半导体封装件及其芯片承载结构与制法制造技术

一种半导体封装件及其芯片承载结构与制法，是将表面设有元件接置区及覆盖区的基板容置于承载件的预设开口中，接着进行封装模压作业，以于该基板的覆盖区上形成封装胶体，并使该基板的元件接置区外露出该封装胶体，再沿该基板边缘进行切割制造过程以制得芯片承载结构，之后于该基板元件接置区上接置倒装芯片式半导体芯片以制得半导体封装件，如此即可藉由形成于该基板覆盖区上的封装胶体提供基板支撑强度，避免于倒装芯片制造过程中因基板的翘曲所导致的电性接着不良问题，此外，可先于该基板覆盖区上接置引线式半导体芯片及／或被动元件，并使封装胶体包覆住该引线式半导体芯片及被动元件，藉以强化整体封装件的电性功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体封装件及其芯片承载结构与制法，尤其涉及一种球栅阵列半导体封装件及其芯片承载结构与制法。
技术介绍
倒装芯片式球栅阵列(Flip-Chip Ball Grid Array，FCBGA)半导体封装件为一种具有倒装芯片的球栅阵列的封装结构，以使至少一芯片的作用表面(Active Surface)可藉由多数导电凸块(Bump)而电性连接至基板(Substrate)的一表面上，并于该芯片与基板间填充一倒装芯片底部填胶材料(underfill)，以令该倒装芯片底部填胶材料包覆各导电凸块间，增强该些导电凸块强度，并可支撑该芯片重量，同时于该基板另一表面上植设多数可作为输入/输出(I/O)端的焊球(Solder Ball)；此设计不但可大幅缩减封装件体积，以使芯片与基板的比例更趋接近，同时，亦减去习知焊线(Wire)设计，而可降低阻抗提升电性，因此确已成为下一世代芯片与电子元件的主流封装技术，相关现有技术如美国专利第5,218,234、6,225,704、6,372,544、6,074,895号案等。此种传统的倒装芯片式球栅阵列半导体封装件所使用的基板总厚度约为1.2mm，其中的芯层厚度即约为0.8mm，藉以克服基板及封装件结构上所可能产生的翘曲(warpage)问题。然而为因应现今电子产品的高电性需求，过厚的基板芯层厚度将会造成电性上的衰减，因此，业界的封装趋势是将基板芯层厚度缩减至0.4mm及0.2mm，甚至最终将使用所谓无芯层(core less)基板。但此种用于倒装芯片式球栅阵列半导体封装件中的薄芯层基板，极易在倒装芯片作业进行导电凸块焊接过程(Flip-Chip Mount)前，因芯层厚度过薄，基板有翘曲现象，从而影响基板表面上半导体芯片的导电凸块与基板的有效接着；再者，经回焊作业(reflow)使导电凸块焊接于基板后，因薄芯层基板的收缩翘曲，亦将导致该些导电凸块的裂损(crack)，造成电性接着不良，而影响产品品质。参阅图1，美国专利第6,472,762号案揭示一种倒装芯片式半导体封装件，其在基板11表面周围先通过一粘着层13而粘置一铜质固定环(stiffener)14，藉以固持该基板11避免发生翘曲问题，以使接置于该基板11表面中央的倒装芯片式半导体芯片12得以平稳接置于该基板11上，并得于回焊制造过程后，减少基板翘曲，而得避免导电凸块的裂损。然而前述方法不仅增加制造过程成本，且易因该铜质固定环与基板间的热膨胀系数的差异(CTE mismatch)，而于该粘着层上发生脱层甚或造成基板的导电线路(trace)的断裂(broken)，造成制造过程可靠度的降低。再者，该铜质固定环的使用亦将占用基板的面积，限制了基板上可接置各式主动元件或被动元件的空间，致使无法提升整体封装件的电性功能。综上所述，如何开发出一种半导体封装件及其芯片承载结构与制法，以提供基板有效支撑强度，以避免基板翘曲所导致的芯片电性接着不良的问题，同时避免习知在基板上粘置铜质固定环时所导致成本增加、脱层及线路断裂等问题，且可增加基板可供配置各式主、被动元件的空间，确已为此相关研发领域所迫切待解的课题。
技术实现思路
有鉴于前述及其他问题，本专利技术的主要目的在于提供一种半导体封装件及其芯片承载结构与制法，以提供基板有效支撑强度，以避免基板翘曲导致芯片电性接着不良的问题。本专利技术的又一目的在于提供一种半导体封装件及其芯片承载结构与制法，避免习知需在基板上粘置固定环时所导致成本增加、脱层及线路断裂等问题。本专利技术的再一目的在于提供一种半导体封装件及其芯片承载结构与制法，得以增加基板可供配置各式主、被动元件的空间，以强化封装件电性功能。为达上述及其它目的，本专利技术所提出的芯片承载结构的制法，包括提供至少一基板与具至少一开口的承载件，以将该基板置于该承载件开口中，其中该基板表面设有元件接置区以及覆盖区；以及进行封装模压作业，将该接置有基板的承载件容置于封装模具中，以于该基板的覆盖区上形成封装胶体，并使该基板的元件接置区外露出该封装胶体。之后即可沿该基板边缘进行切割制造过程，以分离该基板与该承载件，并可于该元件接置区上选择接置并电性连接半导体芯片及芯片封装结构，以制得半导体封装件。该半导体芯片是以倒装芯片方式通过多个导电凸块而接置并电性连接至该基板的元件接置区，该芯片封装结构可通过焊球而电性连接至该元件接置，还可于该元件接置区中填充倒装芯片底部填胶材料，用以包覆该导电凸块与半导体芯片或焊球与芯片封装结构。于另一实施例中，本专利技术所提出的芯片承载结构的制法，包括提供一具多个基板的基板模块片，该基板上设有元件接置区以及环设于该元件接置区周围的覆盖区；以及进行封装模压制造过程，以于该基板模块片上对应各基板处形成封装胶体，其中该封装胶体的外围大于该基板的预设尺寸，且该封装胶体覆盖于该基板的覆盖区，并外露出该元件接置区。之后即可沿该基板的预设尺寸切割该基板模块片，从而形成多个芯片承载结构，以供后续于该元件接置区上接置例如半导体芯片或芯片封装结构等电子元件。于前述的制法中可先进行基板覆盖区的封装模压及基板的切割作业，再于基板的元件接置区上接置半导体芯片，当然亦可形成封装胶体于该基板覆盖区后，且该基板元件接置区上接置半导体芯片后再进行切割作业。于一实施例中，该封装模具设有一凸部(insert mold)以供顶抵于基板的元件接置区，从而使封装胶体填充于该基板的覆盖区上而外露出该元件接置区。于另一实施例中，可先于该基板的元件接置区上设置一贴片，以遮蔽该元件接置区，而使封装胶体形成于该基板的覆盖区上，如此在后续移除该贴片时即可外露出该基板的元件接置区。于再一实施例中，可在进行封装模压作业前于该基板的覆盖区上预先接置并电性连接如半导体芯片或被动元件等电子元件，以在后续封装模压作业中为该封装胶体所包覆，从而藉由该半导体芯片或被动元件等提升封装件的电性功能。通过前述制法，本专利技术揭示一种芯片承载结构及半导体封装件，该芯片承载结构包括基板，该基板表面设有元件接置区以及覆盖区；以及封装胶体，覆盖该基板的覆盖区，并使该基板的元件接置区外露出该封装胶体；另外，于该基板的覆盖区上还可设置有如半导体芯片及被动元件等电子元件，且该电子元件为封装胶体所包覆。该半导体封装件包括基板，该基板表面设有元件接置区以及覆盖区；封装胶体，覆盖该基板的覆盖区，并使该基板的元件接置区外露出该封装胶体；如半导体芯片或芯片封装结构的电子元件，接置并电性连接至该基板的元件接置区，其中该半导体芯片以倒装芯片方式电性连接至该基板，且于该元件接置区中还可填充有倒装芯片底部填胶材料。因此，本专利技术的半导体封装件及其芯片承载结构与制法，是提供表面设有元件接置区及覆盖区的基板与具开口的承载件，并将该基板置于该承载件开口中，以于该基板的覆盖区上形成封装胶体，从而供该基板藉由形成于该覆盖区上的封装胶体以提供该基板有效支撑强度，以避免基板的翘曲，从而可供后续倒装芯片作业的芯片得以在外露出该封装胶体的基板元件接置区上平稳藉由导电凸块而接置其上，或供芯片封装结构藉由焊球而接置其上，并可避免习知在基板上粘置铜质固定环时所导致成本增加、脱层及线路断裂问题。另外，于进行封装模压作业前可先于该基板的覆盖区上接置有引线式半导体芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片承载结构的制法，包括：提供至少一基板与具至少一开口的承载件，以将该基板置于该开口中，其中该基板表面设有元件接置区以及覆盖区；以及进行封装模压作业，将该接置有基板的承载件容置于封装模具中，以于该基板的覆盖区上形成封装胶 体，并使该基板的元件接置区外露出该封装胶体。

【技术特征摘要】
CN 2006-4-25 20061007496271.一种芯片承载结构的制法，包括提供至少一基板与具至少一开口的承载件，以将该基板置于该开口中，其中该基板表面设有元件接置区以及覆盖区；以及进行封装模压作业，将该接置有基板的承载件容置于封装模具中，以于该基板的覆盖区上形成封装胶体，并使该基板的元件接置区外露出该封装胶体。2.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，还包括沿该基板边缘进行切割制造过程，从而分离该基板与该承载件。3.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，还包括于该基板的元件接置区上选择接置并电性连接半导体芯片与芯片封装结构。4.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，其中，该元件接置区设于该基板的中心位置，该覆盖区相对设于该元件接置区周围。5.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，其中，该承载件底部粘置有一胶片，以供基板接置其上并容置于该承载件开口中。6.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，其中，于封装模压作业时，将该接置有基板的承载件容置于封装模具中，该封装模具中凸设有一凸部，该凸部顶抵于该基板的元件接置区，从而于该基板的覆盖区上形成封装胶体。7.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，其中，于封装模压作业时，该基板的元件接置区上预先设置有一贴片，藉以覆盖住该元件接置区，以将该接置有基板的承载件容置于封装模具中，且使该贴片顶抵于该封装模具的容置空间顶部，从而于该基板的覆盖区上形成封装胶体。8.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，其中，该基板的元件接置区上可供接置电子元件，并可于该电子元件及封装胶体上接置一散热件。9.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，其中，于封装模压作业前，先于该基板的覆盖区上接置并电性连接有电子元件，再于该基板覆盖区上形成包覆该电子元件的封装胶体，并使该基板的元件接置区外露出该封装胶体。10.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，其中，该基板覆盖区上的封装胶体形成有一用以容设电子元件的容置空间，该容置空间可为方形、圆形及多边形的其中一者。11.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，其中，该封装胶体所覆盖的外围大于该承载件开口尺寸。12.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，其中，该封装胶体的高度可选择大于、等于及小于后续接置于该元件接置区上的电子元件的高度。13.根据权利要求1所述的芯片承载结构的制法，其中，于封装模压作业前，先于该承载件的开口与该基板间的间隙中填充树脂材料，以将该基板固着于该承载件开口中，再容置于封装模具中进行封装模压作业。14.一种芯片承载结构的制法，包括提供一具多个基板的基板模块片，各该基板上设有元件接置区以及环设于该元件接置区周围的覆盖区；以及进行封装模压作业，以于该基板模块片上对应各基板处形成封装胶体，其中该封装胶体的外围大于该基板...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建屏，蔡和易，
申请(专利权)人：矽品精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]