專利名稱：立體封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種立體封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，特別是涉及一種可降低封裝厚度的立體封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制程技術(shù)能力不斷向上提升，半導(dǎo)體芯片的功能日益強(qiáng)大，以致半導(dǎo)體芯片訊號(hào)的傳輸量逐漸增加，芯片的腳數(shù)亦隨之增加，進(jìn)而使封裝技術(shù)必須隨著技術(shù)的演進(jìn)而不斷提升。當(dāng)信息科技的發(fā)展日漸趨向于輕薄短小的形式，為了適用于行動(dòng)裝置機(jī)體高空間密度的特性，各模塊的需求除了需要維持高效能且穩(wěn)定的質(zhì)量，還必須節(jié)省空間以達(dá)到輕薄短小的目的在傳統(tǒng)的POP (package on package)結(jié)構(gòu)中，通常利用錫球設(shè)于下層封裝的上表面，以做為上層封裝體的導(dǎo)電接點(diǎn)，然而，傳統(tǒng)的錫球的厚度約為0. 4至0. 5mm，故其導(dǎo)致整體封裝的厚度無(wú)法進(jìn)一步縮??；另外，在經(jīng)過(guò)回焊制程時(shí)，基板的變形將導(dǎo)致錫球無(wú)法和其對(duì)應(yīng)的接點(diǎn)相連接，因此，傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)不論是在產(chǎn)品厚度的考慮或是制程穩(wěn)定性上，均存有不足的地方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)不論是在產(chǎn)品厚度的考慮還是制程穩(wěn)定性上，均有不足的缺陷，提供一種立體封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，其是利用雷射直接成型(LDS)的方法將金屬化圖案鍍層直接成型于封裝膠體上，以取代傳統(tǒng)的錫球等組件，故可有效降低整體封裝的厚度。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明提供一種立體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特點(diǎn)在于，包含以下步驟步驟一提供一電路基板，該電路基板上設(shè)有導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)；步驟二 設(shè)置至少一個(gè)電子元件于該電路基板上，該至少一電子元件連接于該導(dǎo)電線路；步驟三進(jìn)行一雷射直接成型(LDS)方法，包括以下步驟步驟三之一成型一包覆該電子元件的第一封裝膠體；以及步驟三之二 成型一金屬化圖案鍍層于該第一封裝膠體上，以形成一封裝單元，且該金屬化圖案鍍層為電性連接在該導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)；及步驟四堆疊至少一個(gè)其他電子元件于該第一封裝膠體的表面。較佳地，成型一金屬化圖案鍍層于該第一封裝膠體的步驟，還包括于該第一封裝膠體中形成穿孔的步驟，還成型該金屬化圖案鍍層成型于該第一封裝膠體的表面及該第一封裝膠體的該穿孔。較佳地，成型一金屬化圖案鍍層于該第一封裝膠體的步驟，是利用雷射將第一封裝膠體的表面及該第一封裝膠體的該穿孔予以改質(zhì)以形成一活化區(qū)域，再將金屬沉積于該活化區(qū)域而形成該金屬化圖案鍍層。較佳地，將金屬沉積于該活化區(qū)域的步驟中，是利用無(wú)電鍍方法依序?qū)~材料、鎳材料及金材料成型于該活化區(qū)域而形成該金屬化圖案鍍層。較佳地，在堆疊至少一個(gè)其他電子元件于該第一封裝膠體的表面的步驟之后，還包括成型一第二封裝膠體以包覆于該至少一個(gè)堆疊于該第一封裝膠體的表面的其他電子元件的步驟。本發(fā)明還提出一種立體封裝結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)在于，包含一電路基板，其上設(shè)有導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)；以及至少一個(gè)層疊設(shè)置于該電路基板上的封裝單元，該封裝單元包括至少一個(gè)設(shè)置于該電路基板上的電子元件，該些電子元件電性連接于該導(dǎo)電線路；以及一包覆該電子元件的第一封裝膠體，其中該第一封裝膠體為一雷射直接成型(LDS)部件，該第一封裝膠體還形成有一金屬化圖案鍍層，該金屬化圖案鍍層電性連接于該導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)；由此，該封裝單元的該第一封裝膠體的表面可用以直接堆疊至少一個(gè)其他電子元件或封裝組件/封裝單元。在一具體實(shí)施例中，可利用雷射將含金屬、金屬催化物或其有機(jī)物的塑性材料予以改質(zhì)，使其具有金屬化的活化核心，并由此以使導(dǎo)電金屬材料能夠直接附著成型在塑性材料上。較佳地，該第一封裝膠體成型有至少一個(gè)穿孔，而該金屬化圖案鍍層是成型于該第一封裝膠體的表面及該第一封裝膠體的該穿孔，以連接于該導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)。較佳地，該金屬化圖案鍍層是于該第一封裝膠體的表面及該第一封裝膠體的該穿孔以雷射直接形成一活化區(qū)域，以將金屬沉積于該活化區(qū)域而形成的。較佳地，該第一封裝膠體的材質(zhì)為一種含金屬、金屬催化物或其有機(jī)物的塑性材料，該第一封裝膠體可被雷射所改質(zhì)而形成該活化區(qū)域。較佳地，該封裝單元還包括一第二封裝膠體，該第二封裝膠體是包覆于該至少一個(gè)堆疊在該第一封裝膠體的表面的其他電子元件，并形成疊層于該封裝單元的另一封裝單兀。本發(fā)明具有以下有益的效果本發(fā)明的立體封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法可廣泛應(yīng)用于無(wú)線通信產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)相關(guān)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，以有效降低封裝的厚度，進(jìn)而達(dá)成電子產(chǎn)品的微小化。為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明上述技術(shù)方案的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所附圖是僅用以提供參考和說(shuō)明用的，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。


圖1-圖IA為本發(fā)明立體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法的流程步驟圖。圖2為本發(fā)明一第一較佳施例的示意圖。圖3為本發(fā)明一第二較佳實(shí)施例的示意圖。圖4為本發(fā)明一第三較佳實(shí)施例的示意圖。圖5為本發(fā)明一第四較佳實(shí)施例的示意圖。
圖6為本發(fā)明一第五較佳實(shí)施例的示意圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明10電路基板1 IAUlBUIC 電子元件IlD單一封裝組件12第一封裝膠體121金屬化圖案鍍層122 穿孔13第二封裝膠體20、20'、20〃 封裝單元SlOl S107流程步驟
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明多個(gè)較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明提出一種立體封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，上述制作方法主要在一封裝單元的第一封裝膠體上直接成型線路于連接端點(diǎn)，使后續(xù)(或稱上層)的電子元件或封裝組件/ 封裝單元可以直接構(gòu)裝于下層的封裝單元上，以形成立體封裝結(jié)構(gòu)，而不必利用錫球等導(dǎo)電組件，故可進(jìn)一步降低整體封裝后的厚度。請(qǐng)參考圖1與圖IA所示，并請(qǐng)配合圖2，本發(fā)明的第一具體實(shí)施例包括以下步驟步驟SlOl 首先，提供一電路基板10，其上設(shè)有導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)(圖中未示)； 而該電路基板10為本發(fā)明的立體封裝結(jié)構(gòu)的承載單元。步驟S103 設(shè)置至少一個(gè)電子元件IlA于該電路基板10上，而該電子元件IlA連接于該導(dǎo)電線路(圖中未示)。圖2所示，該電路基板上設(shè)有四個(gè)電子元件IlA于其上表面，但并不以此為限，而為了達(dá)成電路的目的，該四個(gè)電子元件IlA電性連接于電路基板10 的導(dǎo)電線路。步驟S105 進(jìn)行一雷射直接成型(LDS)方法，而該方法具有以下子步驟步驟S1051 成型一包覆該電子元件IlA的第一封裝膠體12。步驟S1053 成型一金屬化圖案鍍層121于該第一封裝膠體12上以形成一封裝單元20。以下將詳細(xì)說(shuō)明雷射直接成型(LDS)方法上述封裝單元20的第一封裝膠體 12以雷射直接成型所制作，其先以模制(molding)方法成型該第一封裝膠體12(即步驟 S1051)，并于該第一封裝膠體12上以雷射形成一活化區(qū)域，再將金屬材料沉積于該活化區(qū)域以形成金屬化圖案鍍層121 (即步驟S1053)，進(jìn)而成型上述的雷射直接成型(LDS)的第一封裝膠體12，換言之，該第一封裝膠體12由一種無(wú)法直接將金屬材料沉積于其上的部件， 而本發(fā)明使用雷射將該第一封裝膠體12的一預(yù)定區(qū)域(例如表面)改質(zhì)形成一活化區(qū)域， 再利用一金屬沉積技術(shù)，例如化學(xué)鍍(亦稱無(wú)電鍍)、電鍍，使導(dǎo)電金屬材料得以直接附著于該第一封裝膠體12的活化區(qū)域上，以形成可傳導(dǎo)電路訊號(hào)的金屬化圖案鍍層121。具體而言，該第一封裝膠體12的材質(zhì)為一種含金屬、金屬催化物或其有機(jī)物的塑性材料，其可被雷射所改質(zhì)而形成該活化區(qū)域，換言之，可利用雷射將上述材料予以改質(zhì)，使該活化區(qū)域具有金屬化的活化核心，因此，該活化區(qū)域的活化核心會(huì)催化物理或化學(xué)反應(yīng)；而在本具體實(shí)施例中，該第一封裝膠體12的材質(zhì)為一種含銅的有機(jī)復(fù)合材料 (Cu-organic-complex)，并利用該復(fù)合材料包覆電子元件11A。而在步驟S1053中，較佳地，將電路基板10上的導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)向上位移，以形成立體的封裝樣式。具體而言，該第一封裝膠體12中可形成穿孔122，而穿孔122的位置對(duì)應(yīng)電路基板10上的導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)；再利用雷射將該第一封裝膠體12的表面及該第一封裝膠體12的該穿孔122改質(zhì)形成活化區(qū)域，故可利用化學(xué)鍍、電鍍等金屬沉積方法，使導(dǎo)電金屬材料可直接沉積附著于該第一封裝膠體12的表面及該第一封裝膠體12的該穿孔122，即，利用鉆孔方法形成對(duì)應(yīng)導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)的穿孔122后，利用雷射活化改質(zhì)，即可利用鍍孔或填孔等制程，使金屬化圖案鍍層121電連接于導(dǎo)電線路、接地點(diǎn)或EMI薄膜 (film)。另外，上述的無(wú)電鍍步驟可包括依次將銅材料、鎳材料及金材料成型于該活化區(qū)域而形成該金屬化圖案鍍層121的步驟，其中所沉積的銅層約為5um，鎳層約為3um，金層約為0. lum，但并不以上述為限。由此可知，在上述步驟之后，封裝單元20已被制作完成。而其表面的部分金屬化圖案鍍層121可具有導(dǎo)電線路的電路功能；而其他與接地點(diǎn)或EMI film相連接的金屬化圖案鍍層121則具有抑制EMI的效果，換言之，圖2中的電子元件IlA可根據(jù)金屬化圖案鍍層 121而達(dá)到電磁遮蔽的效果。更重要的是，由于封裝單元20表面的金屬化圖案鍍層121已具備電路基板10的導(dǎo)電線路的訊號(hào)功能，因此其他電子元件IlBUlC等可直接堆疊于封裝單元20的表面，其中電子元件1IB同于電子元件11A，而電子元件1IC可為一種晶圓級(jí)尺度封裝(Wafer Level Chip Scale Package，WLCSP)，但不以此為限。因此，步驟S107則堆疊至少一個(gè)其他電子元件IlBUlC于該第一封裝膠體12的表面，以達(dá)到立體構(gòu)裝/封裝的目的，且由于金屬化圖案鍍層121僅為一金屬薄層(如金屬化圖案鍍層121的整體厚度約為8. Ium,而第一封裝膠體12的厚度約為800um)，相較于傳統(tǒng)錫球的厚度(約為0. 4至0. 5mm)，本發(fā)明的立體封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)一步地還具有縮小其厚度的功效。而在步驟S107之后，還包括成型一第二封裝膠體12以包覆于該至少一個(gè)堆疊于該第一封裝膠體12的表面的其他電子元件IlBUlC的步驟。換言之，可利用模制(molding) 方法將第二封裝膠體13包覆于電子元件11B、11C，而在本具體實(shí)施例中，第二封裝膠體13 不同于第一封裝膠體12，第二封裝膠體13為一種非導(dǎo)體的塑材，且其中不需含有金屬組成，換言之，一般常見的工業(yè)塑材均可應(yīng)用于本步驟中。綜上所述，如圖2所示的本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例，立體封裝結(jié)構(gòu)包括電路基板 10及至少一個(gè)層疊設(shè)置于該電路基板10上的封裝單元20，其中該封裝單元20包括至少一個(gè)設(shè)置于該電路基板10上的電子元件11A，該些電子元件IlA電性連接于該導(dǎo)電線路； 以及一包覆該電子元件IlA的第一封裝膠體12，其中該第一封裝膠體12為一雷射直接成型(LDS)部件，該第一封裝膠體12還形成有一金屬化圖案鍍層121，該金屬化圖案鍍層121 電性連接于該導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)。而在本具體實(shí)施例中，該第一封裝膠體12成型有至少一個(gè)穿孔122，金屬化圖案鍍層121則設(shè)置于該第一封裝膠體12的表面及該第一封裝膠體12 的該穿孔122。此外，第二封裝膠體13包覆于該至少一個(gè)堆疊于該第一封裝膠體12的表面的其他電子元件11B、11C，以形成層疊于封裝單元20上的另一封裝單元20'，進(jìn)而建構(gòu)成本發(fā)明的立體封裝結(jié)構(gòu)。圖3則顯示本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例，其中，與第一較佳實(shí)施例的差異在于電子元件11A、11B、11C的位置不同，換言之，在本具體實(shí)施例中，電子元件IlC的晶圓級(jí)尺度封裝設(shè)于封裝單元20，而金屬化圖案鍍層121則同樣可達(dá)成電磁遮蔽的效果，且也可達(dá)成縮減整體厚度的功效。圖4則顯示本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例，其中，與第一較佳實(shí)施例的差異在于本實(shí)施例為一種立體構(gòu)裝中的雙面構(gòu)裝樣式，封裝單元20成型于電路基板10的下表面，金屬化圖案鍍層121同樣成型于該第一封裝膠體12的表面及該穿孔122 ；而另一封裝單元20'則成型于電路基板10的上表面。圖5則顯示本發(fā)明的第四較佳實(shí)施例，其中，與第一較佳實(shí)施例的差異在于本實(shí)施例將較厚的電子元件lie的晶圓級(jí)尺度封裝與兩層較薄的電子元件IlAUlB置于同一結(jié)構(gòu)面，換言之，電子元件IlAUlB成型于電路基板10的左半部，且利用第一封裝膠體12的特性將兩者進(jìn)行層疊；而電子元件IlC的晶圓級(jí)尺度封裝則設(shè)于電路基板10的右半部，再利用第二封裝膠體13將整體結(jié)構(gòu)包覆封裝。圖6則顯示本發(fā)明的第五較佳實(shí)施例，其中，與第一較佳實(shí)施例的差異在于本實(shí)施例將多個(gè)單一封裝組件IlD進(jìn)行立體化的構(gòu)裝式樣，例如先將一封裝組件IlD設(shè)于電路基板10，并利用上述的第一封裝膠體12、金屬化圖案鍍層121形成最下層的封裝單元20 ； 再將另一封裝組件IlD設(shè)于第一封裝膠體12上，同樣利用第一封裝膠體12、金屬化圖案鍍層121形成次層的封裝單元20'；再一步將另一封裝組件IlD設(shè)于次層的第一封裝膠體12 上，以形成最上層的封裝單元20"。綜上所述，本發(fā)明具有下列諸項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的立體封裝結(jié)構(gòu)具有薄型化的結(jié)構(gòu)。由于本發(fā)明提供一種以雷射直接成型的第一封裝膠體，故該金屬化圖案鍍層僅是成型于模制成型的該第一封裝膠體上的金屬線路，相較于現(xiàn)有技術(shù)必須利用錫球等，本發(fā)明的立體封裝結(jié)構(gòu)可大幅縮小各種封裝樣式的尺寸。2、本發(fā)明的第一封裝膠體上的金屬化圖案鍍層可利用鉆孔、鍍孔或填孔等制程連接于接地或EMI薄膜，故可獲得電磁遮蔽的效果。以上所述僅僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，而非為了局限本發(fā)明的專利范圍，因此凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書及圖示內(nèi)容所為的等效技術(shù)變化，均包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種立體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含一電路基板，該電路基板上設(shè)有導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)；以及至少一個(gè)層疊設(shè)置于該電路基板上的封裝單元，該封裝單元包括 至少一個(gè)設(shè)置于該電路基板上的電子元件，該至少一電子元件電性連接于該導(dǎo)電線路；以及一包覆該電子元件的第一封裝膠體，其中該第一封裝膠體為一雷射直接成型部件，該第一封裝膠體還形成有一金屬化圖案鍍層，該金屬化圖案鍍層電性連接于該導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)；該封裝單元的該第一封裝膠體的表面用以直接堆疊至少一個(gè)其他電子元件。
2.如權(quán)利要求1所述的立體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一封裝膠體成型有至少一個(gè)穿孔，而該金屬化圖案鍍層是成型于該第一封裝膠體的表面及該第一封裝膠體的該穿孔， 以連接于該導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的立體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該金屬化圖案鍍層是于該第一封裝膠體的表面及該第一封裝膠體的該穿孔以雷射直接形成一活化區(qū)域，以將金屬沉積于該活化區(qū)域而形成的。
4.如權(quán)利要求3所述的立體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一封裝膠體的材質(zhì)為一種含金屬、金屬催化物或其有機(jī)物的塑性材料，該第一封裝膠體可被雷射所改質(zhì)而形成該活化區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的立體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封裝單元還包括一第二封裝膠體，該第二封裝膠體是包覆于該至少一個(gè)堆疊在該第一封裝膠體的表面的其他電子元件， 并形成疊層于該封裝單元的另一封裝單元。
6.一種立體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包含以下步驟 提供一電路基板，該電路基板上設(shè)有導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)；設(shè)置至少一個(gè)電子元件于該電路基板上，該至少一電子元件連接于該導(dǎo)電線路；進(jìn)行一雷射直接成型方法，包括以下步驟成型一包覆該電子元件的第一封裝膠體；以及成型一金屬化圖案鍍層于該第一封裝膠體上，由此形成一封裝單元，且該金屬化圖案鍍層電性連接于該導(dǎo)電線路及接地點(diǎn)；以及堆疊至少一個(gè)其他電子元件于該第一封裝膠體的表面。
7.如權(quán)利要求6所述的立體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，成型一金屬化圖案鍍層于該第一封裝膠體的步驟，還包括于該第一封裝膠體中形成穿孔的步驟，再成型該金屬化圖案鍍層成型于該第一封裝膠體的表面及該第一封裝膠體的該穿孔。
8.如權(quán)利要求7所述的立體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，成型一金屬化圖案鍍層于該第一封裝膠體的步驟，是利用雷射將第一封裝膠體的表面及該第一封裝膠體的該穿孔予以改質(zhì)以形成一活化區(qū)域，再將金屬沉積于該活化區(qū)域而形成該金屬化圖案鍍層。
9.如權(quán)利要求8所述的立體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，將金屬沉積于該活化區(qū)域的步驟中，是利用無(wú)電鍍方法順序?qū)~材料、鎳材料及金材料成型于該活化區(qū)域而形成該金屬化圖案鍍層。
10.如權(quán)利要求6所述的立體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，在堆疊至少一個(gè)其他電子元件于該第一封裝 膠體的表面的步驟之后，還包括成型一第二封裝膠體以包覆于該至少一個(gè)堆疊于該第一封裝膠體的表面的其他電子元件的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種立體封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，該立體封裝結(jié)構(gòu)包含一電路基板，至少一個(gè)層疊設(shè)置于該電路基板上的封裝單元，該封裝單元包括至少一個(gè)設(shè)置于該電路基板上的電子元件，以及一包覆該電子元件的第一封裝膠體，該封裝單元的該第一封裝膠體的表面可用以直接堆疊至少一個(gè)其他電子元件或封裝組件/封裝單元。該制作方法包含提供一電路基板；設(shè)置至少一個(gè)電子元件于該電路基板上；進(jìn)行一雷射直接成型(LDS)方法，以成型一包覆該電子元件的第一封裝膠體，并成型一金屬化圖案鍍層于該第一封裝膠體上；堆疊至少一個(gè)其他電子元件于該第一封裝膠體的表面，以形成立體封裝結(jié)構(gòu)。采用本發(fā)明，可以有效降低封裝的厚度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的微小化。
文檔編號(hào)H01L23/48GK102446907SQ20101050526
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者吳明哲 申請(qǐng)人:環(huán)旭電子股份有限公司, 環(huán)鴻科技股份有限公司