專利名稱：小片重新配置的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體的封裝方法，特別是有關(guān)于一種將小片或多顆
小片重新配置至另一基板后，再經(jīng)使用重新配置層(RDL)來形成模組化的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)?shù)难杆?，因此微型化的半?dǎo)體小片(Dice)必須具有多樣化的功能的需求，使得半導(dǎo)體小片必須要在很小的區(qū)域中配置更多的輸入/輸出墊(I/Opads)，因而使得金屬接腳(pins)的密度也快速的提高了。因此，早期的導(dǎo)線架封裝技術(shù)已經(jīng)不適合高密度的金屬接腳；故發(fā)展出一種球陣列(Ball Grid Array: BGA)的封裝技術(shù)，球陣列封裝除了有比導(dǎo)線架封裝更高密度的優(yōu)點(diǎn)外，其錫球也比較不容易損害與變形。
隨著3C產(chǎn)品的流行，例如移動電話(Cell Phone)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)或是iPod等，都必須要將許多復(fù)雜的系統(tǒng)芯片放入一個(gè)非常小的空間中，因此為解決此一問題， 一種稱為"晶圓級封裝(wafer level package; WLP)"的封裝技術(shù)已經(jīng)發(fā)展出來，其可以在切割晶圓成為一顆顆的小片之前，就先對晶圓進(jìn)行封裝。美國第5,323,051號專利即揭露了這種"晶圓級封裝"技術(shù)。然而，這種"晶圓級封裝"技術(shù)隨著小片有源面上的焊墊(pads)數(shù)目的增加，使得焊墊(pads)的間距過小，除了會導(dǎo)致信號耦合或信號干擾的問題外，也會因?yàn)楹笁|間距過小而造成封裝的可靠度降低等問題。因此，當(dāng)小片再更進(jìn)一步的縮小后，使得前述的封裝技術(shù)都無法滿足。
為解決此一問題，美國第7,196,408號專利已揭露了一種將完成半導(dǎo)體制程的晶圓，經(jīng)過測試及切割后，將測試結(jié)果為良好的小片(good die)重新放置于另一個(gè)基板之上，然后再進(jìn)行封裝制程，如此，使得這些被重新放置的小片間具有較寬的間距，故可以將小片上的焊墊適當(dāng)?shù)姆峙?，例如使用橫向延伸(或扇出)(fan out)技術(shù)，因此可以有效解決因間距過小，除了會導(dǎo)致信號耦 合或信號干擾的問題。
然而，為使半導(dǎo)體芯片能夠有較小及較薄的封裝結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行晶圓切割前， 會先對晶圓進(jìn)行薄化處理，例如以背磨(backside lapping)方式將晶圓薄化至 2~20mil，然后再切割成一顆顆的小片。此一經(jīng)過薄化處理的小片，經(jīng)過重新配 置在另一基板上，再以注模方式將多個(gè)小片形成一封裝體；由于小片很薄，使 得封裝體也是非常的薄，故當(dāng)封裝體脫離基板之后，封裝體本身的應(yīng)力會使得 封裝體產(chǎn)生翹曲，增加后續(xù)進(jìn)行切割制程的困難。
另外，在晶圓切割之后，要將小片重新配置在另一個(gè)尺寸較原來基板的尺 寸還大的基板時(shí)，由于需要經(jīng)由取放裝置(pick & place)將小片吸起，然后將 小片翻轉(zhuǎn)后，以覆晶方式將小片的有源面貼附于基板上，而在取放裝置將小片 翻轉(zhuǎn)的過程中，容易會產(chǎn)生傾斜(tilt)而造成位移，例如傾斜超過5微米， 故會使得小片無法對準(zhǔn)，進(jìn)而使得后續(xù)植球制程中也無法對準(zhǔn)，而造成封裝結(jié) 構(gòu)的可靠度降低。
為此，本發(fā)明提供一種在進(jìn)行晶圓切割之前，在晶圓的背面先形成對準(zhǔn)標(biāo) 志(alignmentmark)并配合小片重新配置的封裝方法，其可以有效地解決植球時(shí) 無法對準(zhǔn)以及封裝體產(chǎn)生翹曲的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于發(fā)明背景中所述的植球?qū)?zhǔn)以及封裝體翹曲的問題，本發(fā)明提供一 種利用晶圓對準(zhǔn)標(biāo)志的小片重新配置的封裝結(jié)構(gòu)及其方法，來將多個(gè)小片重新 進(jìn)行配置并進(jìn)行封裝。故本發(fā)明的主要目的是提供一種二階段熱固性膠材來覆 蓋小片的封裝方法，可有效提高制造的良率及可靠度。
本發(fā)明的另一主要目的是提供一種小片重新配置的封裝方法，其可以將12 吋晶圓所切割出來的小片重新配置于8吋晶圓的基板上，如此可以有效運(yùn)用8 吋晶圓的既有的封裝設(shè)備，而無需重新設(shè)立12吋晶圓的封裝設(shè)備，可以降低 12吋晶圓的封裝成本。
本發(fā)明的還有一主要目的是提供一種小片重新配置的封裝方法，使得進(jìn)行 封裝的芯片都是"已知是功能正常的芯片"(Known good die)，可以節(jié)省封
7裝材料，故也可以降低制程的成本。
根據(jù)以上的封裝結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供一種小片重新配置的封裝方法包括提供 一基板，具有一上表面及一下表面，且其上表面上配置一光感材料層；提供多 個(gè)小片，每一小片具有一有源面及一背面，并于有源面上配置有多個(gè)焊墊；取 放多個(gè)小片，是將每一小片的有源面以覆晶方式置放在感光材料層上；提供一 第二基板，具有一上表面及一下表面，且其上表面上配置一高分子材料層；形 成一封裝體，其將第二基板及高分子材料層與第一基板的上表面接合，以使高 分子材料層包覆每一小片且填滿于每一小片之間；脫離第一基板，以裸露出感 光材料層；形成多個(gè)開口 (opening)，是于感光材料層上形成多個(gè)開口 ，以曝 露出每一小片的有源面上的多個(gè)焊墊；形成多條扇出的金屬線段，每一金屬線 段的一端與多個(gè)焊墊電性連接；形成一保護(hù)層，以覆蓋每一小片的有源面及每 一金屬線段并曝露出每一金屬線段的另一端；形成多個(gè)電性連接元件，其將多 個(gè)電性連接元件與多個(gè)金屬線段的另一端電性連接；及切割封裝體，以形成多 個(gè)各自獨(dú)立的封裝體。
本發(fā)明還提供另一種小片重新配置的封裝結(jié)構(gòu)，包括 一個(gè)具有有源面及 下表面的小片并于有源面上配置有多個(gè)焊墊；封裝體用以包覆小片且曝露出有 源面上的多個(gè)焊墊；多條扇出的金屬線段的一端與每一焊墊電性連接；保護(hù)層 用以覆蓋小片的有源面及每一金屬線段并曝露出金屬線段的另一端以及多個(gè) 電性連接元件與多條金屬線段的另一端電性連接，其中，封裝體為一種二階段 熱固性膠材。
本發(fā)明接著再提供一種小片重新配置的封裝結(jié)構(gòu)，包括:多個(gè)小片且每一該 小片具有一有源面及一下表面并于該有源面上配置有多個(gè)焊墊， 一封裝體用以 包覆多個(gè)小片且曝露出多個(gè)小片有源面上的多個(gè)焊墊，多條扇出的金屬線段的 一端與多個(gè)焊墊電性連接， 一保護(hù)層用以覆蓋小片的有源面及多條金屬線段并 曝露出多個(gè)金屬線段的另一端以及多個(gè)電性連接元件與多條金屬線段的另一 端電性連接，其中，封裝體為一二階段熱固性膠材。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明，其中 圖1是先前技術(shù)的示意圖2A至圖2B是根據(jù)本發(fā)明所揭露的在具有對準(zhǔn)標(biāo)志的晶圓的正面及背面 的封裝結(jié)構(gòu)的俯視圖3至圖7是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的封裝過程的剖視圖8至圖12是根據(jù)本發(fā)明的模組封裝過程的剖視圖13至圖19是根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的封裝過程的剖視圖；及
圖20是根據(jù)本發(fā)明的另一模組封裝過程的剖視圖。
主要元件符號說明20基板
30高分子材料層/光感材料層
32光感材料層的開口
40晶圓
40A晶圓的正面
40B晶圓的背面
70二階段熱固性膠材
70A封裝體
80保護(hù)層
82保護(hù)層的開口
卯金屬線段
200粘著層
100基板
220渠道
402對準(zhǔn)標(biāo)志
410小片
412焊墊
414切割道
420電性連接元件500模具裝置
700高分子材料層
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明在此所探討的方向?yàn)橐环N小片重新配置的封裝方法，將多顆小片重 新配置于另一基板上，然后進(jìn)行封裝的方法。為了能徹底地了解本發(fā)明，將在 下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發(fā)明的施行并未限定芯片 堆疊的方式的本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的特殊細(xì)節(jié)。另一方面，眾所周知的芯片 形成方式以及芯片薄化等后段制程的詳細(xì)步驟并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成 本發(fā)明不必要的限制。然而，對于本發(fā)明的較佳實(shí)施例，則會詳細(xì)描述如下， 然而除了這些詳細(xì)描述之外，本發(fā)明還可以廣泛地施行在其他的實(shí)施例中，且 本發(fā)明的范圍不受限定，其以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
在現(xiàn)代的半導(dǎo)體封裝制程中，均是將一個(gè)已經(jīng)完成前段制程(Front End Process)的晶圓(wafer)，先在晶圓的正面形成一薄的絕緣層(例如形成一 Si02層)，然后再先進(jìn)行薄化處理(Thinning Process)，例如將芯片的厚度研 磨至2 20mil之間；然后，進(jìn)行晶圓的切割(sawing process)以形成一顆顆的 小片110;然后，使用取放裝置(pick and place)將一顆顆的小片逐一放置于 另一個(gè)基板100上，如圖1所示。很明顯地，基板IOO上的小片間隔區(qū)域比小 片110大，因此，可以使得這些被重新放置的小片110間具有較寬的間距，故 可以將小片110上的焊墊適當(dāng)?shù)姆峙洹４送?，本?shí)施例所使用的封裝方法，可 以將12吋晶圓所切割出來的小片110重新配置于8吋晶圓的基板上，如此可 以有效運(yùn)用8吋晶圓的即有的封裝設(shè)備，而無需重新設(shè)立12吋晶圓的封裝設(shè) 備，可以降低12吋晶圓的封裝成本。然后要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明的實(shí)施例并未 限定使用8吋晶圓大小的基板，其只要能提供承載的功能者，例如玻璃、石 英、陶瓷、電路板或金屬薄板(metal foil)等，均可作為本實(shí)施例的基板100， 因此基板100的形狀也未加以限制。
首先，圖2A及圖2B，其是表示具有對準(zhǔn)標(biāo)志的晶圓的俯視圖。如圖2A 所示，其表示在晶圓40的上表面40A形成有多個(gè)小片110，且在晶圓40的每 一個(gè)小片410的背面40B的X-Y方向上，設(shè)置有多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)志(alignmentmark)402，如圖2B所示。由先前陳述得知，當(dāng)晶圓40經(jīng)切割之后形成多個(gè)小 片410，再重新配置至另一基板100時(shí)，由于新的基板100之間的小片間隔區(qū) 域比小片410大，因此在取放小片410的過程中，容易產(chǎn)生偏移，而在后續(xù)封 裝制程的植球步驟(ballmount)會無法對準(zhǔn)，而造成封裝結(jié)構(gòu)的可靠度降低。因 此在本具體實(shí)施例中，在晶圓40未進(jìn)行切割之前先將晶圓的背面40B朝上， 然后在晶圓40的背面40B且在每一小片的背面的X-Y方向形成多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)志 402。接著進(jìn)行晶圓切割步驟，并使每一顆小片410的背面朝上；再接著，使 用取放裝置(未于圖中顯示)將每一顆小片410吸起并放置于基板IOO上；由 于，每一顆小片410的背面上均已配置有對準(zhǔn)標(biāo)志402，因此，取放裝置可以 直接辨識出每一顆小片410其有源面上的焊墊412位置；當(dāng)取放裝置要將小片 410放置于基板上時(shí)，可以再借由基板上的參考點(diǎn)(未于圖中顯示)來計(jì)算出 小片410的相對位置，再加上取放裝置不需要將小片410翻轉(zhuǎn)，因此可以將小 片410精確地放置于基板100上。故當(dāng)多個(gè)小片410重新配置在新的基板100 上時(shí)，就不會因?yàn)闊o法對準(zhǔn)而且準(zhǔn)確度以及可靠度的問題。在此，形成對準(zhǔn)標(biāo) 志402的方式可以利用光蝕刻(photo-etching)制程，在晶圓40的背面40B的X-Y 方向上形成多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)志402，且其形狀可以為任意幾何形狀，而在一較佳實(shí) 施例中，此一幾何形狀為十字的標(biāo)志。另外，形成對準(zhǔn)標(biāo)志402的方式還包括 利用激光標(biāo)簽(lasermark)制程，在晶圓40的背面40B形成多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)志402。 緊接著，請參考圖3，是本發(fā)明的一具體實(shí)施例的剖面示意圖。如圖3所 示，首先，在基板20上配置有一高分子材料層30，此高分子材料層30為一具 有彈性的粘著材料，例如硅橡膠(silicone rubber)、硅樹脂(silicone resin)、 彈性PU、多孔PU、丙烯酸橡膠(acrylic rubber)或小片切割膠等。接著，使 用取放裝置(未顯示于圖中)將背面朝上且配置有多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)志402的小片410 逐一吸起并貼附至基板20上的高分子材料層30，其中小片410是以有源面上 的焊墊412與基板20上的高分子材料層30連接；接著，將一種二階段熱固性 膠材70形成于另一基板60之上；同樣地，此基板60也可以是玻璃、石英、 陶瓷、電路板或金屬薄板(metal foil)等，本實(shí)施例未加以限制。然后，可以 選擇性地進(jìn)行一預(yù)烘烤程序；例如在8(TC 10(TC環(huán)境下烘烤5~10分鐘；以 使得液態(tài)狀的二階段熱固性膠材70轉(zhuǎn)變成一種具有粘稠狀的粘著層并且與基板60接合在一起。在此要強(qiáng)調(diào)的是，此二階段熱固性膠材70的厚度需大于每 一芯片410的厚度，例如3 20mil。接著，將接合在一起的基板60及二階段 熱固性膠材70翻轉(zhuǎn)過來，即將二階段熱固性膠材70朝向固接在基板20上的 每一小片410的背面，如圖3所示。
然后，再將接合在一起的基板60及二階段熱固性膠材70向下壓，以使二 階段熱固性膠材70能夠?qū)⒚恳恍∑?10包覆，如圖4所示。再接著，進(jìn)行一 烘烤程序，例如在12(TC 25(TC環(huán)境下烘烤20 60分鐘，以使二階段熱固性 膠材70能夠被固化，以形成一封裝體70A。再接著，可以選擇先將基板60與 封裝體70A脫離，以曝露出封裝體70A的表面，然后，可以選擇性地使用切割 刀(未顯示于圖中)，在封裝體70A的表面上形成多條切割道414;其中，每 一切割道414的深度為0.5密爾(mil)至1密爾，而切割道414的寬度則為5 微米至25微米。在一較佳實(shí)施例中，此切割道414可以是相互垂直交錯(cuò)，并 且可以作為實(shí)際切割小片時(shí)的參考線。接著，將高分子材料層30與封裝體70A 分離，例如將高分子材料層30與基板20—起置入具有去離子水的槽中，使高 分子材料層30與封裝體70A分離。很明顯地，此封裝體70A包覆每一顆小片 410，并且只曝露出每一顆小片410的有源面上的多個(gè)焊墊412。由于封裝體 70A在其表面上有多條切割道414，因此，當(dāng)高分子材料層30與封裝體70A剝 離后，封裝體70A上的應(yīng)力會被這些切割道414所形成的區(qū)域所抵消，故可有 效地解決封裝體翹曲的問題。
接著，使用重布線制程(Redistribution Layer; RDL)來形成多個(gè)扇出(fan out)的金屬線段90，此金屬線段90的一端與小片410有源面上的每一個(gè)焊墊 412電性連接，而另一端則向小片410邊緣延伸；接著，以半導(dǎo)體制程于金屬 線段90上形成一保護(hù)層80并于每一個(gè)金屬線段90的另一端上形成多個(gè)開口 82 (opening)，如圖5所示。最后，再于每一開口 82上形成多個(gè)電性連接元 件420，以便作為小片410對外電性連接的接點(diǎn)，而此電性連接元件420可以 是金屬凸塊(metalbump)或是錫球(solderball)，如圖6所示。然后，即可對封裝 體70A進(jìn)行最后的切割，以形成一顆顆完成封裝制程的小片。很明顯地，在本 實(shí)施例中的每一顆小片410的5個(gè)面都被二階段熱固性膠材70所形成的封裝 體70A所包覆，僅有小片410的有源面未被二階段熱固性膠材70包覆。同時(shí)，也借由對準(zhǔn)標(biāo)志402的配置，使得金屬線段90及電性連接元件420均可精確地與焊墊412連接，可使完成封裝的小片410的可靠度提高。
而在上述實(shí)施例中，也可將基板20上的高分子材料層30以一種感光材料層(photo sensitive layer)來取代。當(dāng)多個(gè)芯片410與光感光材料層30接合并被二階段熱固性膠材70包覆后，于進(jìn)行二階段熱固性膠材70的烘烤程序時(shí)，除了會使二階段熱固性膠材70固化成封裝體70A外，感光材料層30也會被固化。因此，在將感光材料層30浸放入去離子水中時(shí)，感光材料層30會與封裝體70A脫離，而曝露出每一小片410上的焊墊412。接著，使用重布線制程(Redistribution Layer; RDL)來形成多個(gè)扇出(fan out)的金屬線段90，此金屬線段90的一端與于小片410有源面上的每一個(gè)焊墊412電性連接，而另一端則向小片410邊緣延伸；接著，以半導(dǎo)體制程于金屬線段90上形成一保護(hù)層80并于每一個(gè)金屬線段90的另一端上形成多個(gè)開口 82 (opening)，如圖5所示。最后，再于每一開口 82上形成多個(gè)電性連接元件420，以便作為小片410對外電性連接的接點(diǎn)，其中，此電性連接元件420可以是金屬凸塊(metalbump)或是錫球(solder ball)，如圖6所示。然后，即可對封裝體進(jìn)行最后的切割，以形成一顆顆完成封裝制程的小片，如圖7所示。
另外，在上述實(shí)施例中，由于基板60并未被移除，故當(dāng)封裝體70A被切割成多顆完成封裝的小片410后，其每一顆完成封裝的小片410的背面上均留有基板60，其可作為完成封裝的小片410的散熱片，如圖7所示。當(dāng)然，在前述的封裝過程中，也可以選擇在將高分子材料層30與封裝體70A分離脫離后，可進(jìn)一步將基板60也脫離，此時(shí)，小片410的背面就沒有基板60。
依據(jù)前述所揭露的內(nèi)容，本發(fā)明進(jìn)一步揭露一種模組化的多小片封裝的結(jié)構(gòu)。首先，請參考圖8，其表示將多個(gè)相同的小片形成一個(gè)封裝模組的示意圖，在本實(shí)施例中，是以四顆LED發(fā)光體所形成的發(fā)光模組來說明；此外，多個(gè)相同的小片也可以是DRAM。
如圖8所示，小片320是為發(fā)光二極管(LED)，每一發(fā)光二極管320的P電極322與相鄰的發(fā)光二極管320的P電極322電性連接；而發(fā)光二極管320的N電極321是與相鄰的發(fā)光二極管320的N電極321電性連接，且每一發(fā)光二極管320的N電極321及P電極322系借由金屬線段90分別與電性連接元件330電性連接。同樣地，本發(fā)明也不限定發(fā)光二極管320的數(shù)量或是其電性連接的方式，例如將多個(gè)發(fā)光二極管(LED)串接成一個(gè)柱狀光源或是并聯(lián)成一面狀光源；同時(shí)，本發(fā)明也不限定發(fā)光二極管320的發(fā)光顏色，即發(fā)光二極管320可以是紅光發(fā)光二極管或綠光發(fā)光二極管或藍(lán)光發(fā)光二極管或其他顏色的發(fā)光二極管(例如白光)或是前述發(fā)光二極管的組合等。另外，當(dāng)小片為DRAM時(shí)，由于每一顆DRAM上的焊墊都相同，因此可以借由圖案化的金屬線段來適當(dāng)?shù)牟季€(layout)，來將每一顆DRAM做適當(dāng)?shù)碾娦赃B接；例如將4顆256M的DRAM小片以串聯(lián)或并聯(lián)的方式封裝在一起，形成一個(gè)存儲容量為1G的存儲模組。由于，以形成圖案化的金屬線段來達(dá)成小片間的電性連接并非本發(fā)明的特征，故不再進(jìn)一步詳述，以避免對本發(fā)明造成不必要的限制。此外，本發(fā)明也揭露一種將多個(gè)不同大小或不同功能的小片形成一個(gè)封裝模組的示意圖，如圖9所示，其顯示不同功能或不同大小的小片完成封裝的俯視圖。很明顯地，這些小片模組是由多個(gè)小片所構(gòu)成的系統(tǒng)級封裝(System-In-Package; SIP);在本實(shí)施例中，這些小片至少包含微處理裝置305(microprocessor means)、存儲器裝置310(memory means)或是存儲器控制裝置315(memory controller means);其中每一小片的有源面上具有多個(gè)焊墊，且在每一小片的焊墊上形成多條圖案化的金屬線段，以串聯(lián)或是并聯(lián)的布線(layout)方式來電性連接相鄰的小片并與電性連接元件形成電性連接。
由于形成模組化的封裝過程與前述的圖3至圖5的過程類似，故概述如下。首先，如圖3所示，先提供一基板20，并在基板20上配置有一高分子材料層30，此高分子材料層30為一具有彈性的粘著材料，例如硅橡膠(siliconerubber)、硅樹脂(silicone resin)、彈性PU、多孔PU、丙烯酸橡膠(acrylic rubber)或小片切割膠等。接著，使用取放裝置(未顯示于圖中)將背面朝上且配置有多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)志402的小片(包括305; 310; 315; 320)逐一吸起并貼附至基板20上的高分子材料層30，其中小片(包括305; 310; 315; 320)系以有源面上的焊墊(包括312; 321; 322)與基板20上的高分子材料層30連接；接著，將一種二階段熱固性膠材70形成于另一基板60之上；同樣地，此基板60也可以是玻璃、石英、陶瓷、電路板或金屬薄板(metal foil)等。然后，可以選擇性地進(jìn)行一預(yù)烘烤程序；例如在8(TC 10(TC環(huán)境下烘烤5~10分鐘；以使得液態(tài)狀的二階段熱固性膠材70轉(zhuǎn)變成一種具有粘稠狀的粘著層并且與基板
60接合在一起。在此要強(qiáng)調(diào)的是，此二階段熱固性膠材70的厚度需大于芯片(包括305; 310; 315; 320)的厚度，例如3 20mil。接著，將基板60及二階段熱固性膠材70翻轉(zhuǎn)過來，使二階段熱固性膠材70朝向固接在基板20上的每一小片410的背面，如圖3所示。然后，將基板60及二階段熱固性膠材70向下壓，以使二階段熱固性膠材70能夠?qū)⒚恳恍∑?包括305; 310; 315;320)包覆，如圖4所示。再接著，進(jìn)行一烘烤程序，例如在12(TC 25(TC環(huán)境下烘烤20 60分鐘，以使二階段熱固性膠材70能夠被固化，以形成一封裝體70A。再接著，可以選擇先將基板60與封裝體70A脫離，以曝露出封裝體70A的表面，然后，可以選擇性地使用切割刀(未顯示于圖中)，在封裝體70A的表面上形成多條切割道414。接著，將高分子材料層30與封裝體70A分離，例如將高分子材料層30與基板20 —起置入具有去離子水的槽中，使高分子材料層30與封裝體70A分離。很明顯地，此封裝體70A包覆每一顆小片(包括305; 310; 315; 320)，并且只曝露出每一顆小片(包括305; 310; 315; 320)的有源面上的多個(gè)焊墊(包括312; 321; 322)。由于封膠體70A在其表面上有多條切割道414，因此，當(dāng)高分子材料層30與封裝體70A剝離后，封裝體70A上的應(yīng)力會被這些切割道414所形成的區(qū)域所抵消，故可有效地解決封裝體翹曲的問題。
接著，請參考圖10，其是顯示圖8沿BB線段的剖視圖及圖9沿CC線段的剖視圖。如圖10所示，在封裝體70A的使用重布線制程(Redistribution Layer;RDL)來形成多個(gè)扇出(fan out)的金屬線段90，此金屬線段90的一端與于小片(包括305; 310; 315; 320)有源面上的每一個(gè)焊墊(包括312; 321;322)電性連接，而另一端則向小片(包括305; 310; 315; 320)邊緣延伸；例如，在圖8的LED封裝體70A所曝露的有源面上形成多個(gè)圖案化的金屬線段，這些圖案化的金屬線段90的一端分別電性連接每一發(fā)光二極管320的有源面上的每一該P(yáng)電極321及每一 N電極322，而另一端則分別共接于一向外延伸的金屬線段上。
接著，以半導(dǎo)體制程于金屬線段90上形成一保護(hù)層80(例如polyimide)，以覆蓋多個(gè)圖案化的金屬線段90，并于每一個(gè)金屬線段90的另一端上形成多個(gè)開口 (如圖5中的82所示)。最后，再于每一開口上形成多個(gè)電性連接元 件330，以便作為小片(包括305; 310; 315; 320)對外電性連接的接點(diǎn)，其 中，此電性連接元件330可以是金屬凸塊(metalbump)或是錫球(solderba11)，如 圖10所示。然后，即可對封裝體70A進(jìn)行最后的切割，以形成一顆顆完成封 裝制程的模組1000。很明顯地，在本實(shí)施例的每一模組1000中的每一顆小片 (包括305; 310; 315; 320)的5個(gè)面都被二階段熱固性膠材70所形成的封 裝體70A所包覆，僅有小片(包括305; 310; 315; 320)的有源面為被二階段 熱固性膠材70包覆。同時(shí)，也借由對準(zhǔn)標(biāo)志402的配置，使得金屬線段90及 電性連接元件330均可精確地與焊墊(包括312; 321; 322)連接，可使完成 封裝的模組IOOO的可靠度提高。而在上述實(shí)施例中，也可將基板20上的高分 子材料層30以一種感光材料層(photo sensitive layer)來取代。由于其他過程 都相同，故不再贅述的。
在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例中，可以在封裝體的背面上形成一散熱片60， 如圖ll所示；其形成的方式可以選擇在前述制程中，先不將基板60移除，由 于此基板60可以是金屬板，故可以做為散熱片。另外，也可以選擇先借由薄 化制程，使得被封裝體包覆的小片的背面曝露出來后，再于已曝露的小片的背 面上粘貼一散熱片，如圖12所示。
接著，請參考圖13，其是本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的剖面示意圖。如圖 13所示，首先，在基板20上配置有一感光材料層(photo sensitive layer) 30， 接著，使用取放裝置(未顯示于圖中)將背面朝上且配置有多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)志402 的小片410逐一吸起并貼附至基板20上的感光材料層30，其中小片410是以 有源面上的焊墊412與基板20上的感光材料層30連接；接著，于基板20及 部份小片110上涂布高分子材料層700，并且使用一模具裝置500將高分子材 料層700壓平，使得高分子材料層700形成一平坦化的表面，并且使得高分子 材料層700填滿于小片410之間，并且包覆每一顆小片410，如圖14所示。此 高分子材料層700的材料可以為硅膠、環(huán)氧樹脂、丙烯酸(acrylic)、或苯環(huán) 丁烯(BCB)等材料。
接著，可以選擇性地對平坦化的高分子材料層700進(jìn)行一烘烤程序，以使 高分子材料層700固化。再接著，進(jìn)行脫模程序，將模具裝置500與固化后的
16高分子材料層700分離，以裸露出平坦化的高分子材料層700的表面。然而， 要強(qiáng)調(diào)的是，由于感光材料層30并未被固化，故可直接將基板20與感光材料 層30剝離，而將感光材料層30留在小片410的有源面上，如圖15所示。
很明顯地，此高分子材料層700包覆每一顆小片410的五個(gè)面，而每一顆 小片410的有源面則被感光材料層30所覆蓋。然后，可以選擇性地使用切割 刀(未顯示于圖中)，在已固化的高分子材料層700的背面上形成多條切割道 414;而每一切割道414的深度為0.5密爾(mil)至1密爾，此外，切割道414 的寬度則為5微米至25微米。在一較佳實(shí)施例中，此切割道414可以是相互 垂直交錯(cuò)，并且可以作為實(shí)際切割小片時(shí)的參考線。由于高分子材料層700在 相對于小片410的有源面的背面上有多條切割道414，因此，當(dāng)感光材料層30 與高分子材料層700剝離后，高分子材料層700上的應(yīng)力會被這些切割道414 所形成的區(qū)域所抵消，故可有效地解決封裝體翹曲的問題。
由于每一小片410的背面均已配置有多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)志402，因此，當(dāng)小片410 已經(jīng)準(zhǔn)確地放置于基板20上之時(shí)，故可以計(jì)算出每一小片410上的焊墊412 位置；然后，使用半導(dǎo)體制程直接在感光材料層30形成多個(gè)開口 32，以便將 每一小片410上的焊墊412曝露出來，如圖16所示。接著，再使用重布線制 程(Redistribution Layer; RDL)于小片410的多個(gè)焊墊412上形成多個(gè)扇出(fan out)的金屬線段90;接著，以半導(dǎo)體制程于金屬線段90上形成一保護(hù)層80 并于每一個(gè)金屬線段90的另一端上形成多個(gè)開口 82 (opening)，如圖17所 示。最后，再于每一開口 82上形成多個(gè)電性連接元件420，以便作為小片410 對外電性連接的接點(diǎn)，其中，此電性連接元件420可以是金屬凸塊(metal bump) 或是錫球(solderball)，如圖18所示。
接著，對高分子材料層700進(jìn)行最后的切割，以形成一顆顆完成封裝制程 的小片。很明顯地，在本實(shí)施例中的每一顆小片410的5個(gè)面都被高分子材料 層700所包覆，僅有小片410的有源面被感光材料層30包覆，如圖19所示。 同時(shí)，也借由對準(zhǔn)標(biāo)志402的配置，使得金屬線段90及電性連接元件420均 可精確地與焊墊412連接，可使完成封裝的小片410的可靠度提高。
同樣地，上述的過程也適用將多個(gè)相同(或不相同)的小片形成一個(gè)封裝 模組，如圖8或圖9所示，由于其他過程都與圖IO至圖12相同，故不再贅述，其完成封裝后的模組如圖20所示。很明顯地，圖20的封裝結(jié)構(gòu)包括:多個(gè)小片
且每一個(gè)小片均具有有源面及下表面，并于有源面上配置有多個(gè)焊墊；然后， 以封裝體來包覆多個(gè)小片且曝露出每一顆小片有源面；接著，使用一個(gè)光感材 料層覆蓋每一顆小片的有源面上的多個(gè)焊墊并曝露出該多個(gè)焊墊；再接著，以 多條扇出的金屬線段的一端與有源面上配置的多個(gè)焊墊電性連接；然后，再以 一個(gè)保護(hù)層用來覆蓋每一顆小片的有源面及每一條金屬線段并曝露出每一條 金屬線段的另一端以及多個(gè)電性連接元件與每一條金屬線段的另一端電性連 接，其中上述的封裝體為一種二階段熱固性膠材。當(dāng)然，本實(shí)施例也可以在封 裝體的背面上形成一散熱片60，由于形成散熱片的過程都與先前所述的實(shí)施例 相同，故不再贅述。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種小片重新配置的封裝方法，其特征在于包括提供一第一基板，具有一上表面及一下表面，且其上表面上配置一高分子材料層；提供多個(gè)小片，每一該些小片具有一有源面及一背面，并于該有源面上配置有多個(gè)焊墊；取放該些小片，將每一該小片的該有源面以覆晶方式置放在該高分子材料層上；提供一第二基板，具有一上表面及一下表面，且其上表面上配置一二階段熱固性膠材；執(zhí)行一接合程序，將該第二基板及該二階段熱固性膠材與該第一基板的上表面接合，以使該二階段熱固性膠材包覆每一該小片；執(zhí)行一烘烤程序，以使該二階段熱固性膠材固化而形成一固化的封裝體；脫離該封裝體，將該高分子材料層及該第一基板脫離該封裝體，以裸露出該些小片的該有源面上的該些焊墊；形成多條扇出的金屬線段，每一該金屬線段的一端與該些焊墊電性連接；形成一保護(hù)層，以覆蓋每一該小片的有源面及每一該金屬線段并曝露出每一該金屬線段的另一端；形成多個(gè)電性連接元件，將該些電性連接元件與該些金屬線段的另一端電性連接；及切割該封裝體，以形成多個(gè)各自獨(dú)立的封裝體。
2. 如權(quán)利要求l所述的封裝方法，其特征在于，該封裝體是封裝一小片。
3. 如權(quán)利要求l所述的封裝方法，其特征在于，該封裝體是封裝多個(gè)小片。
4. 一種小片重新配置的封裝方法，其特征在于包括提供一第一基板，具有一上表面及一下表面，且其上表面上配置一感光材 料層；提供多個(gè)小片，每一該些小片具有一有源面及一背面，并于該有源面上配 置有多個(gè)焯墊；取放該些小片，將每一該小片的該有源面以覆晶方式置放在該感光材料層上；提供一第二基板，具有一上表面及一下表面，且其上表面上配置一二階段 熱固性膠材；執(zhí)行一接合程序，是將該第二基板及該二階段熱固性膠材與該第一基板的上表面接合，并將每一該小片包覆；執(zhí)行一烘烤程序，以使該二階段熱固性膠材固化而形成一固化的封裝體； 脫離該封裝體，將該感光材料層脫離該封裝體，以裸露出該些小片的該有源面上的該些焊墊；形成多條扇出的金屬線段，每一該金屬線段的一端與該些焊墊電性連接； 形成一保護(hù)層，以覆蓋每一該小片的有源面及每一該金屬線段并曝露出每一該金屬線段的另一端；形成多個(gè)電性連接元件，將該些電性連接元件與該些金屬線段的另一端電性連接；及切割該封裝體，以形成多個(gè)各自獨(dú)立的封裝體。
5. 如權(quán)利要求4所述的封裝方法，其特征在于，該封裝體是封裝一小片。
6. 如權(quán)利要求4所述的封裝方法，其特征在于，該封裝體是封裝多顆小片。
7. —種小片重新配置的封裝方法，其特征在于包括提供一基板，具有一上表面及一下表面，且其上表面上配置一感光材料層；提供多個(gè)小片，每一該些小片具有一有源面及一背面，并于該有源面上配 置有多個(gè)焊墊；取放該些小片，將每一該小片的該有源面以覆晶方式置放在該感光材料層上；提供一第二基板，具有一上表面及一下表面，且其上表面上配置一高分子 材料層；形成一封裝體，將該第二基板及該高分子材料層與該第一基板的上表面接 合，以使該高分子材料層包覆每一該小片且填滿于每一該小片之間； 脫離該第一基板，以裸露出該感光材料層與該封裝體；形成多個(gè)開口，于該感光材料層上形成多個(gè)開口，以曝露出每一該小片的該有源面上的多個(gè)焊墊；形成多條扇出的金屬線段，每一該金屬線段的一端與該些焊墊電性連接； 形成一保護(hù)層，以覆蓋每一該小片的有源面及每一該金屬線段并曝露出每一該金屬線段的另一端；形成多個(gè)電性連接元件，將該些電性連接元件與該些金屬線段的另一端電性連接；及切割該封裝體，以形成多個(gè)各自獨(dú)立的封裝體。
8. —種小片重新配置的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于包括 一具有一有源面及一下表面的小片，該有源面上配置有多個(gè)焊墊； 一封裝體，用以包覆該小片且曝露出該有源面上的多個(gè)焊墊，其中該封裝體為一二階段熱固性膠材；多條扇出的金屬線段，其一端與該些焊墊電性連接；一保護(hù)層，用以覆蓋該小片的有源面及該些金屬線段并曝露出該些金屬線 段的另一端；以及多個(gè)電性連接元件，與該些金屬線段的另一端電性連接。
9. 一種小片重新配置的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于包括 一具有一有源面及一下表面的小片，該有源面上配置有多個(gè)焊墊； 一封裝體，用以包覆該小片且曝露出該有源面，其中該封裝體為一二階段熱固性膠材；一感光材料層，覆蓋該小片的該有源面上的該些焊墊并曝露出該些焊墊； 多個(gè)扇出的金屬線段，其一端與該些焊墊電性連接；一保護(hù)層，用以覆蓋該小片的該有源面及該些金屬線段并曝露出該些金屬 線段的另一端；以及多個(gè)電性連接元件，與該些金屬線段的另一端電性連接。
10. —種小片重新配置的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于包括多顆小片，每一該小片具有一有源面及一下表面并于該有源面上配置有多 個(gè)焊墊；一封裝體，用以包覆該些小片且曝露出該些小片有源面上的該些焊墊，其 中該封裝體為一二階段熱固性膠材；多條扇出的金屬線段，其一端與該些焊墊電性連接；一保護(hù)層，用以覆蓋該小片的該有源面及該些金屬線段并曝露出該些金屬 線段的另一端；以及多個(gè)電性連接元件與該些金屬線段的另一端電性連接。
11. 一種小片重新配置的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于包括多顆小片，每一該小片具有一有源面及一下表面并于該有源面上配置有多 個(gè)焊墊；一封裝體，用以包覆該小片且曝露出該有源面，該封裝體為一二階段熱固 性膠材；一感光材料層覆蓋該小片的該有源面上的該些焊墊并曝露出該些焊墊； 多條扇出的金屬線段，其一端與該些焊墊電性連接；一保護(hù)層，用以覆蓋該小片的該有源面及該些金屬線段并曝露出該些金屬 線段的另一端；以及多個(gè)電性連接元件，與該些金屬線段的另一端電性連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小片重新配置的封裝結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)具有有源面及下表面的小片并于有源面上配置有多個(gè)焊墊；封裝體用以包覆小片且曝露出有源面上的多個(gè)焊墊；多條扇出的金屬線段的一端與每一焊墊電性連接；保護(hù)層用以覆蓋小片的有源面及每一金屬線段并曝露出金屬線段的另一端以及多個(gè)電性連接元件與該些金屬線段的另一端電性連接，其中，封裝體為一種二階段熱固性膠材。
文檔編號H01L21/50GK101477955SQ20081000165
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者沈更新, 陳煜仁 申請人:南茂科技股份有限公司;百慕達(dá)南茂科技股份有限公司