專利名稱：半導(dǎo)體芯片封裝件、電子裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種半導(dǎo)體封裝件及其制造方法，更具體地講，涉及一種扇 出型半導(dǎo)體封裝件及其制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展的主要趨勢是減小半導(dǎo)體器件的尺寸。隨著小尺寸的計 算機(jī)和移動電子裝置的消費的快速增長，正在開發(fā)能夠以小尺寸提供多引腳
(pin )的半導(dǎo)體封裝件，如精細(xì)間距球柵陣列(FBGA， fme pitch ball grid array) 封裝件或芯片尺寸封裝件(CSP, chip scale package )。
半導(dǎo)體封裝件如FBGA封裝件或CSP的優(yōu)勢在于具有較小的尺寸和較輕 的重量。然而，這種封裝件并不能提供與傳統(tǒng)塑料封裝件的可靠性相當(dāng)?shù)目?靠性。此外，在制造過程中使用的原材料的成本和工藝成本相對高。與FBGA 封裝件或CSP相比，微米球柵陣列(pBGA)封裝件具有更好的特性，然而， 這種封裝件的可靠性也較低，并且在成本上的竟?fàn)幜σ草^小。
為了克服這些缺點，已經(jīng)研發(fā)了晶圓級CSP (WL-CSP)， WL-CSP利用 了半導(dǎo)體芯片的4建合焊盤在晶圓上的再分布。在利用再分布的WL-CSP中，
半導(dǎo)體基底上的鍵合焊盤直接被再分布成較大的焊盤。外部連接端如焊球設(shè) 置在較大的焊盤上。
在這種WL-CSP中，隨著半導(dǎo)體芯片的尺寸變小，焊球的尺寸也按比例 減小。由于焊球的尺寸減小，所以要求焊球的布局具有更精細(xì)的間距。然而， 與通過連續(xù)減小設(shè)計規(guī)則而減小半導(dǎo)體芯片的尺寸相比，制備更精細(xì)的坪球 布局的技術(shù)受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
實施例包括一種半導(dǎo)體芯片封裝件，所述半導(dǎo)體芯片封裝件包括半導(dǎo) 體芯片，包括具有鍵合焊盤的第一表面、面向第一表面的第二表面和側(cè)壁； 模制延伸部分，圍繞半導(dǎo)體芯片的第二表面和側(cè)壁；再分布圖案，從鍵合焊
盤延伸到模制延伸部分上，并電連接到鍵合焊盤；凸點焊球，位于再分布圖
案上；模制層，被構(gòu)造為覆蓋半導(dǎo)體芯片的第一表面和模制延伸部分，同時
暴露每個凸點焊球的一部分。模制層在彼此相鄰的凸點焊球之間具有凹月牙表面。
另一實施例包括一種制造半導(dǎo)體芯片封裝件的方法，所述方法包括準(zhǔn) 備半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片具有包括鍵合焊盤的第一表面、面向第一表 面的第二表面和側(cè)壁；形成圍繞半導(dǎo)體芯片的第二表面和側(cè)壁的模制延伸部 分；形成再分布圖案，所述再分布圖案延伸到模制延伸部分上并電連接到鍵 合焊盤；在再分布圖案上形成凸點焊球；形成模制層以覆蓋第一表面并暴露 每個凸點焊球的一部分，從而模制層在彼此相鄰的凸點焊球之間具有凹月牙 表面。
另一實施例提供了一種電子裝置，所述電子裝置包括半導(dǎo)體芯片封裝 件，其包括半導(dǎo)體芯片，包括具有多個鍵合焊盤的第一表面、面向第一表 面的第二表面和側(cè)壁；模制延伸部分，圍繞半導(dǎo)體芯片的第二表面和側(cè)壁； 多個再分布圖案，從鍵合焊盤延伸到模制延伸部分上，并電連接到鍵合焊盤； 多個凸點焊球，位于再分布圖案上；模制層，被構(gòu)造為覆蓋半導(dǎo)體芯片的第 一表面和模制延伸部分同時暴露每個凸點焊球的一部分，其中，模制層在彼 此相鄰的凸點焊球之間具有凹月牙表面；布線基底，半導(dǎo)體芯片封裝件安裝 在布線基底的一個表面上。


這里包括附圖是為了提供對實施例的進(jìn)一步理解，并且附圖包含于此并 構(gòu)成本說明書的一部分。附圖與描述部分一起來解釋實施例的原理。在附圖 中
圖1是示出了根據(jù)實施例的半導(dǎo)體芯片封裝件的示例的剖視圖； 圖2是圖1中的部分A的放大剖視圖3是示出了才艮據(jù)實施例的制造半導(dǎo)體芯片封裝件的示例的方法的流程
圖4A至圖4D是示出了根據(jù)實施例的制造半導(dǎo)體芯片封裝件的示例的方 法的剖碎見圖；法的剖視圖6是圖5C中的部分B的放大剖視圖； 一方法的剖一見圖8是示出了根據(jù)另 一 實施例的半導(dǎo)體芯片封裝件的示例的剖視圖； 圖9是根據(jù)實施例的電子裝置的示例的剖視圖。
具體實施例方式
在下文中，現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述實施例。實施例可以采取很多 不同的形式，并且不應(yīng)該被解釋為限于在此提出的實施例。相反，提供這些 實施例是為了使本公開將是徹底和完整的，并將權(quán)利要求的范圍充分地傳達(dá) 給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，為了清晰起見，夸大了層和區(qū)域的厚度。 還應(yīng)該理解的是，當(dāng)層被稱作在另一層或基底"上"時，該層可以直接在另 一層或基底上，或者也可以存在中間層。相同的標(biāo)號始終表示相同的元件。
圖1中的部分A的放大剖視圖。參照圖1和圖2，半導(dǎo)體芯片封裝件可包括 半導(dǎo)體芯片lio、模制延伸部分lll、再分布圖案114、凸點焊球116和模制 層120c。
半導(dǎo)體芯片110可包括具有鍵合焊盤(未示出)的有源表面、與有源表 面相對的后表面以及側(cè)壁。半導(dǎo)體芯片可為各種類型的半導(dǎo)體芯片，如存儲 器芯片、邏輯芯片等。半導(dǎo)體芯片110的厚度可在大約50nm和大約760|i m之間。更期望地，半導(dǎo)體芯片110的厚度可在大約50pm和大約200pm 之間。通過減小半導(dǎo)體芯片110的厚度可將半導(dǎo)體芯片封裝件制作得更薄。
模制延伸部分111可圍繞半導(dǎo)體芯片110的后表面和側(cè)壁。模制延伸部 分111可由樹脂類的材料、環(huán)氧模塑料(EMC)、與模制層120c相同的材料 等制成。因此，可通過模制延伸部分111保護(hù)半導(dǎo)體芯片110的后表面和側(cè) 壁不受外界環(huán)境的化學(xué)/物理影響。
再分布圖案114可從鍵合焊盤延伸到模制延伸部分111,同時電連接到 半導(dǎo)體芯片110的鍵合焊盤。還可以在再分布圖案114和半導(dǎo)體芯片110的 有源表面之間設(shè)置絕緣層112。絕緣層112可用于提供再分布圖案114和半導(dǎo) 體芯片110之間的電絕緣。絕緣層112可僅設(shè)置在半導(dǎo)體芯片110的有源表
面和再分布圖案114之間?？蛇x擇地，絕緣層112還可設(shè)置在再分布圖案114
和模制延伸部分111之間。
凸點焊球116可設(shè)置在再分布圖案114上。凸點焊球116可包含楊氏模 數(shù)為大約20GPa至大約90GPa的焊接材料。凸點焊球116可提供半導(dǎo)體芯片 110和外部電路(例如，布線基底、印刷電路板等)之間的電連接。
通過包括上述的半導(dǎo)體芯片110、模制延伸部分lll、再分布圖案114和 凸點焊球116，半導(dǎo)體芯片封裝件可具有扇出封裝結(jié)構(gòu)。因此，即使半導(dǎo)體 芯片110的尺寸變小，也可以保持預(yù)先存在的焊球布局，因此，在將半導(dǎo)體 芯片封裝件安裝在布線基底上的過程中，可防止凸點焊球116的焊點可靠性 (SJR)降低。
模制層120c可覆蓋半導(dǎo)體芯片110的有源表面和模制延伸部分111，而 暴露每個凸點焊球116的部分。彼此相鄰設(shè)置的凸點焊球116之間的模制層 120c可具有凹月牙表面，所述凹月牙表面具有接觸凸點焊球116的邊緣。凸 點焊球116可包括平行于半導(dǎo)體芯片110的有源表面且具有最大直徑的橫截 面。高度H1是半導(dǎo)體芯片110的有源表面和/或模制延伸部分111的表面到 凹月牙表面與凸點焊球116接觸的邊緣的長度。高度H1為從高度Z向半導(dǎo) 體芯片封裝件的上部或下部延伸不超過凸點焊球116的最大直徑的大約1/7 長度。高度Z是從半導(dǎo)體芯片110的有源表面和/或模制延伸部分111的表面 到凸點焊球116的橫截面的長度。例如，如果凸點焊球116的最大直徑為350 jam，則凹月牙表面的邊緣處的高度H1可為從凸點焊球116的橫截面處的高 度Z延伸不超過土50ym。因此，可通過模制層120c保護(hù)半導(dǎo)體芯片IIO的 有源表面不受外部環(huán)境的化學(xué)/物理影響。
由于可以通過模制層120c來提高凸點焊球116的粘附性，所以在半導(dǎo)體 芯片封裝件的凸點焊球116和接觸部分處聚集的熱應(yīng)力可被分散。因此，可 以提高凸點焊球116的焊點可靠性(SJR)。另外，模制層120c可以減小半導(dǎo) 體芯片110和布線基底之間的熱膨脹系數(shù)的差。在將半導(dǎo)體芯片封裝件安裝 在布線基底上的過程中，可以提高凸點焊球116的SJR。
模制層120c的凹月牙表面可包括第一高度Hl、第二高度H2、第三高度 H3和第四高度H4。第一高度H1可為從半導(dǎo)體芯片110的有源表面和/或模 制延伸部分111的表面到與凸點焊球116接觸的邊緣的長度。第二高度H2 可為從半導(dǎo)體芯片110的有源表面和/或模制延伸部分111的表面到與凸點焊
球116中的最外面的凸點焊球接觸的部分的長度。第三高度H3可為從半導(dǎo)體 芯片110的有源表面和/或模制延伸部分111的表面到凸點焊球116之間的最 低部分的長度。第四高度H4可為從半導(dǎo)體芯片110的有源表面和/或模制延 伸部分111的表面到模制層120c的邊緣的長度。第一高度H1和第三高度H3 之間的差可在凸點焊球116的最大直徑的大約1/5內(nèi)。例如，當(dāng)凸點焊球116 的最大直徑為350 pm時，第一高度H1和第三高度H3之間的最大高度差可 為70|am,最小高度差可為lO)im。第二高度H2可長于或短于第一高度Hl, 第四高度H4可長于或短于第三高度H3。另外，第二高度H2和第四高度H4 之間的高度差可為至少10jum。
模制層120c可具有高度Hl，該高度H1具有從在凸點焊球116的最大 直徑的橫截面處的高度Z到半導(dǎo)體芯片110的有源表面和/或模制延伸部分 111的表面延伸不超過凸點焊球116的最大直徑的1/7長度的高度。因此，可 提高凸點焊球116的粘附性。由于聚集在半導(dǎo)體芯片封裝件的凸點焊球116 和連接部分上的熱應(yīng)力可被分散，所以可提高SJR。
當(dāng)?shù)桨荚卵辣砻娴呐c凸點焊球116接觸的邊緣的高度H1從高度Z到所 述上部大于凸點焊球116的最大直徑的大約1/7時，在形成模制層120c的過 程中會產(chǎn)生缺陷(如空隙)。另外，由于凸點焊球116的表面未充分暴露，所 以電可靠性會降低，其中，凸點焊球116提供半導(dǎo)體芯片110和外部電路之 間的電連接。
另一方面，當(dāng)高度H1從高度Z到所述下部大于凸點焊球116的最大直 徑的大約1/7時，設(shè)置在再分布圖案114上的凸點焊球116的粘附性也會降低。 因此，在將半導(dǎo)體芯片封裝件安裝到布線基底上的過程中，也會降低凸點焊 球116的SJR。
模制層120c的凹月牙表面可具有糙面精整(matte finish)或非糙面精整 (non-matte finish )。具有糙面精整，模制層120c的凹月牙表面可由于粗糙的 表面而具有低反射的特性。因此，在檢測半導(dǎo)體芯片封裝件的過程中，用肉 眼可以輕松地識別凸點焊球116的表面和模制層120c的表面。
模制層120c可包含環(huán)氧模塑料(EMC)。 EMC可包含按重量大約50% 至大約90%的二氧化硅(Si02)。在低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的溫度范圍內(nèi)， EMC可具有低于大約50ppm/。C的熱膨脹系數(shù)。EMC可具有大約3GPA或更 大的彈性模量。
具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片封裝件可包括模制層，所述模制層暴露了每 個凸點焊球的一部分，同時覆蓋了半導(dǎo)體芯片的有源表面和模制延伸部分， 從而可以保護(hù)半導(dǎo)體芯片的有源表面不受外界環(huán)境的化學(xué)/物理影響。另外，
之間的熱膨脹系數(shù)的差，所以可以提高SJR。此外，通過模制延伸部分圍繞 半導(dǎo)體芯片的后表面和側(cè)壁的結(jié)構(gòu)，可以保護(hù)半導(dǎo)體芯片的后表面和側(cè)壁不
受外界壞境的化學(xué)/物理影響。
圖。參照圖3，制造半導(dǎo)體芯片封裝件的方法包括在步驟S110，形成模制 延伸部分，所述模制延伸部分被構(gòu)造成圍繞半導(dǎo)體芯片的后表面和側(cè)壁；在 步驟S120,形成再分布圖案，所述再分布圖案延伸到模制延伸部分同時電連 接到半導(dǎo)體芯片的鍵合焊盤；在步驟S130,在再分布圖案上形成凸點焊球； 在步驟S140，可對模具(mold)設(shè)置釋放帶(release tape)并裝載半導(dǎo)體芯 片；在步驟S150,向模具中注入模制材料；在步驟S160,通過模壓成型在半 導(dǎo)體芯片的有源表面和模制延伸部分上形成模制層；在步驟S170，從模具卸 載半導(dǎo)體芯片；在步驟S180,切割半導(dǎo)體芯片，從而將所述半導(dǎo)體芯片分割 成半導(dǎo)體芯片封裝件。
以上為制造半導(dǎo)體芯片封裝件的方法的簡要描述。將參照圖4A至圖4D、 圖5A至圖5C以及圖7A至圖7C來更詳細(xì)地描述上述方法。而且，盡管以 上涉及一個半導(dǎo)體芯片來形成半導(dǎo)體封裝件，但是可將多個半導(dǎo)體芯片基本 同時封裝成單個的半導(dǎo)體封裝件。
圖4A至圖4D是示出了根據(jù)實施例的制造半導(dǎo)體芯片封裝件的方法的剖 視圖。參照圖4A,可將至少一個半導(dǎo)體芯片110結(jié)合到載體(carrier) 135 上。當(dāng)結(jié)合超過一個的半導(dǎo)體芯片110時，可將每個半導(dǎo)體芯片110設(shè)置在 載體135上，從而可根據(jù)將要制造的封裝件的尺寸將它們分隔開?？梢允褂?粘合材料層來將半導(dǎo)體芯片110結(jié)合到載體135上。將半導(dǎo)體芯片110結(jié)合 到載體135上可以導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片IIO的有源表面與載體135接觸。因此， 可暴露半導(dǎo)體芯片IIO的后表面和側(cè)壁。
在將半導(dǎo)體芯片IIO結(jié)合到載體135之前，制造半導(dǎo)體芯片封裝件的方 法還可包括拋光半導(dǎo)體芯片110的后表面并將設(shè)置在半導(dǎo)體晶圓上的多個半 導(dǎo)體芯片切割成每個半導(dǎo)體芯片110。具有拋光的后表面的半導(dǎo)體芯片110 的厚度可在大約5 0 ju m至大約760 n m之間的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，后表面^皮拋 光的半導(dǎo)體芯片110的厚度可在大約50jum至大約200jum之間的范圍內(nèi)。 通過提供具有更小厚度的半導(dǎo)體芯片110,半導(dǎo)體芯片封裝件可在尺寸上被 制造得更薄。
載體135可由/人金屬、陶瓷、有機(jī)材料等中選"^的一種材料制成。載體 135可用于減弱和/或減少在后續(xù)形成模制延伸部分的過程中加載在半導(dǎo)體芯 片110上的物理應(yīng)力，其中，模制延伸部分圍繞半導(dǎo)體芯片110的后表面和 側(cè)壁。粘合材料層可為可再使用粘合劑?？稍偈褂谜澈蟿┛捎糜谑沟迷谛纬?模制延伸部分之后去除半導(dǎo)體芯片110的工藝更容易。包括紫外線固化樹脂 (UV樹脂)或熱塑樹脂的膠帶可用于粘合材料層。
參照圖4B，模制延伸部分111可圍繞半導(dǎo)體芯片110的后表面和側(cè)壁形 成。模制延伸部分111可被用于保護(hù)半導(dǎo)體芯片110的后表面和側(cè)壁不受外 界環(huán)境的化學(xué)/物理影響。可通過包括印刷、轉(zhuǎn)印模制、模壓成型等的各種方 法來完成模制延伸部分111的形成。模制延伸部分111可由樹脂類材料或環(huán) 氧模塑料制成。另外，模制延伸部分111可由與隨后形成的模制層的材料相 同的材料制成。
參照圖4C,在去除了覆蓋半導(dǎo)體芯片110的有源表面的載體135之后， 可在半導(dǎo)體芯片no的有源表面和模制延伸部分111上形成絕緣層112。絕緣 層112可用于使半導(dǎo)體芯片IIO和再分布圖案114之間電絕緣。絕緣層112 可包括連接區(qū)(land)(未示出)，連接區(qū)被構(gòu)造為暴露半導(dǎo)體芯片IIO的多個 鍵合焊盤(未示出)，從而使得半導(dǎo)體芯片IIO和再分布圖案114之間電連接。
再分布圖案114可在模制延伸部分111上延伸，同時與半導(dǎo)體芯片110 的鍵合焊盤電連接?？墒褂冒婂兓?qū)盈B的普通再分布方法來形成再分布 圖案114。為了簡潔，將省略關(guān)于再分布方法的描述。
參照圖4D,可在再分布圖案114上形成凸點焊3求116。形成凸點焊球116 的方法可包括焊球附著、焊料印刷、焊料噴射等。
當(dāng)對一組包括多個半導(dǎo)體芯片110的半導(dǎo)體芯片S執(zhí)行上述工藝時，在 形成凸點焊球116之后還可包括分隔成單個的半導(dǎo)體芯片110的切割工藝。 可選擇地，在形成下面描述的模制層之后，可執(zhí)行將半導(dǎo)體芯片110分隔成 單個的半導(dǎo)體芯片封裝件的切割工藝。
在實施例中，通過被構(gòu)造為包括半導(dǎo)體芯片110、模制延伸部分lll、再
分布圖案114和凸點焊球116,半導(dǎo)體芯片封裝件可具有扇出封裝結(jié)構(gòu)。因此， 即使當(dāng)半導(dǎo)體芯片110的尺寸被制備得較小時，也可以保持預(yù)先存在的焊球 布局，從而能夠在將半導(dǎo)體芯片封裝件安裝在互連基底上的過程中防止凸點
焊球116的焊點可靠性(SJR)降低。
圖5A至圖5C是示出了根據(jù)實施例的制造半導(dǎo)體芯片封裝件的方法的示 例的剖視圖。圖6是圖5C中的部分B的放大剖視圖。參照圖5A，模具可包 括下模具310b和上模具310t。下模具310b可具有模制部分312。在這個示 例中，模制部分312是下模具310b的凹進(jìn)部分。上模具310t可具有安裝部 分。模具可被構(gòu)造為加熱超過175。C的溫度，以使模制材料液化(見圖5B的 120)。
釋放帶320可被設(shè)置在下模具310b和上模具310t之間?？赏ㄟ^固定在 下模具310b兩側(cè)的帶輥315將釋放帶320提供到下模具310b上。釋放帶320 可由在進(jìn)行模制工藝的溫度下不變形的耐久材料制成。釋放帶320可包括聚 四氟乙烯(PTFE)、乙烯/四氟乙烯(ETFE)等。
參照圖5B,—組安裝有凸點焊球的半導(dǎo)體芯片S可被裝載到上模具310t 的安裝部分314上。該組半導(dǎo)體芯片S可包括至少一個半導(dǎo)體芯片。如參照 圖4D所描述的，該組半導(dǎo)體芯片S可被分成單個的半導(dǎo)體芯片。該組半導(dǎo) 體芯片S可被安裝在半導(dǎo)體芯片之間具有芯片切割劃線通道的載體上。可選 擇地，可不將該組半導(dǎo)體芯片S分成單個的半導(dǎo)體芯片。在這種情況下，該 組半導(dǎo)體芯片S可不包括載體。可裝載該組半導(dǎo)體芯片S,使得半導(dǎo)體芯片S 的后表面面對上模具310t的安裝部分314。
可利用粘合材料層將該組半導(dǎo)體芯片S裝載到上模具310t的安裝部分 314上。粘附后可以容易分離的可再使用粘合劑可用于粘合材料層。這是因 為在模制工藝完成之后可卸載該組半導(dǎo)體芯片S。包括紫外線固化樹脂(UV 樹脂)、熱塑性樹脂等的膠帶可用于粘合材料層。
在釋放帶320被密封到下模具310b的模制部分312之后，模制材料120 可被注入到包括密封的釋放帶320的模制部分312中。例如，模制材料120 可包括環(huán)氧模塑料(EMC)。 EMC可為粉末或液體，并且可包括按重量計算 大約50%至大約90%的二氧化硅(silica )。在低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg )的溫 度范圍內(nèi)，EMC可具有低于大約50ppm/。C的熱膨脹系數(shù)。因此，裝載在上 模具310t的安裝部分上的該組半導(dǎo)體芯片S的凸點焊球可設(shè)置在模制材料
120的上方。
在注入模制材料120之后，該工藝還可包括預(yù)加熱下模具310b的模制部 分和抽真空。例如，如果模制材料120處于粉末狀態(tài)，則可完成預(yù)加熱來使 模制材料120液化。在大約175。C的溫度下可將預(yù)加熱執(zhí)行超過大約2秒。 可完成抽真空來防止在形成模制層(見圖5C的120c)的過程中會產(chǎn)生形成 不均勻或不完全的模制層?？蓤?zhí)行抽真空，使得下模具310b的模制部分的內(nèi) 部壓力在大約50torr下。
參照圖5C和圖6,可通過模壓成型來形成覆蓋半導(dǎo)體芯片的有源表面和 模制延伸部分的模制層120c。模壓成型可包括將該組半導(dǎo)體芯片S擠壓到液 化的模制材料120和釋放帶320中。擠壓可包括使上模具310t和下模具310b 緊密接觸的密封。在實施例中，擠壓可包括移動上模具310t和/或下模具310b 以使它們相互接觸并使釋放帶320位于它們之間。在通過執(zhí)行另外的固化工 藝，例如，通過執(zhí)行將模制層120c暴露于超過IOCTC的溫度下的固化工藝， 來形成模制層120c之后，可以增強(qiáng)模制層120c、半導(dǎo)體芯片的有源表面和模 制延伸部分之間的粘附，同時可以增大模制層120c的穩(wěn)定性。
可通過模壓成型來形成模制層120c，模制層120c暴露每個凸點焊球的 一部分，同時覆蓋半導(dǎo)體芯片的有源表面和模制延伸部分。模制層120c在彼 此相鄰設(shè)置的凸點焊球之間可具有凹月牙表面，凹月牙表面具有接觸凸點焊 球的邊緣。凸點焊球可包括具有最大直徑并平行于半導(dǎo)體芯片的有源表面的 橫截面。高度H1 (見圖1中的H1)可為從凸點焊球的橫截面朝向或遠(yuǎn)離半 導(dǎo)體芯片的有源表面和/或模制延伸部分的表面延伸不超過凸點焊球的最大 直徑的l/7的長度。因此，可以通過模制層120c保護(hù)半導(dǎo)體芯片的有源表面 不受外界環(huán)境的化學(xué)/物理影響。
由于通過模制層120c可提高凸點焊球的粘附性，所以可分散聚集在半導(dǎo) 體芯片封裝件的凸點焊球和接觸部分上的熱應(yīng)力。因此，可以提高凸點焊球 的SJR。此外，模制層120c可以減小半導(dǎo)體芯片和布線基底之間的熱膨脹系 數(shù)的差。因此，在將半導(dǎo)體芯片封裝件安裝到布線基底上的過程中，可提高 凸點焊球的SJR。
由于模制層120c提高了該組半導(dǎo)體芯片S的強(qiáng)度，所以模制層120c可 將在隨后的分成單個的半導(dǎo)體芯片封裝件的切割過程中發(fā)生的碎屑 (chipping)(半導(dǎo)體芯片封裝件的邊緣的破裂)最少化。因此，可以防止或
減少由于切割工藝而導(dǎo)致的半導(dǎo)體芯片封裝件的質(zhì)量劣化。
模制層120c的凹月牙表面可由置于上模具310t和下模具310b之間的釋 放帶320而形成。這是因為在模壓成型的過程中，凸點焊球的一部分?jǐn)D壓釋 放帶320。因此，#奪放帶320可在彼此相鄰的凸點焊球之間形成凸月牙表面。 結(jié)果，由于釋放帶320的凸月牙表面，模制層120c可具有凹月牙表面。
釋放帶320的厚度Tr可大于模制屋120c的第三高度TH3 (對應(yīng)于圖1 中的H3 )和凸點焊球的高度Ts之間的長度差。釋放帶320可具有大約10% 至大約900%的延伸率和低于大約50MPa的張應(yīng)力。如果釋放帶320的張應(yīng) 力超過大約50MPa,則當(dāng)包括焊接材料的凸點焊球受到釋放帶320的擠壓時， 凸點焊球會發(fā)生變形。凹月牙表面可包括第一高度Hl、第二高度H2、第三 高度H3和第四高度H4，如圖1所示。因此，如上所述，可提高凸點焊球的 粘附性。如上所述，由于聚集在半導(dǎo)體芯片封裝件的凸點焊球和接觸部分上 的熱應(yīng)力可被分散，所以可以提高SJR。
當(dāng)?shù)桨荚卵辣砻媾c凸點焊球接觸的邊緣的第一高度從凸點焊球的最大直 徑的橫截面的水平面向上部延伸超過凸點焊球的最大直徑的大約1/7時，在 形成模制層120c的過程中會產(chǎn)生缺陷(如，空隙)。此外，由于凸點焊球的 表面沒有被充分暴露，會降低電可靠性，其中，凸點焊球提供半導(dǎo)體芯片和 外部電路之間的電連接。
另一方面，當(dāng)?shù)桨荚卵辣砻媾c凸點焊球接觸的邊緣的第 一 高度從凸點焊 球的最大直徑的橫截面的水平面向下部延伸超過凸點焊球的最大直徑的大約 1/7時，可降低設(shè)置在再分布圖案上的凸點焊球的粘附性。因此，在將半導(dǎo)體 芯片封裝件安裝到布線基底上的過程中，還會降低凸點焊球的SJR。
釋放帶320可具有糙面精整或非糙面精整。在模壓成型過程中，釋放帶 320的表面會變形成模制層120c的凹月牙表面。因此，模制層120c的凹月牙 表面可具有糙面精整或非糙面精整。根據(jù)實施例的模制層120c的凹月牙表面 可具有糙面精整。由于模制層120c的凹月牙表面可由于粗糙的表面而具有低 反射性，所以在檢測半導(dǎo)體芯片封裝件的過程中，用肉眼可容易識別凸點焊 球的表面和模制層120c的表面。
盡管未示出，但是在利用上模具卸載形成有模制層120c的該組半導(dǎo)體芯 片S之后，所述工藝還可包括切割芯片切割劃分通道和多個半導(dǎo)體芯片之間 的模制層120c,將它們分成單獨的半導(dǎo)體芯片封裝件。因此，可利用具有凹
月牙表面的模制層120C來制造包括模制層120C的半導(dǎo)體芯片封裝件，具有
凹月牙表面的模制層120c暴露每個凸點焊球的一部分同時覆蓋半導(dǎo)體芯片的
有源表面和模制延伸部分。
的剖^L圖。為了簡潔，參照圖7A至圖7C的描述中與圖5A至圖5C的描述 相同部分將被省略。參照圖7A，模具可包括下模具310ba和上模具310ta。 下模具310ba可包括安裝部分314,即，下模具310ba的凹進(jìn)部分。釋放帶 320可設(shè)置在下模具310ba和上模具310ta之間。釋放帶320可通過固定在上 模具310ta兩側(cè)上的帶輥315被提供到上模具310ta上。
參照圖7B，可將一組安裝有凸點焊球的半導(dǎo)體芯片S裝載在下模具 310ba的安裝部分314上?？裳b載該組半導(dǎo)體芯片S使得半導(dǎo)體芯片的后表 面面向下模具310ba的安裝部分?？赏ㄟ^粘合材料層將該組半導(dǎo)體芯片S裝 載到下模具310ba的安裝部分上。
在釋放帶320被密封在上模具310ta上之后，模制材料120可被注入到 下模具310ba的模制部分中，從而模制材料120覆蓋裝載在下模具310ba的 安裝部分314上的該組半導(dǎo)體芯片S的凸點焊球。因此，模制材料120可設(shè) 置在半導(dǎo)體芯片S的凸點焊球上，其中，半導(dǎo)體芯片S被裝載在下模具310ba 的安裝部分上。
參照圖7C,可通過模壓成型來形成覆蓋半導(dǎo)體芯片的有源表面和模制延 伸部分的模制層120c。模壓成型可包括在處于液體狀態(tài)的模制材料120上擠 壓釋放帶320。所述擠壓可包括將上模具310ta與下模具310ba密封在一起。 所述擠壓可移動上一莫具310ta和/或下模具310ba以使它們相互接觸，并且釋 放帶320位于它們之間。
作為模壓成型的結(jié)果，可形成模制層120c,模制層120c暴露每個凸點 焊球的一部分，同時覆蓋半導(dǎo)體芯片的有源表面和模制延伸部分。模制層120c 在彼此相鄰設(shè)置的凸點焊球之間可具有凹月牙表面，其中，所述凹月牙表面 具有接觸凸點焊球的邊緣。因此，如上所述，通過模制層120c可保護(hù)半導(dǎo)體 芯片的有源表面不受外界環(huán)境的化學(xué)/物理影響。由于通過才莫制層120c提高 了凸點焊球的粘附性，所以聚集在半導(dǎo)體芯片封裝件的凸點焊球和接觸部分 上的熱應(yīng)力可被分散。因此，可提高凸點焊球的焊點可靠性(SJR)。另外， 模制層120c可減小半導(dǎo)體芯片和布線基底之間的熱膨脹系數(shù)的差。因此，在
將半導(dǎo)體芯片封裝件安裝到布線基底上的過程中，可以提高凸點焊球的SJR。
另外，由于模制層120c提高了該組半導(dǎo)體芯片S的強(qiáng)度，所以模制層 120c可將在隨后的分成每個半導(dǎo)體芯片封裝件的切割過程中發(fā)生的碎屑(半
導(dǎo)體芯片封裝件的邊緣的破裂)最少化。因此，可以防止或減少由于切割工 藝而導(dǎo)致的半導(dǎo)體芯片封裝件的質(zhì)量劣化。
層，且模制層暴露每個凸點焊球的 一部分同時覆蓋半導(dǎo)體芯片的有源表面和 模制延伸部分，所以可以保護(hù)半導(dǎo)體芯片的有源表面不受外界環(huán)境的化學(xué)/物 理影響。另外，模制層可減小半導(dǎo)體芯片和布線基底之間的熱膨脹系數(shù)的差。 因此，在將半導(dǎo)體芯片封裝件安裝到布線基底上的過程中，可以提高凸點焊
球的焊點可靠性(SJR)。
由圖7B和圖7C可以看出，安裝部分314的深度可大于半導(dǎo)體芯片S和 模制延伸部分的厚度。當(dāng)上模具310ta和下模具310ba結(jié)合在一起時， 一定量 的模制層120c可保留在半導(dǎo)體芯片S與模制延伸部分和釋放帶320之間。
圖8是示出了根據(jù)實施例的另一半導(dǎo)體芯片封裝件的剖視圖。為了簡潔， 將省略圖8中與圖1中相似或相同的描述部分。參照圖8，半導(dǎo)體芯片封裝 件可包括半導(dǎo)體芯片110、模制延伸部分lll、再分布圖案114、凸點焊球116 和模制層120c。
絕緣層112可置于再分布圖案114和半導(dǎo)體芯片110的有源表面之間。 絕緣層112可用于再分布圖案114和半導(dǎo)體芯片IIO之間的電絕緣。當(dāng)模制 延伸部分111由絕緣材料制成時，例如，由包括樹脂類材料或環(huán)氧模塑料 (EMC)的絕緣材料制成，并且不包括導(dǎo)電圖案(例如，內(nèi)部的互連)時， 在再分布圖案114和模制延伸部分111之間可使用電絕緣，但不是必須使用 電絕緣。因此，在實施例中，絕緣層112可僅置于半導(dǎo)體芯片IIO的有源表 面和再分布圖案114之間。
圖9是示出了根據(jù)實施例的電子裝置的剖視圖。參照圖9，例如，根據(jù) 參照圖3描述的方法來制造與圖1和/或圖8中的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯 片封裝件。還準(zhǔn)備布線基底210。可通過將半導(dǎo)體芯片封裝件安裝在布線基 底210上來制造電子裝置。在此將包括圖1中的半導(dǎo)體芯片封裝件的電子裝 置作為示例進(jìn)行描述，然而，其它實施例可包括如上所述的各種半導(dǎo)體芯片 封裝件。 半導(dǎo)體芯片封裝件可包括半導(dǎo)體芯片110、模制延伸部分lll、再分布圖
案114、凸點焊球116和模制層120c。模制延伸部分111可圍繞半導(dǎo)體芯片 110的后表面和側(cè)壁。再分布圖案114可延伸到模制延伸部分111,同時電連 接到半導(dǎo)體芯片110的鍵合焊盤。還可在再分布圖案114與半導(dǎo)體芯片110 的有源表面和模制延伸部分111之間設(shè)置絕緣層112。絕緣層112可用于再分 布圖案114和半導(dǎo)體芯片110之間的電絕緣。凸點焊球116可設(shè)置在半導(dǎo)體 芯片110的再分布圖案114上。凸點焊球116可提供半導(dǎo)體芯片110和布線 基底210之間的電連接。
伸部分111、再分布圖案114和凸點焊球116可具有扇出封裝結(jié)構(gòu)。因此，即 使半導(dǎo)體芯片IIO的尺寸變小，也可保持預(yù)先存在的焊球布局，因此，在將 半導(dǎo)體芯片封裝件安裝到布線基底210上的過程中，可以防止凸點焊球116 的焊點可靠性(SJR)降低。
模制層120c可被構(gòu)造為覆蓋半導(dǎo)體芯片IIO的有源表面和模制延伸部分 111，同時暴露每個凸點焊球116的一部分。模制層120c可在彼此相鄰設(shè)置 的凸點焊球116之間具有凹月牙表面，所述凹月牙表面具有接觸凸點焊球116 的邊緣。模制層120c和凸點焊球116可包括類似于參照圖1和圖2描述的橫 截面的橫截面。因此，通過模制層120c可保護(hù)半導(dǎo)體芯片110的有源表面不 受外界環(huán)境的化學(xué)/物理影響，可提高凸點焊球116的粘附性，可提高焊點可 靠性(SJR),并且模制層120c能夠減小半導(dǎo)體芯片110和布線基底210之間 的熱膨脹系數(shù)的差。因此，在將半導(dǎo)體芯片封裝件安裝到布線基底210上的 過程中，可提高凸點焊球116的SJR。
布線基底210可具有安裝半導(dǎo)體芯片封裝件的頂表面和面向頂表面的底 表面。布線基底210可為包括印刷電路板(PCB)的系統(tǒng)板。布線基底210 可具有包括鍵合電極(未示出)的頂表面和面向頂表面并包括連接電極(未 示出)的底表面。4建合電極可通過凸點焊球116與半導(dǎo)體芯片110的對應(yīng)的 鍵合焊盤電連接。
還可包括在布線基底210的底表面上形成布線基底焊球212的過程。布 線基底焊球212可被設(shè)置在連接電極上，所述連接電極被包括在布線基底210 的底表面上。布線基底焊球212可連接到內(nèi)部連接(未示出)，以提供半導(dǎo)體 芯片110和外部電路(例如，主板)之間的電連接。
具有上述結(jié)構(gòu)的電子裝置可包括模制層，并JMt制層暴露每個凸點焊球 的一部分同時覆蓋半導(dǎo)體芯片的有源表面和模制延伸部分，因此可以保護(hù)半 導(dǎo)體芯片的有源表面不受外界環(huán)境的化學(xué)/物理影響。另外，在安裝半導(dǎo)體芯 片封裝件的過程中，可以減小半導(dǎo)體芯片和布線基底之間的熱膨脹系數(shù)的差。 因此，提高了凸點焊球的焊點可靠性(SJR)。結(jié)果，電子裝置可具有穩(wěn)定的 電性能。另外，由于根據(jù)實施例的電子裝置包括如上所述的模制層，而不是 傳統(tǒng)的模制材料層，所以可以簡化電子裝置的制造工藝并可降低制造成本。
制層暴露每個凸點焊球的一部分同時覆蓋半導(dǎo)體芯片的有源表面和模制延伸 部分。因此，可以提高焊點可靠性(SJR)。另外，由于半導(dǎo)體芯片封裝件包 括圍繞半導(dǎo)體芯片的后表面和側(cè)壁的模制延伸部分，并且再分布圖案可延伸 到模制延伸部分，所以可應(yīng)用預(yù)先存在的焊球布局。因此，可以提供能夠提 高電子裝置的電可靠性的半導(dǎo)體芯片封裝件以及制造該半導(dǎo)體芯片封裝件的 方法。而且，可以提供高質(zhì)量的電子裝置。
盡管已經(jīng)結(jié)合附圖描述了實施例，但是實施例不限于此。對于本領(lǐng)域的 技術(shù)人員將清楚的是，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以對實施 例做出》務(wù)改和變形。
本申請要求于2007年8月17日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第 10-2007-0082890號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過引用包含 于此。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片封裝件，所述半導(dǎo)體芯片封裝件包括半導(dǎo)體芯片，包括具有多個鍵合焊盤的第一表面、面向第一表面的第二表面和側(cè)壁；模制延伸部分，圍繞半導(dǎo)體芯片的第二表面和側(cè)壁；多個再分布圖案，從鍵合焊盤延伸到模制延伸部分上，并電連接到鍵合焊盤；多個凸點焊球，位于再分布圖案上；模制層，被構(gòu)造為覆蓋半導(dǎo)體芯片的第一表面和模制延伸部分，同時暴露每個凸點焊球的一部分，其中，模制層在彼此相鄰的凸點焊球之間具有凹月牙表面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片封裝件，其中，凸點焊球之一與凹 月牙表面之一之間接觸的點的位置處于從凸點焊球具有最大橫截面的水平面 延伸不超過凸點焊球的最大直徑的大約1/7的水平面的高度處。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片封裝件，其中 凹月牙表面包括第一高度，從第一表面到與凸點焊球接觸的部分；第二高度，從第一表面到凸點焊球之間的最低部分，第一高度和第二高度之間 的高度差為凸點焊球的最大直徑的長度的1/5。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片封裝件，其中，凹月牙表面具有糙 面精整。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片封裝件，其中，模制延伸部分由與 模制層相同的材料制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片封裝件，還包括 絕緣層，位于半導(dǎo)體芯片的第一表面和再分布圖案之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體芯片封裝件，其中，絕緣層還設(shè)置在半 導(dǎo)體芯片和再分布圖案之間。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片封裝件，其中，模制層包含環(huán)氧模 塑料。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體芯片封裝件，其中，在低于玻璃轉(zhuǎn)變溫 度的溫度范圍內(nèi)，環(huán)氧模塑料的熱膨脹系數(shù)低于50ppm/。C 。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體芯片封裝件，其中，環(huán)氧模塑料的彈性模量為3GPa或更大。
11、 一種電子裝置，所述電子裝置包括半導(dǎo)體芯片封裝件，其包括半導(dǎo)體芯片，包括具有多個鍵合焊盤的第 一表面、面向第一表面的第二表面和側(cè)壁；模制延伸部分，圍繞半導(dǎo)體芯片 的第二表面和側(cè)壁；多個再分布圖案，從鍵合焊盤延伸到模制延伸部分上， 并電連接到鍵合焊盤；多個凸點焊球，位于再分布圖案上；模制層，被構(gòu)造 為覆蓋半導(dǎo)體芯片的第一表面和模制延伸部分，同時暴露每個凸點焊球的一 部分，其中，模制層在彼此相鄰的凸點焊球之間具有凹月牙表面；布線基底，半導(dǎo)體芯片封裝件安裝在布線基底的一個表面上。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子裝置，還包括 多個布線基底焊球，位于布線基底的面向所述一個表面的表面上。
13、 一種制造半導(dǎo)體芯片封裝件的方法，所述方法的步驟包括 準(zhǔn)備半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片具有包括鍵合焊盤的第一表面、面向第 一表面的第二表面和側(cè)壁；形成圍繞半導(dǎo)體芯片的第二表面和側(cè)壁的模制延伸部分；形成再分布圖案，所述再分布圖案延伸到模制延伸部分上并電連接到鍵合焊盤；在再分布圖案上形成凸點焊球；形成模制層以覆蓋第 一表面并暴露每個凸點焊球的 一部分，從而模制層 在彼此相鄰的凸點焊球之間具有凹月牙表面。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，凸點焊球之一與凹月牙表面之 一之間接觸的點的位置處于從凸點焊球具有最大橫截面的水平面延伸不超過 凸點焊球的最大直徑的大約1/7的水平面的高度處。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，凹月牙表面包括 第一高度，從第一表面到與凸點焊球接觸的部分；第二高度，從第 一表面到凸點焊球之間的最低部分，第 一 高度和第二高度之間的高度差為凸點焊球的直徑長度的1/5 。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，第一高度和第二高度之間的高 度差至少為10jum。
17、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，模制延伸部分包含與模制層相 同的材:纖。
18、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，形成模制延伸部分的步驟包括 將半導(dǎo)體芯片的第一表面結(jié)合到載體；形成模制延伸部分以圍繞半導(dǎo)體芯片的第二表面和側(cè)壁； 去除載體。
19、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括在半導(dǎo)體芯片的第 一表面和模制延伸部分與再分布圖案之間形成絕緣層。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，絕緣層形成在半導(dǎo)體芯片的第 一表面和再分布圖案之間。
21、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，形成模制層的步驟包括 準(zhǔn)備釋放帶；裝載半導(dǎo)體芯片；在釋放帶和半導(dǎo)體芯片之間注入模制材料； 將半導(dǎo)體芯片和釋放帶相互擠壓。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括準(zhǔn)備位于具有模制部分的下模具和具有裝載部分的上模具之間的釋放帶；將半導(dǎo)體芯片裝載到裝載部分上； 將模制材料注入到模制部分中； 將上模具和下模具密封在一起。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括準(zhǔn)備位于具有模制部分的下模具和上模具之間的釋放帶；將半導(dǎo)體芯片裝載到模制部分上；將模制材料注入到模制部分中并使模制材料在凸點焊球上；將上模具和下模具密封在一起。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括準(zhǔn)備釋放帶，所述釋放帶的厚 度大于凸點焊球的高度和凸點焊球之間的模制層的期望高度之間的差。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，釋放帶具有糙面精整。
26、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，模制材料包含環(huán)氧模塑料，其 中，在低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度的溫度范圍內(nèi)，環(huán)氧模塑料的熱膨脹系數(shù)低于50ppm/°C。
27、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，模制材料包含環(huán)氧模塑料，環(huán) 氧模塑料的彈性模量為3GPa或更大。
28、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括 準(zhǔn)備包括所述半導(dǎo)體芯片的多個半導(dǎo)體芯片的組；將該組半導(dǎo)體芯片安裝在載體上，載體具有在半導(dǎo)體芯片之間的芯片切 割劃線通道；切割半導(dǎo)體芯片之間的芯片切割劃線通道和模制層，從而將該組半導(dǎo)體 芯片分成單獨的半導(dǎo)體芯片封裝件。
29、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括將所述半導(dǎo)體芯片裝載在下模具的模制部分中，模制部分的深度大約所 述半導(dǎo)體芯片和模制延伸部分的厚度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體芯片封裝件、電子裝置及其制造方法。所述半導(dǎo)體芯片封裝件包括半導(dǎo)體芯片，包括具有鍵合焊盤的第一表面、面向第一表面的第二表面和側(cè)壁；模制延伸部分，圍繞半導(dǎo)體芯片的第二表面和側(cè)壁；再分布圖案，從鍵合焊盤延伸到模制延伸部分上，并電連接到鍵合焊盤；凸點焊球，位于再分布圖案上；模制層，被構(gòu)造為覆蓋半導(dǎo)體芯片的第一表面和模制延伸部分，同時暴露每個凸點焊球的一部分。模制層在彼此相鄰的凸點焊球之間具有凹月牙表面。
文檔編號H01L21/60GK101369561SQ20081012977
公開日2009年2月18日 申請日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月17日
發(fā)明者安殷徹, 張喆容, 李澤勛, 李種昊, 金坪完 申請人:三星電子株式會社