本發(fā)明涉及一種封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，尤其涉及一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，集成電路(IC)的生產(chǎn)主要可分為三個(gè)階段：集成電路的設(shè)計(jì)、集成電路的制作以及集成電路的封裝。在晶圓的集成電路制作完成之后，晶圓的主動(dòng)面配置有多個(gè)芯片接墊(die pad)。最后，由晶圓切割所得的裸芯片可通過(guò)芯片接墊電性連接于承載器(carrier)。通常而言，承載器可為導(dǎo)線架(lead frame)或封裝基板(package substrate)，而芯片可通過(guò)打線接合(wire bonding)或覆晶接合(flip chip bonding)等方式連接至承載器上，以使芯片的芯片接墊與承載器的接點(diǎn)電性連接，進(jìn)而構(gòu)成芯片封裝體。

芯片封裝體的整體厚度例如是封裝膠體的厚度、承載器的厚度以及外部端子的高度的總和。為滿足芯片封裝體微型化(miniaturization)的發(fā)展需求，常見(jiàn)的作法是減少承載器的厚度。然而，承載器的厚度的縮減有限，且會(huì)對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成影響。因此，遂發(fā)展出無(wú)核心層(coreless)的承載器(例如基板)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其承載器不具有核心層，故能減薄整體厚度。

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其制作所得的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)能具有較薄的厚度。

本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其包括以下步驟。提供封裝基板。封裝基板包括介電層、連接介電層的第一金屬層以及連接第一金屬層的第二金屬層，其中第一金屬層位于介電層與第二金屬層之間。圖案化第二金屬層，以形成線路層，其中線路層具有第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)。形成阻焊 層于線路層上，并使阻焊層局部覆蓋線路層。配置載板于線路層與阻焊層上。移除介電層與第一金屬層，以暴露出線路層。移除位于第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)之間的部分線路層，以暴露出阻焊層上的溝渠。使芯片通過(guò)第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)電性連接于線路層。形成封裝膠體于線路層與阻焊層上，并使封裝膠體包覆芯片。移除載板。

本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其包括線路層、阻焊層、芯片、封裝膠體以及多個(gè)外部端子。線路層具有第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)。阻焊層局部覆蓋線路層，其中阻焊層暴露出第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)，且具有位于第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)之間的溝渠。芯片配置于線路層與阻焊層上，并通過(guò)第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)電性連接于線路層。芯片跨越溝渠的上方。封裝膠體配置于線路層與阻焊層上，并包覆芯片。這些外部端子分別配置于被阻焊層所暴露出的線路層上。

基于上述，由于通過(guò)本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法制作所得的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)不具有核心層，因此半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的整體厚度得以縮減，進(jìn)而符合微型化的發(fā)展需求。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1A至圖1L是本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制作流程的剖面示意圖；

圖1M是形成外部端子于圖1L的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖2A至圖2F是本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制作流程的剖面示意圖；

圖2G是形成外部端子于圖2F的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

附圖標(biāo)記：

10：線路結(jié)構(gòu)

100、100A：半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)

110：封裝基板

111：介電層

112：第一金屬層

113：第二金屬層

114：線路層

114a：第一接點(diǎn)

114b：第二接點(diǎn)

120：阻焊層

121：表面

122：凹陷

123：溝渠

130、131：保焊層

140：載板

150：芯片

151：主動(dòng)表面

152：焊球

153：背表面

160：封裝膠體

170：外部端子

180：導(dǎo)電柱

190：焊線

具體實(shí)施方式

圖1A至圖1L是本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制作流程的剖面示意圖。首先，請(qǐng)參考圖1A，提供封裝基板110。封裝基板110包括介電層111、形成在介電層111上的第一金屬層112(或稱連接介電層111的第一金屬層112)以及形成在第一金屬層112的第二金屬層113(或稱連接第一金屬層112的第二金屬層113)，其中第一金屬層112位于介電層111與第二金屬層113之間。在本實(shí)施例中，第一金屬層112與第二金屬層113的數(shù)量分別是兩個(gè)。前述兩個(gè)第一金屬層112分別位于介電層111的相對(duì)兩側(cè)，且各個(gè)第二金屬層113對(duì)應(yīng)形成于第一金屬層112上。介電層111的材質(zhì)可以氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、氮碳化硅或氧碳化硅，或者是FR-4(環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維)基 材、PI(聚亞酰胺樹(shù)脂)基材或其他類似材質(zhì)所構(gòu)成的基材。第一金屬層112與第二金屬層113的材質(zhì)可以是銅、鋁、金、銀、鎳或前述金屬的合金。如圖1A所示，第一金屬層112的厚度例如是小于第二金屬層113的厚度。

接著，請(qǐng)參考圖1B，例如以曝光顯影的方式圖案化第二金屬層113以形成線路層114。在本實(shí)施例中，線路層114仍覆蓋第一金屬層112，且具有第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b。在其他實(shí)施例中，線路層可暴露出部分第一金屬層，本發(fā)明對(duì)此不加以限制。接著，請(qǐng)參考圖1C，例如以涂布、印刷或噴印等方式形成阻焊材料于線路層114上。接著，例如以曝光顯影的方式圖案化阻焊材料，以形成阻焊層120，使得阻焊層120局部覆蓋線路層114，而暴露出第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b。

為防止暴露于阻焊層120的第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b產(chǎn)生氧化或硫化等現(xiàn)象，進(jìn)一步形成保焊層130于第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b上，如圖1D所示。一般來(lái)說(shuō)，保焊層130可以是有機(jī)保焊膜(OSP)，或者是由不易氧化的金屬材料所構(gòu)成，例如通過(guò)電鍍的方式形成鎳/金層于第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b上。另一方面，線路層114、阻焊層120與保焊層130可構(gòu)成線路結(jié)構(gòu)10，其中各個(gè)線路結(jié)構(gòu)10會(huì)與對(duì)應(yīng)的第一金屬層112相連接。接著，請(qǐng)參考圖1E，分別于各個(gè)線路結(jié)構(gòu)10上配置載板140。具體來(lái)說(shuō)，各個(gè)載板140配置于對(duì)應(yīng)的線路層114與阻焊層120上，并與對(duì)應(yīng)的阻焊層120相互抵貼，而未與對(duì)應(yīng)的線路層114有所接觸。載板140例如是硬質(zhì)基材或可撓性基材，且可通過(guò)離型膜(release film)貼合于阻焊層120。在進(jìn)行后續(xù)的封裝步驟時(shí)，載板140可作為暫時(shí)性的輔助支撐結(jié)構(gòu)，用以支撐對(duì)應(yīng)的線路結(jié)構(gòu)10。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖1D與圖1E，線路結(jié)構(gòu)10的數(shù)量例如是兩個(gè)，其中這兩個(gè)線路結(jié)構(gòu)10分別位于介電層111的相對(duì)兩側(cè)，且各個(gè)線路結(jié)構(gòu)10會(huì)與對(duì)應(yīng)的載板140相配合。接著，請(qǐng)參考圖1F，移除介電層111與第一金屬層112(或稱使各個(gè)線路結(jié)構(gòu)10與對(duì)應(yīng)的第一金屬層112分離)。此時(shí)，線路層114中原先與第一金屬層112相連接的部分會(huì)暴露于外。后續(xù)以其中一個(gè)線路結(jié)構(gòu)10的封裝制程作說(shuō)明。接著，請(qǐng)參考圖1G，例如以曝光顯影的方式移除覆蓋于阻焊層120上的部分線路層114，并使線路層114略低于阻焊層120中未被載板140所覆蓋的表面121，以定義出多個(gè)凹陷122。

請(qǐng)參考圖1H，例如以曝光顯影的方式移除位于第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b之間的凹陷122內(nèi)的線路層114，以暴露出阻焊層120的溝渠123。之后，請(qǐng)參考圖1I，形成保焊層131于各個(gè)凹陷122內(nèi)，以覆蓋暴露于阻焊層120的線路層114，藉以防止線路層114產(chǎn)生氧化或硫化等現(xiàn)象。接著，請(qǐng)參考圖1J，使芯片150通過(guò)第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b電性連接于線路層114。在本實(shí)施例中，芯片150的主動(dòng)表面151與阻焊層120的表面121彼此面對(duì)，以使芯片150覆晶接合于第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b，且芯片150跨越溝渠123的上方。一般來(lái)說(shuō)，在使芯片150覆晶接合于第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b之前，會(huì)先使芯片150上的凸塊沾附助焊劑。接著，將沾附有助焊劑的凸塊抵接第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b。之后，回焊(reflow)凸塊，并通過(guò)助焊劑清除保焊層131，以使回焊凸塊所形成的焊球152牢固地接合于第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b。由于第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b被溝渠123分隔開(kāi)來(lái)，因此在回焊凸塊時(shí)，溝渠123能匯集多余溢出的焊料，從而防止熔融的焊料溢流而搭接成錫橋(solder bridge)，以避免產(chǎn)生短路的現(xiàn)象。

接著，請(qǐng)參考圖1K，形成封裝膠體160于阻焊層120的表面121上，并使封裝膠體160包覆芯片150與焊球152。另一方面，封裝膠體160會(huì)覆蓋線路層114的第一接點(diǎn)114a、第二接點(diǎn)114b以及保焊層131，并填入溝渠123。之后，請(qǐng)參考圖1L，移除載板140，以暴露出保焊層130，其中芯片150與保焊層130分別位于線路層114的相對(duì)兩側(cè)。至此，半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100的制作已大致完成。由于半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100不具有核心層，因此半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100的整體厚度得以縮減，進(jìn)而符合微型化的發(fā)展需求。

圖1M是形成外部端子于圖1L的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請(qǐng)參考圖1M，在制作得到如圖1L所示的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100后，可進(jìn)一步進(jìn)行植球步驟，以形成多個(gè)外部端子170于被阻焊層120所暴露出的線路層114(即第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b未被封裝膠體160所覆蓋的一側(cè))上。一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行植球步驟之前，會(huì)先涂布助焊劑于保焊層130上。接著，將錫球布植于助焊劑上。之后，回焊錫球，并通過(guò)助焊劑清除保焊層130，以使由回焊錫球所形成的外部端子170能牢固地接合于被阻焊層120所暴露出的線路層114(即第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b未被封裝膠體160所覆蓋的一側(cè)) 上。在本實(shí)施例中，外部端子170是采用球狀柵格數(shù)組(BGA)的形式，本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，外部端子可采用平面柵格數(shù)組(LGA)或針狀柵格數(shù)組(PGA)等形式。

值得一提的是，本實(shí)施例是以有機(jī)保焊膜作為保焊層130來(lái)作說(shuō)明，本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，保焊層可以是鎳/金層，于回焊錫球時(shí)，助焊劑可用以清除沾附于鎳/金層上的雜質(zhì)。

以下將列舉其他實(shí)施例以作為說(shuō)明。在此必須說(shuō)明的是，下述實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的組件標(biāo)號(hào)與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或近似的組件，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說(shuō)明。關(guān)于省略部分的說(shuō)明可參考前述實(shí)施例，下述實(shí)施例不再重復(fù)贅述。

圖2A至圖2F是本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制作流程的剖面示意圖。需說(shuō)明的是，本實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100A(顯示于圖2F)的部分制作步驟大致與圖1A至圖1F所示的制作步驟相同或相似，于此不再重復(fù)贅述。首先，請(qǐng)參考圖2A，在完成使各個(gè)線路結(jié)構(gòu)10與對(duì)應(yīng)的第一金屬層112分離(如圖1F所示)之后，例如通過(guò)電鍍的方式形成至少一導(dǎo)電柱180(示意地顯示出兩個(gè))于線路層114上。這些導(dǎo)電柱180位于第一接點(diǎn)114a或第二接點(diǎn)114b的一側(cè)。在本實(shí)施例中，第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b例如是位于這些導(dǎo)電柱180之間。在其他實(shí)施例中，導(dǎo)電柱的數(shù)量可以是大于兩個(gè)，且圍繞第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)。

接著，請(qǐng)參考圖2B，例如以曝光顯影的方式移除覆蓋于阻焊層120上的部分線路層114，并使線路層114略低于阻焊層120中未被載板140所覆蓋的表面121，以定義出多個(gè)凹陷122。接著，請(qǐng)參考圖2C，形成保焊層131于各個(gè)凹陷122內(nèi)，以覆蓋暴露于阻焊層120的線路層114，藉以防止線路層114產(chǎn)生氧化或硫化等現(xiàn)象。同時(shí)，保焊層131也會(huì)形成于導(dǎo)電柱180上，藉以防止導(dǎo)電柱180產(chǎn)生氧化或硫化等現(xiàn)象。在本實(shí)施例中，位于第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b之間的溝渠123內(nèi)的線路層114未被移除。換言之，將會(huì)有一部分的線路層114位于溝渠123內(nèi)。

接著，請(qǐng)參考圖2D，使芯片150通過(guò)第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b電性連接于線路層114。在本實(shí)施例中，芯片150的主動(dòng)表面151背向于阻焊層120的表面121。換言之，芯片150配置于阻焊層120上，且跨越溝渠123 的上方，以與第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b例如通過(guò)打線接合的方式而電性連接。詳細(xì)而言，焊線190會(huì)接合于芯片150的主動(dòng)表面151與第一接點(diǎn)114a，并接合于芯片150的主動(dòng)表面151與及第二接點(diǎn)114b，以令芯片150與線路層114電性連接。一般來(lái)說(shuō)，在使焊線190接合于第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b之前，會(huì)先采用稀酸或電漿來(lái)清除部分保焊層131，以暴露出第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b。

值得一提的是，本實(shí)施例是以有機(jī)保焊膜作為保焊層131來(lái)作說(shuō)明，本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，保焊層可以是鎳/金層，而稀酸或電漿可用以清除沾附于鎳/金層上的雜質(zhì)。換言之，前述采用稀酸或電漿所進(jìn)行的清除步驟需視保焊層的種類而定，以選擇性地清除有機(jī)保焊膜或沾附于鎳/金層上的雜質(zhì)。

請(qǐng)參考圖2E，形成封裝膠體160于阻焊層120的表面121上，并使封裝膠體160包覆芯片150與焊線190。另一方面，封裝膠體160會(huì)覆蓋線路層114的第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b，而被保焊層131所包覆的導(dǎo)電柱180會(huì)暴露于封裝膠體160之外。之后，請(qǐng)參考圖2F，移除載板140，以暴露出保焊層130，其中芯片150與保焊層130分別位于線路層114的相對(duì)兩側(cè)。至此，半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100A的制作已大致完成。由于半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100A不具有核心層，因此半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100A的整體厚度得以縮減，進(jìn)而符合微型化的發(fā)展需求。另一方面，暴露于封裝膠體160之外的導(dǎo)電柱180可用以連接其他芯片、其他半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)或電子組件。如圖2E所示，導(dǎo)電柱180的高度例如是小于封裝膠體160的厚度。在其他實(shí)施例中，導(dǎo)電柱的高度可以是大于或等于封裝膠體的厚度。

舉例來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100A可與另一半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行堆棧，其中前述另一半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100A相似，并通過(guò)導(dǎo)電柱與半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100A的導(dǎo)電柱180電性連接。此時(shí)，前述另一半導(dǎo)體封裝結(jié)的導(dǎo)電柱的高度例如是大于封裝膠體的厚度，以便于半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100A的導(dǎo)電柱180相配合。

圖2G是形成外部端子于圖2F的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請(qǐng)參考圖2G，在制作得到圖2F的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)100A后，可進(jìn)一步進(jìn)行植球步驟，以形成多個(gè)外部端子170于被阻焊層120所暴露出的線路層114(即第一 接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b未被封裝膠體160所覆蓋的一側(cè))上。一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行植球步驟之前，會(huì)先涂布助焊劑于保焊層130上。接著，將錫球布植于保焊層130上。之后，回焊錫球，并通過(guò)助焊劑清除保焊層130，以使由回焊錫球所形成的外部端子170能牢固地接合于被阻焊層120所暴露出的線路層114(即第一接點(diǎn)114a與第二接點(diǎn)114b未被封裝膠體160所覆蓋的一側(cè))上。在本實(shí)施例中，外部端子170是采用球狀柵格數(shù)組(BGA)的形式，本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，外部端子可采用平面柵格數(shù)組(LGA)或針狀柵格數(shù)組(PGA)等形式。

綜上所述，由于通過(guò)本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的制作方法所制得的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)不具核心層，因此半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的整體厚度得以縮減，進(jìn)而符合微型化的發(fā)展需求。在其一實(shí)施例中，位于第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)之間的部分線路層會(huì)被移除，以暴露出阻焊層的溝渠。據(jù)此，能防止覆晶接合時(shí)，第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)上熔融的焊料溢流而搭接成錫橋，以避免產(chǎn)生短路的現(xiàn)象。在另一實(shí)施例中，位于第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)的周圍的線路層可形成有導(dǎo)電柱，而前述導(dǎo)電柱可用以連接其他芯片、其他半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)或電子組件。另一方面，同樣設(shè)置有導(dǎo)電柱的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)可進(jìn)行對(duì)向堆棧，并通過(guò)導(dǎo)電柱彼此電性連接。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的改動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求界定范圍為準(zhǔn)。