封裝結(jié)構(gòu)及其制法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種封裝結(jié)構(gòu)及其制法，尤指一種具有線路層的封裝結(jié)構(gòu)及其制法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)行的覆晶技術(shù)因具有縮小晶片封裝面積及縮短訊號(hào)傳輸路徑等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于晶片封裝領(lǐng)域，例如:晶片尺寸構(gòu)裝(Chip Scale Package，CSP)、晶片直接貼附封裝(Direct Chip Attached，DCA)以及多晶片模組封裝(Mult1-Chip Module，MCM)等型態(tài)的封裝模組，其均可利用覆晶技術(shù)而達(dá)到封裝的目的。
[0003]于覆晶封裝制程中，因晶片與封裝基板的熱膨脹系數(shù)的差異甚大，所以晶片外圍的凸塊無(wú)法與封裝基板上對(duì)應(yīng)的接點(diǎn)形成良好的接合，使得凸塊容易自封裝基板上剝離。另一方面，隨著積體電路的積集度的增加，因晶片與封裝基板之間的熱膨脹系數(shù)不匹配(mismatch)，其所產(chǎn)生的熱應(yīng)力(thermal stress)與翹曲(warpage)的現(xiàn)象也日漸嚴(yán)重，其結(jié)果將導(dǎo)致晶片與封裝基板之間的電性連接的可靠度(reliability)下降，并造成信賴性測(cè)試的失敗。
[0004]為了解決上述問(wèn)題，遂發(fā)展出以半導(dǎo)體基材作為中介結(jié)構(gòu)的制程，其通過(guò)于一封裝基板與一半導(dǎo)體晶片之間增設(shè)一娃中介板(silicon interposer)，因?yàn)樵撏拗薪榘迮c該半導(dǎo)體晶片的材質(zhì)接近，所以可有效避免熱膨脹系數(shù)不匹配所產(chǎn)生的問(wèn)題。
[0005]請(qǐng)參閱圖1，其為現(xiàn)有具硅中介板的堆迭封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖所示，現(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)除了能避免前述問(wèn)題外，相較于直接將半導(dǎo)體晶片接置于封裝基板的情況，現(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)也可使封裝結(jié)構(gòu)的版面面積更加縮小。
[0006]舉例來(lái)說(shuō)，一般封裝基板最小的線寬/線距只可做到12/12微米，而當(dāng)半導(dǎo)體晶片的輸入輸出(I/O)數(shù)增加時(shí)，由于線寬/線距已無(wú)法再縮小，所以須加大封裝基板的面積以提高布線數(shù)量，以便于接置高輸入輸出(I/o)數(shù)的半導(dǎo)體晶片；相對(duì)地，由于圖1的封裝結(jié)構(gòu)將半導(dǎo)體晶片11接置于一具有娃貫孔(through silicon via, TSV) 121的娃中介板12上，以該硅中介板12做為一轉(zhuǎn)接板，進(jìn)而將半導(dǎo)體晶片11電性連接至封裝基板13上，而硅中介板12可利用半導(dǎo)體制程做出3/3微米或以下的線寬/線距，所以當(dāng)半導(dǎo)體晶片11的輸入輸出(1/0)數(shù)增加時(shí)，該硅中介板12的面積已足夠連接高輸入輸出(1/0)數(shù)的半導(dǎo)體晶片11。此外，因?yàn)樵摴柚薪榘?2具有細(xì)線寬/線距的特性，其電性傳輸距離較短，所以連接于該硅中介板12的半導(dǎo)體晶片11的電性傳輸速度(效率)也較將半導(dǎo)體晶片直接接置封裝基板的速度(效率)來(lái)得快。
[0007]然而，由于現(xiàn)有為使用硅中介板12的硅貫孔121來(lái)電性連接上下兩側(cè)的半導(dǎo)體晶片11與封裝基板13，但制作硅貫孔121會(huì)使得整體封裝成本提高；此外，最終封裝結(jié)構(gòu)也會(huì)因?yàn)槎嗔斯柚薪榘?2而增加不少厚度。
[0008]因此，如何避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的種種問(wèn)題，實(shí)為目前業(yè)界所急需解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺失，本發(fā)明提供一種封裝結(jié)構(gòu)及其制法，能有效節(jié)省成本與減少厚度。
[0010]本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)，包括:具有貫穿的開口的框體；設(shè)于該框體的開口中的半導(dǎo)體晶片，其具有外露于該開口的相對(duì)的作用面與非作用面；形成于該開口中的介電層，以接觸并固定該半導(dǎo)體晶片，且該介電層與該作用面?zhèn)鹊目蝮w表面齊平；以及形成于該作用面?zhèn)鹊慕殡妼由系木€路層，以電性連接該作用面。
[0011]本發(fā)明還提供一種封裝結(jié)構(gòu)，其包括:框體，其具有貫穿的開口 ；半導(dǎo)體晶片，其設(shè)于該框體的開口中，且具有外露于該開口的相對(duì)的作用面與非作用面；介電層，其形成于該開口中，以接觸并固定該半導(dǎo)體晶片；線路層，其形成于該作用面?zhèn)鹊慕殡妼由?，以電性連接該作用面；以及承載板，其設(shè)于該框體、介電層和半導(dǎo)體晶片的非作用面上，且該框體和承載板為非一體成形。
[0012]本發(fā)明還提供一種封裝結(jié)構(gòu)的制法，其包括:提供一具有相對(duì)的第一表面與第二表面的承載板，該承載板的第一表面上形成有具有外露該第一表面的開口的框體，該框體和承載板為非一體成形，該開口中的第一表面上設(shè)置有具相對(duì)的作用面與非作用面的半導(dǎo)體晶片，該半導(dǎo)體晶片以該非作用面接合該第一表面，且該開口中填有介電層，以接觸并固定該半導(dǎo)體晶片；于該介電層上形成線路層，以電性連接該作用面；以及移除該承載板，以外露該半導(dǎo)體晶片的非作用面。
[0013]于一具體實(shí)施例中，提供該承載板與框體及設(shè)置該半導(dǎo)體晶片的步驟包括:于該承載板上設(shè)置該半導(dǎo)體晶片；于該承載板上接置一具有凹部的蓋板，該凹部面對(duì)該承載板，令該半導(dǎo)體晶片對(duì)應(yīng)容置于該凹部中；移除該蓋板的部分厚度，以外露該半導(dǎo)體晶片及該蓋板所留下的該框體；以及于該框體的開口中形成具有外露至少部分的該作用面的介電層。
[0014]于另一具體實(shí)施例中，形成該框體及該介電層的步驟包括:提供一其上設(shè)有該半導(dǎo)體晶片及一具有凹部的蓋板的該承載板，該凹部面對(duì)該承載板，使該半導(dǎo)體晶片對(duì)應(yīng)容置于該凹部底面，并令該蓋板懸空在該承載板上；于該凹部中及蓋板和承載板之間形成介電層，以接觸并固定該半導(dǎo)體晶片；以及移除該蓋板的部分厚度，以外露該半導(dǎo)體晶片及該蓋板所留下的該框體。
[0015]由上可知，本發(fā)明以較便宜的線路層取代現(xiàn)有的中介板，且亦省去現(xiàn)有半導(dǎo)體晶片與中介板之間的焊球，因此能有效減少封裝結(jié)構(gòu)的成本與厚度。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為現(xiàn)有具硅中介板的堆迭封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0017]圖2A至圖2L’所示者為本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)的制法的剖視圖，其中，圖2C’為圖2C的另一實(shí)施例，圖2D’與圖2D”為圖2D的不同實(shí)施例，圖2L’為接續(xù)圖2D”得到的封裝結(jié)構(gòu)，圖2L”為具有承載板的封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0018]圖3A及圖3B為接續(xù)圖2D’后的二種封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖3A’及圖3B’為具有承載板的封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖；以及
[0019]圖4A至圖4E’為本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)的另一制法的剖視圖，其中，圖4D’及圖4E’為圖4D及圖4E的不同實(shí)施例。
[0020]符號(hào)說(shuō)明
[0021]11,22半導(dǎo)體晶片
[0022]12硅中介板
[0023]121硅貫孔
[0024]13封裝基板
[0025]20承載板
[0026]20a第一表面
[0027]20b第二表面
[0028]21蓋板
[0029]210凹部
[0030]22a作用面
[0031]22b非作用面
[0032]21，框體
[0033]210，開口
[0034]23介電層
[0035]23’介電增層
[0036]230開孔
[0037]24導(dǎo)電體
[0038]25線路層
[0039]26絕緣保護(hù)層
[0040]260絕緣保護(hù)層開孔
[0041]27導(dǎo)電元件
[0042]28基板。
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下藉由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0044]須知，本說(shuō)明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用于配合說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員的了解與閱讀，并非用于限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，所以不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書中所引用的用語(yǔ)也僅為便于敘述的明了，而非用于限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0045]圖2A至圖2L所示者，其為本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)的制法的剖視圖，其中，圖2C’為圖2C的另一實(shí)施例，圖2D’與圖2D”為圖2D的不同實(shí)施例，圖2D’為接續(xù)圖2C’的實(shí)施例。
[0046]如圖2A所不，提供一具有相對(duì)的第一表面20a與第二表面20b的承載板20與一具有凹部210的蓋板21，其二者并非一體成形。
[0047]該承載板20與蓋板21可為有機(jī)或無(wú)機(jī)材質(zhì)，該有機(jī)材質(zhì)為例如苯環(huán)丁烯(Benzocyclo-buthene, BCB)或聚酰亞胺(polyimide)，該無(wú)機(jī)材質(zhì)為例如碳化娃(SiC)或二氧化硅(S12),形成該承載板20與蓋板21的材質(zhì)可為金屬、玻璃、陶瓷或半導(dǎo)體，該半導(dǎo)體為例如娃(Si)或砷化鎵(gallium arsenide，GaAs)。
[0048]如圖2B所示，于該承載板20的第一表面20a上設(shè)置至少一具有相對(duì)的作用面22a與非作用面22b的半導(dǎo)體晶片22，多個(gè)該半導(dǎo)體晶片22的大小或厚度(或稱為高度)可彼此不同，令該非作用面22b接合該第一表面20a，該半導(dǎo)體晶片22可藉由粘著層或粘晶膜(die attach film)(未圖