半导体封装件及其制法
【专利摘要】一种半导体封装件及其制法，该半导体封装件包括：封装胶体，具有相对的顶面及底面；至少一半导体芯片，其嵌埋于该封装胶体内，该半导体芯片具有相对的作用面、非作用面及与该作用面、非作用面连接的侧面，且该半导体芯片的作用面外露出该封装胶体的底面；定位件，其形成于该封装胶体的部分底面上，包覆凸伸出该封装胶体底面的该半导体芯片的侧面，并外露出该半导体芯片的作用面；以及线路增层结构，其形成于该半导体芯片的作用面及封装胶体底面上的定位件上。以避免封装模压时半导体的偏移，能有效增加后续工艺的对位精准度，以提升产品良率。
【专利说明】半导体封装件及其制法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体封装件及其制法，尤指一种可解决晶圆级半导体封装晶粒偏移的封装件及其制法。
【背景技术】
[0002]随着半导体技术的演进，半导体产品已开发出不同封装产品型态，而为追求半导体封装件的轻薄短小，因而发展出一种可提供较充足的表面区域以承载较多的输入/输出端(I/O)或焊球的晶圆级封装(Wafer Level Chip Scale Package, WL-CSP),且可于半导体芯片上形成线路重布层，并利用重布线(redistribution layer, RDL)技术重配芯片上的焊垫至所欲位置。
[0003]然而，于此种封装件的制法中，为使加工步骤简便且良率佳，半导体芯片常需借由一胶体镶嵌于承载件上。请参阅图1A至图1D的现有晶圆级芯片尺寸封装件的制法剖面示意图。
[0004]如图1A所示的半导体封装件的制法中，通过于承载件上10粘贴热发泡胶带101，并于该热发泡胶带上的预定位置A上设置半导体芯片11，其中，该半导体芯片11具有多个电极垫110。
[0005]接着，如图1B所示，并以压合机将加热后的压合胶膜12压合于承载件10及热发泡胶带101上，并包覆该半导体芯片11。
[0006]如图1C所示移除该承载件10及热发泡胶带101，以外露出半导体芯片11及压合胶膜12。
[0007]并如图1D所示，将具有介电层151、线路层152及保护膜153的线路重布结构15形成于该半导体芯片11及压合胶膜12之上，并利用该线路重布结构15上的导电盲孔150电性连接该电极垫110及线路层152。然而，如图1D左所示，压合机压合加热后的压合胶膜12会产生流动性，冲击半导体芯片11使其位移并且偏移量超出原预定位置A，进而使该导电盲孔150无法有效电性连接该电极垫110及线路层152，造成产品良率下降。
[0008]因此，提供一种能提升对位精准度，进而确保导电盲孔与电极垫间的电性连接品质，并减少工艺成本的半导体封装件及制法，实为业界待解的重要课题。
【发明内容】
[0009]鉴于上述现有技术的缺陷，本发明的主要目的在于提供一种半导体封装件及其制法，以避免封装模压时半导体的偏移，能有效增加后续工艺的对位精准度，以提升产品良率。
[0010]本发明的半导体封装件，其包括:封装胶体，其具有相对的顶面及底面；至少一半导体芯片，其嵌埋于该封装胶体内，该半导体芯片具有相对的作用面、非作用面及与该作用面与非作用面连接的侧面，且该半导体芯片的作用面外露出该封装胶体的底面，其中，该半导体芯片的作用面上还具有多个电极垫；定位件，其形成于该封装胶体的部分底面上，包覆凸伸出该封装胶体的底面的该半导体芯片的侧面，并外露出该半导体芯片的作用面；以及线路增层结构，其形成于该半导体芯片的作用面及封装胶体底面上的定位件上。
[0011]本发明还提供一种半导体封装件的制法，其包括:提供一表面上设有至少一半导体芯片的承载件，其中，该半导体芯片具有相对的作用面、非作用面及与该作用面与非作用面连接的侧面，且该半导体芯片的作用面借由软质层贴附于该承载件上；于该半导体芯片的作用面端与承载件的交界处形成定位件，以包覆该半导体芯片的部分侧面；于该定位件及该半导体芯片上形成封装胶体，以使该半导体芯片嵌埋于该封装胶体中，其中，该封装胶体具有相对的顶面和与该软质层同侧的底面；移除该承载件与软质层，以外露出该半导体芯片的作用面与封装胶体底面上的定位件；以及于该半导体芯片的作用面与定位件上形成线路增层结构。
[0012]相比于现有技术，由于本发明的半导体封装件的制法，借由定位件包裹住半导体芯片后再进行热压合，因此该定位件可限制半导体芯片的偏移，以提升后续工艺的对位精准度。
[0013]前述半导体封装件的制法中，于移除该承载件与软质层之前，还包括于该封装胶体的顶面设置支撑层，以使该封装胶体夹置于该支撑层与定位件之间，借以防止封装件翘曲的发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1A至图1D为现有晶圆级芯片尺寸封装件的制法剖面示意图；
[0015]图2A至图2F’为本发明的半导体封装件的制法剖面示意图，其中，图2B’及图2B”用于显示本发明的另一制法剖面示意图，图2E’及图2F’用于显示封装胶体顶面上未设有支撑层的制法；
[0016]图3至图3”为本发明的半导体封装件的一实施例的剖面示意图，其中，图3’用于显示定位件形成于封装胶体的整个底面上的实施例剖面示意图，图3”用于显示定位件仅形成于半导体芯片的作用面端与承载件的交界处的实施例剖面示意图；
[0017]图4为本发明的半导体封装件的另一实施例的剖面示意图，其中，图4’用于显示定位件形成于封装胶体的整个底面上的实施例剖面示意图，图4”用于显示定位件仅形成于半导体芯片的作用面端与承载件的交界处的实施例剖面示意图；
[0018]图5为本发明的半导体封装件的实施例的部分俯视图；以及
[0019]图6为本发明的半导体封装件的另一实施例部分俯视图。
[0020]主要组件符号说明
[0021]10、20承载件
[0022]101热发泡胶带
[0023]11,21半导体芯片
[0024]110、210 电极垫
[0025]12压合胶膜
[0026]15线路重布结构
[0027]150、250 导电盲孔
[0028]151,251 介电层[0029]152线路层
[0030]153保护膜
[0031]A预定位置
[0032]201软质层
[0033]21a非作用面
[0034]21b作用面
[0035]21c侧面
[0036]22定位件
[0037]23封装胶体
[0038]23a顶面
[0039]23b底面
[0040]24支撑层
[0041]25线路增层结构
[0042]252增层线路
[0043]253防焊层
[0044]253a电性连接垫
[0045]26导电组件
[0046]3、4半导体封装件。
【具体实施方式】
[0047]以下借由特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明也可借由其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
[0048]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，所以不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“顶”、“底”、“上”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴。
[0049]请参阅图2A至图2F’，将详细说明本发明的半导体封装件的制法的一实施例的剖面示意图。
[0050]请参阅图2A，提供一表面上设有至少一半导体芯片21的承载件20，其中，该半导体芯片21具有相对的作用面21b、非作用面21a，且该半导体芯片21的作用面21b借由软质层201贴附于该承载件20上。本实施例中，为整面地形成该软质层201，该软质层201可为离型膜或胶带。此外，该半导体芯片21的作用面21b上，还具有多个电极垫210。该承载件20的材料包括铜，但不限于铁或硅等不同材质。
[0051]请参阅图2B，于该半导体芯片21表面及软质层201上形成定位件22。该定位件22的材料可为一般常见的低温光阻，其包括，但不限于聚酰亚胺或环氧树脂的聚合物，更佳为选自环氧树脂或苯并环丁烯聚合物benzocyclobutene polymer) 0此外,该定位件22能以喷涂方式将前述低温光阻涂布于该半导体芯片21的非作用面21a、全部侧面21c及软质层201上，并于90°C低温软烤使的硬化，以形成该定位件。此步骤仅需以90°C低温软烤，低于现有封装技术所使用的胶带热发泡的温度130°C，因此不仅不影响原工艺的作业性，更能提升广品良率。
[0052]请参阅图2B’，于一具体实施例中该软质层201整面地覆盖于承载件20的表面，且该定位件22以喷涂方式将如前所述的低温光阻形成于整面软质层201上，并包覆该软质层201与半导体芯片21交界处的部份侧面21c，也就是，该承载件表面上未设有该半导体芯片的部份形成有该定位件，并于90°C低温软烤使的硬化，以形成该定位件。
[0053]请参阅图2B”，于另一具体实施例中该定位件22以喷涂方式将如前所述的低温光阻形成于该半导体芯片21与软质层201交界处的部分侧面21c上，且覆盖于与该半导体芯片21交界处的部分软质层201上，并外露出未设置该半导体芯片21的部分软质层201，并于90°C低温软烤使的硬化，以形成该定位件。
[0054]请参阅图2C，其接续图2B的工艺，于该定位件22及该半导体芯片21上形成封装胶体23，以使该半导体芯片21嵌埋于该封装胶体23中，其中，该封装胶体23具有相对的顶面23a和与该软质层201同侧的底面23b。该封装胶体23的材料可包括，但不限于Ajinomoto Build-up Film(ABF,阿基诺莫脱内建膜)、聚酰亚胺(Polyimide, PI)或娃氧树脂(polymerized siloxanes, silicone),此外娃氧树脂也称为娃酮(polysiloxanes)、氧化娃、环氧化物、苯并环丁烯(benzocyclobutenes, BCB)或有机介电层材(SiLK TM)。
[0055]于图2D所示的另一实施例中，还于该封装胶体23的顶面23a设置支撑层24，以令该封装胶体23夹置于该支撑层24与定位件22之间。该支撑层为硅、玻璃、绝缘层硅晶(semiconductor-on-1nsulator, S0I)、砷化锗(GaAs)、或砷化铟(InAs)、水晶或蓝宝石。于此实施例中，可增加封装件整体的稳定性，以防止封装件翘曲。
[0056]请参阅图2E，其接续图2D所示的另一实施例，并以机械方式及/或化学物质，移除该承载件20与软质层201，以外露出该半导体芯片21的作用面21b与封装胶体底面23b上的定位件22。
[0057]请参阅图2E’，其接续着图2C的步骤，并移除该承载件20与软质层201，以外露出该半导体芯片21的作用面21b与封装胶体底面23b上的定位件22。
[0058]请参阅图2F，于该半导体芯片21的作用面21b与定位件22上形成线路增层结构25。
[0059]请参阅图2F’，其显示移除支撑层24或未形成支撑层24的实施例。于该半导体芯片21的作用面21b与定位件22上形成线路增层结构25。详言之，于图2F及图2F’所形成的线路增层结构25，其具有至少一介电层251、形成于该介电层251上的增层线路252、形成于该增层线路上的防焊层253，且该防焊层253外露出该增层线路252的电性连接垫253a以及形成于该介电层251中的导电盲孔250，该导电盲孔250电性连接该增层线路252与电极垫210。该介电层的材料可为氧化物、氮化物、未掺杂的娃玻璃(undoped siliconglass, USG)、氟化硅玻璃或低介电常数材料。
[0060]如图3所示，于该线路增层结构25的电性连接垫253a上，形成如焊锡凸块的导电组件26。
[0061]接着，进行切单工艺即可得到本发明的半导体封装件，其中，单一半导体封装件可具有至少一半导体芯片21。
[0062]另请参阅图3及图4，其为本发明的半导体封装件的应用实施例的剖面示意图。
[0063]如图3至图3”所示，本发明提供一种半导体封装件3，其包括:封装胶体23，其具有相对的顶面23a及底面23b ;支撑层24，其设于该封装胶体23的顶面23a上。至少一半导体芯片21，其嵌埋于该封装胶体23内，该半导体芯片21具有相对的作用面21b与非作用面21a，其中，该作用面21b上具有多个电极垫210，且该半导体芯片21的作用面21b外露出该封装胶体23的底面23b ;定位件22，其形成于该半导体芯片21与封装胶体23之间，且延伸覆盖于该封装胶体23的底面23b上；以及线路增层结构25，其形成于该半导体芯片21的作用面21b及封装胶体底面上的定位件22上，其中，该线路增层结构25包括:至少一介电层251、形成于该介电层上的增层线路252、形成于该增层线路上的防焊层253，其中，该防焊层253外露出该增层线路252的电性连接垫253a、形成于该介电层251中的导电盲孔250以电性连接该增层线路252和电极垫210。如图3’所示，该定位件形成于该封装胶体23的整个底面23b上。如图3”所示，该定位件22形成于该封装胶体23的部分底面23b上，包覆凸伸出该封装胶体23的底面23b的该半导体芯片21的侧面21c。此外，如图3”所示，该线路增层结构25还形成于该封装胶体23底面23b上。
[0064]于图4至图4”的具体实施例中，本发明半导体封装件4，如图4’所示，该定位件22形成于该封装胶体23的整个底面23b上。如图4”所示，该定位件22形成于该封装胶体23的部分底面23b上，包覆凸伸出该封装胶体23的底面23b的该半导体芯片21的侧面21c。此外，如图4”所示，该线路增层结构25还形成于该封装胶体23底面23b上。
[0065]于本发明的半导体封装件中能使用的导电材料包括，但不限于:铜、铝、钨、银或其组成。
[0066]另请参阅图5及图6，其为本发明的半导体封装件的应用实施例的部分俯视图。
[0067]于图5的具体实施例中，该定位件22形成于整个底面上，仅外露出该半导体芯片21。
[0068]图6为本发明的半导体封装件的另一实施例部分俯视图。如图6所示，该定位件22仅形成于该半导体芯片21与承载件20的交界处，由此可知，使用该定位件22也能有效固定该半导体芯片21，使其于后续工艺中，不会有偏移的现象产生。
[0069]综上所述，本发明的半导体封装件及其制法，其于形成该封装胶体前，涂布一层聚合物，并烘烤使其硬化形成定位件，借此将设于该承载件及软质层上的半导体芯片固定，以改善现有工艺中使用的热发泡胶带于热压合时造成的半导体芯片偏移，以提升后续工艺的对位精准度，进而使产品良率增加。本发明还提供另一种半导体封装件及其制法，通过于该封装胶体的顶面设置支撑层，以使该封装胶体夹置于该支撑层与定位件之间，能有效防止封装件翘曲的发生。
[0070]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【权利要求】
1.一种半导体封装件，其包括: 封装胶体，其具有相对的顶面及底面； 至少一半导体芯片，其嵌埋于该封装胶体内，该半导体芯片具有相对的作用面、非作用面及与该作用面与非作用面连接的侧面，且该半导体芯片的作用面端凸伸出该封装胶体的底面，其中，该半导体芯片的作用面上还具有多个电极垫； 定位件，其形成于该封装胶体的部分底面上，包覆凸伸出该封装胶体底面的该半导体芯片的侧面，并外露出该半导体芯片的作用面；以及 线路增层结构，其形成于该半导体芯片的作用面及封装胶体底面上的定位件上。
2.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该定位件形成于该封装胶体的整个底面上。
3.根据权利要求1或2所述的半导体封装件，其特征在于，该定位件还延伸形成于该半导体芯片与封装胶体之间。
4.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该线路增层结构具有至少一介电层、形成于该介电层上的增层线路、形成于该增层线路上的防焊层以及形成于该介电层中的导电盲孔以电性连接该增层线路和该电极垫。
5.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该线路增层结构还形成于该封装胶体底面上。
6.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该线路增层结构还具有外露的电性连接垫。
7.根据权利要求6所述的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括导电凸块，其形成于该电性连接垫上。`
8.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件还包括设于该封装胶体顶面上的支撑层。
9.根据权利要求8所述的半导体封装件，其特征在于，该支撑层为硅、玻璃、砷化锗、砷化铟、水晶、蓝宝石或绝缘层硅晶。
10.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该定位件的材料为聚合物。
11.根据权利要求10所述的半导体封装件，其特征在于，该聚合物为聚酰亚胺、环氧树脂或苯并环丁烯聚合物。
12.根据权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该封装胶体的材料为Ajinomoto Build-up Film、聚酰亚胺、娃氧树脂、氧化娃、环氧化物或苯并环丁烯。
13.一种半导体封装件的制法，其包括: 提供一表面上设有至少一半导体芯片的承载件，其中，该半导体芯片具有相对的作用面、非作用面及与该作用面与非作用面连接的侧面，且该半导体芯片的作用面借由软质层贴附于该承载件上； 形成定位件于该半导体芯片的作用面端与承载件的交界处，以包覆该半导体芯片的部分侧面； 形成封装胶体于该定位件及该半导体芯片上，以使该半导体芯片嵌埋于该封装胶体中，其中，该封装胶体具有相对的顶面和与该软质层同侧的底面； 移除该承载件与软质层，以外露出该半导体芯片的作用面与封装胶体底面上的定位件；以及 形成线路增层结构于该半导体芯片的作用面与定位件上。
14.根据权利要求13所述的半导体封装件的制法，其特征在于，该定位件还形成于该半导体芯片的非作用面及全部侧面上。
15.根据权利要求13所述的半导体封装件的制法，其特征在于，该承载件表面上未设有该半导体芯片的部份形成有该定位件。
16.根据权利要求13所述的半导体封装件的制法，其特征在于，该线路增层结构还形成于该封装胶体底面上。
17.根据权利要求13所述的半导体封装件的制法，其特征在于，该制法还包括于形成该封装胶体前，烘烤该定位件。
18.根据权利要求13所述的半导体封装件的制法，其特征在于，该制法还包括于移除该承载件与软质层之前，于该封装胶体的顶面设置支撑层，以令该封装胶体夹置于该支撑层与定位件之间。
19.根据权利要求13所述的半导体封装件的制法，其特征在于，该半导体芯片的作用面上还具有多个电极垫，且该线路增层结构具有至少一介电层、形成于该介电层上的增层线路、形成于该增层线路上的防焊层以及形成于该介电层中的导电盲孔以电性连接该增层线路和电极垫。
20.根据权利要求19所述的半导体封装件的制法，其特征在于，该线路增层结构还具有外露的电性连接垫，且该制法还包括于该电性连接垫上形成导电组件。
【文档编号】H01L23/488GK103779299SQ201210431161
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年11月1日 优先权日:2012年10月25日
【发明者】林辰翰, 李国祥, 黄荣邦, 黄南嘉, 廖信一 申请人:矽品精密工业股份有限公司