專利名稱：具有層合晶穴的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于半導(dǎo)體封裝的制造，特別是有關(guān)于一種具有層合晶穴的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法。
背景技術(shù)：
公知在半導(dǎo)體封裝與半導(dǎo)體模組領(lǐng)域中，一包含有基板的芯片載體設(shè)計有一晶穴(die-cavity)，用以容置一芯片，該晶穴包含有一晶穴側(cè)壁及一芯片接合區(qū)，為了易于控制晶穴側(cè)壁的高度與芯片接合區(qū)的平坦度，該晶穴側(cè)壁與該芯片接合區(qū)分別先制作在兩不同基板，再以黏膠層將具有該晶穴側(cè)壁的基板與具有該芯片接合區(qū)的基板相互黏著組合，以構(gòu)成一具有晶穴的堆疊基板組合件。如美國專利第6,506,626號與美國專利公開編號第2001/0046725號所揭示，該具有芯片接合區(qū)的基板為一球格陣列封裝的板材，而該具有晶穴側(cè)壁的基板為一金屬加勁環(huán)(metal stiffener)或一間隔電路板，兩基板能組配成具有晶穴的基板組合件，以供制作晶穴朝上的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造或模組。再如美國專利6,639,304號與美國專利第6,501,168號所揭示，該具有芯片接合區(qū)的基板為一散熱金屬片(metal plate或metal core)，而該具有晶穴側(cè)壁的基板為一具有開孔或一窗口的板材，以供制作晶穴朝下的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造或模組。
常見用于黏著上述兩基板的黏膠層為壓克力膜(acrylate film)、液膠(liquidadhesive)或預(yù)浸材(prepreg)，其中例如壓克力膜或預(yù)浸材(prepreg)的黏性膠片需要預(yù)先沖壓或銑切出一窗口，再將該具有窗口的黏性膠片黏貼對位至該具有芯片接合區(qū)的基板，但由于該黏性膠片具有黏性，因此在制程中會有黏著于治具或黏著粉塵等問題，而造成制程上處理困擾或不易黏著，其中，壓克力膜對濕氣相當(dāng)敏感，通常只能到達(dá)JEDEC第四級抗?jié)裥?，另，預(yù)浸材在銑切或沖壓的成孔過程中相當(dāng)容易被損傷且會形成大量樹脂薄片(resin flake)或塵埃粒子。
此外，當(dāng)以液態(tài)黏膠層黏著上述兩基板，公知該液態(tài)黏膠層先以網(wǎng)版印刷(screen printing)形成在該具有晶穴側(cè)壁的基板或是具有芯片接合區(qū)的基板，為了不在壓合黏著時造成該液態(tài)黏膠層流動至該晶穴側(cè)壁，該液態(tài)黏膠層必須具有相當(dāng)高黏度與適當(dāng)?shù)谋砻鎻埩?。若該液態(tài)黏膠層包含有溶劑，通常該液態(tài)黏膠層在印刷后需要預(yù)烤或干燥，再施壓結(jié)合兩基板并升溫加以固化。制程中的條件控制相當(dāng)嚴(yán)苛，稍有不慎，該液態(tài)黏膠層將被擠迫至該晶穴側(cè)壁或該芯片接合區(qū)，導(dǎo)致污染基板焊墊并影響芯片在晶穴內(nèi)的平坦結(jié)合。
美國專利第6,195,264號揭示有一種基板的晶穴形成方法，將一光感性物質(zhì)(photoimageable material)的黏膠層介設(shè)在一金屬加勁環(huán)與一電路板之間，在壓合后構(gòu)成一具有晶穴的基板，該光感性物質(zhì)被曝光顯影已使得在晶穴內(nèi)不會殘留該光感性物質(zhì)的黏膠層，該黏膠層應(yīng)被要求同時具備良好易于曝光處理的光感性、熱固性、黏著性與導(dǎo)熱性，故此一特殊性能的材料取得不容易且成本甚高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有層合晶穴的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，首先提供一板材并提供一形成有一接著樹脂層的金屬箔，將兩者加以層合，以使得該接著樹脂層黏黏接該板材，再形成一貫通口，該貫通口貫穿該板材、該接著樹脂層與該金屬箔，該貫通口使該板材具有一晶穴側(cè)壁，再移除該金屬箔，以顯露該接著樹脂層在該板材上，可再黏著至一載板，以形成一晶穴，該接著樹脂層不會溢流至該晶穴內(nèi)并且無碎片(flaking)發(fā)生而能減少對該晶穴的污染，亦有具有低溫黏著該板材與該載板的功效。
本發(fā)明的次一目的在于提供一種具有層合晶穴的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，利用一金屬箔作為一接著樹脂層的承載件，在層合步驟與貫通口形成步驟中可以降低對治具的污染并能轉(zhuǎn)變黏接至一板材，再以該具有黏性的板材貼附至一載板，以得到一深度準(zhǔn)確且無黏著劑殘留的晶穴，以達(dá)到高品質(zhì)的半導(dǎo)體封裝。
依本發(fā)明的具有層合晶穴的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，分別提供一板材以及一金屬箔，該板材的一表面定義有至少一用以形成晶穴側(cè)壁的區(qū)域，該金屬箔的一表面形成有一接著樹脂層，該接著樹脂層具有一第一接著面以及一第二接著面，該第一接著面貼附于該金屬箔，該第二接著面呈顯露。之后，將該板材與該金屬箔加以層合，使得該接著樹脂層的該第二接著面黏接該板材。之后，在對應(yīng)于該形成晶穴側(cè)壁的區(qū)域形成一貫通口，該貫通口可以銑切(routing)或沖壓(punching)等方式形成，該貫通口貫穿該板材、該接著樹脂層與該金屬箔，使得該板材具有一在該貫通口內(nèi)的晶穴側(cè)壁。之后，移除該金屬箔，以顯露該接著樹脂層的該第一接著面。之后，將該板材貼附至一載板，使得該接著樹脂層的該第一接著面黏接該載板。之后，可將一芯片設(shè)置于該載板上且位于該板材的貫通口內(nèi)。故能低成本地制作晶穴朝上或晶穴朝下的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造。


圖1A至1J是依據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例，一板材在一半導(dǎo)體封裝制程中的截面示意圖；圖2是依據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例，一板材在層合后形成預(yù)切孔的立體示意圖；圖3是依據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例，一板材在層合后形成貫通口的立體示意圖；及圖4A至4I是依據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例，一板材在另一半導(dǎo)體封裝制程中的截面示意圖。
附圖標(biāo)記說明
110板材(board)111第一表面112第二表面113用以形成晶穴側(cè)壁的區(qū)域 114導(dǎo)接指 115球墊116晶穴側(cè)壁 120金屬箔 130接著樹脂層131第一接著面 132第二接著面 140貫通口141預(yù)切孔 142金屬覆蓋層 150載板(carrier plate)151晶穴的芯片接合區(qū) 160芯片161焊墊170焊線 180封膠體 190焊球210板材 211用以形成晶穴側(cè)壁的區(qū)域 212晶穴側(cè)壁220金屬箔 230接著樹脂層 231第一接著面232第二接著面 240貫通口 250載板251晶穴的芯片接合區(qū) 260芯片270焊線280透光蓋 290焊球具體實施方式
參閱附圖，本發(fā)明將列舉以下的實施例說明。
依據(jù)本發(fā)明第一具體實施例的具有層合晶穴的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，請參閱圖1A，首先，提供一板材110以及提供一已形成有一接著樹脂層130的金屬箔120，該板材110具有一第一表面111及一對應(yīng)的第二表面112，且該板材110定義有至少一用以形成晶穴側(cè)壁的區(qū)域113。在本實施例中，該板材110為一種具有電路圖案以適用于晶穴朝下封裝的基板，常見地該板材110為包含BT樹脂的印刷電路板，該第一表面111用以黏附一載板150(如圖1F所示)，該第二表面112形成有復(fù)數(shù)個用以連接焊線的導(dǎo)接指114以及復(fù)數(shù)個用以連接焊球的球墊115。通常在該板材110的該第一表面111可以不用涂施任何黏著材料。
該金屬箔120以易被蝕刻的金屬材質(zhì)為較佳，例如銅箔。并且該接著樹脂層130可利用例如印刷或浸涂等方式形成在該金屬箔120的其中一表面，經(jīng)過適當(dāng)?shù)男┰S烘烤。該接著樹脂層130具有一第一黏著面131以及一第二黏著面132，該第一黏著面131貼附于該金屬箔120且該第二黏著面132呈顯露。該接著樹脂層130應(yīng)具有多階固化性質(zhì)，其材質(zhì)可選自于環(huán)氧基樹脂、BT(Bismaleimide Triazine，雙順丁烯二酸酰亞胺)樹脂與PI(Polyimide，聚酰亞胺)樹脂的其中之一，亦可以是包含有玻璃纖維的預(yù)浸材(prepreg)，較佳地，該接著樹脂層130包含有金屬粒子，例如銀粒子，以增進(jìn)該接著樹脂層130的導(dǎo)熱。其中，該接著樹脂層130為一背膠銅箔(Resin Coated Copper foil，RCC)，且能以低成本的大量生產(chǎn)。
接著，請參閱圖1B，層合(laminating)該板材110與該金屬箔120，藉由該接著樹脂層130的該第二黏著面132能低溫黏接該板材110的該第一表面111，以組成一層合件。較佳地，該接著樹脂層130被固化至5-50％之間，其中，又以稍為被固化至5-15％之間尤為佳，在層合步驟中該接著樹脂層130被部分固化(partially cured)。在層合(laminating)該板材110與該金屬箔120之后，該接著樹脂層130經(jīng)由該金屬箔120壓迫且具有一致的厚度，其可減少粒子的產(chǎn)生與溢膠污染，故容易加工處理，不會沾附于治具。
之后，請參閱圖1C及3，以銑切(routing)或其它方式對該金屬箔120、該接著樹脂層130與該板材110所組成的層合件形成一貫通口140。請參閱圖2，在形成該貫通口140之前，其可預(yù)先形成至少一預(yù)切孔141(pre-cutting hole)，該預(yù)切孔141貫通該板材110、該接著樹脂層130與該金屬箔120，較佳地，該預(yù)切孔141位于該區(qū)域113的一角隅，以利銑切刀具(圖未繪出)的銑切。在銑切形成該貫通口140之后，該貫通口140對應(yīng)于該形成晶穴側(cè)壁的區(qū)域113，并且貫穿該板材110、該接著樹脂層130與該金屬箔120，使得該板材110具有一位在該貫通口140內(nèi)的晶穴側(cè)壁116。
請參閱圖1D，在該貫通口140形成之后，可以選擇性的執(zhí)行或不執(zhí)行一遮蓋步驟(shielding step)，若有需要，可利用電鍍或濺鍍技術(shù)將一例如鎳/金的金屬覆蓋層142形成在該板材110的該晶穴側(cè)壁116，以電性遮蔽一晶穴內(nèi)芯片160與該板材110的內(nèi)部電路圖案(如圖1J所示)。當(dāng)該金屬覆蓋層142以電鍍形成時，該金屬箔120可提供一電鍍導(dǎo)通路徑。
之后，請參閱圖1E，該金屬箔120應(yīng)該被移除，以顯露該接著樹脂層130的該第一黏著面131。其中移除該金屬箔120的方式可以是蝕刻(etching)或剝離(peeling)等。因此，該接著樹脂層130以層合方式由該金屬箔120轉(zhuǎn)移至該板材110的該第一表面111，再經(jīng)過上述的貫通口140形成步驟，故該接著樹脂層130不會沾附至該板材110的晶穴側(cè)壁116，并且將使得該板材110的第一表面111具有黏性。此外，當(dāng)該接著樹脂層130是以蝕刻(etching)去除時，該金屬覆蓋層142更可以保護(hù)該板材110的內(nèi)部電路圖案不被蝕除。
之后，請參閱圖1F，該板材110貼附至一載板150，使得該接著樹脂層130的該第一接著面131黏接該載板150。該載板150具有一晶穴的芯片接合區(qū)151，其顯露于該貫通口140，而與該板材110的晶穴側(cè)壁116組合以形成一晶穴(chipcavity)。請再參閱圖1F，上述晶穴的深度與形狀能被準(zhǔn)確定義，且該芯片接合區(qū)151可為高度平坦，以供高品質(zhì)的半導(dǎo)體封裝所用。此外，該接著樹脂層130不會溢膠沾附至該晶穴側(cè)壁116與該芯片接合區(qū)151，并且不會有公知黏性膠片需要對位的問題。在本實施例中，該具有芯片接合區(qū)151的載板150為一散熱片。
之后，請參閱圖1G，一半導(dǎo)體芯片160貼設(shè)于該載板150的芯片接合區(qū)151且在該板材110的晶穴側(cè)壁116(即該貫通口140)內(nèi)。之后，在本具體實施例中，另包含有一打線連接步驟，請參閱圖1H，將復(fù)數(shù)個焊線170連接該半導(dǎo)體芯片160的復(fù)數(shù)個焊墊161與該板材110的該些導(dǎo)接指114。之后，在本具體實施例中，更包含有一封膠步驟，請參閱圖1I，利用壓模(molding)或是點膠(dispensing)方式將一封膠體180形成在該晶穴側(cè)壁116與該芯片接合區(qū)151所構(gòu)成的晶穴中，以密封該芯片160與該些焊線170。之后，在本具體實施例中，更包含有一外接端形成步驟，請參閱圖1J，可將復(fù)數(shù)個焊球190設(shè)置在該板材110第二表面112的該些球墊115上，以構(gòu)成一晶穴朝下的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造。該接著樹脂層130可完全固化在晶穴形成之后或是在該封膠體180形成之后。
因此，在上述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法中，該接著樹脂層130不會溢出至該晶穴的晶穴側(cè)壁116與芯片接合區(qū)151并且無碎片(flaking)的發(fā)生。此外，當(dāng)該板材110的該第一表面111具有不平坦的凸點或凹陷，可以與該金屬箔120的層合步驟中，被該接著樹脂層130補(bǔ)償與修正。
此外，本發(fā)明的具有層合晶穴的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法可運用在制作不同封裝型態(tài)的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，例如晶穴朝上的影像傳感器芯片封裝構(gòu)造。如本發(fā)明的第二具體實施例所揭示，請參閱圖4A，首先，提供一板材210并提供一形成有一接著樹脂層230的一金屬箔220，其中，該板材210具有一第一表面211及一對應(yīng)的第二表面212，在本實施例中，該板材210為一基板核心層(substrate core)，其為一含浸樹脂的玻璃纖維布。該板材210定義有至少一用以形成晶穴側(cè)壁的區(qū)域211。該接著樹脂層230僅形成于該金屬箔220的其中一表面。該接著樹脂層230具有一第一接著面231以及一第二接著面232，該第一接著面231貼附于該金屬箔220，而該第二接著面232呈顯露。
之后，請參閱圖4B，令該金屬箔220與該板材210相互層合，該接著樹脂層230的該第二接著面232黏接該板材210的該第一表面211，以組成一層合件。較佳地，該金屬箔220可供形成該接著樹脂層230的表面為平坦且光滑。
之后，請參閱圖4C，以沖壓(punching)方式對上述該板材210、一金屬箔220與該接著樹脂層230所組成的層合件形成一貫通口240，該貫通口240對應(yīng)于該區(qū)域313而貫穿該板材210、該接著樹脂層230與該金屬箔220，使得該板材210具有一晶穴側(cè)壁212，該晶穴側(cè)壁212位在該貫通口240內(nèi)。
之后，請參閱圖4D，以剝離(peeling)或蝕刻等方式移除該金屬箔220，以顯露該接著樹脂層230的第一接著面231。接下來，請參閱圖4E，該具有貫通口240的板材210貼附至一載板250，使得該接著樹脂層230的該第一接著面231黏接該載板250。該載板250具有一晶穴的芯片接合區(qū)251，而與該板材210的晶穴側(cè)壁212組合以形成一晶穴(chip cavity)。在本實施例中，該載板250為一具有電路圖案的基板。
之后，請參閱圖4F，一例如影像傳感器芯片的半導(dǎo)體芯片260貼設(shè)于該載板250的芯片接合區(qū)251且在該板材210的晶穴側(cè)壁212(即該貫通口240)內(nèi)。之后，在本具體實施例中，請參閱圖4G，利用打線形成的復(fù)數(shù)個焊線270電性連接該半導(dǎo)體芯片260與該載板250。之后，在本具體實施例中，更包含有一密封步驟，請參閱圖4H，將一例如玻璃材質(zhì)的透光蓋280設(shè)置于該板材210上，以氣閉密封該芯片260，或者是以一透明封膠體形成在該晶穴側(cè)壁212與該芯片接合區(qū)251所構(gòu)成的晶穴中(圖未繪出)。之后，在本具體實施例中，更包含有一外接端形成步驟，請參閱圖4I，可將復(fù)數(shù)個焊球290設(shè)置在該載板250的一下表面，以構(gòu)成一晶穴朝上的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造。
因此，在上述實施例中的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法中，由該板材210的該晶穴側(cè)壁212與該載板250的芯片接合區(qū)251所構(gòu)成的晶穴有良好的清潔度，并且在黏晶于該晶穴之后，該半導(dǎo)體芯片260的主動面具有良好的水平度與控制準(zhǔn)確的高度，以提升封裝后影像感測品質(zhì)。
本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的任何變化與修改，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有層合晶穴的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，包含提供一板材，該板材定義有至少一用以形成晶穴側(cè)壁的區(qū)域；提供一金屬箔，該金屬箔的一表面形成有一接著樹脂層，該接著樹脂層具有一第一接著面以及一第二接著面，該第一接著面貼附于該金屬箔，該第二接著面呈顯露；層合該板材與該金屬箔，使得該接著樹脂層的該第二接著面黏接該板材；在對應(yīng)于該形成晶穴側(cè)壁的區(qū)域形成一貫通口，該貫通口貫穿該板材、該接著樹脂層與該金屬箔，使得該板材具有一在該貫通口內(nèi)的晶穴側(cè)壁；移除該金屬箔，以顯露該接著樹脂層的該第一接著面；貼附該板材與一載板，使得該接著樹脂層的該第一接著面黏接該載板；及設(shè)置一芯片于該載板且位于該板材的該晶穴側(cè)壁內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，在移除該金屬箔之前，另包含形成一金屬覆蓋層于該板材的該晶穴側(cè)壁。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該接著樹脂層具有多階固化性質(zhì)。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，在黏接該載板之后，該接著樹脂層被固化5-50％。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該接著樹脂層選自于環(huán)氧基樹脂、BT樹脂與PI樹脂的其中之一。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該接著樹脂層包含有金屬粒子。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該金屬箔是以蝕刻方式移除。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該金屬箔是以剝離方式移除。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該貫通口是以沖壓方式形成。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該貫通口是以銑切方式形成。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該板材為一具有電路圖案的基板。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該載板為一散熱片。
13.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，另包含的步驟有打線連接該芯片與該板材。
14.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，另包含的步驟有形成一封膠體于該板材的貫通口內(nèi)。
15.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，另包含的步驟有設(shè)置多個焊球于該板材。
16.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該載板為一具有電路圖案的基板。
17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該板材為一基板核心層。
18.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，另包含的步驟有打線連接該芯片與該載板。
19.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，另包含形成一封膠體于該板材的貫通口內(nèi)。
20.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，另包含設(shè)置一透光蓋于該板材上，以氣閉密封該芯片。
21.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，另包含設(shè)置多個焊球于該載板。
22.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，其特征是，該形成有接著樹脂層的金屬箔為一背膠銅箔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有層合晶穴的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的制造方法，提供有一板材以及一形成有一接著樹脂層的金屬箔；該金屬箔層合于該板材，以使該接著樹脂層黏接該板材；接著，形成一貫通口，其貫穿該板材、該接著樹脂層與該金屬箔；在移除該金屬箔之后，該接著樹脂層的另一接著面將顯露在該板材上，以供貼附于一載板，形成一晶穴。
文檔編號H01L21/60GK1835195SQ20051006808
公開日2006年9月20日 申請日期2005年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者伯恩·卡·艾伯特, 鄒鏡華 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司