專利名稱：集成電路元件的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路元件的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，更具體地涉及晶片級封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
一般晶片級封裝(wafer level package)是將已制好多個集成電路元件的晶片透過重布線、介電材料涂布及錫球工藝直接在晶片上完成封裝結(jié)構(gòu)。這種晶片級封裝結(jié)構(gòu)僅適用于尺寸較大，輸出/輸入端較少的集成電路元件。詳言之，由于錫球需要對應(yīng)到電路板的接點，其間距規(guī)范通常不能小于0.25 mm，因此對于尺寸較小而無法提供足夠間距的集成電路元件，就無法適用于一般錫球工藝。
已知已有利用二次封裝方式來擴充集成電路元件的可接觸面積的作法，例如將已封裝的集成電路元件切割成粒，然后在一顆顆地移植到一塊面積較大的載板上。接著在這塊面積較大的載板上進行第二次封裝并產(chǎn)生集成電路元件的接觸延伸線進而擴大其可接觸面積。這種已知二次封裝方式工藝相當復雜且成本也很高，所以需要一種新穎的集成電路元件封裝結(jié)構(gòu)及其制法來改善已知的上述缺點。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述的需求，本發(fā)明提供一種適用于較小尺寸的集成電路元件的晶片級封裝結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一特點在于利用可延伸載板將已切割的晶片其棵芯與棵芯之間的距離擴大之后再封裝，如此將可避免將棵芯一顆顆地移植到另一塊面積較大載板的復雜工藝。
依據(jù)一實施例，本發(fā)明提供一種封裝集成電路元件的方法，包含提供一晶片，該晶片具多個集成電路元件；提供一可延伸載板，具有一第一面及一相對于該第一面的第二面，該第一面承載該晶片；切割該晶片以形成多個溝槽，使該集成電路元件相互隔離；拉伸該可延伸載板以擴大該多個溝槽；及形成一絕緣層以填充該多個溝槽并覆蓋該多個集成電路元件。
本發(fā)明的另 一特點在于利用貼附在可延伸載板上的抗延伸層來控制可延伸載板所延伸位置。
依據(jù)一實施例，本發(fā)明提供一種封裝集成電路元件的方法，提供一晶片，該晶片具多個集成電路元件；提供一可延伸載板，具有一第一面及一相對于該第一面的第二面，該第一面承載該晶片；形成多個抗延伸層于該第二面上；切割該晶片以形成多個溝槽，使該集成電路元件相互隔離；拉伸該可延伸載板以擴大該多個溝槽；及形成一絕緣層以填充該多個溝槽并覆蓋該多個集成電路元件。
本發(fā)明的更一特點在于形成至少一通孔及表面導電層于封裝好的集成電路元件上，該通孔及表面導電層可使封裝好的集成電路元件于各個不同的面向都具有對外的接點，由此更加擴大集成電路元件對外接觸的可利用面積。
依據(jù)更另一實施例，本發(fā)明提供一種封裝集成電路元件的方法，包含提供一晶片，該晶片具多個集成電路元件；形成多個導電凸塊于該多個集成電路元件上；提供一可延伸載板，該可延伸的載板具有一第一面及一相對于該第一面的第二面，該第一面承載該晶片；形成多個抗延伸層于該第二面上；切割該晶片以形成多個溝槽，使該集成電路元件相互隔離；拉伸該可延伸載板以擴大每個溝槽；形成一絕緣層以填充該多個溝槽并覆蓋該多個集成電路元件；形成穿透該絕緣層及該可延伸載板的多個通孔；及形成一表面導體層以覆蓋該通孔的內(nèi)壁，該表面導體層往外延伸以覆蓋該多個導電凸塊及該多個抗延伸層；及去除該表面導體層的一部分以形成一第一線路以連接該多個導電凸塊的頂表面及一第二線路以連接該多個抗延伸層的表面。
圖1至圖12為本發(fā)明第一實施例的制作過程的剖面圖；圖13為本發(fā)明第一實施例所示封裝芯片的立體透視圖；圖14為本發(fā)明第二實施例所示封裝芯片的立體透視圖；及圖15為本發(fā)明第三實施例所示封裝芯片的立體透視圖。附圖標記說明
100晶片
102集成電^各元件
104輸出/輸入接點
110保護層
200導電凸塊
300可延伸載板
300a第一面
300b第二面
301粘著層
302抗延伸層
400溝槽
500溝槽
501第一部分
502第二部分
600絕緣層
700絕緣層
800通孔
800a通孔內(nèi)壁
900表面導體層
901導通孔
1001第一線路
1002第二線路
1101導電保護層
1200芯片
1201側(cè)面導電層
1400芯片
1401側(cè)面導電層
1500芯片
1501側(cè)面導電層
具體實施例方式
以下將參考所附圖示示范本發(fā)明的優(yōu)選實施例。所附圖示中相似元件采用相同的元件符號。應(yīng)注意為清楚呈現(xiàn)本發(fā)明，所附圖示中的各元件并非按照實物的比例繪制，而且為避免模糊本發(fā)明的內(nèi)容，以下說明亦省略已知的零組件、相關(guān)材料、及其相關(guān)處理技術(shù)。
圖1至圖12為剖面圖，例示根據(jù)本發(fā)明的一第一實施例所形成一封裝
結(jié)構(gòu)的方法。首先參照圖1，提供一晶片100。晶片IOO具有多個集成電路元件102以及形成其上的輸出/輸入接點104與保護層110。集成電路元件102可為二極管，如發(fā)光二極管、光電二極管、激光二極管或整流型二極管；也可為晶體管，如MOS、 CMOS等各種類型的晶體管。圖l所示的多個集成電路元件102尚未隔開，故以虛線區(qū)隔以清楚顯示其各別位置。輸出/輸入接點104的一材料可為鋁，或任何其他合適導電材料。保護層110的材料可為氮氧化硅，或任何其他可供保護集成電路元件102的材料。
參照圖2，形成多個導電凸塊200于輸出/輸入接點104上?？捎靡阎摪逵∷⒐に囍谱?，例如以經(jīng)蝕刻或激光切割的一圖案化網(wǎng)版(優(yōu)選為一鋼板)
的表面上以形成導電凸塊200。除了上述方式，其它工藝例如電鍍、無電鍍、賊鍍、及沉積光刻等等也適用。導體材料可為如銅、銀、或錫膏的金屬或非金屬的導電高分子材料，而且也可視需要摻雜其它高分子粘著劑，例如環(huán)氧樹脂等。
參照圖3，提供一可延伸載板300?？裳由燧d板300具有一第一面300a及相對于第一面300a的一第二面300b。第一面300a承載晶片100。可涂布一粘著層301于可延伸載板300的第一面300a上以連接晶片100與可延伸載板300。可延伸載板300可為任何具有支撐功能的基板如軟板、硬板或軟硬板?？裳由燧d板300可含能被拉伸的彈性材料，例如硅橡膠、聚亞酰胺、聚乙烯或聚丙烯，其中更可含合適的填充料如硅酸鹽等等。粘著層的材料可為丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、或硅膠。
同樣參照圖3所示，-脫需要在可延伸載板300的第二面300b形成多個抗延伸層302。抗延伸層302的材料可為任何能附著于可延伸載板300上的材料，優(yōu)選為相對于可延伸載板300張力較強彈性較差的材料。抗延伸層302的功能至一在于控制可延伸載板300的延展位置。當拉伸可延伸載板300時，不被抗延伸層302所覆蓋的部分將更容易拉開。本實施例的每個抗延伸層 302對應(yīng)每個輸出/輸入接點104,且以導電材料如銅、鋁等金屬或?qū)щ姼叻?子等作為抗延伸層302，然不以此為限。導電性抗延伸層302的一優(yōu)點在于 除有抗延伸功能外，還可作為導電線路。除此以外，也可以圖案化可延伸載 板300而將抗延伸層302嵌設(shè)在可延伸載板300中，這樣的結(jié)構(gòu)同樣可以達 到控制可延伸載板300的延展位置的效果，而且可以降低整體厚度。
參照圖4，沿虛線所示位置于晶片100上形成多個溝槽400使每個集成 電路元件102相互隔離。溝槽400可穿透晶片100、粘著層301、及一部分 的可延伸載板300，但不將可延伸栽板300切斷。換言之，在此階段每個集 成電路元件102仍通過可延伸載板300而相互連接。溝槽400的形成方式可 利用切割刀、激光切割、干式蝕刻或濕式蝕刻等合適工藝。
參照圖5，拉伸可延伸載板300以擴大每個溝槽400，增加每個集成電 路元件102之間的間距。擴大后的溝槽以500表示。應(yīng)注意，可延伸載板300 具有對應(yīng)溝槽500的一第一部分501及不對應(yīng)溝槽500的一第二部分502。 在拉伸步驟時，由于第二部分502有集成電路元件102設(shè)在上方，因此其拉 伸程度將大于第一部分501的拉伸程度。抗延伸層302更是進一步覆蓋第二 部分502,第二部分502夾設(shè)在集成電路元件102與抗延伸層302之間，如 此更可抑制第二部分502在該拉伸步驟時向外延伸。
參照圖6，涂布絕緣層600于可延伸栽板300上方，絕緣層600填充多 個溝槽500并覆蓋多個集成電路元件102、導電凸塊200及保護層110。絕 緣層600的材料可為環(huán)氧樹脂、聚亞酰胺、苯并環(huán)丁烷、液晶高分子、或其 組合，或任何其他合適的封裝材料。若集成電路元件102為光學元件，如發(fā) 光二極管、光電二極管、CMOS感應(yīng)器等，絕緣層600的材料則以透明材 料為佳。接著，參照圖7，去除絕緣層600的一部分以使多個導電凸塊200 的頂表面露出。執(zhí)行此步驟后的絕緣層以元件符號700稱之。可以已知的化 學機械拋光法來完成此步驟。
參照圖8，形成多個通孔800以穿透位于溝槽500的絕緣層700及可延 伸載板300。此多個通孔800優(yōu)選環(huán)繞每個集成電路元件102的周圍?？衫?用已知的機械鉆孔機或激光鉆孔技術(shù)來完成此步驟。如圖所示，通孔800有 一通孔內(nèi)壁800a以露出絕緣層700及可延伸載板300的第一部分501。
參照圖9,形成一表面導體層900以覆蓋的圖8所示結(jié)構(gòu)整體。詳言之，表面導體層900覆蓋絕緣層700、可延伸載板300,包含通孔800的內(nèi)壁800a， 也覆蓋抗延伸層302及多個導電凸塊200?？衫秒婂?、濺鍍、化學氣相沉 積、印刷、電鍍或無電鍍等合適的技術(shù)執(zhí)行此步驟。材料可用銅、鋁等金屬 或?qū)щ姼叻肿?。表面導體層900形成之后，通孔800成為可電連接導電凸塊 200的導通孔901。應(yīng)注意表面導體層900可填滿通孔800也可只覆蓋通孔 800的內(nèi)壁800a表面而^吏導通孔901的仍為中空，本實施例即以后者作為示 范說明。
參照圖10，利用已知的光刻蝕刻技術(shù)去除表面導體層900的一部分而露 出其下方的絕緣層700，此步驟可稱為圖案化表面導體層900的步驟。經(jīng)圖 案化的表面導體層卯0形成一第一線路1001以連接該多個導電凸塊200的 頂表面及一第二線路1002以連接該多個抗延伸層1002的頂表面。
參照圖11及圖12，將表面導體層900的圖案化之后，可視需要在其表 面鍍上導電保護層1101，材料可為鎳或金；也可視需要再涂布一層防焊油墨 (未顯示)于導電保護層1101上方。完成上述步驟之后，沿圖11所示的虛線 進行切割以使完成封裝及對外連接的延伸線路的多個集成電路元件102相互 分離而成為顆粒狀的芯片1200。如圖12所示(僅顯示兩個芯片1200),經(jīng)封 裝芯片1200包含集成電路元件102;經(jīng)延伸的可延伸載板300，具有第一面 300a及相對于第一面300a的第二面300b，第一面300a承載集成電路元件 102;抗延伸層302設(shè)置第二面300b上；及絕緣層700包覆集成電路元件102。 封裝芯片1200還包含導電凸塊200，電連接集成電路元件102,導電凸塊 200嵌設(shè)于絕緣層700中；粘著層301，連接可延伸載板300與集成電路元 件102;圖案化表面金屬層900，覆蓋絕緣層700、導電凸塊200及抗延伸層 302;及導電保護層1101,覆蓋圖案化表面導體層900。更詳言之，圖案化 表面金屬層900包含第一線路1001以覆蓋導電凸塊200上方；及第二線路 1002以覆蓋抗延伸層302;及側(cè)面導電層1201以電連接第一線路1101及第 二線路1102。側(cè)面導電層1201即為切割前覆蓋通孔800的表面導體層900。 由此可知，圖案化表面金屬層900可使集成電路元件102在各個不同的面向 都具有對外的接點，由此更加擴大集成電路元件102對外接觸的可利用面積。
參照圖13,顯示以第一實施例所示方法制作而成的封裝芯片1200的立 體透視圖，所示虛線A-A，的剖面即為圖12。如圖13所示，封裝芯片1200 有八個側(cè)面導電層1201，每個側(cè)面導體層1201為半個圓形導通孔。參照圖14,顯示依據(jù)本發(fā)明的第二實施例的封裝芯片1400的立體透視 圖。第二實施例的方法與第一實施例的差別在于側(cè)面導電層1401所在位置 及外形。如圖14所示，封裝芯片1400有四個側(cè)面導電層1401分別設(shè)置于 封裝芯片1400的四個角落，每個側(cè)面導體層1401為四分的一個圓形的導通孔。
參照圖15,顯示依據(jù)本發(fā)明的第三實施例的封裝芯片1500的立體透視 圖。第三實施例的方法與第一實施例的差別在于側(cè)面導電層1501的外形。 如圖15所示，封裝芯片1400有八個側(cè)面導電層1501,每個側(cè)面導體層1501 為被絕緣層700所環(huán)繞的完整的圓形導通孔。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要 求；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等同改變或修飾，均應(yīng)包 含在所述的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種封裝集成電路元件的方法，包含提供一晶片，該晶片具多個集成電路元件；提供一可延伸載板，具有一第一面及相對于該第一面的一第二面，該第一面承載該晶片；形成多個抗延伸層于該第二面上；形成多個溝槽于該晶片，使該集成電路元件相互隔離；拉伸該可延伸載板以擴大該多個溝槽；及形成一絕緣層以填充該多個溝槽并覆蓋該多個集成電路元件。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該可延伸載板具有對應(yīng)該溝槽的一第 一部分及一 不對應(yīng)該溝槽的第二部分，在該拉伸步驟時該第 一部分的拉伸程度大于該第二部分的拉伸程度。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中該多個抗延伸層覆蓋該第二部分以抑制該第二部分在該拉伸步驟時向外延伸。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在拉伸該可延伸載板之后還包含形成多個通孔以穿透該絕緣層及該可延伸載板。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，還包含形成多個導電凸塊以電連接該多個集成電路元件；及形成一表面導體層以覆蓋多個通孔并形成一第一線路于該多個導電凸塊的頂表面上。
6、 如權(quán)利要求4所述的方法，還包含形成多個導電凸塊電連接該多個集成電路元件；及形成一表面導體層以覆蓋多個通孔并形成一第二線路于該多個抗延伸層的頂表面上。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中形成該絕緣層的步驟還包含形成多個導電凸塊以電連接該多個集成電路元件；使該絕緣層覆蓋該多個導電凸塊；及去除該絕緣層的一部分以使該多個導電凸塊的頂表面露出。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，還包含切斷該可延伸載板以使該多個集成電^各元件互不相連。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，包含形成一粘著層用以連接該晶片與該可延伸載板。
10、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中該多個抗延伸層以導電材料制成。
11、 如權(quán)利要求l所述的方法，還包含形成多個導電凸塊于該多個集成電路元件上；形成多個通孔以穿透該絕緣層及該可延伸載板；及形成一表面導體層以覆蓋該通孔的內(nèi)壁，該表面導體層往外延伸以覆蓋該多個導電凸塊及該多個抗延伸層；及去除該表面導體層的一部分以形成連接該多個導電凸塊的頂表面的一第 一 線路及連接該多個抗延伸層的頂表面的 一 第二線路。
12、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中該可延伸載板的材料包含硅橡膠、聚亞酰胺、聚乙烯或聚丙烯。
13、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中形成該多個溝槽的方法包含利用切割刀、激光切割、干式蝕刻或濕式蝕刻。
14、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該絕緣層包含環(huán)氧樹脂、聚亞酰胺、苯并環(huán)丁烷、液晶高分子、或上述的各種組合。
15、 如權(quán)利要求4所述的方法，其中形成該多個通孔的方法包含機械鉆孔或激光鉆孔。
16、 如權(quán)利要求5所述的方法，其中該多個導電凸塊的材料包含銅、銀、錫或?qū)щ姼叻肿印?br>
17、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中該粘著層的材料包含丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、或硅膠。
18、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中形成該第一線路或該第二線路的方法包含光刻、印刷、電鍍或無電鍍。
19、 一種集成電路元件的封裝結(jié)構(gòu)，包含一集成電路元件；一可延伸基板，具有一第一面及相對于該第一面的一第二面，該第一面承載該集成電路元件；一抗延伸層設(shè)置于該二面上；及一絕緣層包覆該集成電路元件。
20、 如權(quán)利要求19所述的封裝結(jié)構(gòu)，還包含一導電凸塊，電連接該集成電路元件，該導電凸塊嵌設(shè)于該絕緣層中。
21、 如權(quán)利要求19所述的封裝結(jié)構(gòu)，還包含一粘著層，連接該可延伸基板與該集成電路元件。
22、 如權(quán)利要求19所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中該抗延伸層以導電材料制成。
23、 如權(quán)利要求20所述的封裝結(jié)構(gòu)，還包含一導通孔，于該封裝結(jié)構(gòu)的一側(cè)面，該導通孔穿透該絕緣層與該可延伸基板且電連接該導電凸塊與該抗延伸層。
24、 如權(quán)利要求23所述的封裝結(jié)構(gòu)，還包含一第一線路，位于該導電凸塊上方，該第一線路連接該導通孔與該導電凸塊。
25、 如權(quán)利要求23所述的封裝結(jié)構(gòu)，還包含一第二線路，覆蓋該抗延伸層，該第二線路連接該導通孔與該抗延伸層。
26、 如權(quán)利要求20所述的封裝結(jié)構(gòu)，還包含一表面金屬層，覆蓋該絕緣層、該導電凸塊及該抗延伸層。
27、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中該可延伸基板的材料包含硅橡膠、聚亞酰胺、聚乙烯或聚丙烯。
28、 如權(quán)利要求19所述的方法，其中該絕緣層包含環(huán)氧樹脂、聚亞酰胺、苯并環(huán)丁烷、液晶高分子、或上述的各種組合。
29、 如權(quán)利要求20所述的方法，其中該多個導電凸塊的材料包含銅、銀、錫或?qū)щ姼叻肿印?br>
30、 如權(quán)利要求21所述的方法，其中該粘著層的材料包含丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、或硅膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集成電路元件的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。本發(fā)明的方法包含提供一晶片，該晶片具多個集成電路元件；提供一可延伸載板，其具有承載該晶片的一第一面；形成多個抗延伸層于該可延伸載板上的一第二面上，該第二面相對于(opposite)該第一面；形成多個溝槽于該晶片使該集成電路元件相互隔離；拉伸該可延伸載板以擴大該多個溝槽；及形成一絕緣層以填充該多個溝槽并覆蓋該多個集成電路元件。
文檔編號H01L21/50GK101577233SQ20081009536
公開日2009年11月11日 申請日期2008年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者黃祿珍 申請人:相豐科技股份有限公司