本發(fā)明是有關(guān)于一種封裝體及其制作方法，且特別是有關(guān)于一種半導(dǎo)體封裝體及其制作方法。

背景技術(shù)：

為滿足電子產(chǎn)品的輕薄短小的需求，作為電子產(chǎn)品的核心元件的半導(dǎo)體封裝體也朝微型化(Miniaturization)的方向發(fā)展。近年來(lái)，業(yè)界發(fā)展出一種芯片尺寸封裝體(Chip Scale Package，簡(jiǎn)稱CSP)的微型化半導(dǎo)體封裝體，其特點(diǎn)在于，前述芯片尺寸封裝體的尺寸約等于其芯片的尺寸或略大于其芯片的尺寸。另一方面，半導(dǎo)體封裝體除了需在尺寸上微型化外，也需提高集成度(integrity)以及與電路板等外部電子元件電性連接所用的輸入/輸出端子(Input/Output，簡(jiǎn)稱I/O)的數(shù)量，才滿足電子產(chǎn)品在高性能與高處理速度上的需求。為求能在芯片的主動(dòng)表面的有限面積上布設(shè)更多數(shù)量的輸入/輸出端子(I/O)，于是晶圓級(jí)半導(dǎo)體封裝體，例如晶圓級(jí)芯片尺寸封裝體(Wafer Level Chip Scale Packaging，簡(jiǎn)稱WLCSP)便應(yīng)運(yùn)而生。

現(xiàn)有的晶圓級(jí)芯片尺寸封裝體的制作一般是先通過(guò)壓模制程(molding process)使封裝膠體包覆芯片的晶背以及連接晶背的側(cè)表面，并且暴露出相對(duì)于晶背的主動(dòng)表面。之后，在封裝膠體以及芯片的主動(dòng)表面上形成重配置線路層，并使芯片的主動(dòng)表面上的輸入/輸出端子(I/O)與重配置線路層電性連接。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)壓模制程所形成的封裝膠體的厚度較厚，并不利晶圓級(jí)芯片尺寸封裝體的微型化。此外，由于封裝膠體的熱傳導(dǎo)系數(shù)較低、散熱效果差，因此芯片所產(chǎn)生的熱大多是通過(guò)重配置線路傳遞至外界，其散熱面積或散熱途徑有限，故散熱效率不佳。在熱無(wú)法快速地傳遞至外界而積累于晶圓級(jí)芯片尺寸封裝體的內(nèi)部的情況下，容易造成晶圓級(jí)芯片尺寸封裝體產(chǎn)生翹曲(warpage)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體封裝體及其制作方法，其能制作出具有良好的散熱效率的半導(dǎo)體封裝體。

本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體封裝體，包括絕緣層、芯片、熱接口材料、散熱蓋體以及重配置線路層。絕緣層具有容納開口。芯片設(shè)置于容納開口內(nèi)。芯片具有主動(dòng)表面、相對(duì)于主動(dòng)表面的背面以及連接主動(dòng)表面與背面的側(cè)表面。熱接口材料填充于容納開口中以至少包覆芯片的側(cè)表面并且暴露出主動(dòng)表面。重配置線路層與散熱蓋體分別配置于絕緣層的兩側(cè)，散熱蓋體通過(guò)熱接口材料與芯片熱耦接。重配置線路層覆蓋于芯片的主動(dòng)表面與熱接口材料，且重配置線路層與芯片電性連接。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的熱接口材料包覆芯片的背面與側(cè)表面。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的散熱蓋體與絕緣層及接口材料接觸。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的熱接口材料暴露出芯片的背面，且散熱蓋體與絕緣層、熱接口材料以及芯片的背面接觸。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的絕緣層具有第一表面及與第一表面相對(duì)的第二表面。散熱蓋體配置于第一表面上，而重配置線路層配置于第二表面上，且芯片的背面切齊于絕緣層的第一表面。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的重配置線路層包括交替堆疊的至少一圖案化導(dǎo)電層與至少一圖案化介電層。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的半導(dǎo)體封裝體還包括多個(gè)焊球。這些焊球通過(guò)重配置線路層與芯片電性連接。

本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體封裝體的制作方法，其包括以下步驟。在載體上形成散熱蓋體。在散熱蓋體上形成絕緣層絕緣層具有至少一容納開口以暴露出部分的散熱蓋體。將芯片配置于容納開口中并且于容納開口中填入熱接口材料，以使熱接口材料包覆芯片并且暴露出芯片的主動(dòng)表面。在絕緣層、熱接口材料以及芯片的主動(dòng)表面上形成重配置線路層，其中重配置線路層與芯片電性連接。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的導(dǎo)體封裝體的制作方法還包括在重配置線路層上形成多個(gè)焊球，其中這些焊球通過(guò)重配置線路層與芯片電性連接。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的導(dǎo)體封裝體的制作方法還包括令散熱蓋 體與載體分離。

本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體封裝體的制作方法，其包括以下步驟。在載體上形成散熱材料層。在散熱材料層上形成絕緣材料層。絕緣材料層具有多個(gè)容納開口以暴露出部分的散熱材料層。將多個(gè)芯片分別配置于這些容納開口中并且于這些容納開口中填入熱接口材料，以使熱接口材料包覆這些芯片并且暴露出這些芯片的主動(dòng)表面。在絕緣材料層、熱接口材料以及這些芯片的主動(dòng)表面上形成重配置線路結(jié)構(gòu)，其中重配置線路結(jié)構(gòu)包括多個(gè)重配置線路層，且各個(gè)重配置線路層分別與對(duì)應(yīng)的芯片電性連接。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的半導(dǎo)體封裝體的制作方法還包括這些重配置線路層上形成多組焊球，其中各組焊球分別通過(guò)其中一重配置線路層與對(duì)應(yīng)的芯片電性連接。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的半導(dǎo)體封裝體的制作方法還包括令散熱材料層與載體分離。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的半導(dǎo)體封裝體的制作方法還包括沿著預(yù)定切割線切割散熱材料層、絕緣材料層及重配置線路結(jié)構(gòu)，以形成多個(gè)半導(dǎo)體封裝體。

基于上述，本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體可通過(guò)熱接口材料至少包覆位于絕緣層的容納開口內(nèi)的芯片的側(cè)表面，并以散熱蓋體接觸熱接口材料，因而具有良好的散熱效率。另一方面，本發(fā)明所提出的半導(dǎo)體封裝體的制作方法可制作出上述具有良好的散熱效率的半導(dǎo)體封裝體。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1A至圖1G示出本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝體的制作流程；

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝體的示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

10：載體；

100、100A：半導(dǎo)體封裝體；

110：散熱材料層；

110a：散熱蓋體；

120：絕緣材料層；

120a：絕緣層；

121：容納開口；

121a：第一表面；

122a：第二表面；

130：芯片；

131：主動(dòng)表面；

132：背面；

133：側(cè)表面；

140：熱接口材料；

150：重配置線路結(jié)構(gòu)；

151：重配置線路層；

151a、151b：圖案化導(dǎo)電層；

151c：圖案化介電層；

B：焊球；

D：間距；

L：預(yù)定切割線。

具體實(shí)施方式

圖1A至圖1G示出本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝體的制作流程。請(qǐng)參考圖1A，先提供載體10，并在載體10上形成散熱材料層110。舉例來(lái)說(shuō)，載體10可為硬質(zhì)材料或可撓性材料所構(gòu)成的板材，或者是離形膜(如熱釋放膠膜、紫外光釋放膠膜或其他適當(dāng)?shù)哪z膜)，但本發(fā)明對(duì)于載體10的材質(zhì)不作任何的限制。此處，散熱材料層110例如是通過(guò)膠合的方式而暫時(shí)性地固定于載體10上，以利于后續(xù)制程的進(jìn)行。在本實(shí)施例中，散熱材料層110可以是由鋁、鎂、銅、銀、金或其他導(dǎo)熱性佳的金屬或金屬合金所構(gòu)成，或者是石墨或其他導(dǎo)熱性佳等非金屬材質(zhì)所構(gòu)成。

接著，請(qǐng)參考圖1B，在散熱材料層110上形成絕緣材料層120，其中絕緣材料層120的材質(zhì)可為聚酰亞胺(Polyimide)、環(huán)氧樹脂、硅(Si)、硅氧化物 (SiO_x)或其他適當(dāng)?shù)慕^緣材料。此處，絕緣材料層120可具有多個(gè)容納開口121，以暴露出部分的散熱材料層110。舉例來(lái)說(shuō)，絕緣材料層120的制作可以是先在散熱材料層110上全面性地形成一層絕緣材料，再通過(guò)曝光顯影或雷射開孔等制程在前述絕緣材料的特定區(qū)域形成容納開口121，以得到圖案化的絕緣材料層120。又或者是，通過(guò)噴墨印刷、網(wǎng)版印刷、淋幕式印刷、噴涂印刷或是干膜貼附等方式，直接在散熱材料層110上形成具有容納開口121的絕緣材料層120，但本發(fā)明對(duì)于形成圖案化的絕緣材料層120的制作方法不作任何的限制。

接著，請(qǐng)參考圖1C，將多個(gè)芯片130分別配置于這些容納開口121中并且在這些容納開口121中填入熱接口材料140，其中熱接口材料140可為導(dǎo)熱膠、導(dǎo)熱膏、導(dǎo)熱膠膜或?qū)崮z帶。需說(shuō)明的是，本發(fā)明并不限制置放芯片130在容納開口121中以及填入熱接口材料140在容納開口121中的先后順序，舉凡可使熱接口材料140至少包覆芯片130的側(cè)表面133并且暴露出芯片130的主動(dòng)表面131的制作程序皆可適用。

在本實(shí)施例中，其例如是先填入熱接口材料140于容納開口121中，再將芯片130置入已填有熱接口材料140的容納開口121中，并使芯片130中相對(duì)于主動(dòng)表面131的背面132與散熱材料層110維持間距D(即芯片130的背面132未與散熱材料層110接觸)。在另一實(shí)施例中，其例如是先將芯片130置入容納開口121中，使芯片130的背面132與散熱材料層110接觸。接著，沿著芯片130的側(cè)表面133與容納開口121的內(nèi)壁之間的間隙填入熱接口材料140于容納開口121中。在又一實(shí)施例中，其例如是先將芯片130置入容納開口121中，使芯片130的背面132與散熱材料層110接觸。接著，利用真空壓合的方式將導(dǎo)熱膠帶或?qū)崮z膜壓入容納開口121中。若有需要時(shí)，另將導(dǎo)熱膠帶或?qū)崮z膜覆蓋住芯片130的主動(dòng)表面131的部分移除以暴露出主動(dòng)表面131。

接著，請(qǐng)參考圖1D，利用重配置線路制程在絕緣材料層120、熱接口材料140以及各個(gè)芯片130的主動(dòng)表面131上形成重配置線路結(jié)構(gòu)150，其中重配置線路結(jié)構(gòu)150包括多個(gè)重配置線路層151，且各個(gè)重配置線路層151分別與對(duì)應(yīng)的芯片130電性連接。詳細(xì)而言，各個(gè)重配置線路層151包括交替堆疊的圖案化導(dǎo)電層151a、151b以及圖案化介電層151c，其中各個(gè)重配置 線路層151是以圖案化導(dǎo)電層151a連接對(duì)應(yīng)的芯片130的主動(dòng)表面131，且部分的圖案化導(dǎo)電層151a會(huì)與熱接口材料140接觸。另一方面，圖案化介電層151c會(huì)暴露出圖案化導(dǎo)電層151b。需說(shuō)明的是，重配置線路層例如是多層線路結(jié)構(gòu)，其線路的層數(shù)可視實(shí)際需求而有所增減。

接著，請(qǐng)參考圖1E，進(jìn)行植球以及回焊(reflow)制程以在這些重配置線路層151上形成多組焊球B，其中各組焊球B分別連接對(duì)應(yīng)的重配置線路層151中的圖案化導(dǎo)電層151b，進(jìn)而與對(duì)應(yīng)的芯片130電性連接。一般而言，焊球B的材料可包括錫或錫鉛合金或無(wú)鉛焊料。接著，請(qǐng)參考圖1F，將載體10自散熱材料層110移除，即分離散熱材料層110與載體10。

最后，請(qǐng)同時(shí)參考圖1F與圖1G，沿著任兩相鄰的芯片130之間的預(yù)定切割線L進(jìn)行單體化制程，以形成多個(gè)半導(dǎo)體封裝體100。舉例來(lái)說(shuō)，刀具或雷射會(huì)沿著預(yù)定切割線L切割通過(guò)散熱材料層110、絕緣材料層120及重配置線路結(jié)構(gòu)150的圖案化介電層151c，主要是以不損及焊球B為原則。至此，半導(dǎo)體封裝體100的制作已大致完成，其中切割后的散熱材料層110構(gòu)成半導(dǎo)體封裝體100的散熱蓋體110a，且切割后的絕緣材料層120構(gòu)成半導(dǎo)體封裝體100的絕緣層120a。

由于在上述半導(dǎo)體封裝體100的制作過(guò)程中，其可利用圖案化的絕緣材料層120(即具有多個(gè)容納開口121的絕緣材料層120)來(lái)取代現(xiàn)有的壓模制程中所使用的框架，因此可免去現(xiàn)有的半導(dǎo)體封裝中的部分制作程序及所需的輔具，進(jìn)而有助于縮減的半導(dǎo)體封裝體100的封裝厚度并降低其制作成本。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖1G，在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體封裝體100包括散熱蓋體110a、絕緣層120a、芯片130、熱接口材料140以及重配置線路層151。芯片130設(shè)置于絕緣層120a的容納開口121內(nèi)。熱接口材料140填充于容納開口121中以包覆芯片130的側(cè)表面133以及背面132，并且暴露出主動(dòng)表面131。重配置線路層151與散熱蓋體110a分別配置于絕緣層120a的相對(duì)兩側(cè)，由于散熱蓋體110a與絕緣層120a及熱接口材料140接觸而未直接接觸芯片130的背面132，因此本實(shí)施例的散熱蓋體110a例如是通過(guò)熱接口材料140與芯片130熱耦接。

另一方面，重配置線路層151覆蓋于芯片130的主動(dòng)表面131與熱接口材料140，其中重配置線路層151例如是通過(guò)圖案化導(dǎo)電層151a連接芯片130 的主動(dòng)表面131以與芯片130電性連接，且部分的圖案化導(dǎo)電層151a會(huì)與熱接口材料140接觸。焊球B分別連接重配置線路層151中的圖案化導(dǎo)電層151b，以與芯片130電性連接。此處，焊球B與芯片13分別位于重配置線路層151的相對(duì)兩側(cè)。

在本實(shí)施例中，芯片130的背面132與側(cè)表面133由熱接口材料140所包覆，故能提高芯片130的散熱面積。再者，散熱蓋體110a可通過(guò)熱接口材料140與芯片130熱耦接，因此芯片130運(yùn)作時(shí)所產(chǎn)生的熱便能通過(guò)熱接口材料150以及散熱蓋體110a迅速地傳遞至外界。此外，由于部分的圖案化導(dǎo)電層151a會(huì)與熱接口材料140接觸，因此重配置線路層151中所產(chǎn)生的熱也能通過(guò)熱接口材料140以及散熱蓋體110a迅速地傳遞至外界，或者是通過(guò)焊球B傳遞至外界。據(jù)此，半導(dǎo)體封裝體100便不易因熱積累于其內(nèi)部而產(chǎn)生翹曲。

以下將列舉其他實(shí)施例以作為說(shuō)明。在此必須說(shuō)明的是，下述實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號(hào)與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說(shuō)明。關(guān)于省略部分的說(shuō)明可參考前述實(shí)施例，下述實(shí)施例不再重復(fù)贅述。

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝體的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2，本實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝體100A與上述實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝體100大致相似，兩者之間主要的差異在于：本實(shí)施例的熱接口材料140暴露出芯片130的背面132，且散熱蓋體110a與絕緣層120a、熱接口材料140以及芯片130的背面132接觸。詳細(xì)而言，絕緣層120a具有第一表面121a及與第一表面121a相對(duì)的第二表面122a，散熱蓋體110a配置于第一表面121a上，而重配置線路層151配置于第二表面122a上，且芯片130的背面132例如是切齊于絕緣層120a的第一表面121a。

綜上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體可通過(guò)熱接口材料至少包覆位于絕緣層的容納開口內(nèi)的芯片的側(cè)表面，并以散熱蓋體接觸熱接口材料，使散熱蓋體通過(guò)熱接口材料與芯片熱耦接。如此為之，芯片運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的熱便能通過(guò)熱接口材料以及散熱蓋體迅速地傳遞至外界。此外，由于部分的圖案化導(dǎo)電層會(huì)與熱接口材料接觸，因此重配置線路層中所產(chǎn)生的熱也能通過(guò)熱接口材料以及散熱蓋體迅速地傳遞至外界，或者是通過(guò)焊球傳遞至外界。據(jù)此，本 發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體可具有良好的散熱效率，而不容易因受熱而產(chǎn)生翹曲。

另一方面，本發(fā)明所提出的半導(dǎo)體封裝體的制作方法不僅可制作出上述具有良好的散熱效率的半導(dǎo)體封裝體，其還可利用圖案化的絕緣材料層(即具有多個(gè)容納開口的絕緣材料層)來(lái)取代現(xiàn)有的壓模制程中所使用的框架，藉以免去現(xiàn)有的半導(dǎo)體封裝中的部分制作程序及所需的輔具，故有助于縮減的半導(dǎo)體封裝體的封裝厚度并降低其制作成本。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。