專利名稱：封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本案是有關(guān)于一種封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種芯片內(nèi)埋式封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，各式電子產(chǎn)品不斷推陳出新。尤其是在科技技術(shù)發(fā)展的過程中， 半導(dǎo)體封裝技術(shù)扮演著極重要的角色。在半導(dǎo)體封裝工藝中，晶圓先經(jīng)過切割，而形成一顆顆的晶粒。晶粒再通過打線、 覆晶等工藝將其內(nèi)部走線引導(dǎo)至外部，并通過封膠等方式來保護(hù)晶粒。在產(chǎn)品微小化與精密化的趨勢下，半導(dǎo)體封裝技術(shù)不斷地在追求如何在有限空間下，提高線路的精密度及構(gòu)裝密集度。此外，除了提高線路的精密度及構(gòu)裝密集度外，如何在新技術(shù)下維持工藝良率、質(zhì)量與成本也同樣是研究發(fā)展的一重要目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本案有關(guān)于一種封裝結(jié)構(gòu)其制造方法，其利用通孔的設(shè)計與工藝，提高線路的精密度及構(gòu)裝密集度，并維持工藝良率、質(zhì)量與成本。根據(jù)本案的一方面，提出一種封裝結(jié)構(gòu)的制造方法。封裝結(jié)構(gòu)的制造方法包括以下步驟。提供一封膠件及一芯片。封膠件具有一第一表面及一第二表面。芯片埋入于封膠件。芯片的一主動表面暴露于第一表面。形成一第一重布線路層(Redistribution Layer, RDL)于第一表面。蝕刻封膠件及第一重布線路層，以形成一封膠通孔及一線路通孔。于封膠通孔及線路通孔形成一導(dǎo)電柱。形成一第二重布線路層(Redistribution Layer, RDL) 于第二表面。導(dǎo)電柱電性連接第一重布線路層及第二重布線路層。根據(jù)本案的另一方面，提出一種封裝結(jié)構(gòu)的制造方法。封裝結(jié)構(gòu)的制造方法包括以下步驟。提供一封膠件及一芯片。封膠件具有一第一表面及一第二表面。芯片埋入于封膠件。芯片的一主動表面暴露于第一表面。蝕刻封膠件，以形成一封膠通孔。于封膠通孔形成一導(dǎo)電柱。形成一第一重布線路層(Redistribution Layer, RDL)于第一表面。第一重布線路層電性連接導(dǎo)電柱。形成一第二重布線路層(Redistribution Layer, RDL)于第二表面，第二重布線路層電性連接導(dǎo)電柱。根據(jù)本案的再一方面，提出一種封裝結(jié)構(gòu)。封裝結(jié)構(gòu)包括一封膠件、一芯片、一第一重布線路層、一電鍍種子層及一導(dǎo)電層。封膠件具有一第一表面、一第二表面及一封膠通孔。封膠通孔從第一表面至第二表面穿透封膠件。芯片埋入于封膠件。芯片的一主動表面暴露于第一表面。第一重布線路層具有一線路通孔。第一重布線路層設(shè)置于第一表面。線路通孔連通于封膠通孔。電鍍種子層設(shè)置于封膠通孔的孔壁及線路通孔的孔壁。導(dǎo)電柱設(shè)置于封膠通孔及線路通孔內(nèi)。為了對本案的上述及其它方面更了解，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下


圖IA IF繪示一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的制造方法。圖2A 2M繪示一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的制造方法。圖3為封膠通孔與線路通孔的連通處的SEM圖。主要組件符號說明100 封裝結(jié)構(gòu)110 封膠件IlOa:第一表面IlOb:第二表面IlOh:封膠通孔120:芯片120a 主動表面120b:非主動表面120c 接墊130 第一重布線路層130h 線路通孔131 第一介電層132 第一導(dǎo)線層133:第二介電層133a、135a、193a、195a 開口134 第一焊墊135 第一光阻層150 錫球160 保護(hù)膜170:導(dǎo)電柱180、182 電鍍種子層181 金屬材料190 第二重布線路層191 第三介電層192 第二導(dǎo)線層193:第四介電層194 第二焊墊195:第二光阻層A 中間區(qū)域LllO 封膠件的厚度L130 第一重布線路層的厚度L170:導(dǎo)電柱的長度
具體實(shí)施例方式請參照圖IA 1F，其繪示一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)100的制造方法。通過圖IA IF 的步驟，可以形成雙面具有重布線路層的晶圓級芯片內(nèi)埋式封裝結(jié)構(gòu)100。如圖IA所示，提供一封膠件110及一芯片120。封膠件110的材質(zhì)例如是環(huán)氧樹脂材料、有機(jī)硅樹脂材料或聚氨酯材料。芯片120為內(nèi)含邏輯電路或記憶胞的裸芯片。封膠件110具有一第一表面IlOa及一第二表面110b。芯片120具有一主動表面120a、一非主動表面120b及至少一接墊120c。接墊120c設(shè)置于主動表面120a。芯片120埋入于封膠件110，芯片120的主動表面120a暴露于第一表面110a。封膠件110可以覆蓋芯片120 的非主動表面120b或者暴露出芯片120的非主動表面120b，端看設(shè)計需求而定。如圖IB所示，形成一第一重布線路層(Redistribution Layer，RDL) 130于第一表面110a。第一重布線路層130包括一第一介電層131、一第一導(dǎo)線層132及一第二介電層 133。第一介電層131覆蓋于主動表面120a上，并暴露出芯片120的接墊120c。第一導(dǎo)線層132覆蓋于接墊120c及第一介電層131，第一導(dǎo)電層132會與芯片的接墊120c電性連接。第二介電層133覆蓋于第一導(dǎo)線層132及第一介電層131，并暴露出部份的第一導(dǎo)線層 132，以形成一第一焊墊134。。為了不受限于芯片120上的接墊120c的大小和主動表面120a空間太小的限制， 第一重布線路層130可以采用扇出(Fan-out)的方式來配置，第一重布線路層130不僅配置于芯片120的主動表面120a上，一部份會分布在封膠件110上。如圖IC所示，蝕刻封膠件110及第一重布線路層130，以分別形成一封膠通孔 IlOh及一線路通孔130h。在此步驟中，封膠通孔IlOh位于芯片120所設(shè)置的范圍的外，以避免破壞芯片120內(nèi)部的電路。封膠通孔IlOh及線路通孔130h在同一工藝動作中完成，而形成兩端開放的通孔。 在一實(shí)施例中，可以一激光線蝕刻出封膠通孔IlOh及線路通孔130h。在一實(shí)施例中，亦可以微影工藝蝕刻出封膠通孔IlOh及線路通孔130h。在一實(shí)施例中，亦可以機(jī)械鉆孔的方式蝕刻出封膠通孔IlOh及線路通孔130h。在此步驟中，采用兩端皆開放的通孔工藝，而不是采用盲孔工藝(只有一端開放)。相較于盲孔工藝，通孔工藝在工藝良率、質(zhì)量與成本上，均優(yōu)于盲孔工藝。如圖ID所示，貼附一保護(hù)膜160于第一表面110a，以覆蓋第一重布線路層130。保護(hù)膜160具有絕緣性、容易貼附且容易移除的特性，其材質(zhì)例如是聚酰亞胺(Polyimide， PI)、聚丙烯(polypropylene，PP)或聚氨酯(Polyurethane，PU)的高分子聚合物。保護(hù)膜 160用以在后續(xù)電鍍工藝中，保護(hù)第一重布線路層130，以避免第一重布線路層130遭到破壞。另外此保護(hù)膜160也可為一保護(hù)載具，此載具可放置于第一表面IlOa上，同樣可達(dá)到保護(hù)第一重布線路層130的功能。如圖IE所示，于封膠通孔IlOh及線路通孔130h形成一導(dǎo)電柱170。在此步驟中， 先形成一電鍍種子層180于封膠通孔IlOh的孔壁、線路通孔130h的孔壁及保護(hù)膜160的表面。電鍍種子層180的材質(zhì)為鈦(Ti)、鋁(Al)、鎳(Ni)、釩(V)、銅(Cu)、金(Au)、鎢(W)、 鉛(Pd)或銀(Ag)及其合金。形成電鍍種子層180的方式一般采用無電電鍍。電鍍種子層 180主要是作為后續(xù)電鍍工藝的種子，使電鍍工藝能夠施加電流于電鍍種子層180，并于其上累積導(dǎo)電材料。
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再以電鍍種子層180為基礎(chǔ)，電鍍導(dǎo)電材料于電鍍種子層180上，以形成導(dǎo)電柱 170。導(dǎo)電柱170的材質(zhì)為鈦(Ti)、銅(Cu)、鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、鎳(Ni)或錫(Sn)及
其合金。如圖IF所示，形成一第二重布線路層(Redistribution Layer，RDL) 190于第二表面110b。第二重布線路層190包括一第三介電層191、一第二導(dǎo)線層192及一第四介電層 193。第三介電層191覆蓋于第二表面IlOb上，并暴露出導(dǎo)電柱170。第二導(dǎo)線層192覆蓋于導(dǎo)電柱170及第三介電層191，第二導(dǎo)電層192會與導(dǎo)電柱170電性連接。第四介電層 193覆蓋于第二導(dǎo)線層192及第三介電層191，并暴露出部份的第二導(dǎo)線層192，以形成一第二焊墊194。在后續(xù)工藝中，其它封裝結(jié)構(gòu)的錫球可以回焊的方式焊接于第二焊墊194，以進(jìn)行封裝結(jié)構(gòu)的堆棧。為了不受限于芯片120的接墊120c的大小和主動表面120a空間太小的限制，第二重布線路層190可以采用扇出(Fan-out)的方式來配置，第二重布線路層190不僅配置于芯片120的主動表面120a上，一部份會分布在封膠件110上。第二重布線路層190形成后，導(dǎo)電柱170電性連接第一重布線路層130及第二重布線路層190，而使得芯片120的內(nèi)部電路可以在第一表面IlOa或第二表面IlOb擴(kuò)展。通過上述步驟，即可完成封裝結(jié)構(gòu)100。如圖IF下方放大部分所示，在線路通孔 130h與封膠通孔IlOh的連通處，線路通孔130h的孔徑實(shí)質(zhì)上等于封膠通孔IlOh的孔徑， 而填充于封膠通孔IlOh及線路通孔130h的導(dǎo)電柱170為一體成型的結(jié)構(gòu)。并且，請同時參照附圖1及圖1F，附圖1為封膠通孔IlOh與線路通孔130h的連通處的SEM圖。附圖1 的矩形框線處相當(dāng)于圖IF的封膠通孔中間區(qū)域A。經(jīng)過EDX分析后，研究人員證實(shí)中間區(qū)域A并不存在電鍍種子層180。并且，導(dǎo)電柱170凸出于第一表面110a，而不是實(shí)質(zhì)上與第一表面IlOa齊平。再者，導(dǎo)電柱170的長度L170大于封膠件110的厚度Ll 10。事實(shí)上，導(dǎo)電柱170的長度實(shí)質(zhì)上等于封膠件110的厚度LllO與第一重布線路層130的厚度L130的加總。在一實(shí)施例中，第一重布線路層130亦可以在導(dǎo)電柱170形成的步驟之后再形成。 請參照圖2A 2M，其繪示一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)100的制造方法。如圖2A所示，提供封膠件110及芯片120。封膠件110具有第一表面IlOa及第二表面110b。芯片120埋入于封膠件110，芯片120的主動表面120a暴露于第一表面110a。如圖2B所示，放置封膠件110于一機(jī)臺平臺上并固定此封膠件110，蝕刻封膠件 110，以形成封膠通孔110h。在此步驟中，采用兩端皆開放的通孔工藝，而不是采用盲孔工藝(只有一端開放)。相較于盲孔工藝，通孔工藝在工藝良率、質(zhì)量與成本上，均優(yōu)于盲孔工藝。如圖2C所示，形成電鍍種子層180于封膠通孔IlOh的孔壁及封膠件110的第一表面110a、第二表面IlOb0電鍍種子層180的材質(zhì)例如是鈦(Ti)、鋁(Al)、鎳(Ni)、釩(V)、 銅(Cu)、金(Au)、鎢(W)、鉛(Pb),Ig (Ag)或其組合。如圖2D所示，電鍍一金屬材料181于封膠通孔IlOh內(nèi)及第一表面110a、第二表面IlOb上，以形成導(dǎo)電柱170。金屬材料181例如是鈦(Ti)、銅(Cu)、鋁(Al)、銀(Ag)、金 (Au)、鎳(Ni)、錫(Sn)、或其組合。如圖2E所示，以蝕刻或化學(xué)機(jī)械研磨的方式移除第二表面IlOb側(cè)的金屬材料181及電鍍種子層180。如圖2F所示，以蝕刻或化學(xué)機(jī)械研磨的方式移除第一表面IlOa側(cè)的金屬材料181 及電鍍種子層180，而在封膠通孔IlOh內(nèi)留下導(dǎo)電材料181及電鍍種子層180。如圖2G所示，分別形成第一介電層131及第三介電層191于第一表面IlOa及第二表面110b。第一介電層131至少暴露出接墊120c及導(dǎo)電柱170的一端。第三介電層191 至少暴露出導(dǎo)電柱170的另一端。如圖2H所示，形成電鍍種子層182于第一表面IlOa側(cè)及第二表面IlOb側(cè)，以覆蓋第一介電層131、第三介電層191及暴露的接墊120c與導(dǎo)電柱的170的兩端。如圖21所示，分別形成第一光阻層135及第二光阻層195于第一表面IlOa側(cè)及第二表面IlOb側(cè)。第一光阻層135及第二光阻層195暴露出部份的電鍍種子層182，第一光阻層135的開口 13 至少對應(yīng)于接墊120c及導(dǎo)電柱170的一端，第二光阻層195的開口 l%a至少對應(yīng)于導(dǎo)電柱170的另一端。如圖2J所示，分別電鍍第一導(dǎo)線層132及第二導(dǎo)線層192于第一光阻層135的開口 13 及第二光阻層195的開口 195a。其中，第一導(dǎo)線層132及第二導(dǎo)線層195的材質(zhì)例如是銅(Cu)。如圖I所示，移除第一光阻層135及第二光阻層195，而留下第一導(dǎo)線層132及第二導(dǎo)線層192。如圖2L所示，以激光或蝕刻的方式移除第一導(dǎo)線層132及第二導(dǎo)線層192所暴露出的電鍍種子層182。如圖2M所示，分別形成第二介電層133及第四介電層193于第一表面IlOa側(cè)及第二表面IlOb側(cè)。第二介電層133的開口 133a及第四介電層193的開口 193a對應(yīng)于接墊120c或?qū)щ娭?70的兩端。如此一來，第一介電層131、第一導(dǎo)線層132及第二介電層 133即形成第一重布線路層(Redistribution Layer，RDL) 130，而第一重布線路層130電性連接導(dǎo)電柱170。此外第三介電層191、第二導(dǎo)線層192及第四介電層193即形成第二重布線路層(Redistribution Layer，RDL) 190，而第二重布線路層190電性連接導(dǎo)電柱170。如此即形成雙面具有重布線路層的晶圓級芯片內(nèi)埋式封裝結(jié)構(gòu)100。綜上所述，雖然本案已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本案。本案所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本案的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此， 本案的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，包括提供一封膠件及一芯片，該封膠件具有一第一表面及一第二表面，該芯片埋入于該封膠件，該芯片的一主動表面暴露于該第一表面； 形成一第一重布線路層于該第一表面；蝕刻該封膠件及該第一重布線路層，以形成一封膠通孔及一線路通孔； 于該封膠通孔及該線路通孔形成一導(dǎo)電柱；以及形成一第二重布線路層于該第二表面，該導(dǎo)電柱電性連接該第一重布線路層及該第二重布線路層。
2.如權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)制造方法，其中該封膠通孔及該線路通孔在同一工藝動作中完成。
3.如權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)制造方法，其中形成該封膠通孔及該線路通孔的該步驟以一激光線蝕刻出該封膠通孔及該線路通孔。
4.如權(quán)利要求3所述的封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其中形成該導(dǎo)電柱的該步驟之前，該封裝結(jié)構(gòu)的制造方法更包括貼附一保護(hù)膜于該第一表面，以覆蓋該第一重布線路層。
5.如權(quán)利要求4所述的封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其中形成該導(dǎo)電柱的該步驟包括 形成一電鍍種子層于該封膠通孔的孔壁、該線路通孔的孔壁及該保護(hù)膜的表面；以及電鍍該導(dǎo)電材料于該電鍍種子層上。
6.一種封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，包括提供一封膠件及一芯片，該封膠件具有一第一表面及一第二表面，該芯片埋入于該封膠件，該芯片的一主動表面暴露于該第一表面； 蝕刻該封膠件，以形成一封膠通孔； 于該封膠通孔形成一導(dǎo)電柱；以及形成一第一重布線路層于該第一表面，該第一重布線路層電性連接該導(dǎo)電柱；以及形成一第二重布線路層于該第二表面，該第二重布線路層電性連接該導(dǎo)電柱。
7.如權(quán)利要求6所述的封裝結(jié)構(gòu)制造方法，其中形成該封膠通孔的步驟以一激光線蝕刻出該封膠通孔。
8.一種封裝結(jié)構(gòu)，包括一封膠件，具有一第一表面、一第二表面及一封膠通孔，該封膠通孔從該第一表面至該第二表面穿透該封膠件；一芯片，該芯片埋入于該封膠件，該芯片的一主動表面暴露于該第一表面； 一第一重布線路層，具有一線路通孔，該第一重布線路層設(shè)置于該第一表面，該線路通孔連通于該封膠通孔；一電鍍種子層，設(shè)置于該封膠通孔的孔壁及該線路通孔的孔壁；以及一導(dǎo)電柱，設(shè)置于該封膠通孔及該線路通孔內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電柱凸出于該第一表面。
10.如權(quán)利要求8所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電柱的長度大于該封膠件的厚度。
11.如權(quán)利要求8所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電柱的長度實(shí)質(zhì)上等于該封膠件的厚度與該第一重布線路層的厚度的加總。
12.如權(quán)利要求8所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中該電鍍種子層的材質(zhì)為鈦、鋁、鎳、釩、銅、金、 鎢、鉛或銀。
13.如權(quán)利要求8所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電柱的材質(zhì)為鈦、銅、鋁、銀、金、鎳或錫。
14.如權(quán)利要求8所述的封裝結(jié)構(gòu)，其中于該線路通孔與該封膠通孔的連通處，該線路通孔的孔徑實(shí)質(zhì)上等于該封膠通孔的孔徑。
全文摘要
一種封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。封裝結(jié)構(gòu)的制造方法包括以下步驟。提供一封膠件及一芯片。封膠件具有一第一表面及一第二表面。芯片埋入于封膠件。芯片的一主動表面暴露于第一表面。形成一第一重布線路層于第一表面。蝕刻封膠件及第一重布線路層，以形成一封膠通孔及一線路通孔。于封膠通孔及線路通孔形成一導(dǎo)電柱。形成一第二重布線路層于第二表面。導(dǎo)電柱電性連接第一重布線路層及第二重布線路層。
文檔編號H01L21/56GK102315136SQ201110161548
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者丁一權(quán), 林津華, 陳勇仁, 陳家慶 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司