專利名稱：半導(dǎo)體封裝件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體封裝件，且特別是有關(guān)于一種以封膠材料填充于半導(dǎo) 體組件與基板之間的半導(dǎo)體封裝件。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參照?qǐng)D1(現(xiàn)有技術(shù))，其繪示傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。半導(dǎo)體封裝件10包 括基板12、覆晶(flip chip) 14及底膠(underfill) 20。底膠20填充于覆晶14與基板12 之間，以固定覆晶14的焊球18，使覆晶14穩(wěn)固地結(jié)合于基板12上。然而，由于底膠20只接觸覆晶14的底面16，因此覆晶14與基板12之間的結(jié)合度 無法更進(jìn)一步地提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)于一種半導(dǎo)體封裝件，其半導(dǎo)體組件與基板之間填充有封膠(molding compound)，封膠的強(qiáng)度較強(qiáng)，可增加半導(dǎo)體組件與基板之間的結(jié)合性。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種半導(dǎo)體封裝件。半導(dǎo)體封裝件包括一基板、一半 導(dǎo)體組件、數(shù)個(gè)組件接點(diǎn)、封膠及數(shù)個(gè)基板接點(diǎn)?；寰哂邢鄬?duì)的一第一表面與一第二表 面。半導(dǎo)體組件設(shè)于第一表面。組件接點(diǎn)電性連接基板與半導(dǎo)體組件。封膠包覆半導(dǎo)體組件 且封膠的一部分位于半導(dǎo)體組件與第一表面之間，其中封膠包括數(shù)個(gè)填充粒(filler)，該 些填充粒占封膠的比例介于85%至89%之間且填充粒的尺寸介于18微米(μπι)至23μπι 之間。基板接點(diǎn)形成于第二表面。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出一種半導(dǎo)體封裝件。半導(dǎo)體封裝件包括一基板、一半 導(dǎo)體組件、數(shù)個(gè)組件接點(diǎn)、一封膠及數(shù)個(gè)基板接點(diǎn)?；寰哂邢鄬?duì)的一第一表面與一第二表 面。半導(dǎo)體組件設(shè)于第一表面。組件接點(diǎn)電性連接基板與半導(dǎo)體組件。封膠包覆半導(dǎo)體組 件且封膠的一部分位于半導(dǎo)體組件與第一表面之間，其中封膠的低溫?zé)崤蛎浵禂?shù)介于8至 10之間?；褰狱c(diǎn)形成于第二表面。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出一種半導(dǎo)體封裝件。半導(dǎo)體封裝件包括一基板、一半 導(dǎo)體組件、數(shù)個(gè)組件接點(diǎn)、一封膠及數(shù)個(gè)基板接點(diǎn)?；寰哂邢鄬?duì)的一第一表面與一第二表 面。半導(dǎo)體組件設(shè)于第一表面。組件接點(diǎn)電性連接基板與半導(dǎo)體組件。封膠直接接觸并包 覆半導(dǎo)體組件以及組件接點(diǎn)，其中封膠包括數(shù)個(gè)填充粒，填充粒占封膠的比例介于85%至 89%之間且填充粒的尺寸介于18μπι至23μπι之間。基板接點(diǎn)形成于第二表面。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提出一種半導(dǎo)體封裝件。半導(dǎo)體封裝件包括一基板、一半 導(dǎo)體組件、數(shù)個(gè)組件接點(diǎn)、一封膠及數(shù)個(gè)基板接點(diǎn)?；寰哂邢鄬?duì)的一第一表面與一第二表 面。半導(dǎo)體組件設(shè)于第一表面。組件接點(diǎn)電性連接基板與半導(dǎo)體組件。封膠直接接觸并包 覆半導(dǎo)體組件以及組件接點(diǎn)，其中封膠的低溫?zé)崤蛎浵禂?shù)介于8至10之間?；褰狱c(diǎn)形成 于第二表面。為了對(duì)本發(fā)明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下


圖1繪示傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。圖2繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。主要組件符號(hào)說明10、100 半導(dǎo)體封裝件12、102:基板14:覆晶16、116:底面18 焊球20:底膠104:半導(dǎo)體組件106 組件接點(diǎn)108 封膠108a 一部分110:基板接點(diǎn)112:上表面114:側(cè)面118:第一表面120 填充粒122 樹脂124 第二表面
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D2，其繪示依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝件的剖視圖。半導(dǎo)體封裝 件100例如是覆晶晶粒尺寸級(jí)封裝(Flip Chip CSP)。半導(dǎo)體封裝件100包括基板102、半 導(dǎo)體組件104、數(shù)個(gè)組件接點(diǎn)106、封膠108及數(shù)個(gè)基板接點(diǎn)110?；?02具有相對(duì)的第一表面118與第二表面124。半導(dǎo)體組件104例如是覆晶 (flip chip)，其設(shè)于第一表面118上。基板接點(diǎn)110例如是焊球(solder ball)、導(dǎo)電柱 (conductive pillar)或凸塊(bump)，其形成于基板102的第二表面124，用以電性連接一 外部電路(未繪示)與半導(dǎo)體封裝件100。組件接點(diǎn)106例如是焊球、凸塊或銅柱(copper pillar)，其設(shè)于基板102與半導(dǎo) 體組件104之間以電性連接基板102與半導(dǎo)體組件104。封膠108直接接觸且包覆半導(dǎo)體組件104的上表面112及側(cè)面114，且封膠108的 一部分108a填充于半導(dǎo)體組件104的底面116與基板102的第一表面118之間并包覆底 面116、第一表面118及組件接點(diǎn)106。這樣一來，幾乎整個(gè)半導(dǎo)體組件104都被封膠108 緊密地包覆住。封膠108包括樹脂122及數(shù)個(gè)填充粒120，該些填充粒120占封膠108的比例介于約85%至89%之間且填充粒120的最大尺寸介于18微米(μ m)至23 μ m之間。相較于傳 統(tǒng)封膠中的填充粒，本實(shí)施例的填充粒120的尺寸較小，使封膠108成為緊密結(jié)構(gòu)，可提升 封膠108的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。所以，封膠108的一部分108a填入半導(dǎo)體組件104與基板102之間 的空間，可增加半導(dǎo)體組件104與基板102之間的結(jié)合強(qiáng)度。此外，相較于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體組件，本實(shí)施例中位于半導(dǎo)體組件104與基板102之間 的材料以及包覆半導(dǎo)體組件104的材料皆相同的材料(即封膠108)。也就是說，包覆整個(gè) 半導(dǎo)體組件104的材料具有均勻的熱膨脹系數(shù)，可降低半導(dǎo)體封裝件100的翹曲量。本實(shí)施例的封膠108取代底膠而填入半導(dǎo)體組件104與基板102之間，因此半導(dǎo) 體封裝件100的制造過程可省略底膠填充步驟，提升半導(dǎo)體封裝件100的制造速度及生產(chǎn) 量。此外，雖然上述封膠特性以其比例及其填充粒的尺寸為例說明，然非用以限制本 發(fā)明。于一實(shí)施例中，封膠108可具有其它特性，同樣可使封膠108填入半導(dǎo)體組件104與 基板102之間。舉例而言，封膠108的渦旋流動(dòng)長度(spiral flow)介于約120厘米(cm)至 160cm之間，此處的渦旋流動(dòng)長度指封膠108呈膠態(tài)時(shí)的流動(dòng)性；或者，封膠108的固化時(shí) 間(gelatin time)介于40秒至60秒之間；或者，封膠108的低溫?zé)崤蛎浵禂?shù)(Coefficient of Thermal Expansion,CTE)介于約8(10_6/°C)至10之間，此處的低溫?zé)崤蛎浵禂?shù)指當(dāng)封 膠108的承受溫度低于封膠108的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(glass transition temperature)時(shí)封 膠108的熱膨脹系數(shù)；或者，封膠108的高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)介于約33至43之間，此處的高溫 熱膨脹系數(shù)指當(dāng)封膠108的承受溫度等于或高于封膠108的玻璃轉(zhuǎn)化溫度時(shí)封膠108的熱 膨脹系數(shù)。其中，封膠108的玻璃轉(zhuǎn)化溫度介于約120°C至160°C之間。由于封膠在低溫與高溫的熱膨脹系數(shù)不同，故封膠于低溫(低于封膠的玻璃轉(zhuǎn)化 溫度的溫度)及高溫(高于封膠的玻璃轉(zhuǎn)化溫度的溫度)的特性亦發(fā)生變化。即使如此， 本實(shí)施例的封膠108于低溫環(huán)境、低溫至高溫的轉(zhuǎn)換過程及高溫環(huán)境中仍可順利地填入半 導(dǎo)體組件104與基板102之間。半導(dǎo)體封裝件100的封膠108可具備上述數(shù)種特性(即填充粒120的比例、填充 粒120的尺寸、封膠108的渦旋流動(dòng)長度、固化時(shí)間、低溫?zé)崤蛎浵禂?shù)及高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)等) 中的單一、部分或全部，使封膠108填入半導(dǎo)體組件104與基板102之間。上述封膠108的 特性的實(shí)際應(yīng)用可視對(duì)半導(dǎo)體封裝件100的設(shè)計(jì)需求而定，本實(shí)施例不加以限制。請(qǐng)參照表一及表二，表一列出9組半導(dǎo)體封裝件的封膠特性，表二列出對(duì)表一所 列的半導(dǎo)體封裝件進(jìn)行可靠度、收縮率、凝固后封膠的孔洞數(shù)及翹曲量的檢測結(jié)果。如表一及表二中第1至6組所示，當(dāng)填充粒120占封膠108的比例介于約85% 至89%之間、填充粒120的尺寸介于約18μπι至23μπι之間、封膠的渦旋流動(dòng)長度介于 約120cm至160cm之間、封膠的固化時(shí)間介于40秒至60秒之間、封膠的低溫?zé)崤蛎浵?數(shù)介于約8至10之間、封膠的高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)介于約33至43之間時(shí)，半導(dǎo)體封裝件的 收縮率(shinkage rate)、凝固后封膠的孔洞數(shù)(mold void)、翹曲量(warpage)、平面度 (coplanarity)及可靠度(reliability)全數(shù)合格。其余的條件則可能造成封膠后孔洞以 及可靠度測試異常等等問題，故無法采用來從事制造生產(chǎn)。表一
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體封裝件，包括一基板，具有相對(duì)的一第一表面與一第二表面；一半導(dǎo)體組件，設(shè)于該第一表面；數(shù)個(gè)組件接點(diǎn)，電性連接該基板與該半導(dǎo)體組件；一封膠，包覆該半導(dǎo)體組件且該封膠的一部分位于該半導(dǎo)體組件與該第一表面之間，其中該封膠包括數(shù)個(gè)填充粒，該些填充粒占該封膠的比例介于85％至89％之間且各該些填充粒的尺寸介于18微米(μm)至23μm之間；以及數(shù)個(gè)基板接點(diǎn)，形成于該第二表面。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中該封膠的渦旋流動(dòng)長度介于120厘米(cm) 至160cm之間。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中該封膠的固化時(shí)間介于40秒至60秒之間。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中該封膠的玻璃轉(zhuǎn)化溫度實(shí)質(zhì)上介于120°C 至160°C之間。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中該封膠的低溫?zé)崤蛎浵禂?shù)CTE介于8至10 之間。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中該封膠的高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)介于33至43之間。
7.一種半導(dǎo)體封裝件，包括一基板，具有相對(duì)的一第一表面與一第二表面； 一半導(dǎo)體組件，設(shè)于該第一表面； 數(shù)個(gè)組件接點(diǎn)，電性連接該基板與該半導(dǎo)體組件；以及一封膠，包覆該半導(dǎo)體組件且該封膠的一部分位于該半導(dǎo)體組件與該第一表面之間， 其中該封膠的低溫?zé)崤蛎浵禂?shù)介于8至10之間；以及 數(shù)個(gè)基板接點(diǎn)，形成于該第二表面。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝件，其中該封膠的高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)介于33至43之間。
9.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝件，其中該封膠的渦旋流動(dòng)長度介于120cm至 160cmo
10.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝件，其中該封膠的固化時(shí)間介于40秒至60秒之間。
11.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝件，其中該封膠的玻璃轉(zhuǎn)化溫度實(shí)質(zhì)上介于120°C 至160°C之間。
12.—種半導(dǎo)體封裝件，包括一基板，具有相對(duì)的一第一表面與一第二表面； 一半導(dǎo)體組件，設(shè)于該第一表面； 數(shù)個(gè)組件接點(diǎn)，電性連接該基板與該半導(dǎo)體組件；一封膠，直接接觸并包覆該半導(dǎo)體組件以及該些組件接點(diǎn)，其中該封膠包括數(shù)個(gè)填充 粒，該些填充粒占該封膠的比例介于85%至89%之間且各該些填充粒的尺寸介于18微米 (μπι)至23 μ m之間；以及數(shù)個(gè)基板接點(diǎn)，形成于該第二表面。
13. 一種半導(dǎo)體封裝件，包括一基板，具有相對(duì)的一第一表面與一第二表面；一半導(dǎo)體組件，設(shè)于該第一表面；數(shù)個(gè)組件接點(diǎn)，電性連接該基板與該半導(dǎo)體組件；以及一封膠，直接接觸并包覆該半導(dǎo)體組件以及該些組件接點(diǎn)，其中該封膠的低溫?zé)崤蛎?系數(shù)介于8至10之間；以及數(shù)個(gè)基板接點(diǎn)，形成于該第二表面。
全文摘要
一種半導(dǎo)體封裝件，其包括基板、半導(dǎo)體組件、數(shù)個(gè)組件接點(diǎn)、封膠及數(shù)個(gè)基板接點(diǎn)?；寰哂邢鄬?duì)的第一表面與第二表面。半導(dǎo)體組件設(shè)于第一表面。組件接點(diǎn)電性連接基板與半導(dǎo)體組件。封膠包覆半導(dǎo)體組件且封膠的一部分位于半導(dǎo)體組件與第一表面之間，其中封膠包括數(shù)個(gè)填充粒，該些填充粒占封膠的比例介于85％至89％之間且填充粒的尺寸介于18至23微米之間?；褰狱c(diǎn)形成于第二表面。
文檔編號(hào)H01L23/29GK101937884SQ20101025725
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者李又儒, 賴振銘, 陳正強(qiáng), 高崇堯 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司