可防止溢胶的基板式半导体装置封装方法制造方法及图纸

一种可防止溢胶的基板式半导体装置封装方法，其特征在于形成一延伸的空洞部分于基板表面上的电性绝缘层中的一特定位置上；该特定位置即为该基板式半导体装置固定于模具中的一定位置时，其中的电性绝缘层、模具的实体部分、与模具的模穴三者之间的交会的处。于封装胶体制造过程中，使得流入至此空洞部分的胶质封装材料可更快速地吸收模具中的热量，而使得其黏度变大而减缓其流速；因此使得胶质封装材料不易进而溢流入电性绝缘层与模具之间的压合间隙之中而产生溢胶现象。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体封装技术，特别是一种，其可用以封装一基板式半导体装置，但不会使制出的封装单元的露出表面上产生溢胶现象。基板式半导体装置为一种建构于基板(substrate)上的半导体装置，亦即以基板为底材来安置其中的半导体晶片。于置晶程序完成之后，一般须再进行一封装胶体制造过程(encapsulation process)，通过模铸方法(molding)来形成一封装胶体(molded compound，或称encapsulation body)，用以包覆半导体芯片，由此而保护半导体芯片不会受到外部环境的湿气或污染的影响而损坏。然而已知的基板式半导体装置封装方法的一项问题在于封装胶体制造过程中所采用的胶质封装材料，一般为环氧树脂(epoxy resin)，易于溢流至封装胶体以外的露出表面上，甚至而溢流至外露的电性连接垫上，使得所制成的封装单元具有不佳的外观，并使得外露的电性连接垫具有不佳的电性连接效果。以下即配合附图的附图说明图1A至1C、图2A至2B、图3A至3B、及图4A至4C，分别简述四种不同型式的基板式半导体装置的封装过程中的溢胶问题。图1A至1C显示一种已知单芯片焊线型基板式半导体装置封装方法。请首先参阅图1A，此种型式的半导体装置的组成构件包括(a)一基板100，其具有一正面100a和一背面100b；(b)一半导体芯片110，其安置于基板100的正面100a上方；(c)一第一电性绝缘层121，其形成于基板100的正面100a上，用以作为一顶部焊垫罩幕(solder mask，S/M)；(d)一第二电性绝缘层122，其形成于基板100的背面100b上，用以作为一底部焊垫罩幕；以及(e)多个电性连接垫130，其设置于基板100的背面100b上，并通过第二电性绝缘层122而互相电性隔离。上述的尚未封装的半导体装置采用一特制的模具组140来进行封装胶体制造过程。此模具组140包含一下模具141和一上模具142；其中下模具141具有一平坦的上表面141a，而上模具142则具有一预定的模穴142a。请参阅图1B，接着即进行一封装胶体制造过程，其中将图1A所示的尚未封装的半导体装置安放于模具组140的一定位置上，亦即将底部的第二电性绝缘层122压置于下模具141的平坦表面141a上，并将上模具142压置于下模具141的上方，并使得半导体芯片110位于上模具142的模穴142a中。接着即可将一胶质封装材料，例如为环氧树脂，经由箭头M所示的通道而注入至模穴142a之中，由此而形成一封装胶体150，用以包覆半导体芯片110和基板100。然而，由于第二电性绝缘层122与下模具141之间并无法达到气密性的压合，因此二者之间仍存在有一极狭小的缝隙(如图1B中的S所指的处)，使得一少量的封装材料会渗入至此缝隙S之中，亦即溢胶至第二电性绝缘层122的底部表面上。请接着参阅图1C，于封装胶体制造过程完成之后，即可将完成封装的半导体装置自模具组140中取出。但由于上述的溢胶问题，因此会有一些残留溢胶150a覆盖于第二电性绝缘层122的底部表面上，甚至而覆盖于电性连接垫130的露出表面上，使得所制成的封装单元具有不佳的外观，并同时使得电性连接垫130具有不佳的电性连接效果。上述的溢胶问题的一种解决方法为于封装胶体制造过程完成之后，接着即采用砂磨机或雷射装置来进行一溢胶清除程序(de-flashprocess)，由此将残留溢胶150a清除掉。然而此种解决方法的缺点在于其易于损伤基板的底部表面，使得所制成的封装单元仍具有不佳的外观。已知堆迭双芯片焊线型基板式半导体装置封装方法图2A至2B为剖面结构示意图，其中显示一已知堆迭双芯片焊线型基板式半导体装置封装方法；且此封装方法亦存在有前述的溢胶问题。如图2A所示，此种型式的半导体装置的组成构件包括(a)一基板200，其具有一正面200a和一背面200b；(b)二个半导体芯片211、212，其以堆迭方式安置于基板200的正面200a上；以及(c)一电性绝缘层220，其形成于基板200的背面200b上，用以作为一底部焊垫罩幕。上述的尚未封装的半导体装置，采用与前述的图1A所示者相同的模具组来进行一封装胶体制造过程，因此于此将不对其作重复的说明。然而，由于此堆迭双芯片焊线型的基板式半导体装置的底部架构大致相似于前述的图1A所示的单芯片焊线型半导体装置，因此其亦存在有前述的溢胶问题。如图2B所示，封装胶体制造过程完成之后，即可形成一封装胶体250，用以包覆基板200和半导体芯片211、212。但由于上述的溢胶问题，底部的电性绝缘层220的露出表面的周围边缘上会存在一些残留溢胶250a。图3A至3B为剖面结构示意图，其中显示一已知覆晶型(flip chip)半导体装置封装方法；且此封装方法亦存在有前述的溢胶问题。如图3A所示，此种型式的半导体装置的组成构件包括(a)一基板300，其具有一正面300a和一背面300b；(b)一半导体芯片310，其以一倒置的覆晶方式安置于基板300的正面300a上；以及(c)一电性绝缘层320，其形成于基板300的背面300b上，用以作为一底部焊垫罩幕。上述的尚未封装的半导体装置，采用与前述的图1A所示者相同的模具组来进行一封装胶体制造过程，因此于此将不对其作重复的说明。然而，由于此覆晶型的底部架构大致相似于前述的图1A所示的单芯片焊线型及图2A所示的堆迭双芯片焊线型，因此其亦有前述的溢胶问题。如图3B所示，封装胶体制造过程完成之后，即可形成一封装胶体350，用以包覆基板300和半导体芯片310。但由于上述的溢胶问题，底部的电性绝缘层320的露出表面的周围边缘上会存在一些残留溢胶350a。上述三种半导体装置的溢胶现象均发生于其基板的下方。然而，此种溢胶现象亦可能发生某些半导体装置的基板的上方，例如以下图4A至4C所述的球栅阵列型半导体装置。图4A至4C为剖面结构示意图，其中显示一已知球栅阵列型(BallGrid Array，BGA)半导体装置封装方法；且此封装方法亦存在有前述的溢胶问题。请首先参阅图4A，此种型式的半导体装置的组成构件包括(a)一基板400，其具有一正面400a和一背面400b；(b)一半导体芯片410，其安置于基板400的正面400a上；(c)一第一电性绝缘层421，其形成于基板400的正面400a上，用以作为一顶部焊垫罩幕；(d)一第二电性绝缘层422，其形成于基板400的背面400b上，用以作为一底部焊垫罩幕；以及(e)多个焊球垫(solder-ball pads)430，其形成于基板400的背面400b，并通过第二电性绝缘层422而互相电性隔离。上述的尚未封装的球栅阵列型半导体装置采用一特制的模具组440来进行封装胶体制造过程。此模具组440包含一下模具441和一上模具442；其中下模具441具有一平坦的上表面441a，而上模具442则具有一预定的模穴442a和一平坦的下表面442b。请参阅图4B，接着即进行一封装胶体制造过程，其中将图4A所示的尚未封装的球栅阵列型半导体装置安置于模具组440的一定位置上，使得基板400的背面400b上的第二电性绝缘层422置放于下模具441的平坦表面441a上，并使得半导体芯片4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板式半导体装置封装方法，其适用于封装一基板式半导体装置；该基板式半导体装置包括一基板、至少一半导体芯片安置于该基板、以及至少一电性绝缘层形成于该基板的一表面上； 此基板式半导体装置封装方法包含以下步骤： （１）预制一模具组，其具有一预定的模穴； （２）形成一延伸的空洞部分于该电性绝缘层中的一特定位置上；该特定位置为该基板式半导体装置于固定于该模具组中的一定位置时，该电性绝缘层、该模具组的实体部分、与该模具组的模穴三者之间的交会的处；且该空洞部分具有一预定的高度和宽度； （３）将该基板式半导体装置固定于该模具组的模穴中；其中该空洞部分便于该基板与该模具组的实体部分之间作用为一狭窄化的流体通道；以及 （４）将一胶质封装材料注入至该模具组的模穴之中，藉以形成一封装胶体，用以包覆该基板式半导体装置；其中该胶质封装材料于流入至该空洞部分所定义的狭窄化流体通道时，其流速将受到减缓而不易溢流至该电性绝缘层与该模具组之间的压合间隙之中，因此而防止溢胶现象。

【技术特征摘要】
1.一种基板式半导体装置封装方法，其适用于封装一基板式半导体装置；该基板式半导体装置包括一基板、至少一半导体芯片安置于该基板、以及至少一电性绝缘层形成于该基板的一表面上；此基板式半导体装置封装方法包含以下步骤(1)预制一模具组，其具有一预定的模穴；(2)形成一延伸的空洞部分于该电性绝缘层中的一特定位置上；该特定位置为该基板式半导体装置于固定于该模具组中的一定位置时，该电性绝缘层、该模具组的实体部分、与该模具组的模穴三者之间的交会的处；且该空洞部分具有一预定的高度和宽度；(3)将该基板式半导体装置固定于该模具组的模穴中；其中该空洞部分便于该基板与该模具组的实体部分之间作用为一狭窄化的流体通道；以及(4)将一胶质封装材料注入至该模具组的模穴之中，藉以形成一封装胶体，用以包覆该基板式半导体装置；其中该胶质封装材料于流入至该空洞部分所定义的狭窄化流体通道时，其流速将受到减缓而不易溢流至该电性绝缘层与该模具组之间的压合间隙之中，因此而防止溢胶现象。2.如权利要求1所述的基板式半导体装置封装方法，其中于步骤(2)中，该电性绝缘层中的空洞部分的高度介于0.01mm与0.05mm之间，而宽度则为介于0.4mm与1.2mm之间。3.如权利要求2所述的基板式半导体装置封装方法，其中该电性绝缘层中的空洞部分的高度为0.03mm，宽度为0.6mm。4.如权利要求1所述的基板式半导体装置封装方法，其中该基板式半导体装置为一单芯片焊线型。5.如权利要求1所述的基板式半导体装置封装方法，其中该基板式半导体装置为一堆迭双芯片焊线型。6.如权利要求1所述的基板式半导体装置封装方法，其中该基板式半导体装置为一覆晶型。7.如权利要求1所述的基板式半导体装置封装方法，其中该基板式半导体装置为一球栅阵列型。8.一种基板式半导体装置封装方法，其适用于封装一基板式半导体装置；该基板式半导体装置包括一基板、至少一半导体芯片安置于该基板的顶部表面上、以及一电性绝缘层形成于该基板的底部表面上；此基板式半导体装置封装方法包含以下步骤(1)预制一模具组，其具有一预定的模穴；(2)形成一延伸的阶梯状空洞部分于该电性绝缘层的周围边缘上；且该阶梯状空洞部分具有一预定的高度和宽度；(3)将该基板式半导体装置固定于该模具组的模穴中；其中该阶梯状空洞部分便于该基板与该模具组之间作用为一狭窄化的流体通道；以及(4)将一胶质封装材料注入至该模具组的模穴之中...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建屏，
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]