球栅阵列半导体封装件制造技术

一种球栅阵列半导体封装件，接置至少一芯片于一基板上，并形成多条焊线用以电性连接该芯片的信号焊垫至该基板的信号焊线垫，并以导电性黏胶粘接一电源片及一接地片的两端分别于该芯片及该基板上的预定位置处，且该电源片及接地片以不影响焊线布设方式。由于基板上无需设置电源环及接地环，减少基板上布局的限制，并仅形成有连接信号焊垫至信号焊线垫的焊线，使焊线间发生短路的机率降低，产品优良率提高。此外，电源片及接地片亦提供屏蔽功能，使芯片免受外界的电磁干扰，有助于提升封装件的性能。电源片及接地片的顶面外露，使封装件的散热效率获得有效改善。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种半导体封装件，特别是关于一种得以增加电性及散热效率的球栅阵列(Ball Grid Array，BGA)半导体封装件。
技术介绍
封装产品主流之一，球栅阵列式(Ball Grid Array，BGA)半导体封装件，其特征在于基板底面上植布多条以数组方式排列的焊球，使得相同单位面积内设有较多的输入/出连接端(I/O Connection)，可适应高密度电子组件(Electronic Component)及电子电路(Electronic Circuit)的半导体芯片所需，以符合电子产品对于电性功能与处理速度的需求。植接于基板上的焊球用以连接封装件至外界装置如印刷电路板(PrintedCircuit Board，PCB)等，以供芯片与外界装置电性连接，因此需要提供封装件的接地(Ground)、电源(Power)及信号(Signal)传导等功能。因此，在结构设计上，基板上设置有相对应的机制分别与该不同作用的焊球电性连通，以期达到封装件内部组件运作上预期的功效。有鉴于此，美国专利第5,581,122、5,545,923及5,726,860号专利技术于基板上设置有接地环(Ground Ring)、电源环(Power Ring)及信号焊线垫(Signal Finger)的设计。如附图5及附图6所示的半导体结构中，于一基板10上表面100的芯片接置区101以外的区域布设有一接地环11、一电源环12及多条信号焊线垫13。接置一芯片14于该芯片接置区101后，遂进行打线(Wire Bonding)作业，以形成多条接地线(GroundWire)15、电源线(Power Wire)16及信号线(Signal Wire)17；接地线15是连接该芯片14上的该焊垫140至接地环11，电源线16连接该焊垫140至电源环12，信号线17则连接该焊垫140至信号焊线垫13。之后，在后续制造过程中，植接多个焊球18于基板10的下表面102上，并经由导电迹线19使焊球18与该接地环11、电源环12及信号焊线垫13电性连通，如此就能与外界装置(未图标)电性相通而使芯片14得以进行运作。须知，图标仅为说明之用，故皆为简化的结构，实际上的结构则精密复杂许多。然而上述半导体结构的设计却有诸多缺点。首先，接地环及电源环的设置占据基板面积造成基板上布局(Routability)的限制，不利于高密度输入/出连接端的设置及芯片高度集成化的发展，且基板尺寸无法进一步缩减，故不符合半导体结构轻薄短小的要求。再者，为减少信号的噪声，现有半导体结构通常还在基板上设计有去耦装置(Decoupling Pad)(未图标)，以供安置电容器(Capacitor)(未图标)用以减少噪声，如此则更限制基板上的布局。此外，需形成众多接地线、电源线及信号线，进一步增加制造过程的复杂性，如附图6所示，该焊线以多层布设，故需精确控制不同层之间焊线线弧(Loop)的高度，无疑使制造过程的困难提高，且多层的焊线会造成模压(Molding)作业的困难，于模压注胶时，模流(Mold Flow)冲击力(Impact)极可能导致焊线间彼此触碰而发生短路(Short)现象，这会严重影响产品的优良率。因此，如何有效解决上述缺陷，开发出一种高电性且不增加基板上布局限制并确保制成品优良率的半导体装置，实为一个需要探讨的课题。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种不需设置电源环及接地环的球栅阵列半导体封装件。本专利技术的另一目的在于提供一种不需布设电源线及接地线的球栅阵列半导体封装件。本专利技术的再一目的在于提供一种不会增加基板上布局限制的球栅阵列半导体封装件。本专利技术的又一目的在于提供一种得以增加散热效率并具屏蔽功能的球栅阵列半导体封装件。为达成上述及其它目的，专利技术了一种球栅阵列半导体封装件。该半导体封装件是包括一基板，具有一第一表面与一相对的第二表面，于该基板的第一表面上界定有一芯片接置区，于该芯片接置区周围布设有多条信号焊线垫(Signal Finger)，并于该信号焊线垫外的区域形成有一电源片接置区及一接地片接置区分别位于该基板的两侧；至少一芯片，具有一作用表面(Active Surface)与一相对的非作用表面(Non-active Surface)，于该芯片作用表面上的周围位置处布设有多条信号焊垫(Signal Pad)、电源焊垫(Power Pad)及接地焊垫(Ground Pad)，并于该作用表面上没有布设焊垫的区域形成有一电源层(Power Plane)及一接地层(Ground Plane)，该电源焊垫是整合(Consolidate)并电性连通至该电源层，且该接地焊垫是整合并电性连通至该接地层，同时，该芯片的非作用表面是粘接于该基板的芯片接置区上，使该芯片上的电源层及接地层分别朝向该基板的电源片接置区及接地片接置区；多条焊线，用以电性连接该芯片的信号焊垫至该基板第一表面上的信号焊线垫；一电源片(Power Plate)，其一端粘接于该芯片的电源层，另一端粘接至该基板的电源片接置区，且该电源片以不影响该焊线布设的方式设置；一接地片(Ground Plate)，其一端粘接于该芯片的接地层，另一端粘接至该基板的接地片接置区，且该接地片以不影响该焊线布设的方式设置；一封装胶体，形成于该基板的第一表面上，用以包覆该芯片、该焊线、该电源片及该接地片；以及多个焊球，植接于该基板第二表面上。其中，该基板的第二表面上预定位置处形成有多条信号焊球垫(Signal Ball Pad)、电源焊球垫(Power Ball Pad)及接地焊球垫(GroundBall Pad)，并该基板形成有多条贯穿该基板的通孔(Via)，该通孔用以使该信号焊球垫与该基板第一表面上的信号焊线垫电性连通，且使该电源焊球垫及接地焊球垫分别与该基板第一表面上的电源片接置区及接地片接置区电性连通；而该焊球则植接于该基板第二表面的该信号焊球垫、电源焊球垫及接地焊球垫上。再者，该芯片作用表面上的电源焊垫及接地焊垫以重配(Re-distribution)方式形成有多条引线，该引线用以使该电源焊垫及接地焊垫分别电性连通至该电源层及接地层。以金属材质制成的电源片，形成有一突出部(Protruding Portion)、一平坦部(Flat Portion)及一支撑部(Supporting Portion)，该突出部是以导电性黏胶如银胶粘接于该芯片的电源层，该支撑部亦以导电性黏胶粘接于该基板的电源片接置区，使该平坦部为该突出部及支撑部所支撑于该芯片上方而不影响该焊线的布设。同理，该接地片亦得以金属材质制成，并以导电性黏胶粘接于该芯片及基板上，其中，该接地片亦形成有一突出部、一平坦部及一支撑部，该突出部粘接于该芯片的接地层，该支撑部粘接于该基板的接地片接置区，使该平坦部为该突出部及支撑部所支撑于该芯片上方而不影响该焊线的布设。在上述的结构中，采用电源片及接地片的方式以取代现有封装件布设的电源线及接地线，具有诸多优点。首先，基板上无需设置用以分别连接电源线及接地线的电源环及接地环，因电源环及接地环占据基板而限制基板上布局(Routability)的缺点得以克服。再者，无需布设电源线及接地线，而仅形成有连接信号焊垫至信号焊线垫的焊线，故在模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球栅阵列半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件包括：一基板，具有一第一表面与一相对的第二表面，于该基板的第一表面上界定有一芯片接置区，于该芯片接置区周围布设有多条信号焊线垫，并于该信号焊线垫外的区域形成有一电源片接置区及一接地片接 置区分别位于该基板的两侧；至少一芯片，具有一作用表面与一相对的非作用表面，于该芯片作用表面上的周围位置处，布设有多条信号焊垫、电源焊垫及接地焊垫，并于该作用表面上没有布设焊垫的区域形成有一电源层及一接地层，该电源焊垫是整合并电性连通至该 电源层，且该接地焊垫是整合并电性连通至该接地层，同时，该芯片的非作用表面是粘接于该基板的芯片接置区上，使该芯片上的电源层及接地层分别朝向该基板的电源片接置区及接地片接置区；多条焊线，用以电性连接该芯片的信号焊垫至该基板第一表面上的信号焊 线垫；一电源片，其一端粘接于该芯片的电源层，另一端粘接至该基板的电源片接置区，且该电源片以不影响该焊线布设的方式设置；一接地片，其一端粘接于该芯片的接地层，另一端粘接至该基板的接地片接置区，且该接地片以不影响该焊线布设的方式设置； 一封装胶体，形成于该基板的第一表面上，用以包覆该芯片、该焊线、该电源片及该接地片；以及多个焊球，植接于该基板的第二表面上。...

【技术特征摘要】
1.一种球栅阵列半导体封装件，其特征在于，该半导体封装件包括一基板，具有一第一表面与一相对的第二表面，于该基板的第一表面上界定有一芯片接置区，于该芯片接置区周围布设有多条信号焊线垫，并于该信号焊线垫外的区域形成有一电源片接置区及一接地片接置区分别位于该基板的两侧；至少一芯片，具有一作用表面与一相对的非作用表面，于该芯片作用表面上的周围位置处，布设有多条信号焊垫、电源焊垫及接地焊垫，并于该作用表面上没有布设焊垫的区域形成有一电源层及一接地层，该电源焊垫是整合并电性连通至该电源层，且该接地焊垫是整合并电性连通至该接地层，同时，该芯片的非作用表面是粘接于该基板的芯片接置区上，使该芯片上的电源层及接地层分别朝向该基板的电源片接置区及接地片接置区；多条焊线，用以电性连接该芯片的信号焊垫至该基板第一表面上的信号焊线垫；一电源片，其一端粘接于该芯片的电源层，另一端粘接至该基板的电源片接置区，且该电源片以不影响该焊线布设的方式设置；一接地片，其一端粘接于该芯片的接地层，另一端粘接至该基板的接地片接置区，且该接地片以不影响该焊线布设的方式设置；一封装胶体，形成于该基板的第一表面上，用以包覆该芯片、该焊线、该电源片及该接地片；以及多个焊球，植接于该基板的第二表面上。2.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该基板的第二表面上预定位置处形成有多条信号焊球垫、电源焊球垫及接地焊球垫，使该信号焊球垫与该基板第一表面上的信号焊线垫电性连通，且该电源焊球垫及接地焊球垫分别与该基板第一表面上的电源片接置区及接地片接置区电性连通。3.如权利要求2所述的半导体封装件，其特征在于，该基板形成有多条贯穿基板的通孔，用以使该信号焊球垫、电源焊球垫及接地焊球垫分别与该信号焊线垫、该电源片接置区及接地片接置区电性连通。4.如权利要求2所述的半导体封装件，其特征在于，该焊球植接于该基板第二表面的该信号焊球垫、电源焊球垫及接地焊球垫上。5.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该芯片作用表面上的电源焊垫及接地焊垫以重配方式形成有多条引线，该引线用以使该电源焊垫及接地焊垫分别整合并电性连通至该电源层及接地层。6.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该电源片是具有一突出部、一平坦部及一支撑部，该突出部粘接于该芯片的电源层，该支撑部粘接于该基板的电源片接置区，使该平坦部为该突出部及支撑部所支撑于该芯片上方而不影响该焊线的布设。7.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该电源片是以金属材质制成。8.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该电源片是以导电性黏胶粘接于该芯片及基板上。9.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该接地片是具有一突出部、一平坦部及一支撑部，该突出部粘接于该芯片的接地层，该支撑部粘接于该基板的接地片接置区，使该平坦部为该突出部及支撑部所支撑于该芯片上方而不影响该焊线的布设。10.如权利要求1所述的半导体封装件，其特征在于，该接地片是以金属材质制成。11.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建屏，何俊吉，黄致明，
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]