專利名稱：避免基板翹曲引起的焊接缺陷的半導體封裝接合構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導體封裝件的組裝接合技術(shù)，特別是涉及一種避免
基板翹曲引起的焊接缺陷的半導體封裝接合構(gòu)造，可運用于高密度3D堆疊 的架構(gòu)(Package- 0n- Package module, POP)。
背景技術(shù)：
當前隨著半導體封裝件的薄化發(fā)展趨勢，在經(jīng)過表面接合的回焊處理 之時，半導體封裝件的基板變得更容易翹曲，而導致發(fā)生冷焊、空焊或假焊
等焊接缺陷。特別是半導體封裝堆疊的接合構(gòu)造(Package-On-Package device, POP)中，焊接缺陷更是接合過程中的一大問題。為了符合先進的 微小化電子產(chǎn)品需求，復數(shù)個半導體封裝件可以縱向3D堆疊，以符合小型 表面接合面積與高密度元件設(shè)置的要求，然而微間距的端子與端子之間的 焊接關(guān)更容易受到基板翹曲而被破壞，從而產(chǎn)生電性斷路的現(xiàn)象。
富士通(Fujitsu)公司在美國專利第6476503號以及Tessera (泰斯拉) 公司在美國專利公開第2006/0138647號，各提出一種可以應(yīng)用于封裝堆疊 的微接觸架構(gòu)。請參閱圖1所示，是現(xiàn)有習知的半導體封裝接合構(gòu)造的截 面示意圖?，F(xiàn)有習知的半導體封裝接合構(gòu)造IOO,主要包含一第一半導體封 裝件110、 一第二半導體封裝件120以及焊料130,其中
上述的第一半導體封裝件110,其是堆疊在該第二半導體封裝件120之 上，并且以焊料130連接兩半導體封裝件即第一半導體封裝件110與第二半 導體封裝件120。該第一半導體封裝件llO具有一第一基板lll、 一設(shè)置于 第一基板lll的一上表面lllA的第一晶片112以及復數(shù)個形成于該第一基 板111的一下表面111B的凸塊113，例如銅凸塊或其它不可回焊的柱狀凸 塊，作為封裝堆疊的微接觸端子。并且，可以利用復數(shù)個第一焊線114通過 該第一基板111的一第一槽孔111G,以電性連接該第一晶片112的焊墊至 該第一基板111，并以一第一封膠體115密封該些第一焊線114。
上述的第二半導體封裝件120,是作為一封裝載體，如同第一半導體封 裝件IIO,該第二半導體封裝件120具有一第二基板121、 一設(shè)置于該第二 基板121的一上表面121A的第二晶片122以及復數(shù)個形成于該第二基板121 的一下表面121B的凸塊123,作為對外端子。復數(shù)個第二焊線124是通過 該第二基板121的一第二槽孔121C,而電性連接該第二晶片122至該第二 基板121,并以一第二封膠體125密封該些第二焊線124。現(xiàn)有技術(shù)在該第二半導體封裝件12G的該第二基板121的上表面121A 是設(shè)有復數(shù)個平墊狀的連接墊121 D,藉由回焊上述焊料130以接合該第 一半 導體封裝件110的該些凸塊113至該第二半導體封裝件120的對應(yīng)連接墊 121D,藉以達到微接觸的型態(tài)，該些半導體封裝件110與120在堆疊時是 以該些凸塊113作為微小化接觸點，而可以增加訊號接腳數(shù)(high pin count)并可以增加走線面積，更可以縮小封裝堆疊間隙(small POP stacking standoff)。然而此一架構(gòu)對于基板翹曲度的可承受程度將變得 更低。
該焊料130的回焊過程與堆疊接合之后，該第一基板111會遭受重復 的熱循環(huán)溫度變化，故產(chǎn)生了基板翹曲，導致該些凸塊113與對應(yīng)的連接 墊121D之間的焊料間隙不一致的誤差變化。在高溫與基板翹曲的應(yīng)力兩者 的作用下，特定部位的焊料130不具有焊接粘著力而產(chǎn)生孩t接觸焊點斷裂 (如圖1所示)，容易引起各式各樣的焊接缺陷。
由此可見，上述現(xiàn)有的半導體封裝接合構(gòu)造在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍 存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相 關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被 發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相 關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種避免基板翹曲引起的焊接缺 陷的半導體封裝接合構(gòu)造，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成為當前業(yè)界 極需改進的目標。
有鑒于上述現(xiàn)有的半導體封裝接合構(gòu)造存在的缺陷，本發(fā)明人基于從 事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及其專業(yè)知識，并配合學理的運 用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種避免基板翹曲引起的焊接缺陷的半導 體封裝接合構(gòu)造，-能夠改進一般現(xiàn).有的半導體封裝接合構(gòu)造，使其更具有 實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)過反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè) 出確具實用i^值的本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的半導體封裝接合構(gòu)造所存在的缺 陷，而提供一種避免基板翹曲引起的焊接缺陷的半導體封裝接合構(gòu)造，所要 解決的技術(shù)問題是使其可以縮小在可預知的基板翹曲度下所引起焊料間隙 差異，能夠避免因基板翹曲引起的焊接缺陷發(fā)生，非常適于實用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種避免基板翹曲引起的焊接缺陷的半 導體封裝接合構(gòu)造，所要解決的技術(shù)問題是使其能夠兼具有散熱性與微間 隔維持的功效，/人而更加適于實用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)
本發(fā)明提出的一種半導體封裝接合構(gòu)造，其包含至少一第一半導體封裝 件，其包含一第一基板、 一第一晶片、復數(shù)個第一外接端子與復數(shù)個第二 外接端子，其中該些第一外接端子與該些第二外接端子是設(shè)置于該第一基 板的一下表面； 一封裝載體，其包含復數(shù)個第一連接端點與復數(shù)個第二連接 端點；以及復數(shù)個焊料，其接合該些第一外接端子至該些第一連接端點以 及接合該些第二外接端子至該些第二連接端點；其中，該第一基板定義有 一中心線，該些第二外接端子至該中心線的距離是小于該些第二外接端子 至該中心線的距離；其中，該些第一外接端子與該些第二外接端子是包含 不等高的凸塊，用以縮小由該第一基板的翹曲引起該些第一外接端子與該 些第 一連接端點之間以及該些第二外接端子與該些第二連接端點之間的焊 料間隙差異。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。 前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中當該第一基板的周邊是遠離該封裝
載體而往上翹起時，該些第二外接端子是具有更高于該些第一外接端子的
補償高度。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中當該第一基板的周邊是接近該封裝 載體而往下翹起時，該些第一外接端子是具有更高于該些第二外接端子的 補償高度。 ' '
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第 一晶片可設(shè)置于該第一基 板的一上表面。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第 一基板具有 一 沿著該中心 線的第一槽孔，以顯露該第一晶片.的復數(shù)個焊墊。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第一半導體封裝件更包含復 數(shù)個第一焊線，該第一基板是具有一第一槽孔，該些第一焊線是通過該第 一槽孔而電性連接該第 一晶片與該第 一基板。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第一半導體封裝件更包含一 第一封膠體，其形成于該第一槽孔，以密封該些第一焊線。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第一封膠體是可不覆蓋該第 一晶片。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造,其中所述的封裝載體是為一印刷電路板。 前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的封裝載體是可為一第二半導
體封裝件，其另包含一第二基板、 一第二晶片及復數(shù)個第三外接端子，其中
該些第三外接端子設(shè)置于該第二基板的一下表面，該些第一連接端點與該
些第二連接端點設(shè)置于該第二基板的一上表面。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第二晶片是設(shè)置于該第二基
板的 一上表面，且不覆蓋該些第 一連接端點與該些第二連接端點。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第二半導體封裝件是大致相 同于該第 一半導體封裝件，而包含有復數(shù)個第二焊線與 一第二封膠體。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的該些第一外接端子與該些第 二外接端子是可為柱狀凸塊或結(jié)線凸塊。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的該些第一外接端子與該些第 二外接端子可具有半錐形截面。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)
本發(fā)明提出的一種半導體封裝接合構(gòu)造，其包含至少一第一半導體封裝 件，其包含一第一基板、 一第一晶片、復數(shù)個第一外接端子與復數(shù)個第二外 接端子，其中該些第一外接端子與該些第二外接端子設(shè)置于該第一基板的
一下表面； 一封裝載體，其包含復數(shù)個第一連接端點與復數(shù)個第二連接端 點；以及復數(shù)個焊料，其接合該些第一外接端子至該些第一連接端點以及接 合該些第二外接端子至該些第二連接端點；其中，該第一基板定義有一中心 線，該些第一外接端子至該中心線的距離是小于該些第二外接端子至該中 心線的距離；另包含有復數(shù)個補償凸塊，其選擇性設(shè)置于該些第一連接端 點與該些第二連接端點的其中一群組，用以縮小由該第一基板的翹曲引起 該些第 一外接端子與該些第 一連接端點之間以及該些第二外接端子與該些 第二連接端點之間的焊料間隙差異。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可釆用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中當該第一基板的周邊是遠離該封裝 載體而往上翹起時，該些補償凸塊是設(shè)置于該些第二連接端點。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中當該第一基板的周邊是接近該封裝 載體而往下翹起時，該些補償凸塊是設(shè)置于該些第 一連接端點。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第一晶片可設(shè)置于該第一基 板的一上表面。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第一基板具有一沿著該中心 線的第一槽孔，以顯露該第一晶片的復數(shù)個焊墊。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第一半導體封裝件更包含復 數(shù)個第一焊線，該第一基板具有一第一槽孔，該些第一焊線通過該第一槽孔 而電性連接該第 一晶片與該第 一基板。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第一半導體封裝件可更包含 一第一封膠體，其形成于該第一槽孔，以密封該些第一焊線。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第一封膠體是可不覆蓋該第 一晶片。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的封裝載體是可為一印刷電路板。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的封裝載體是可為 一第二半導 體封裝件，其另包含一第二基板、 一第二晶片及復數(shù)個第三外接端子，其中 該些第三外接端子是設(shè)置于該第二基板的一下表面，該些第一連接端點與 該些第二連接端點是設(shè)置于該第二基板的一上表面。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造， 其中所述的第二晶片設(shè)置于該第二基板 的一上表面，并且不覆蓋該些第一連接端點、該些第二連接端點與該些補償 凸塊。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的第二半導體封裝件是大致相 同于該第一半導體封裝件，而包含有復數(shù)個第二焊線與一第二封膠體。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的該些第一外接端子與該些第 二外接端子是可為柱狀凸塊或結(jié)線凸塊。
前述的半導體封裝接合構(gòu)造，其中所述的該些第一外接端子與該些第 二外接端子可具有半錐形截面。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案
可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下
為了達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種半導體封裝接合構(gòu)造，主要包 含至少一第一半導體封裝件、 一封裝載體以及復數(shù)個焊料。該第一半導體 封裝件包含一第一基板、 一第一晶片、復數(shù)個第一外接端子與復數(shù)個第二 外接端子，其中該些第一外接端子與該些第二外接端子是設(shè)置于該第一基 板的一下表面。該封裝載體包含復數(shù)個第一連接端點與復數(shù)個第二連接端 點。該些復數(shù)個焊料是接合該些第 一外接端子至該些第 一連接端點以及接 合該些第二外接端子至該些第二連接端點。
更進一步限定，該第一基板是定義有一中心線，該些第一外接端子至該 中心線的距離是小于該些第二外接端子至該中心線的距離。
更進一步限定，該些第一外接端子與該些第二外接端子是包含不等高 的凸塊，用以縮小由該第一基板的翹曲引起該些第一外接端子與該些第一 連接端點之間以及該些第二外接端子與該些第二連接端點之間的焊料間隙 差異。
另夕卜，為了達到上述目的，本發(fā)明另提供一種避免基板翹曲引起的焊接 缺陷的半導體封裝接合構(gòu)造，其至少包含至少一第一半導體封裝件、 一封 裝載體以及復數(shù)個焊料。該第一半導體封裝件包含一第一基板、 一第一晶 片、復數(shù)個第一外接端子與復數(shù)個.第二外接端子，其中該些第一外接端子 與該些第二外接端子是設(shè)置于該第一基板的一下表面。該封裝載體包含復
數(shù)個第 一連接端點與復數(shù)個第二連接端點。該些坪料是接合該些第 一外接 端子至該些第一連接端點以及接合該些第二外接端子至該些第二連接端 點。其中，該第一基板是定義有一中心線，該些第一外接端子至該中心線
的距離是小于該些第二外接端子至該中心線的距離。其特征在于，該半導 體封裝接合構(gòu)造另包含有復數(shù)個補償凸塊，其是選擇性設(shè)置于該些第一連 接端點與該些第二連接端點的其中.一群組，用以縮小由該第 一基板的翹曲
引起該些第一外接端子與該些第一連接端點之間以及該些第二外接端子與 該些第二連接端點之間的焊料間隙差異。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明避免基板翹曲引起的焊接缺陷的半導體封
裝接合構(gòu)造至少具有下列優(yōu)點及有益效果
1、 本發(fā)明當該第一基板的周邊是遠離該封裝載體而往上翹起時，該些 第二外接端子是可具有更高于該些第一外接端子的補償高度。藉此，該些第
二外接端子與該些第二連接端點之間的焊料間隙不會過度擴大，相對于該 些第 一外接端子與該些第 一連接端點之間的焊料間隙，兩者差異值可被焊 料容許而達到有效焊接，而無斷路問題，亦不會有冷焊、空焊或假焊等焊 接缺陷。因此，本發(fā)明可以縮小在可預知的基板翹曲度下所引起焊料間隙差 異，能夠有效的避免因基板翹曲引起的焊接缺陷發(fā)生，非常適于實用。
2、 另夕卜，本發(fā)明當該第一基板的周邊是接近封裝載體而往下翹起時，該 些第一外接端子是可具有更高于該些第二外接端子的補償高度，因此能夠 縮小因第一基板的翹曲所引起的焊料間隙差異。
3、 本發(fā)明的該些補償凸塊，是選擇性設(shè)置于該些第一連接端點與第二 連接端點的其中 一群組，可以縮小由該第 一基板的翹曲引起該些第 一外接 端子與該些第一連接端點之間以及該些第二外接端子與該些第二連接端點 之間的焊料間隙差異。當該第一基板的兩邊緣側(cè)受到熱應(yīng)力而依遠離該封 裝載體的方向往上翹曲時，該些補償凸塊則設(shè)置于該些第二連接端點，可以 縮小對不同群組外接端子的焊料間隙差異，解決基板翹曲的焊接缺陷，特別 適用于高密度立體封裝堆疊的微接觸焊接。
4、 本發(fā)明能夠兼具有散熱性與微間隔維持的功效，從而更加適于實用。 綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)一種半導體封裝接合構(gòu)造，特別是一種避免基
板翹曲引起的焊接缺陷的半導體封裝接合構(gòu)造，其主要包含至少一半導體 封裝件、 一封裝載體以及焊料。利用焊料焊接該半導體封裝件的外接端子 至該封裝載體。依照距離基板中心線的不同，半導體封裝件的外接端子至 少區(qū)分為兩群組。在一實施例中，不同群組的外接端子是包含不等高的凸 塊，用以補償基板的預定翹曲度所引起的該些外接端子與該封裝載體的連 接端點之間焊料間隙差異，在可預測的基板翹曲度的情況下不會有焊接缺 陷。在另一實施例中，可在較大的焊料間隙之間介設(shè)一補償凸塊。本發(fā)明 可以縮小在可預知的基板翹曲度下所引起焊料間隙差異，能夠避免因基板 翹曲引起的焊接缺陷發(fā)生；本發(fā)明還能夠兼具有散熱性與微間隔維持的功 效。本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點及實用價值，其不論在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)或功能上
皆有較大改進，在技術(shù)上有顯著的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較 現(xiàn)有的半導體封裝接合構(gòu)造具有增進的突出功效，從而更加適于實用，并具 有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附 圖，詳細說明如下。
圖l是現(xiàn)有習知的半導體封裝接合構(gòu)造的截面示意圖。
圖2是依據(jù)本發(fā)明第一具體實施例的一種半導體封裝接合構(gòu)造的截面 示意圖。
圖3是依據(jù)本發(fā)明第一具體實施例的該半導體封裝接合構(gòu)造的一半導 體封裝件的底面透^L示意圖。
圖4是依據(jù)本發(fā)明第二具體實施例的一種半導體封裝接合構(gòu)造的截面 示意圖。
圖5是依據(jù)本發(fā)明第三具體實施例的一種半導體封裝接合構(gòu)造的截面 示意圖。
圖6是依據(jù)本發(fā)明第四具體實施例的一種半導體封裝接合構(gòu)造的截面 示意圖。
Sl:距離S2:距離
100:半導體封裝接合構(gòu)造110:第一半導體封裝件
111:第一基板111A:上表面
111B:下表面111C:第一槽孔
112:第一晶片113:凸塊
114:第一焊線115:第一封膠體
120:第二半導體封裝件121:第二基板
121A:上表面121B:下表面
121C:第二槽孔121D:連接墊
122:楚 一 曰 fc!" 弟一曰曰巧123:凸塊
124:第二焊線125:第二封膠體
130:焊料200:半導體封裝接合構(gòu)造
210:第一半導體封裝件211:第一基板
211A:上表面211B:下表面
211C:第一槽孔211D:連接墊
212:夢■日& 弟一曰曰巧212A:第一焊墊213第一外接端子213，第一外接端子214第二外接端子214，第二外接端子215第一焊線216:第一封膠體
217中心線220:封裝載體
221第二基板221，第二基板221A:上表面221B:下表面221C:第二槽孔222: 第二晶片
222A:第二焊墊223:第一連接端點
224第二連接端點225:第二焊線
226第二封膠體227.第三外接端子
230焊料320.封裝載體
321第一連接端點322第二連接端點
330焊料410第一半導體封裝件
411第一基板411A:上表面411B:下表面412第一晶片
412A:第一焊墊413第一外接端子
414第二外接端子415第一焊線
416第一封膠體420封裝載體
421第二基板422第二晶片
423第一連接端點424第二連接端點
430焊料440補償凸塊
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的避免基板翹曲引起的 焊接缺陷的半導體封裝接合構(gòu)造其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效,詳
細^兌明i口后。
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖 式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚的呈現(xiàn)。為了方^f更說明，在以下的實 施例中，相同的元件以相同的編號表示。
依據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例.，揭示了 一種避免基板翹曲引起的焊接 缺陷的半導體封裝接合構(gòu)造。
請參閱圖2所示，是依據(jù)本發(fā)明第一具體實施例的一種半導體封裝接 合構(gòu)造的截面示意圖。本發(fā)明第一具體實施例的一種半導體封裝接合構(gòu)造 200，主要包含至少一第一半導體封裝件210、 一封裝載體220以及復數(shù)個焊 料230。該第一半導體封裝件210是設(shè)置于該封裝載體2M上，并以該些焊 料230結(jié)合與電'f生導通至該封裝載體220。
上述的第一半導體封裝件210,其包含一第一基板211、 一第一晶片 212、復數(shù)個第一外接端子213與復數(shù)個第二外接端子214。
該第一基板211，是作為晶片載體與晶片的電性轉(zhuǎn)接，通常是為印刷電 路板。該第一基板211具有一上表面211A與一下表面211B。
該第一晶片212,是為集成電路，依其材質(zhì)可為硅，依其功能可為處理 器、記憶體(memory,即存儲介質(zhì)，存儲器，內(nèi)存等，以下均稱為記憶體)、邏 輯元件、特殊應(yīng)用集成電路或上述的混合等等。其中，該些第一外接端子 213與該些第二外接端子214是設(shè)置位于該第一基板211的下表面211B的 連接墊211D,可為柱狀凸塊或是打線形成的結(jié)線凸塊，其材質(zhì)可為銅、金或 其它導電材質(zhì)。該些第一外接端子213與該些第二外接端子214可具有半 錐形截面，例如半圓錐體或梯形體，可作為微接觸接點。
更具體而述，該第一基板211是為雙面導通的電路板，即在該上表面 211A的連接墊可電性連接至在該下表面211B的連接墊211D。該第一晶片 212的一主動面是朝向該第一基板211，并以粘晶膠、膠帶或覆晶凸塊接合 在該第一基板211的上表面211A。在本實施例中，該第一基板211是具有 一第一槽孔211C,其貫穿該第一基板211的上表面211A與下表面211B,以 顯露該第一晶片212的第一焊墊212A。
該第一半導體封裝件210可更包含有復數(shù)個第一焊線215,該些第一焊 線215是以打線方式形成，通過該第一槽孔211C而電性連接該第一晶片212 的第一焊墊212A與該第一基板211的內(nèi)接指。
該第一半導體封裝件210可更包含一第一封膠體216,以壓?；螯c膠方 式，使其形成于該第一槽孔211C，以密封該些第一焊線215。該第一封膠體 216是可不覆蓋該第一晶片212，以使該第一晶片212的背面為顯露，有利 于散熱與封裝薄化。因此，為了達到薄化與接合，該第一基板211的兩邊 緣側(cè)是不被該第一晶片212與該第一封膠體216所覆蓋，并且在該第一基 板211的上表面211A與下表面211B為非對稱的元件設(shè)置，在溫度循環(huán)下 會有基板翹曲的現(xiàn)象。
請參閱圖3所示，是依據(jù)本發(fā)明第一具體實施例的該半導體封裝接合 構(gòu)造的一半導體封裝件的底面透視示意圖，并請配合參閱圖2所示，該第 一基板211定義有一中心線217,該些第一外接端子213至該中心線217的 距離Sl是小于該些第二外接端子214至該中心線217的距離S2。其中，該 中心線217是依據(jù)第一晶片212的中央坪墊設(shè)置方式所界定。而該第一基 板211的第一槽孔211C是沿著該中心線217，以顯露該第一晶片212的復 數(shù)個第一焊墊211A。
請再參閱圖2所示，上述的封裝載體220，包含復數(shù)個第一連接端點223
與復數(shù)個第二連接端點224。在本實施例中，該些第一連接端點223與該些 第二連接端點224可為平坦狀金屬墊。其中
該第一半導體封裝件210是疊設(shè)在封裝載體220之上，并使該些第一外 接端子213對準于該些第一連接端點223，該些第二外接端子214對準于該 些第二連接端點224，以利于焊接。通常該些焊料230是可為無鉛焊劑，以 錫96. 5%-銀3%-銅0. 5%的焊料而言，在到達回焊溫度約攝氏217度以上，最 高溫約為攝氏245度時能產(chǎn)生焊接的濕潤性，而該些第一外接端子213與 該些該些第二外接端子214是具有高于上述回焊溫度的熔點。
上述的該些復數(shù)個焊料230,是接合該些第一外接端子213至該些第一 連接端點223以及接合該些第二外接端子214至該些第二連接端點224。在 本實施例中，該封裝載體220大致與上述的第一半導體封裝件210相同。
上述的封裝載體220，可為一第二半導體封裝件，而包含有一第二基板 221、 一第二晶片222及復數(shù)個第三外接端子227,其中，該些第三外接端 子227是設(shè)置于該第二基板221的一下表面221B，該些第一連接端點223 與該些第二連接端點224是設(shè)置于該第二基板221的一上表面221B。
本發(fā)明的其中一技術(shù)特點是為，該些第一外接端子213與該些第二外 接端子214是包含有不等高的凸塊，用以縮小由該第一基板211的翹曲引 起該些第一外接端子213與該些第一連接端點223之間以及該些第二外接 端子214與該些第二連接端點224之間的焊料間隙差異。
在一模擬試驗中可預測該第一基板211的翹曲度，當該第一基板211 的周邊是遠離該封裝載體220而往上翹起時，該些第二外接端子214是可 具有更高于該些第一外接端子213的補償高度。藉此，該些第二外接端子 214與該些第二連接端點224之間的焊料間隙不會過度擴大，相對于該些第 一外接端子213與該些第一連接端點223之間的焊料間隙，兩者差異值可 被焊料230容許而達到有效焊接，而無斷路問題，亦不會有冷焊、空焊或假 焊等焊接缺陷。' -
請參閱圖4所示，是依據(jù)本發(fā)明第二具體實施例的一種半導體封裝接 合構(gòu)造的截面示意圖。本發(fā)明第二具體實施例揭示的一種半導體封裝接合 構(gòu)造，其主要元件大致與第 一具體實施例相同，包含至少一第 一半導體封裝 件210、 一封裝載體220以及復數(shù)個焊料230。其中，除了該第一半導體封 裝件210的第一基板211，、第一外接端子213，與第二外接端子214'有 所不相同之外，其余元件可為相同，故以相同的圖號表示之。其中，該些 第一外接端子213'與該些第二外接端子214，是設(shè)置于該第一基板211的 一下表面211B的連接墊211D。該第一半導體封裝件210的一第一晶片212 是可設(shè)置于該第一基板211，的一上表面211A,并電性連接至該第一基板 211，。
在一模擬試驗中，可以預測該第一基板2ir的翹曲度，當該第一基板
211，的周邊是接近該封裝載體220而往下翹起時，上述該些第一外接端子 213，是可具有更高于該些第二外接端子214，的補償高度。因此，能夠縮 小因第一基板211，的翹曲所引起的焊料間隙差異，所指者是為該些第一外 接端子213，與該些第一連接端點223之間的焊料間隙相對于該些第二外接 端子214與該些第二連接端點2 2 4之間的焊料間隙。
請參閱圖5所示，是依據(jù)本發(fā)明第三具體實施例一種半導體封裝接合 構(gòu)造的截面示意圖。本發(fā)明第三具體實施例的一種半導體封裝接合構(gòu)造，主 要包含至少一半導體封裝件210、 一封裝載體32G以及復數(shù)個焊料330,其 中該半導體封裝件210是與第一具體實施例的第一半導體封裝件210為大 體相同，故以相同圖號標示之。
上述的半導體封裝件210，包含一基板211、 一晶片212、復數(shù)個第一 外接端子213與復數(shù)個第二外接端子214;其中
該些第一外接端子213與該些第二外接端子214，是設(shè)置于該基板211 的一下表面211B。并且，該些第一外接端子213至該基板211的一中心線 的距離是小于該些第二外接端子214至該中心線的距離。
該晶片212，是設(shè)置于該基板211的上表面211A,并電性連接至該基 板211。 '
該基板211,其下表面211B具有可供設(shè)置該些第一外接端子213與該 些第二外接端子214的連接墊211D。
一封膠體216,是可局部密封該晶片212，但不覆蓋該基板211的兩邊 緣側(cè)，以利于散熱與封裝薄化。.
上述的封裝載體320，包含復數(shù)個第一連接端點321與復數(shù)個第二連接 端點322。
上述的該些復數(shù)個焊料330，是接合該些第一外接端子213至該些第一 連接端點321以及接合該些第二外接端子214至該些第二連接端點322。
在本實施例中，該封裝載體320是為一印刷電路板，例如主機板、記 憶體模組載板、顯示卡載板、記憶卡基板或手機通訊板等等。
其中，該些第一外接端子213與該些第二外接端子214,是包含不等高 的凸塊，用以縮小由該基板211的翹曲引起該些第一外接端子213與該些 第一連接端點321之間以及該些第二外接端子214與該些第二連接端點322 之間的焊料間隙差異。如圖5所示，當該基板211的周邊是遠離該封裝載 體320而往上翹起時，該些第二外接端子214是具有更高于該些第一外接 端子213的補償高度。
請參閱圖6所示，是依據(jù)本發(fā)明第四具體實施例的一種半導體封裝接 合構(gòu)造的截面示意圖。本發(fā)明第四具體實施例的 一種半導體封裝接合構(gòu)造
400,主要包含至少一第一半導體封裝件410、 一封裝載體420以及復數(shù)個焊 料430，并且該半導體封裝接合構(gòu)造400另包含有復數(shù)個補償凸塊440。
上述的第一半導體封裝件410,其是包含一第一基板411、 一第一晶片 412、復數(shù)個第一外接端子413與復數(shù)個第二外接端子414，其中該些第一外 接端子413與該些第二外接端子414是設(shè)置于該第一基板411的一下表面 411B。該第一晶片412可設(shè)置于該第一基板411的一上表面411A或下表面 411B。并且，可以利用復數(shù)個焊線415電性連接該第一晶片412的焊墊412A 至該第一基板411。
上述的封裝載體420，包含復數(shù)個第一連接端點423與復數(shù)個第二連接 端點424。在本實施例中，該封裝載體420可為一第二半導體封裝件，更包 含一第二基板421及一第二晶片422。第二半導體封裝件的封裝類型是可與 該第 一半導體封裝件410相同或不相同。
該第二晶片422，是設(shè)置于該第二基板421，其是利用該些焊料430接 合該些第一外接端子413至該些第一連接端點423以及接合該些第二外接 端子414至該些第二連接端點424。其中，該第一基板411是定義有一中心 線，該些第一外接端子413至該中心線的距離是小于該些第二外接端子414 至該中心線的距離。
上述的該些補償凸塊440,是選擇性設(shè)置于該些第一連接端點423與該 些第二連接端點424的其中一群組，用以縮小由該第一基板411的翹曲引 起該些第一外接綿子413與該些第一連接端點423之間以及該些第二外接 端子414與該些第二連接端點424之間的焊料間隙差異。再如圖6所示，當 該第一基板411的兩邊緣側(cè)受到熱應(yīng)力而依遠離該封裝載體420的方向往 上翹曲時，該些補償凸塊440則設(shè)置于該些第二連接端點424，藉以縮小對 不同群組外接端子的焊料間隙差異，解決基板翹曲的焊接缺陷，特別適用 于高密度立體(3D)封裝堆疊(POP)的微接觸焊接。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利 用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所 作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其包含至少一第一半導體封裝件，其包含一第一基板、一第一晶片、復數(shù)個第一外接端子與復數(shù)個第二外接端子，其中該些第一外接端子與該些第二外接端子是設(shè)置于該第一基板的一下表面；一封裝載體，其包含復數(shù)個第一連接端點與復數(shù)個第二連接端點；以及復數(shù)個焊料，其接合該些第一外接端子至該些第一連接端點以及接合該些第二外接端子至該些第二連接端點；其中，該第一基板定義有一中心線，該些第一外接端子至該中心線的距離是小于該些第二外接端子至該中心線的距離；其中，該些第一外接端子與該些第二外接端子是包含不等高的凸塊，用以縮小由該第一基板的翹曲引起該些第一外接端子與該些第一連接端點之間以及該些第二外接端子與該些第二連接端點之間的焊料間隙差異。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中當該 第一基板的周邊是遠離該封裝載體而往上翹起時，該些第二外接端子是具有更高于該些第一外接端子的補償高度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中當該 第一基板的周邊是接近該封裝載體而往下翹起時，該些第一外接端子是具 有更高于該些第二外接端子的補償高度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所述 的第 一晶片設(shè)置于該第 一基板的 一上表面。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所述 的第 一基板具有 一 沿著該中心線的.第 一槽孔，以顯露該第 一 晶片的復數(shù)個 焊墊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所述 的第 一半導體封裝件更包含復數(shù)個第一焊線，該第一基板是具有一第一槽 孔，該些第一焊線是通過該第一槽孔而電性連接該第一晶片與該第一基板。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所述 的第一半導體封裝件更包含一第一封膠體，其形成于該第一槽孔，以密封 該些第一焊線。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導體封裝接合構(gòu)造,其特征在于其中所述 的第一封膠體是不覆蓋該第一晶片。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所述 的封裝載體是為 一 印刷電路板。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所述 的封裝載體是為一第二半導體封裝件，其另包含一第二基板、 一第二晶片 及復數(shù)個第三外接端子，其中該些第三外接端子設(shè)置于該第二基板的一下 表面，該些第 一連接端點與該些第二連接端點設(shè)置于該第二基板的 一上表面。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所述的第二晶片是設(shè)置于該第二基板的一上表面，且不覆蓋該些第一連接端 點與該些第二連蜂端點。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的豐導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所 述的第二半導體封裝件是大致相同于該第 一半導體封裝件，而包含有復數(shù) 個第二焊線與 一第二封膠體。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所 述的該些第一外接端子與該些第二外接端子是為柱狀凸塊或結(jié)線凸塊。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所 述的該些第 一外接端子與該些第二外接端子具有半錐形截面。
15、 一種半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其包含 至少一第一半導體封裝件，其包含一第一基板、 一第一晶片、復數(shù)個第一外接端子與復數(shù)個第二外接端子，其中該些第一外接端子與該些第二外接端子設(shè)置于該第一基板的一下表面；一封裝載體，其包含復數(shù)個第一連接端點與復數(shù)個第二連接端點；以及 復數(shù)個焊料，其接合該些第 一外接端子至該些第 一連接端點以及接合該些第二外接端子至該些第二連接端點；其中，該第一基板定義有一中心線，該些第一外接端子至該中心線的距 離是小于該些第二外接端子至該中'心線的距離；另包含有復數(shù)個補償凸塊，其選擇性設(shè)置于該些第一連接端點與該些 第二連接端點的其中一群組，用以縮小由該第一基板的翹曲引起該些第一 外接端子與該些第一連接端點之間以及該些第二外接端子與該些第二連接 端點之間的焊料間隙差異。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中當 該第 一基板的周邊是遠離該封裝載'體而往上翹起時，該些補償凸塊是設(shè)置 于該些第二連接端點。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中當 該第一基板的周邊是接近該封裝載體而往下翹起時，該些補償凸塊是設(shè)置 于該些第一連接端點。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所 述的第 一 晶片設(shè)置于該第 一 基板的 一 上表面。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所述的第 一基板具有 一沿著該中心線的第 一槽孔，以顯露該第 一 晶片的復數(shù) 個焊墊。 .
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所述的第一半導體封裝件更包含復數(shù)個第一焊線，該第一基板具有一第一槽 孔,該些第一焊線通過該第一槽孔而電性連接該第一晶片與該第一基板。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所 述的第一半導體封裝件更包含一第一封膠體，其形成于該第一槽孔，以密封 該些第一焊線。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導體封裝接合構(gòu)造,其特征在于其中所 述的第一封膠體是不覆蓋該第一晶片。
23、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導體封裝接合構(gòu)造,其特征在于其中所 述的封裝載體是為一印刷電路板。
24、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導體封裝接合構(gòu)造,其特征在于其中所 述的封裝載體是為一第二半導體封裝件，其另包含一第二基板、 一第二晶 片及復數(shù)個第三外接端子，其中該些第三外接端子是設(shè)置于該第二基板的 一下表面，該些第一連接端點與該些第二連接端點是設(shè)置于該第二基板的 一上表面。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所 述的第二晶片設(shè)置于該第二基板的一上表面，并且不覆蓋該些第一連接端 點、該些第二連接端點與該些補償凸塊。
26、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所 述的第二半導體封裝件是大致相同于該第 一半導體封裝件，而包含有復數(shù) 個第二焊線與 一第二封膠體。
27、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所 述的該些第一外接端子與該些第二外接端子是為柱狀凸塊或結(jié)線凸塊。
28、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導體封裝接合構(gòu)造，其特征在于其中所 述的該些第 一外接端子與該些第二外接端子具有半錐形截面。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)一種半導體封裝接合構(gòu)造，特別是一種避免基板翹曲引起的焊接缺陷的半導體封裝接合構(gòu)造，主要包含至少一半導體封裝件、一封裝載體以及焊料。利用焊料焊接半導體封裝件的外接端子至封裝載體。依照距離基板中心線的不同，半導體封裝件的外接端子至少區(qū)分為兩群組。在一實施例中，不同群組的外接端子包含不等高凸塊，用以補償基板預定翹曲度所引起的該些外接端子與封裝載體的連接端點之間焊料間隙差異，在可預測基板翹曲度的情況下不會有焊接缺陷。在另一實施例中，可在較大焊料間隙之間介設(shè)一補償凸塊。本發(fā)明可縮小在可預知的基板翹曲度下所引起焊料間隙差異，能避免因基板翹曲引起的焊接缺陷發(fā)生；本發(fā)明還能兼具有散熱性與微間隔維持的功效。
文檔編號H01L25/065GK101339942SQ200710127259
公開日2009年1月7日 申請日期2007年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月3日
發(fā)明者范文正 申請人:力成科技股份有限公司