專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體封裝技術(shù)，特別是涉及一種半導(dǎo)體裝置中用于陣列封
裝的布線結(jié)構(gòu)
背景技術(shù)：
隨著電子或光電產(chǎn)品諸如數(shù)字相機(jī)、具有影像拍攝功能的手機(jī)、條碼掃描器(barcode reader)、射頻功率計(jì)(RF power meter)以及監(jiān)視器逐漸普及化，電子或光電裝置的需求也與曰倶增。電子或光電裝置通常包括激光二極管、發(fā)光二極管(LEDs)、電荷耦合裝置(charge-coupled device, CCD)、互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary metaloxide semiconductor, CMOS)裝置、功率傳感器(power sensor)且使用于印刷、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存或光信息的傳送與接收。 大多數(shù)的半導(dǎo)體裝置如電子或光電裝置通常為了效能上的需求而置放于密封的封裝體內(nèi)，這有助于操作上的穩(wěn)定性。上述半導(dǎo)體裝置可通過一種稱作晶片級芯片尺寸封裝(wafer level chip scale package,WLCSP)技術(shù)來進(jìn)行封裝。在傳統(tǒng)的封裝技術(shù)中，是先將具有如電子裝置、微機(jī)電裝置或是光電裝置等微裝置的晶片切割成多個(gè)芯片之后，再將其封裝。而不同于傳統(tǒng)的封裝方式，WLCSP技術(shù)中，微裝置的封裝是在晶片切割成多個(gè)芯片之前進(jìn)行。另外，上述裝置進(jìn)一步通過陣列封裝技術(shù)，例如球柵陣列(ball grid array,BGA)封裝，使裝置電性連接至印刷電路板(printed circuit board,PCB)以進(jìn)行特定操作。[0004] 然而，隨著產(chǎn)品尺寸的縮小及功能的復(fù)雜化，半導(dǎo)體裝置的封裝尺寸必須盡可能的縮小，同時(shí)也可能必須提供更多電子接觸點(diǎn)以因應(yīng)電裝置中增加的集成電路。因此，對于封裝的布線設(shè)計(jì)者而言，將面臨嚴(yán)苛的挑戰(zhàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于陣列封裝的布線結(jié)構(gòu)及具有該布
線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置，其通過使用多層走線(trace)連接用于陣列封裝的接墊，以縮短接
墊間距進(jìn)而縮小整體裝置尺寸或是在相同裝置尺寸中設(shè)置更多接墊以供芯片使用。 根據(jù)上述的目的，本實(shí)用新型提供一種用于陣列封裝的布線結(jié)構(gòu)，包括承載基
板、絕緣層、第一及第二環(huán)形接墊陣列、多條走線以及多個(gè)下通道導(dǎo)電層。第一及第二環(huán)形
接墊陣列及走線，分別設(shè)置于承載基板上方的絕緣層上，其中第二環(huán)形接墊陣列位于第一
環(huán)形接墊陣列相對內(nèi)側(cè)，而走線依序環(huán)繞排列于絕緣層邊緣。下通道導(dǎo)電層設(shè)置于承載基
板與絕緣層之間。這些走線中至少一走線延伸至第一環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊，而至少
一走線經(jīng)由其中下通道導(dǎo)電層而電性連接至第二環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊。 另根據(jù)上述的目的，本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體裝置，包括具有非有源表面的裝
置基板，承載基板、絕緣層、第一及第二環(huán)形接墊陣列、多條走線以及多個(gè)下通道導(dǎo)電層。承
載基板設(shè)置于非有源表面上。第一及第二環(huán)形接墊陣列及走線，分別設(shè)置于承載基板上方
的絕緣層上，其中第二環(huán)形接墊陣列位于第一環(huán)形接墊陣列相對內(nèi)側(cè)，而走線依序環(huán)繞排
3列于絕緣層邊緣且延伸至承載基板及裝置基板的側(cè)壁上。下通道導(dǎo)電層設(shè)置于承載基板與
絕緣層之間。這些走線中至少一走線延伸至第一環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊，而至少一走
線經(jīng)由其中下通道導(dǎo)電層而電性連接至第二環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊。 由此，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)縮短接墊間距進(jìn)而縮小整體裝置尺寸或是在相同裝置
尺寸中設(shè)置更多接墊以供芯片使用的技術(shù)效果。

圖1繪示出范例的半導(dǎo)體裝置中用于陣列封裝的布線結(jié)構(gòu)平面示意圖； 圖2繪示出圖1中沿2-2'線的剖面示意圖； 圖3繪示出根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中用于陣列封裝的布線結(jié)構(gòu)平面示意圖； 圖4繪示出圖3中沿4-4'線的剖面示意圖；及 圖5繪示出圖3中沿5-5'線的剖面示意圖。 附圖標(biāo)記說明 100、200 裝置基板 100a、200a 非有源面 102、202 承載基板 101、104、108、201、203、204、208 絕緣層 108a、208a 開口 106a、 106c、206a、206c 接墊 106b、206b 走線 110、210 焊球 204a、204b 通孔 205 下通道導(dǎo)電層 P1、P2 球距
具體實(shí)施方式以下說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。此說明的目的在于提供本實(shí)用新型的總體概念而并非用以局限本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。[0023] 請參照圖1及圖2，其中圖1繪示出范例的半導(dǎo)體裝置中用于陣列封裝的布線結(jié)構(gòu)平面示意圖，而圖2繪示出圖1中沿2-2'線的剖面示意圖。本例以光電裝置為例，例如影像感測裝置，包括裝置基板100及用于陣列封裝的布線結(jié)構(gòu)。裝置基板IOO，例如硅芯片或其他半導(dǎo)體芯片，其具有非有源面100a。此處的非有源面所指的是，不具有集成電路或電子部件形成于其上的表面。在本實(shí)施例中，裝置基板IOO內(nèi)包含影像感測元件，例如像素二極管，及控制影像感測元件的集成電路。此處，為了簡化附圖，僅繪示出平整的基板。用于陣列封裝的布線結(jié)構(gòu)設(shè)置于裝置基板100的非有源面100a上，包括承載基板102，例如玻璃基板或其他透明基板，以及設(shè)置于承載基板102上的絕緣層104及108、多個(gè)接墊106a及106c、以及走線106b。 絕緣層104及108的材料可為綠漆(solder mask)、樹脂、已知的介電材料，或它們的組合。由多個(gè)接墊106a所構(gòu)成的第一環(huán)形接墊陣列及由多個(gè)接墊106c所構(gòu)成的第二環(huán)形接墊陣列分別設(shè)置于絕緣層104上，其中第二環(huán)形接墊陣列位于第一環(huán)形接墊陣列的對內(nèi)側(cè)。再者，多條走線106b設(shè)置于絕緣層104上，且依序環(huán)繞排列于絕緣層104的邊緣。走線106b可由金屬所構(gòu)成。每一走線106b的一端延伸至接墊106a或106c，而另一端則延伸至承載基板102及裝置基板100的側(cè)壁上，其中裝置基板100的側(cè)壁設(shè)置有絕緣層101，例如環(huán)氧樹脂層，使裝置基板100與走線106b絕緣，如圖2所示。另一方面，走線106b會(huì)通過露出于裝置基板100側(cè)壁的電極(未繪示)，而與裝置基板100內(nèi)的集成電路電性連接。 在本實(shí)施例中，一些走線106b延伸至第一環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊106a，而其他的走線106b則延伸至第二環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊106c，如圖1所示。再者，設(shè)置于絕緣層104上的絕緣層108覆蓋走線106b且具有多個(gè)開口 108a而局部露出第一及第二環(huán)形接墊陣列中的接墊106a及106c。多個(gè)焊球IIO依序設(shè)置于對應(yīng)的接墊106a及106c，并經(jīng)由開口 108a而與下方的接墊106a及106c電性連接。然而，在上述的布線結(jié)構(gòu)中，由于絕緣層104上的每一走線106b需延伸至對應(yīng)的接墊106a或106c，故焊球110的球距Pl (或接墊間距)受限于走線106b的線寬。若為了縮小球距P1來縮小整體裝置尺寸，則走線106b的線寬必須縮小。如此將導(dǎo)致工藝容許度(process window)降低而降低裝置的可靠度。另外，若為了增加工藝容許度而增加走線106b的線寬，則球距P1必須增加。如此一來，走線106b及接墊106a或106c在布線結(jié)構(gòu)中所占用的面積將無法進(jìn)一步的縮小而使整體裝置尺寸難以縮小。 因此，本發(fā)明人提出另一種半導(dǎo)體裝置中用于陣列封裝的布線結(jié)構(gòu)，如圖3、4、及圖5所示，其中圖3繪示出根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中用于陣列封裝的布線結(jié)構(gòu)平面示意圖，圖4繪示出圖3中沿4-4'線的剖面示意圖而圖5繪示出圖3中沿5-5'線的剖面示意圖。在本實(shí)施例中，以光電裝置為例，例如影像感測裝置，包括具有非有源表面200a的裝置基板200以及位于非有源表面200a上用于陣列封裝的布線結(jié)構(gòu)。裝置基板200可相同于圖l及圖2中的裝置基板100。 布線結(jié)構(gòu)設(shè)置于裝置基板200的非有源面200a上，包括承載基板202、絕緣層203、204、及208、第一及第二環(huán)形接墊陣列、多條走線206b、多個(gè)下通道導(dǎo)電層205以及多個(gè)焊球210。承載基板202的材料可相同或類似于圖1及圖2中的承載基板202。絕緣層203、204、及208依序設(shè)置于承載基板202上。同樣地，絕緣層203、204、及208的材料可相同或類似于圖1及2中的絕緣層104及108。 由多個(gè)接墊206a所構(gòu)成的第一環(huán)形接墊陣列及由多個(gè)接墊206c所構(gòu)成的第二環(huán)形接墊陣列分別設(shè)置于絕緣層204上，其中第二環(huán)形接墊陣列位于第一環(huán)形接墊陣列的相對內(nèi)側(cè)。再者，多條走線206b亦設(shè)置于絕緣層204上，且依序環(huán)繞排列于絕緣層204的邊緣。每一走線206b的一端延伸至承載基板202及裝置基板200的側(cè)壁上，且通過裝置基板200側(cè)壁上的絕緣層201與裝置基板200絕緣，如圖4或圖5所示。再者，走線206b的另一端則與第一環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊206a電性連接或與第二環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊206c電性連接。 在本實(shí)施例中，一些走線206b延伸至第一環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊206a。特別的是，其他未延伸至接墊206a的走線206b則經(jīng)由設(shè)置于絕緣層204下方的下通道導(dǎo)電層205而電性連接至第二環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊206c。請參照圖4及圖5，下通道導(dǎo)電層205，例如金屬層，夾設(shè)于絕緣層203與絕緣層204之間。在其他實(shí)施例中，承載基板202上可不設(shè)置絕緣層203，使下通道導(dǎo)電層205夾設(shè)于承載基板202與絕緣層204之間。由于下通道導(dǎo)電層205位于絕緣層204下方而不影響接墊206a及206c的配置，故下通道導(dǎo)電
5層205可通過第一環(huán)形接墊陣列中接墊206a的下方(如圖3及圖5所示)或是設(shè)置于兩相鄰接墊206a之間的絕緣層204下方(如圖3及圖4所示)。另外，絕緣層204具有多個(gè)對通孔204a及204b對應(yīng)于下通道導(dǎo)電層205的兩端并局部露出下通道導(dǎo)電層205。通孔204b提供走線206b與對應(yīng)的下通道導(dǎo)電層205之間的電性連接。舉例而言，走線206b經(jīng)由通孔204b而與露出的下通道導(dǎo)電層205接觸。通孔204a提供第二環(huán)形接墊陣列中的接墊206c與對應(yīng)的下通道導(dǎo)電層205之間的電性連接。舉例而言，接墊206c經(jīng)由通孔204a而與露出的下通道導(dǎo)電層205接觸。在本實(shí)施例中，通孔204a及204b的俯視輪廓為矩形。然而，在其他實(shí)施例中，通孔204a及204b的俯視輪廓可為圓形、三角形、或其他多邊形。[0030] 設(shè)置于絕緣層204上的絕緣層208覆蓋走線206b且具有多個(gè)開口 208a而局部露出第一及第二環(huán)形接墊陣列中的接墊206a及206c。多個(gè)焊球210依序設(shè)置于對應(yīng)的接墊206a及206c，并經(jīng)由開口 208a而與下方的接墊206a及206c電性連接。[0031] 在上述的實(shí)施例中，由于一些走線206b是通過下通道導(dǎo)電層205電性連接至接墊206c，而不是直接延伸至接墊206c。因此，在不縮小走線206b線寬的情形下，焊球210的球距P2(或接墊間距)得以縮小，進(jìn)而縮小整體裝置尺寸。亦即，可維持原有的工藝容許度。再者，也可增加走線206b線寬，以增加工藝容許度及提升裝置可靠度。另外，也可在不縮小整體裝置尺寸情形下，布線結(jié)構(gòu)可提供更多面積來設(shè)置更多的電子接觸點(diǎn)(即，接墊或焊球)，以因應(yīng)具有復(fù)雜集成電路的芯片所需。 雖然本實(shí)用新型已以優(yōu)選實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作更動(dòng)與潤飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該半導(dǎo)體裝置包括裝置基板，具有非有源表面；承載基板，設(shè)置于該非有源表面上；第一絕緣層，設(shè)置于該承載基板上；第一及第二環(huán)形接墊陣列，分別設(shè)置于該第一絕緣層上，且該第二環(huán)形接墊陣列位于該第一環(huán)形接墊陣列相對內(nèi)側(cè)；多條走線，設(shè)置于第一絕緣層上，依序環(huán)繞排列于該第一絕緣層邊緣且延伸至該承載基板及該裝置基板的側(cè)壁上；以及多個(gè)下通道導(dǎo)電層，設(shè)置于該承載基板與該第一絕緣層之間；其中該多條走線中至少一條走線延伸至該第一環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊，而至少一條走線經(jīng)由其中下通道導(dǎo)電層而電性連接至該第二環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該半導(dǎo)體裝置還包括第二絕緣層，設(shè)置于該第一絕緣層上且覆蓋該多條走線，具有多個(gè)開口以局部露出該第一及第二環(huán)形接墊陣列；以及多個(gè)焊球，對應(yīng)設(shè)置于該第一及第二環(huán)形接墊陣列上并經(jīng)由該多個(gè)開口而與對應(yīng)的接墊電性連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該第二絕緣層由綠漆所構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該第一絕緣層由綠漆所構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，電性連接該走線與該接墊的該下通道導(dǎo)電層位于該第一環(huán)形接墊陣列中至少一接墊下方。
6. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，電性連接該走線與該接墊的該下通道導(dǎo)電層位于該第一環(huán)形接墊陣列中兩相鄰的接墊之間。
7. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該第一絕緣層具有至少二個(gè)通孔，以供該走線與該下層通道導(dǎo)電層之間以及該接墊與該下層通道導(dǎo)電層之間的電性連接之用。
8. 如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該至少二個(gè)通孔的俯視輪廓為圓形、三角形、矩形、或多邊形。
9. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該半導(dǎo)體裝置還包括第三絕緣層，該第三絕緣層設(shè)置于該第一絕緣層與該承載基板之間，使該多個(gè)下層通道導(dǎo)電層夾設(shè)于該第一及該第三絕緣層之間。
10. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，該半導(dǎo)體裝置還包括第三絕緣層，該第三絕緣層設(shè)置于該裝置基板側(cè)壁與該多條走線之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種半導(dǎo)體裝置，其包括具有非有源表面的裝置基板，承載基板、絕緣層、第一及第二環(huán)形接墊陣列、多條走線以及多個(gè)下通道導(dǎo)電層。承載基板位于非有源表面上。第一及第二環(huán)形接墊陣列及走線分別位于承載基板上方的絕緣層上。第二環(huán)形接墊陣列位于第一環(huán)形接墊陣列相對內(nèi)側(cè)，而走線依序環(huán)繞排列于絕緣層邊緣且延伸至承載基板及裝置基板的側(cè)壁上。下通道導(dǎo)電層位于承載基板與絕緣層之間。這些走線中至少一走線延伸至第一環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊，而至少一走線經(jīng)由其中下通道導(dǎo)電層而電性連接至第二環(huán)形接墊陣列中對應(yīng)的接墊。
文檔編號H01L23/498GK201466016SQ20092000836
公開日2010年5月12日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者鄭家明, 黃田昊 申請人:精材科技股份有限公司