)體芯片20b的凸起23和第二布線圖案28a。在半導(dǎo)體芯片20b的凸起23是由金制成的情況下，使用表面上有金膜的導(dǎo)線作為第二布線圖案28a，并且用超聲波倒裝放置來(lái)連接半導(dǎo)體芯片20b的凸起23和第二布線圖案28a。
換句話(huà)說(shuō)，在半導(dǎo)體芯片20b的凸起23是由焊接制成的情況下，使用銅導(dǎo)線或者表面上有金膜的導(dǎo)線作為第二布線圖案28a，并且用軟熔加熱的方法連接半導(dǎo)體芯片20b的凸起23和第二布線圖案28a。
注意第二布線圖案28a上連接半導(dǎo)體芯片20b的凸起23的部分用鎳/金電鍍。
此后，在130到200℃的環(huán)境中執(zhí)行熱處理來(lái)固化樹(shù)脂薄膜32a，從而獲得一層第二夾層絕緣薄膜32。
這提供了一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中半導(dǎo)體芯片20b以平面的狀態(tài)埋在第一夾層絕緣薄膜32中，并且它的凸起23被倒裝地焊接到第二布線圖案28a上，如圖4B所示。
在本實(shí)施例中，由于半導(dǎo)體芯片20b被埋在未固化的樹(shù)脂薄膜32a中并被倒裝地焊接到第二布線圖案28a上，半導(dǎo)體芯片20b下方的縫隙無(wú)需使用未充滿(mǎn)樹(shù)脂填充，而是使用留在縫隙中的樹(shù)脂薄膜32來(lái)填充。因此，本實(shí)施例也有這樣一種優(yōu)勢(shì)，即沒(méi)有特別要求使用未充滿(mǎn)樹(shù)脂來(lái)填充半導(dǎo)體芯片20b下方的縫隙這一步驟。
緊接著，如圖4C所示，由激光或者RIE蝕刻第二布線圖案28a上的第二夾層絕緣薄膜32的預(yù)定部分，從而形成第二通孔32x。
接著，采用在第一實(shí)施例中描述過(guò)的半加性處理或者類(lèi)似操作，在第二夾層絕緣薄膜32上形成第三布線圖案28b(上層布線圖案)，其通過(guò)第二通孔32x連接到第二布線圖案28a。在第三實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片20b的背面和第二夾層絕緣薄膜32的上表面差不多等高而被平面化。相應(yīng)地，當(dāng)?shù)谌季€圖案28b形成時(shí)，可以改善光刻法中的精度。因此，理想的第三布線圖案28b可以穩(wěn)定地、高精度地形成。
在本實(shí)施例中，舉例說(shuō)明了一種模式，在該模式中使用通過(guò)削磨其背面而被削薄的半導(dǎo)體芯片作為半導(dǎo)體芯片20b。相應(yīng)地，不在半導(dǎo)體芯片20b的背面形成第三布線圖案28b，以阻止第三布線圖案28b和半導(dǎo)體芯片20b的電路圖被電氣短路。注意，當(dāng)預(yù)先在半導(dǎo)體芯片20b的背面形成一層絕緣薄膜時(shí)，可以在半導(dǎo)體芯片20b的背面上形成第三布線圖案28b。
在第三實(shí)施例中，與第一實(shí)施例相似，也可以通過(guò)重復(fù)從形成第一樹(shù)脂薄膜32a的步驟(圖4A)到形成第三布線圖案28b的步驟(圖4C)的處理預(yù)定次數(shù)，來(lái)采用一種模式，在該模式中大多數(shù)半導(dǎo)體芯片20b以被埋在各自的夾層絕緣薄膜中而成為多層的狀態(tài)互相連接。
接著，如圖4D所示，形成一層焊接保護(hù)膜36，其在第三布線圖案28b的連接部分28z上有開(kāi)口部分36a。此后，包括凸起23的上層半導(dǎo)體芯片20x(上層電子元件)的凸起23被倒裝地焊接到第三布線圖案28b的連接部分28z。在第三實(shí)施例中，由于第三布線圖案28b的連接部分28z在高度上沒(méi)有變化并被放置在差不多等高的地方，上層半導(dǎo)體芯片20x的凸起23被高可靠性地連接到連接部分28z。
這樣，獲得了第三實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備1b(電子元件封裝結(jié)構(gòu))。
在制造第三實(shí)施例的電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法中，半導(dǎo)體芯片20b面朝下地埋在未固化的樹(shù)脂薄膜32a中，半導(dǎo)體芯片20b的凸起23被倒裝地焊接到第二布線圖案28a。
這樣，沒(méi)有增加特殊的平面化處理，就將半導(dǎo)體芯片20b以由于半導(dǎo)體芯片20b的厚度而產(chǎn)生的跳變被消除的狀態(tài)埋在第二夾層絕緣薄膜32中，并且將其倒裝地焊接到第二布線圖案。相應(yīng)地，與第一實(shí)施例相似，可以穩(wěn)定地形成高精度的第三布線圖案28b，上層半導(dǎo)體芯片20x可以高可靠性地倒裝地焊接到第三布線圖案28b。
而且，由于半導(dǎo)體芯片20b下方的縫隙無(wú)需特地使用未充滿(mǎn)的樹(shù)脂填充，就有制造成本可以減少的優(yōu)勢(shì)。
(第四個(gè)實(shí)施例)圖5A到5E是截面圖，依次表示一種制造本發(fā)明的第四實(shí)施例的一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法。第四實(shí)施例與第三實(shí)施例的不同之處在于在采用與第三實(shí)施例相似的方法將半導(dǎo)體芯片放置好之后，在半導(dǎo)體芯片上形成一層絕緣薄膜。這使在半導(dǎo)體芯片上方的區(qū)域中也能形成布線圖案。在第四實(shí)施例中，與第一和第三實(shí)施例相同的步驟的詳細(xì)描述將被省略。
在制造本發(fā)明的第四實(shí)施例的所述電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法中，如圖5A所示，首先，采用與第三實(shí)施例相似的方法，將一個(gè)半導(dǎo)體芯片20b(電子元件)面朝下地埋在未固化的第一樹(shù)脂薄膜32a中，并且半導(dǎo)體芯片20b的凸起23被倒裝地焊接到第二布線圖案28a。
此后，如圖5B所示，形成一層未固化的第二樹(shù)脂薄膜32b，其覆蓋了半導(dǎo)體芯片20b。接著，在130到200℃的環(huán)境中熱處理第一和第二樹(shù)脂薄膜32a和32b，同時(shí)在真空環(huán)境中擠壓它們，從而同時(shí)固化第一和第二樹(shù)脂薄膜32a和32b。這樣，獲得了由第一和第二樹(shù)脂薄膜32a和32b組成的第二夾層絕緣薄膜32。
然后，如圖5C所示，由激光或者RIE蝕刻第二布線圖案28a上的第二夾層絕緣薄膜32的預(yù)定部分，從而形成第二通孔32x。
接著，如圖5D所示，采用在第一實(shí)施例中描述過(guò)的半加性處理或者類(lèi)似操作，在第二夾層絕緣薄膜32上形成第三布線圖案28b(上層布線圖案)，其通過(guò)第二通孔32x與第二布線圖案28a連接。
在本實(shí)施例中使用的半導(dǎo)體芯片20b是通過(guò)削磨其背面而被削薄至150μm(50μm更好)或者更薄的，并且在半導(dǎo)體芯片20b的背面上露出一層半導(dǎo)體(硅)層。因此，在第三布線圖案28b直接在半導(dǎo)體芯片20b的背面上形成的情況下，第三布線圖案28b和半導(dǎo)體芯片20b的電路圖可能被電氣短路。相應(yīng)地，在上述的第三實(shí)施例中，第三布線圖案28b沒(méi)有放置在半導(dǎo)體芯片20b上。
然而，在第四實(shí)施例中，如圖5D所示，在半導(dǎo)體芯片20b上提供了第二樹(shù)脂薄膜32b，并且在第二樹(shù)脂薄膜32b上形成了第三布線圖案28b。因此，第三布線圖案28b也可以放置在半導(dǎo)體芯片20b上方的區(qū)域中。
也就是說(shuō)，在第四實(shí)施例中，與第三實(shí)施例相比，可以增加設(shè)計(jì)第三布線圖案28b的靈活性。因此，可以增加電子元件封裝結(jié)構(gòu)的布線密度，從而使容易地應(yīng)付更小的電子元件封裝結(jié)構(gòu)和更高性能的電子元件封裝結(jié)構(gòu)這些趨勢(shì)成為可能。
接著，如圖5E所示，形成一層焊接保護(hù)膜36，其在第三布線圖案28b的連接部分28z上有開(kāi)口部分36a。更進(jìn)一步地，一個(gè)上層半導(dǎo)體芯片20x(上層電子元件)的凸起23被倒裝地焊接到第三布線圖案28b的連接部分28z。
這樣，獲得了第四實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備1c(電子元件封裝結(jié)構(gòu))。
在第四實(shí)施例中，施加了與第三實(shí)施例相似的作用。另外，由于半導(dǎo)體芯片20b的背面被第二夾層絕緣薄膜32(第二樹(shù)脂薄膜32b)覆蓋，第三布線圖案28b也可以在半導(dǎo)體芯片20b上方形成，從而使增加布線密度成為可能。
(第五個(gè)實(shí)施例)圖6A到6H是截面圖，依次表示一種制造本發(fā)明的第五實(shí)施例的一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法。在上述的第三和第四實(shí)施例中，半導(dǎo)體芯片的凸起被連接到布線圖案，而樹(shù)脂薄膜被排除。相應(yīng)地，在半導(dǎo)體芯片的凸起和布線圖案之間可能插入了少量樹(shù)脂，這就有可能無(wú)法獲得電連接的足夠的可靠性。在第五實(shí)施例中，可以排除這樣的麻煩。注意，在第五實(shí)施例中，與第一和第三實(shí)施例相同的步驟的詳細(xì)描述將被省略。
在制造第五實(shí)施例的所述電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法中，如圖6A所示，首先，采用與第一實(shí)施例相似的方法，形成未固化的第一樹(shù)脂薄膜32a，例如，采用將一層樹(shù)脂薄膜粘附到基襯底24上的第一夾層絕緣薄膜30和第二布線圖案28a上。
此后，如圖6B所示，由激光或者類(lèi)似物蝕刻第二布線圖案28a上的第一樹(shù)脂薄膜32a的部分，該部分稍后與半導(dǎo)體芯片的凸起連接，從而形成開(kāi)口部分33，其有延伸到第二布線圖案28a的深度。
此時(shí)，用鎳/金電鍍第二布線圖案28a的與半導(dǎo)體芯片20b的凸起23連接的部分，并且鎳/金層露在開(kāi)口部分33中。而且，由于半導(dǎo)體芯片的凸起稍后將放置在開(kāi)口部分33中，開(kāi)口部分33的直徑設(shè)置為等于或大于半導(dǎo)體芯片20b的凸起23的直徑。
接著，如圖6C所示，準(zhǔn)備半導(dǎo)體芯片20b(電子元件)，其包括連接焊盤(pán)21a和連接到連接焊盤(pán)21a上的凸起23。與第三實(shí)施例相似，半導(dǎo)體芯片20b的厚度被削薄至大約150μm或者更薄。
然后，將半導(dǎo)體芯片20b放置在第一樹(shù)脂薄膜32a上并擠壓，以至半導(dǎo)體芯片20b的凸起23對(duì)應(yīng)于第二布線圖案28a的露在第一樹(shù)脂薄膜32a的開(kāi)口部分33中的部分。這樣，半導(dǎo)體芯片20b的凸起23放置在第二布線圖案28a上與之連接，而無(wú)需排除第一樹(shù)脂薄膜32a。
接著，如圖6D所示，與第三實(shí)施例相似，半導(dǎo)體芯片20b的凸起23連接到第二布線圖案28a。在半導(dǎo)體芯片20b的凸起23是由金制成的情況下，采用超聲波倒裝放置作為連接方法，而在半導(dǎo)體芯片20b的凸起23是由焊接制成的情況下，采用在200到250℃的環(huán)境中通過(guò)軟熔加熱來(lái)倒裝放置作為連接方法。
順便說(shuō)一下，當(dāng)半導(dǎo)體芯片20b的凸起23放置在第一樹(shù)脂薄膜32a的開(kāi)口部分33中時(shí)，在半導(dǎo)體芯片20b和第一樹(shù)脂薄膜32a的開(kāi)口部分33的側(cè)面之間仍然有一點(diǎn)縫隙。在第一樹(shù)脂薄膜32a使用的是熱硬化性的樹(shù)脂的情況下，當(dāng)開(kāi)口部分33由激光形成時(shí)，開(kāi)口部分33的側(cè)面通過(guò)加熱固化到某一個(gè)程度。相應(yīng)地，通過(guò)軟熔第一樹(shù)脂薄膜32a而產(chǎn)生的嵌入作用相對(duì)較小。因此，在本實(shí)施例中，在半導(dǎo)體芯片20b的凸起23是焊接凸起的情況下，凸起23被軟熔并且固化而變形，從而填滿(mǎn)縫隙。此后，在130到200℃的環(huán)境中執(zhí)行熱處理來(lái)固化第一樹(shù)脂薄膜32a。
順便說(shuō)一下，引用一個(gè)修改過(guò)的例子，上述的縫隙可以這樣被填滿(mǎn)，即使用光固化樹(shù)脂作為第一樹(shù)脂薄膜32a，其中光固化樹(shù)脂有當(dāng)被紫外線照射而固化時(shí)，回流進(jìn)開(kāi)口部分33中的特征。這是因?yàn)?，在使用光固化?shù)脂的情況下，當(dāng)由激光形成開(kāi)口部分33時(shí)，它的側(cè)面并不固化。
而且，在半導(dǎo)體芯片20b的凸起23使用的是焊接的情況下，當(dāng)焊接被軟熔并固化時(shí)，也有可能通過(guò)熱處理同時(shí)固化第一樹(shù)脂薄膜32a。
這樣，半導(dǎo)體芯片20b以半導(dǎo)體芯片20b埋在第一樹(shù)脂薄膜32a中的狀態(tài)被倒裝地焊接到第二布線圖案28a上。更進(jìn)一步地，與第三實(shí)施例相似，根據(jù)半導(dǎo)體芯片20b的厚度來(lái)調(diào)整第一樹(shù)脂薄膜32a的厚度。相應(yīng)地，半導(dǎo)體芯片20b的背面和第一樹(shù)脂薄膜32a的上表面差不多等高，這樣消除了由于半導(dǎo)體芯片20b而產(chǎn)生的跳變。
順便說(shuō)一下，半導(dǎo)體芯片20b的背面和第一樹(shù)脂薄膜32a的上表面不必設(shè)在相同的高度。在如下所述形成一層第二樹(shù)脂薄膜，用于覆蓋半導(dǎo)體芯片20b的情況下，可以用第二樹(shù)脂薄膜來(lái)完全實(shí)現(xiàn)平面化。
在第五實(shí)施例中，在第一樹(shù)脂薄膜32a中形成開(kāi)口部分33之后，半導(dǎo)體芯片20b的凸起23被連接到露在開(kāi)口部分33中的第二布線圖案28a。相應(yīng)地，在半導(dǎo)體芯片20b的凸起23和第二布線圖案28a之間的連接界面上不可能插入樹(shù)脂。因此，半導(dǎo)體芯片20b的凸起23被高可靠性地連接到第二布線圖案28a，從而使獲得良好的電連接成為可能。
接著，如圖6E所示，在第一樹(shù)脂薄膜32a和半導(dǎo)體芯片20b上形成第二樹(shù)脂薄膜32b。這樣，獲得了一層由第一和第二樹(shù)脂薄膜32a和32b組成的第二夾層絕緣薄膜32。
注意可以采用下述的方法在第一樹(shù)脂薄膜32a固化之前，在第一樹(shù)脂薄膜32a上形成未固化的第二樹(shù)脂薄膜32b，然后通過(guò)執(zhí)行熱處理同時(shí)固化第一和第二樹(shù)脂薄膜32a和32b。
緊接著，如圖6F所示，由激光或者RIE蝕刻第二布線圖案28a上的第二夾層絕緣薄膜32的預(yù)定部分，從而形成第二通孔32x。
接著，如圖6G所示，采用在第一實(shí)施例中描述過(guò)的半加性處理或者類(lèi)似操作，在第二夾層絕緣薄膜32上形成第三布線圖案28b(上層布線圖案)，其與第二布線圖案28a通過(guò)第二通孔32x連接。
順便說(shuō)一下，引用一個(gè)修改過(guò)的例子，與第三實(shí)施例相似，可以采用不形成第二樹(shù)脂薄膜32b的模式。在本例中，獲得了與圖4C相似的結(jié)構(gòu)，在第一樹(shù)脂薄膜32a的除了半導(dǎo)體芯片20b上的區(qū)域上形成第三布線圖案28b。
而且，在第五實(shí)施例中，也可以通過(guò)重復(fù)從形成第一樹(shù)脂薄膜32a的步驟(圖6A)到形成第三布線圖案28b的步驟(圖6G)的處理預(yù)定次數(shù)，來(lái)采用一種模式，在該模式中大多數(shù)半導(dǎo)體芯片20以被埋在各自的夾層絕緣薄膜中而成為多層的狀態(tài)互相連接。
接著，如圖6H所示，在形成一層焊接保護(hù)膜36之后，其中該保護(hù)膜在第三布線圖案28b的連接部分28z上有開(kāi)口部分36a，用鎳/金電鍍第三布線圖案28b的連接部分28z。此后，一個(gè)上層半導(dǎo)體芯片20x(上層電子元件)的凸起23被倒裝地焊接到第三布線圖案28b的連接部分28z。更進(jìn)一步地，如有需要，用未充滿(mǎn)的樹(shù)脂填滿(mǎn)在上層半導(dǎo)體芯片20x和焊接保護(hù)膜36之間的縫隙。
這樣，獲得了第五實(shí)施例的一個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備1d(電子元件封裝結(jié)構(gòu))。
在第五實(shí)施例中，與其它實(shí)施例相似，沒(méi)有增加特殊的平面化處理，就將半導(dǎo)體芯片20b以由于半導(dǎo)體芯片20b而產(chǎn)生的跳變被消除的狀態(tài)埋在第二夾層絕緣薄膜32中，并且將其倒裝地焊接到第二布線圖案28a。相應(yīng)地，與其它實(shí)施例相似，可以穩(wěn)定地形成高精度的第三布線圖案28b，上層半導(dǎo)體芯片20x可以高可靠性地倒裝地焊接到第三布線圖案28b。
而且，在本實(shí)施例中，在放置半導(dǎo)體芯片20b之前，無(wú)需形成一層非導(dǎo)電貼層(NCP)或者非導(dǎo)電薄膜(NCF)，并且在放置半導(dǎo)體芯片20b之后無(wú)需填充未充滿(mǎn)的樹(shù)脂。也就是說(shuō)，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于其中埋著半導(dǎo)體芯片20b的第一樹(shù)脂薄膜32a起著NCP或NCF的作用，可以減少制造過(guò)程中的步驟數(shù)，從而使減少制造成本成為可能。
另外，在其中埋著半導(dǎo)體芯片20b的第一樹(shù)脂薄膜32a中預(yù)先形成開(kāi)口部分33，將半導(dǎo)體芯片20b的凸起23連接到第二布線圖案28a露在開(kāi)口部分33中的部分。這樣，半導(dǎo)體芯片20b的凸起23比第三或第四實(shí)施例更高可靠性地電氣連接到第二布線圖案28a，并且可以提高半導(dǎo)體設(shè)備1d的生產(chǎn)產(chǎn)量。
權(quán)利要求
1.一種制造一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟在一個(gè)包括一個(gè)布線圖案的布線襯底上形成一層未固化的第一樹(shù)脂薄膜；將一個(gè)在一個(gè)元件形成表面上具有一個(gè)連接終端的電子元件以該連接終端指向朝上的狀態(tài)埋在所述的未固化的第一樹(shù)脂薄膜中；形成一層第二樹(shù)脂薄膜，用于覆蓋所述的電子元件；通過(guò)熱處理固化所述的第一和第二樹(shù)脂薄膜來(lái)獲得一層絕緣薄膜；在布線圖案和連接終端上的絕緣薄膜的一個(gè)預(yù)定部分中形成一個(gè)通孔；以及在絕緣薄膜上，形成一層通過(guò)所述通孔連接到布線圖案和連接終端的上層布線圖案。
2.一種制造一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟在一個(gè)包括一個(gè)布線圖案的布線襯底上形成一層未固化的樹(shù)脂薄膜；將一個(gè)電子元件，其中該元件形成表面上有一個(gè)連接終端和一層具有一個(gè)開(kāi)口部分用于露出該連接終端的鈍化膜，以該連接終端指向朝上的狀態(tài)埋在所述的未固化的樹(shù)脂薄膜中；通過(guò)熱處理固化所述的樹(shù)脂薄膜來(lái)獲得一層絕緣薄膜；在布線圖案上的絕緣薄膜的一個(gè)預(yù)定部分中形成一個(gè)通孔；以及在絕緣薄膜和電子元件上形成一層上層布線圖案，其通過(guò)所述通孔連接到所述布線圖案并通過(guò)所述開(kāi)口部分連接到所述連接終端。
3.一種制造一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟在一個(gè)包括一個(gè)布線圖案的布線襯底上形成一層未固化的樹(shù)脂薄膜；將一個(gè)在一個(gè)元件形成表面上具有一個(gè)連接終端的電子元件以該連接終端指向朝下的狀態(tài)埋在所述的未固化的樹(shù)脂薄膜中，并將該連接終端連接到所述布線圖案；通過(guò)熱處理固化所述的樹(shù)脂薄膜來(lái)獲得一層絕緣薄膜；在布線圖案上的絕緣薄膜的一個(gè)預(yù)定部分中形成一個(gè)通孔；以及在絕緣薄膜上，形成一層通過(guò)所述通孔連接到布線圖案的上層布線圖案。
4.一種制造一個(gè)電子元件封裝結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟在一個(gè)包括一個(gè)布線圖案的布線襯底上形成一層未固化的第一樹(shù)脂薄膜；將一個(gè)在一個(gè)元件形成表面上具有一個(gè)連接終端的電子元件以該連接終端指向朝下的狀態(tài)埋在所述的未固化的第一樹(shù)脂薄膜中，并將該連接終端連接到布線圖案；形成一層第二樹(shù)脂薄膜，用于覆蓋所述的電子元件；通過(guò)熱處理固化所述的第一和第二樹(shù)脂薄膜來(lái)獲得一層絕緣薄膜；在布線圖案上的絕緣薄膜的一個(gè)預(yù)定部分中形成一個(gè)通孔；以及在絕緣薄膜上，形成一層通過(guò)所述通孔連接到布線圖案的上層布線圖案。
5.依照權(quán)利要求3和4的任何一條的方法，在形成未固化的樹(shù)脂薄膜的步驟之后以及在將電子元件的連接終端連接到布線圖案之前，進(jìn)一步包括步驟在布線圖案上的樹(shù)脂薄膜的一個(gè)部分中形成一個(gè)開(kāi)口部分，電子元件的連接終端被連接到該開(kāi)口部分；其中將電子元件的連接終端連接到布線圖案的步驟包括，放置電子元件的連接終端同時(shí)使電子元件的連接終端對(duì)應(yīng)于樹(shù)脂薄膜的開(kāi)口部分。
6.依照權(quán)利要求5的方法，其中電子元件的連接終端是一個(gè)焊接凸起，以及其中在將電子元件的連接終端連接到布線圖案的步驟中，通過(guò)軟熔和固化來(lái)變形所述焊接凸起，從而填滿(mǎn)在電子元件和樹(shù)脂薄膜的開(kāi)口部分的側(cè)面之間的縫隙。
7.依照權(quán)利要求1到4的任何一條的方法，其中在將電子元件埋在未固化的樹(shù)脂薄膜中的步驟中，未固化的樹(shù)脂薄膜的上表面和電子元件的元件形成表面與背面中任何一個(gè)被設(shè)定在幾乎同一高度。
8.依照權(quán)利要求1和2的任何一條的方法，其中在將電子元件埋在未固化的樹(shù)脂薄膜中的步驟中，樹(shù)脂薄膜插在電子元件的一個(gè)背面和布線襯底之間。
9.依照權(quán)利要求3的方法，其中在形成上層布線圖案的步驟中，不在電子元件上形成上層布線圖案。
10.依照權(quán)利要求1到4的任何一條的方法，進(jìn)一步包括步驟從將電子元件埋在樹(shù)脂薄膜中的步驟到形成上層布線圖案的步驟被重復(fù)預(yù)定次數(shù)。
11.依照權(quán)利要求1到4的任何一條的方法，進(jìn)一步包括步驟，將一個(gè)上層電子元件倒裝地焊接到上層布線圖案。
12.依照權(quán)利要求1到4的任何一條的方法，其中所述電子元件是一個(gè)厚度大約為150μm或者更薄的半導(dǎo)體芯片。
13.一種電子元件封裝結(jié)構(gòu)包括一個(gè)包括一個(gè)布線圖案的布線襯底；一層在所述布線襯底上形成的第一絕緣薄膜；一個(gè)電子元件，其在一個(gè)元件形成表面上具有一個(gè)連接終端，該電子元件以所述連接終端指向朝上的狀態(tài)被埋在第一絕緣薄膜中，并且以該電子元件的一個(gè)背面不接觸所述布線襯底的狀態(tài)放置；一層第二絕緣薄膜，用于覆蓋所述電子元件；在布線圖案和連接終端上的第一和第二絕緣薄膜的一個(gè)預(yù)定部分中分別形成的通孔；以及一層在第二絕緣薄膜上形成的上層布線圖案，該上層布線圖案通過(guò)所述通孔連接到布線圖案和連接終端。
14.一種電子元件封裝結(jié)構(gòu)包括一個(gè)包括一個(gè)布線圖案的布線襯底；一層在所述布線襯底上形成的絕緣薄膜；一個(gè)電子元件，其在一個(gè)元件形成表面上具有一個(gè)連接終端和一層具有一個(gè)開(kāi)口部分用于露出該連接終端的鈍化膜，該電子元件以所述連接終端指向朝上的狀態(tài)被埋在絕緣薄膜中，并且以該電子元件的一個(gè)背面不接觸布線襯底的狀態(tài)放置；在布線圖案上的絕緣薄膜的一個(gè)預(yù)定部分中形成的一個(gè)通孔；以及一層在絕緣薄膜和電子元件上形成的上層布線圖案，該上層布線圖案通過(guò)所述通孔連接到所述布線圖案并通過(guò)開(kāi)口部分連接到連接終端。
15.依照權(quán)利要求13和14的任何一條的電子元件封裝結(jié)構(gòu)，其中電子元件的元件形成表面和絕緣薄膜的上表面幾乎等高而被平面化，其中電子元件被埋在絕緣薄膜中。
16.依照權(quán)利要求13和14的任何一條的電子元件封裝結(jié)構(gòu)，其中電子元件是一個(gè)厚度大約為150μm或者更薄的半導(dǎo)體芯片。
17.依照權(quán)利要求13和14的任何一條的電子元件封裝結(jié)構(gòu)，其中絕緣薄膜是由樹(shù)脂制成。
全文摘要
本發(fā)明包括在一個(gè)包括布線圖案的布線襯底上形成一層未固化的第一樹(shù)脂薄膜，將一個(gè)在元件形成表面上有一個(gè)連接終端的電子元件以該連接終端指向朝上的狀態(tài)埋在所述的未固化的第一樹(shù)脂薄膜中，形成一層第二樹(shù)脂薄膜用于覆蓋所述的電子元件，通過(guò)熱處理固化第一和第二樹(shù)脂薄膜來(lái)獲得一層絕緣薄膜，在布線圖案和連接終端上的絕緣薄膜的一個(gè)預(yù)定部分中形成一個(gè)通孔，并且在絕緣薄膜上，形成一層通過(guò)通孔連接到布線圖案和連接終端的上層布線圖案這些步驟。
文檔編號(hào)H01L21/60GK1518080SQ20041000249
公開(kāi)日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月23日
發(fā)明者春原昌宏, 德, 村山啟, 東光敏, 小山利德 申請(qǐng)人:新光電氣工業(yè)株式會(huì)社