專利名稱：半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別是涉及一種半導(dǎo)體元件之間間距小且穩(wěn)定的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
在先進(jìn)晶圓級封裝(advanced Wafer Level Package, affLP)技術(shù)中，常常需要將晶片(die)等多個半導(dǎo)體元件接合至基板上。一般而言，例如是先進(jìn)行第一個晶片的對位，并將其接合至基板上，再進(jìn)行第二個晶片的對位和接合，此一步驟不斷重復(fù)，直到完成所有晶片的接合，接著再進(jìn)行烘烤(baking)步驟，以將晶片固定于基板上。然而，在這樣的封裝方法中，由于需要將晶片一個個的對位接合，因此無法提高黏晶機(jī)(die bonder)的稼動率。并且，因為是對每一個晶片分別進(jìn)行對位和接合，受到黏晶機(jī)精度的影響，晶片之間的距離會有相當(dāng)?shù)淖儺愋?，且必須預(yù)留空間，以免造成晶片重迭，而導(dǎo)致無法將晶片之間的距離縮減到50微米以下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，以進(jìn)一步地縮小半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)中半導(dǎo)體元件之間距和改善其不穩(wěn)定性，并可提高黏晶機(jī)的稼動率。根據(jù)本發(fā)明部分的實施例，提供一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，包括一基板、一第一半導(dǎo)體元件、一第二半導(dǎo)體元件以及一黏著層。第一半導(dǎo)體元件設(shè)置在基板上，第一半導(dǎo)體元件具有一側(cè)面。第二半導(dǎo)體元件相鄰于第一半導(dǎo)體元件設(shè)置在基板上，第二半導(dǎo)體元件具有相對于第一半導(dǎo)體元件的側(cè)面的一側(cè)面。黏著層設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件和第二半導(dǎo)體元件之間，黏著第一半導(dǎo)體元件的側(cè)面和第二半導(dǎo)體元件的側(cè)面。根據(jù)本發(fā)明另一部分的實施例，提供一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，包括黏著一第一半導(dǎo)體元件的一側(cè)面和一第二半導(dǎo)體元件的一側(cè)面，以及將彼此黏著的第一半導(dǎo)體元件和第二半導(dǎo)體元件一起配置在一基板上。為了讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下:


圖1 6分別是根據(jù)本發(fā)明不同實施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7A 7E是根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法的示意圖。圖8A SE是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法的示意圖。符號說明:100、200、300、400、500、600:半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)102、202:基板
104:第一半導(dǎo)體元件106、206:第二半導(dǎo)體元件108:黏著層110、112、212:側(cè)面114:凹部116:工作臺118:晶片接合膜120、122:吸嘴124、126:表面128:加熱器130:切割器132:噴嘴134:黏膠d:間距
具體實施例方式請參照圖1，其繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100的示意圖。半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100包括一基板102、一第一半導(dǎo)體元件104、一第二半導(dǎo)體元件106以及一黏著層108。在此實施例中，第一半導(dǎo)體元件104與第二半導(dǎo)體元件106為相同元件，舉例來說，第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106可皆為晶片。第一半導(dǎo)體元件104設(shè)置在基板102上。第一半導(dǎo)體元件104具有一側(cè)面110。第二半導(dǎo)體元件106以相鄰于第一半導(dǎo)體元件104的方式設(shè)置在基板102上。第二半導(dǎo)體元件106具有一側(cè)面112，且第二半導(dǎo)體元件106的側(cè)面112相對于第一半導(dǎo)體元件104的側(cè)面110。黏著層108設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106之間，黏著第一半導(dǎo)體元件104的側(cè)面110和第二半導(dǎo)體元件106的側(cè)面112。舉例來說，黏著層108為晶片接合膜(Die Attach Film, DAF)或黏膠(paste)層,用于黏著層108的黏膠例如包括環(huán)氧樹脂(epoxy) ο此外，雖然圖1中只繪示了二個半導(dǎo)體元件，半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100也可包括多個半導(dǎo)體元件，彼此之間皆以黏著層108黏著和分隔。由于第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106之間是以黏著層108隔開，只要使用相同厚度的黏著層108，即可讓半導(dǎo)體元件之間具有固定的間距，而提高間距的穩(wěn)定度。并且，在此實施例中，黏著層108的厚度，亦即第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106之間的間距d，可小于20微米。請參照圖2，其繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)200的示意圖。半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)200與圖1所示半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100的差異在于，第二半導(dǎo)體元件206為與第一半導(dǎo)體元件104具有不同厚度的元件，舉例來說，第一半導(dǎo)體元件104為晶片，而第二半導(dǎo)體元件206可為被動元件,例如是整合式被動元件(Integrated Passive Device, IPD)。在此實施例中，第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件206是以底面對齊的方式，經(jīng)由設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件104的側(cè)面110和第二半導(dǎo)體元件206的側(cè)面212之間的黏著層108彼此黏著，而設(shè)置在基板102上。請參照圖3，其繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)300的示意圖。半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)300與圖2所示半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)200的差異在于，在半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)300中，第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件206是以頂面對齊的方式設(shè)置在基板202上。并且，基板202可具有一凹部114，以對應(yīng)容納第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件206的其中一者。例如圖3是繪示凹部114對應(yīng)容納第二半導(dǎo)體元件206的例子。在此實施例中，由于第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件206的頂面齊平，因此與半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)200相比，較容易對于半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)300再加工。舉例來說，如果于第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件206上再形成介電層，則介電層的高度可以是固定的，輸入/輸出接點的形成因此較容易。請參照圖4，其繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)400的示意圖。半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)400與圖1所示半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100的差異在于，在半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)400中，第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106是以倒晶(flip-chip)的方式設(shè)置在基板102上。請參照圖5，其繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)500的示意圖。半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)500與圖4所示半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)400的差異在于，第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件206為具有不同厚度的元件。在此實施例中，第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件206底面對齊，而以倒晶的方式設(shè)置在基板102上。請參照圖6，其繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)600的示意圖。半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)600與圖5所示半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)500的差異在于，在半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)600中，第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件206頂面對齊，而以倒晶的方式設(shè)置在基板202上。并且，基板202可具有一凹部114，以對應(yīng)容納第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件206的其中一者。例如圖6是繪示凹部114對應(yīng)容納第二半導(dǎo)體元件206的例子。如圖6所示，在此實施例中，由于第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件206的頂面齊平，因此與半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)500相比，較容易對于半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)600再加工。舉例來說，如果于第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件206上再形成介電層，則介電層的高度可以是固定的，輸入/輸出接點的形成因此較容易。圖7A 7E是根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法的示意圖。在此實施例中，黏著層例如是使用晶片接合膜。請參照圖7A，在工作臺116上，第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106分別設(shè)置于一晶片接合膜118的相對側(cè)。分別以吸嘴120、122來控制第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106的移動，使第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106接近晶片接合膜118，而以側(cè)面110和側(cè)面112分別接觸晶片接合膜118的相對表面124、126。在此實施例中，晶片接合膜118的厚度可小于20微米。請參照圖7B，以加熱器128硬化晶片接合膜118接觸于第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106之間的部分。請參照圖7C，以切割器130切割晶片接合膜118，以除去晶片接合膜118未接觸第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106的部分，亦即，晶片接合膜118作為黏著層108以外的部分。切割器130例如可使用激光切割器?？梢灾貜?fù)多次圖7A 7C所示步驟，以晶片接合膜118作為黏著層108，黏接多個半導(dǎo)體元件。此外，由于晶片接合膜118的厚度可以固定，位于不同半導(dǎo)體元件之間的黏著層108的厚度也可以固定一致，進(jìn)而提高半導(dǎo)體元件之間間距的穩(wěn)定度。并且，晶片接合膜118的厚度可小于20微米，因此半導(dǎo)體元件之間的間距可以降低至小于20微米。請參照圖7D，至此已完成以黏著層108黏著第一半導(dǎo)體元件104的側(cè)面110和第二半導(dǎo)體元件106的側(cè)面112的步驟。以吸嘴120、122控制第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106，使其離開工作臺116，以進(jìn)行接下來的步驟。請參照圖7E，將彼此黏著的第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106 —起配置在基板102上，形成半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100。在此一配置步驟中，可先進(jìn)行第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106整體的對位，再移動第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106整體至基板102上。由于只需進(jìn)行一次對位，因此可有效地減少黏晶機(jī)的作業(yè)時間，進(jìn)而提高黏晶機(jī)的稼動率。對位的進(jìn)行例如可使用電荷稱合元件(Charge Coupled Device, CCD)。并且，在將第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106配置至基板102之后，可再進(jìn)行一烘烤步驟，以將第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106固定于基板102上。由于只需進(jìn)行一次接合，因此可有效地減少黏晶機(jī)的作業(yè)時間，進(jìn)而提高黏晶機(jī)的稼動率。雖然圖7A 7E是繪示形成半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100的例子，但此一制造方法亦可用于形成半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)200 600。圖8A SE是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法的示意圖。在此實施例中，黏著層例如是使用黏膠。請參照圖8A，利用噴嘴132，將一黏膠134噴涂到以吸嘴120控制的第一半導(dǎo)體元件104的側(cè)面110上，形成黏著層108。黏膠134例如包括環(huán)氧樹脂。并且，可控制黏膠134的噴涂量，使得所形成的黏著層108的厚度小于20微米。請參照圖8B，在工作臺116上，分別以吸嘴120、122來控制第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106的移動，使得第一半導(dǎo)體元件104以噴涂有黏膠134 (亦即具有黏著層108)的側(cè)面110，接觸第二半導(dǎo)體元件106的側(cè)面112。請參照圖8C，以加熱器128硬化形成黏著層108的黏膠134?？梢灾貜?fù)多次圖8A SC所示步驟，以由黏膠134形成的黏著層108黏接多個半導(dǎo)體元件。此外，由于黏膠134的噴涂量可以固定，位于不同半導(dǎo)體元件之間的黏著層108的厚度也可以固定一致，進(jìn)而提高半導(dǎo)體元件之間間距的穩(wěn)定度。并且，黏著層108的厚度可控制在小于20微米，因此半導(dǎo)體元件之間的間距可以降低至小于20微米。請參照圖8D，至此已完成以黏著層108黏著第一半導(dǎo)體元件104的側(cè)面110和第二半導(dǎo)體元件106的側(cè)面112的步驟。以吸嘴120、122控制第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106，使其離開工作臺116，以進(jìn)行接下來的步驟。請參照圖SE，將彼此黏著的第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106 —起配置在基板102上，形成半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100。在此一配置步驟中，亦可先進(jìn)行第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106整體的對位，再移動第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106整體至基板102上。由于只需進(jìn)行一次對位，因此可有效地減少黏晶機(jī)的作業(yè)時間，進(jìn)而提高黏晶機(jī)的稼動率。對位的進(jìn)行例如可使用電荷耦合元件。
同樣地，在將第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106配置至基板102之后，可再進(jìn)行一烘烤步驟，以將第一半導(dǎo)體元件104和第二半導(dǎo)體元件106固定于基板102上。由于只需進(jìn)行一次接合，因此可有效地減少黏晶機(jī)的作業(yè)時間，進(jìn)而提高黏晶機(jī)的稼動率。并且，雖然圖8A SE是繪示形成半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100的例子，但此一制造方法亦可用于形成半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)200 600。本發(fā)明以上述實施例揭露的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，可用于如多晶扇出式及內(nèi)埋式元件等各種終端應(yīng)用，并進(jìn)而提升產(chǎn)品競爭力。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 一基板； 一第一半導(dǎo)體元件，設(shè)置在所述基板上，所述第一半導(dǎo)體元件具有一側(cè)面； 一第二半導(dǎo)體元件，相鄰于所述第一半導(dǎo)體元件設(shè)置在所述基板上，所述第二半導(dǎo)體元件具有相對于所述第一半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面的一側(cè)面；以及 一黏著層，設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件之間，黏著所述第一半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面和所述第二半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件為晶片或被動元件。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述黏著層為晶片接合膜或黏月父層O
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件之間的間距小于20微米。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板具有一凹部，所述凹部對應(yīng)容納所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件的其中一者。
6.一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括: 黏著一第一半導(dǎo)體元件的一側(cè)面和一第二半導(dǎo)體元件的一側(cè)面；以及 將彼此黏著的所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件一起配置在一基板上。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，將所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件配置在所述基板上的步驟包括: 進(jìn)行所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件整體的對位；以及 移動所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件整體至所述基板上。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，在將所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件配置在所述基板上的步驟之后，更包括: 進(jìn)行烘烤步驟以將所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件固定于所述基板上。
9.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，黏著所述第一半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面和所述第二半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面的步驟包括: 以所述第一半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面和所述第二半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面分別接觸一晶片接合膜的相對二表面； 硬化所述晶片接合膜接觸于所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件之間的部分；以及 切割所述晶片接合膜，以除去所述晶片接合膜未接觸所述第一半導(dǎo)體元件和所述第二半導(dǎo)體元件的部分。
10.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，黏著所述第一半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面和所述第二半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面的步驟包括: 將一黏膠噴涂到所述第一半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面上； 以噴涂有所述黏膠的所述第一半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面接觸所述第二半導(dǎo)體元件的所述側(cè)面；以及 硬化所述黏膠。
全文摘要
本發(fā)明的實施例提供半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)包括一基板、一第一半導(dǎo)體元件、一第二半導(dǎo)體元件以及一黏著層。第一半導(dǎo)體元件設(shè)置在基板上，第一半導(dǎo)體元件具有一側(cè)面。第二半導(dǎo)體元件相鄰于第一半導(dǎo)體元件設(shè)置在基板上，第二半導(dǎo)體元件具有相對于第一半導(dǎo)體元件的側(cè)面的一側(cè)面。黏著層設(shè)置在第一半導(dǎo)體元件和第二半導(dǎo)體元件之間，黏著第一半導(dǎo)體元件的側(cè)面和第二半導(dǎo)體元件的側(cè)面。
文檔編號H01L23/10GK103151317SQ20131005618
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月21日
發(fā)明者李志成, 賴逸少, 施佑霖 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司