專利名稱：半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)與方法，更特定言之，為關(guān)于薄型半導(dǎo)體封裝。
背景技術(shù)：
于半導(dǎo)體裝置領(lǐng)域，裝置密度日漸上升，也產(chǎn)生縮減裝置尺寸的需求。 芯片封裝深受半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展影響，因此，當(dāng)縮小電子裝置尺寸日漸受到關(guān)切，封裝技術(shù)也然。因上述理由，封裝趨勢朝向球格數(shù)組(BGA)，覆晶 (FC-BGA)，芯片級封裝(CSP)，晶片級封裝(WLP);其中，以晶片級封裝形成的結(jié)構(gòu)具極小尺寸與具良好電子特性。使用晶片級封裝技術(shù)，制造成本與 時間下降，且晶片積封裝終結(jié)構(gòu)可與芯片同尺寸；因此，該技術(shù)可滿足縮小電子裝置的需求。雖然晶片級封裝有上述優(yōu)點，要使晶片級封裝普及，仍有問題待解決。 例如，于某些技術(shù)，芯片為直接形成于基材上表面，且半導(dǎo)體芯片焊墊為利 用重布程序重布，包含形成一重布層，以形成一區(qū)域數(shù)組型的復(fù)數(shù)金屬焊墊。 另形成積層也會增加封裝尺寸。因此，封裝厚度會上升，此與縮減芯片尺寸 的需求相違。又芯片為包于積層內(nèi)；因此結(jié)構(gòu)的散熱與接地為另一需解決問 題。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明提供一封裝結(jié)構(gòu)，具縮減體積，較佳散熱與接地性質(zhì)，以克 服上述問題。本發(fā)明的一優(yōu)點為提供一基材，包含導(dǎo)線電路與填充金屬的貫通開口， 以與設(shè)置于基材另一面的焊墊連接。本發(fā)明的一優(yōu)點為提供一較薄結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的一優(yōu)點為芯片藉具較高熱傳導(dǎo)性的黏膠貼合于基材上。本發(fā)明的一優(yōu)點為使用撿拾與放置機構(gòu)。本發(fā)明的一優(yōu)點為藉導(dǎo)線接合芯片焊墊與基材上焊墊。本發(fā)明的一優(yōu)點為藉造?；蛏⒉挤?disperskm)形成一頂部保護層。 本發(fā)明的一優(yōu)點為放置錫球于焊墊上。 本發(fā)明的一優(yōu)點為藉回焊(reflow)將錫球設(shè)置于焊墊上。 本發(fā)明的一優(yōu)點為提供一金屬層，提供具較佳散熱與接地性質(zhì)的結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的一優(yōu)點為提供一金屬層，可供作天線。 本發(fā)明的一優(yōu)點為提供一簡單制造程序。本發(fā)明的一優(yōu)點為形成一封裝結(jié)構(gòu)的堆棧結(jié)構(gòu)(package on package, PoP)， 與一形成該結(jié)構(gòu)的堆棧程序。本發(fā)明提供一封裝結(jié)構(gòu)包含一基材，包含數(shù)貫通開口形成于上；其中該 貫通開口填充有傳導(dǎo)金屬，以進(jìn)行電性連接與散熱； 一焊墊設(shè)置于基材表面; 一包含芯片焊墊的芯片，藉具高熱傳導(dǎo)性的黏膠，貼合于基材上；以一導(dǎo)線 接合焊墊與芯片焊墊，使之保持電性連接； 一錫球則設(shè)置于焊墊上。本發(fā)明提供一方法用以制造一封裝結(jié)構(gòu)，包含:提供一包含基材(板狀)， 且該基材包含傳導(dǎo)金屬焊墊與填充該傳導(dǎo)金屬的數(shù)貫通開口 ；層積或涂布一 光阻(PR)并進(jìn)行一曝露與顯影程序以保護一包含錫金屬焊墊區(qū)域；使一黏性 材質(zhì)散布于一基材上(具高熱傳導(dǎo)性)；使芯片貼合于基材上；以導(dǎo)線接合芯 片上焊墊與基材上傳導(dǎo)金屬焊墊；以造?；蛏⒉挤ㄐ纬梢豁敳勘Ｗo層；剝除 該光阻與使用電漿清潔錫金屬焊墊；印刷一焊劑(flux);放置一錫球于該焊墊 上；回焊該錫球。


圖1顯示本發(fā)明一具體實施例揭示的封裝結(jié)構(gòu)。 圖2顯示本發(fā)明另一具體實施例揭示的封裝結(jié)構(gòu)。圖3顯示本發(fā)明另一具體實施例揭示的堆棧封裝結(jié)構(gòu), 圖4顯示圖1揭示的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)置于一印刷電路板上, 圖5顯示圖3揭示的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)置于一印刷電路板上(附圖標(biāo)號基材l貫通開口 2金屬層4金屬焊墊7 導(dǎo)線9 錫球11 貫通開口 13 錫球15 金屬焊墊17印刷電路板401 錫球403 芯片405 金屬焊墊502 金屬層50具體實施方式
結(jié)構(gòu)la 結(jié)構(gòu)2a 錫球3a 錫球4a 芯片6 焊墊8 黏膠10 保護層12 傳導(dǎo)材料14 金屬層16 錫球18 金屬焊墊402 基材404 印刷電路板501 錫球503本發(fā)明將配合其較佳實施例與附圖詳述于下，應(yīng)理解者為本發(fā)明中所有的較佳實施例僅為例示之用，因此除文中的較佳實施例外，本發(fā)明也可廣泛 地應(yīng)用在其他實施例中。且本發(fā)明并不受限于任何實施例，應(yīng)以隨附的申請 專利范圍及其同等領(lǐng)域而定。圖1顯示由本發(fā)明的一具體實施例所揭示的封裝結(jié)構(gòu)。 一基材1，較佳為FR4/FR5/BT或金屬/合金，包含數(shù)貫通開口 2形成于上；其中貫通開口2填充 有傳導(dǎo)材料，例如金屬3(較佳為銅質(zhì)材料)。 一傳導(dǎo)層，例如金屬層4，貼合 于基材l一表面，且一傳導(dǎo)(金屬)層5形成于基材1另一面；其中金屬3與 金屬層4與金屬層5連接，以達(dá)到較佳散熱與接地效果。于另一本發(fā)明的具 體實施例，為涂布一可提高散熱的材質(zhì)于金屬層4上。 一錫金屬焊墊7以一 定距離，形成于金屬層5側(cè)邊。一包含芯片焊墊8形成于上的芯片6，藉黏膠10設(shè)置于金屬層4上；其 中黏膠10可提供較佳熱傳導(dǎo)性，以使芯片6所產(chǎn)生熱消散。 一導(dǎo)線9接合芯 片焊墊8錫金屬焊墊7以使兩者保持電性連接。一保護層12涂布(覆蓋)于芯片6、導(dǎo)線9與部份錫金屬焊墊7上，其中 保護層12為樹脂化合物，液態(tài)化合物或硅膠。 一錫球11設(shè)置于錫金屬焊墊7 上用以導(dǎo)電；其中根據(jù)錫球直徑，錫球高度為約0.2毫米(mm)至0.35毫米。圖2顯示本發(fā)明另一具體實施例所揭示的封裝結(jié)構(gòu)。圖2顯示的結(jié)構(gòu)與 圖1相似，但圖2顯示的金屬層4區(qū)分為錫金屬焊墊12與金屬層16;其中， 參照圖2，貫通開口13形成于基材l內(nèi)，且一傳導(dǎo)材料(例如金屬或合金)14 為填充于內(nèi)，以使錫金屬焊墊12與17間保持電性連接。另一錫球15設(shè)置 于與錫球18位置方位相反的錫金屬焊墊12上。圖3顯示本發(fā)明另一具體實施例揭示的堆棧封裝結(jié)構(gòu)。參照圖3顯示的 結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)1與圖1顯示者同，但沒有錫球，且堆棧于結(jié)構(gòu)1上的結(jié)構(gòu)2 與圖2顯示者同；其中錫球3兩端為平臺式(stage type)，以保持結(jié)構(gòu)1與結(jié) 構(gòu)2間電性連接。另一錫球4立于結(jié)構(gòu)2上用以保持與其他組件電性連接， 例如記憶裝置；即可形成一封裝結(jié)構(gòu)的堆棧結(jié)構(gòu)。圖4所顯示結(jié)構(gòu)，為將由圖l揭示的封裝結(jié)構(gòu)，設(shè)置于一印刷電路板上。 圖1顯示的封裝結(jié)構(gòu)為設(shè)置于印刷電路板401上，其中該印刷電路板401包 含數(shù)金屬焊墊402形成于上與于內(nèi)；其中錫球403 (平臺式)設(shè)置于金屬焊墊 402上，以保持芯片405與印刷電路板401間電性接觸；其中印刷電路板401 頂部與設(shè)置于芯片405對面的金屬層406表面間的距離為約300至400納米 Om)。因此，基材404與印刷電路板401間形成一覆晶結(jié)構(gòu)；其中基材傳導(dǎo) 材料并構(gòu)成一該芯片405的電磁波屏。圖5所顯示結(jié)構(gòu)，為將圖3揭示的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)置于一印刷電路板上。圖3 顯示的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)置于于一印刷電路板501，且該印刷電路板501包含數(shù)金屬 焊墊502形成于上與于內(nèi)，立于結(jié)構(gòu)2上的錫球503 (平臺式)為設(shè)置于金屬 焊墊502上(如圖3顯示)；因此所形成的封裝結(jié)構(gòu)的堆棧結(jié)構(gòu)以頂面朝下設(shè) 置于印刷電路板1上。于本發(fā)明另一具體實施例，為將增強散熱效果的材質(zhì) 涂布于金屬層504上。本發(fā)明還提供制造本發(fā)明揭示的封裝結(jié)構(gòu)的方法。該方法提供一基材(板 狀)較佳為FR4/FR5/BT或金屬/合金構(gòu)成，并包含預(yù)形成的傳導(dǎo)材質(zhì)，例如， 金屬，包含錫金屬， 一傳導(dǎo)金屬焊墊與一金屬層，與貫通孔洞以保持一芯片 與一金屬層間電性連接，其中上述芯片與金屬層于以下步驟中，設(shè)置于基材 的相反表面。于本發(fā)明另一具體實施例，為提供另一包含傳導(dǎo)材質(zhì)，例如， 填充金屬，之貫通幵口，與形成于上的傳導(dǎo)焊墊，例如金屬球焊墊；上述貫 通開口與焊墊是預(yù)形成于基材內(nèi)，以保持傳導(dǎo)金屬焊墊間電性連接。之后， 一光阻層積或涂布于基材(板狀)且之后進(jìn)行一曝露/顯影程序，以使光阻僅覆 蓋于錫金屬焊墊區(qū)域。之后， 一黏性材質(zhì)(具高熱傳導(dǎo)性)散布于一基材上， 且利用一撿拾與放置機構(gòu)與黏膠，使芯片貼合于基材一側(cè)；其中芯片厚度為 約20至100納米。之后利用導(dǎo)線接合芯片上焊墊與設(shè)置于基材上的傳導(dǎo)金屬 焊墊。 一頂部保護層利用灌膠或噴灑法形成；其中保護層為樹脂化合物，液 態(tài)化合物或硅膠。剝除光阻以打開錫金屬焯墊區(qū)域，且以電槳清潔焊墊。錫球為設(shè)置于錫金屬焊墊之上，該錫球以熱處理(reflow)方式使錫球貼合于錫金 屬焊墊上。之后，對該板結(jié)構(gòu)分割(singulate)以形成個別封裝結(jié)構(gòu)。應(yīng)了解， 金屬可指任何傳導(dǎo)材料，金屬，合金或傳導(dǎo)化合物。于本發(fā)明另一具體實施 例，方法還包含堆棧另一封裝結(jié)構(gòu)于封裝結(jié)構(gòu)上，以形成一封裝結(jié)構(gòu)的堆棧 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。最后，芯片與基材(封裝型)利用一表面黏著技術(shù)(SMT)組合，之后使基材 錫球與印刷電路板的焊墊連接，因此基材與印刷電路板間形成一類似覆晶構(gòu) 型；其中基材的傳導(dǎo)材料并構(gòu)成芯片靜電屏蔽層。對熟悉此領(lǐng)域技藝者，本發(fā)明雖以較佳實例闡明如上，然其并非用以限 定本發(fā)明的精神。在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)所作的修改與類似的配置， 均應(yīng)包含在權(quán)利要求范圍內(nèi)，此范圍應(yīng)覆蓋所有類似修改與類似結(jié)構(gòu)，且應(yīng) 做最寬廣的詮釋。
權(quán)利要求
1.一半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)包含一基材，包含貫通開口形成于內(nèi)；其中該貫通開口以傳導(dǎo)材質(zhì)填充，以進(jìn)行電性連接與散熱；一傳導(dǎo)焊墊形成于所述的基材一表面；一芯片，包含芯片焊墊，藉具高熱傳導(dǎo)性黏膠，貼合于所述的傳導(dǎo)焊墊上；一導(dǎo)線，用以接合所述的傳導(dǎo)金屬焊墊與所述的芯片焊墊，用以保持電性連接；一保護層，覆蓋所述的芯片、導(dǎo)線與部份傳導(dǎo)焊墊；與一錫球設(shè)置于所述的焊墊上。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述的 保護層為樹脂化合物，液態(tài)化合物或硅樹脂。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述的 傳導(dǎo)材料可作為天線與接地。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述的 封裝結(jié)構(gòu)堆棧于另一所述的封裝結(jié)構(gòu)，以形成所述的半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)的 堆棧結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中所述的 基材為FR4/FR5/BT或金屬/合金。
6. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中于與所 述的傳導(dǎo)金屬連接的所述的焊墊表面上涂布一材料層，用以發(fā)散所述的芯片 所產(chǎn)生的熱。
7. —制造半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該方法包含 提供一包含傳導(dǎo)焊墊與填充一傳導(dǎo)材料的貫通開口的基材；層積一光阻以覆蓋錫金屬焊墊區(qū)域；散布一黏膠于所述的基材的一傳導(dǎo)焊墊上；貼合所述的芯片于所述的基材上；以導(dǎo)線接合所述的芯片與所述的傳導(dǎo)焊墊；以灌膠或噴灑法形成一頂部保護層；剝除光阻以打開錫金屬焊墊區(qū)域；放置一錫球于所述的錫金屬焊墊上；熱處理所述的錫球以完成一封裝結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求7所述的制造半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)的方法，還包含以表面 黏著方式設(shè)置所述的芯片與所述的基材，之后將該基材的錫球與印刷電路板 焊墊貼合連接，以于該基材與所述的印刷電路板間形成一類似覆晶構(gòu)型，其 中所述的基材的所述的傳導(dǎo)焊墊形成所述的芯片的電磁波屏。
9. 如權(quán)利要求7所述的制造半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，還包含堆棧另一所述的半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)于所述的半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)， 以形成一半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)的堆棧結(jié)構(gòu)。
10. 如權(quán)利要求7所述的制造半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，其中供貼合所述的芯片于所述的基材上的步驟為以撿拾與放置機構(gòu)進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供一半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)與形成方法；其中該結(jié)構(gòu)至少包含一基材，該基材有數(shù)個填充傳導(dǎo)金屬的貫通開口，用以進(jìn)行電性連接或散熱，一包含焊墊的芯片，藉具高熱傳導(dǎo)性黏膠貼合于傳導(dǎo)焊墊，一導(dǎo)線連接傳導(dǎo)焊墊與芯片焊墊，一保護層藉造?；蛏⒉挤ǜ采w于芯片、導(dǎo)線與部份焊墊上，一錫球則設(shè)置于焊墊上。本發(fā)明優(yōu)點為結(jié)構(gòu)縮減；結(jié)構(gòu)散熱性變佳；該半導(dǎo)體裝置結(jié)構(gòu)并可形成半導(dǎo)體裝置封裝結(jié)構(gòu)的堆棧結(jié)構(gòu)；焊墊則提供該結(jié)構(gòu)較佳接地與散熱效果。
文檔編號H01L23/488GK101266959SQ20081008178
公開日2008年9月17日 申請日期2008年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者楊文焜, 林殿方 申請人:育霈科技股份有限公司