本發(fā)明有關(guān)于一種半導(dǎo)體芯片的封裝結(jié)構(gòu)，特別是有關(guān)于一種不需使用模具就能完成封裝制程的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。

背景技術(shù)：

一般半導(dǎo)體組件在晶圓廠完成功能性的制造后，需要經(jīng)過切割成芯片，再將芯片與電路板電性連接；之后，要將完成電性連接的芯片與電路板放進(jìn)一個模具中，接著，將樹脂注入模具中，用以完全包覆芯片與電路板；再接著，經(jīng)過烘烤將樹脂固化后，即完成半導(dǎo)體組件的封裝。

在這個封裝過程中，模具為一種耗材，且需要根據(jù)不同的芯片尺寸個別制作；由于，開模制造模具的費用很高，故在產(chǎn)品制造的競爭過程中，往往造成成本增加的問題。此外，每一個芯片必須與一個電路板電性連接，故使得電路板也成為制造成本之一。

為了進(jìn)一步降低半導(dǎo)體芯片的封裝成本，故需要一種簡易的封裝結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)上述問題，本發(fā)明的主要目的在提供一種半導(dǎo)體芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括:芯片，其主動面上配置有多個焊接點；多條金屬導(dǎo)線，其一端與焊接點電性連接；蓋體，由多個邊緣及封閉邊緣的頂部所形成，用以包覆芯片及金屬導(dǎo)線；封膠體，形成于蓋體中，包覆芯片及金屬導(dǎo)線，并暴露于蓋體的底部；多個金屬接點，曝露出封膠體表面，而每一個金屬接點與多條金屬導(dǎo)線的另一端電性連接成一體；其中，蓋體的一些邊緣上配置有孔隙。

根據(jù)上述之目的，使得本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)不需經(jīng)過模具的制程，可以有效地降低制造成本。此外，本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)也不需使用基板，除了可以進(jìn)一步地降低制造成本外，還可以降低封裝結(jié)構(gòu)的高度。

本發(fā)明另一主要目的在提供一種半導(dǎo)體芯片的封裝方法，包括:提供底材，底材上形成多個區(qū)域且每一個區(qū)域上配置有多個辨識記號；依序提供芯片，每一個芯片的主動面上配置有多個焊墊，并將相對主動面的底部固接于底材的每一個區(qū)域上，并配置在每一區(qū)域的辨識記號之間；執(zhí)行打線，是依序?qū)⒚恳粭l金屬導(dǎo)線的一端與每一個焊墊電性連接，并將每一條金屬導(dǎo)線的另端與每一個辨識記號電性連接，并形成金屬接點；提供蓋體，是于一側(cè)邊形成多個具有開口的容置空間，蓋體的每一個容置空間覆蓋一個芯片及金屬導(dǎo)線并與底材固接，而蓋體的一些邊緣上配置有孔隙；執(zhí)行注模，是將模流材料經(jīng)由蓋體邊緣上的孔隙注入至蓋體中的每一個容置空間中，以形成封膠體，每一個封膠體并包覆芯片及金屬導(dǎo)線；以及執(zhí)行剝離，是將底材與封膠體及蓋體分離，以曝露出金屬接點。

根據(jù)上述之目的，使得本發(fā)明的封裝方法不需經(jīng)過模具的制程，可以有效地降低制造成本。此外，本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)也不需使用基板，除了可以進(jìn)一步地降低制造成本外，還可以降低封裝結(jié)構(gòu)的高度。

附圖說明

圖1A 是本發(fā)明的底材上視示意圖；

圖1B 是本發(fā)明的底材剖面示意圖；

圖2 是本發(fā)明的底材與芯片結(jié)合上視示意圖；

圖3 是本發(fā)明的芯片完成打線制成的剖面示意圖；

圖4 是本發(fā)明的蓋體底面視示意圖；

圖5 是本發(fā)明的蓋體覆蓋芯片的剖面示意圖；

圖6A-6C 是本發(fā)明的注模過程剖面示意圖；

圖7 是本發(fā)明完成剝離后的底面示意圖；

圖8A 是本發(fā)明完成切割后的封裝結(jié)構(gòu)底面示意圖；以及

圖8B 是本發(fā)明完成切割后的封裝結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明之目的、技術(shù)特征及優(yōu)點，能更為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域人員所了解并得以實施本發(fā)明，在此配合所附圖式，于后續(xù)之說明書闡明本發(fā)明之技術(shù)特征與實施方式，并列舉較佳實施例進(jìn)一步說明，然以下實施例說明并非用以限定本發(fā)明，且以下文中所對照圖式，表達(dá)與本發(fā)明特征有關(guān)之示意。

首先，請參考圖1A及圖1B，其中圖1A是本發(fā)明的底材上視示意圖，圖1B是本發(fā)明的底材剖面示意圖。如圖1A所示，是本發(fā)明的底材10是由高分子材料所形成，例如一種樹脂或AB膠。底材10可以區(qū)分為多個置放半導(dǎo)體組件的晶粒區(qū)14，每一個晶粒區(qū)14由虛線區(qū)分出來。此外，本發(fā)明的底材10，可以使用具有一定的硬度，或是先將底材10經(jīng)過烘烤過程，也使得底材10具有一定的硬度。接著，在晶粒區(qū)14的周邊位置形成多個辨識符號12，每一個辨識符號12為幾何形狀，例如:十字符號，且每一個辨識符號12的材質(zhì)為金屬，例如:金或銅或銅合金等。而每一個辨識符號12可以是由半導(dǎo)體制程以金屬沉積方式形成或是以電鍍方式形成或是以網(wǎng)印方式形成，如圖1B所示，本發(fā)明并不加以限制。此外， 對于每一個辨識符號12寸大小，可以根據(jù)所要封裝的半導(dǎo)體組件20的焊墊22數(shù)量來調(diào)整，本發(fā)明并不加以限制。

接著，請參考圖2，是本發(fā)明的底材與芯片結(jié)合上視示意圖。如圖2所示，將已經(jīng)切割完成的半導(dǎo)體組件20(例如:DRAM或Flash內(nèi)存)，將其經(jīng)由取放機構(gòu)(Handler)逐一將每一半導(dǎo)體組件20放置至底材10上的晶粒區(qū)14，并且是將半導(dǎo)體組件20配置在每一個辨識符號12之間。此外，半導(dǎo)體組件20放置至底材10上的晶粒區(qū)14的固定方式，可以選擇使用一種樹脂(resin)，特別是一種B-Stage樹脂或是具有導(dǎo)熱效果的樹脂來做為半導(dǎo)體組件20與底材10的黏著層。

再接著，請參考圖3，是本發(fā)明的底材與芯片結(jié)合上視示意圖。如圖3所示，使用打線機(wire bonding machine)將每一個半導(dǎo)體組件20上的焊墊22以一條金屬線30連接至底材10的辨識符號12上，以形成電性連接。而在較佳實施例中，當(dāng)打線機以逆打線方式，先在辨識符號12上形成金屬球體32后，再將金線30連接至半導(dǎo)體組件20上的焊墊22；此外，在發(fā)明的另一個實施例中，打線也可以選擇先將金線30與半導(dǎo)體組件20上的焊墊22連接后，再將金屬線30連接至辨識符號12上，并在辨識符號12形成金屬球體32；其中，在本發(fā)明的金屬球體32是由打線機將金屬材料與每一個底材10上的辨識符號12連接成一體，且每一個金屬球體32的直徑可以介于0.01mm～0.5.mm。此外，在本發(fā)明的較佳實施例中，可以在晶粒區(qū)14上，先形成黏著層50，以便藉由此黏著層50來固接半導(dǎo)體組件20；而此黏著層50可以是一種固化膠，例如:B-Stage固化膠；此外，黏著層50也可以是一種高導(dǎo)熱的樹脂，例如:以環(huán)氧樹脂為主要材料所形成的導(dǎo)熱膠。

接著，請參考圖4A及圖4B，是本發(fā)明的蓋體底面及剖面示意圖。如圖4A所示，蓋體40可以使用射出成型的方式，形成多個具有容置空間的蓋體區(qū)域42， 其中，每一個蓋體區(qū)域42由多個邊緣及封閉多個邊緣的頂部所形成。蓋體40可以經(jīng)過精確的設(shè)計，使得每一個蓋體區(qū)域42的容置空間可以封閉一個個間隔排列并且已經(jīng)電性連接在底材10上的半導(dǎo)體組件20；其中，蓋體40的材料可以選擇使用塑料或樹脂。此外，在射出成型的蓋體40設(shè)計上，其在四個周邊的寬度可以設(shè)計在0.5～1mm，而在本發(fā)明的實施例中，蓋體40四個周邊的寬度選擇在0.5mm；而在切割線寬約需1.2mm的狀況下，故四個周邊以外的其他中邊框的寬度選擇在2.2mm；其中，在圖4A中的虛線是代表切割線44的位置。此外，本發(fā)明的蓋體40進(jìn)一步在每一個邊框中間區(qū)域或邊框底部上形成孔隙46，其寬度可以選擇在1～5mm，可以作為后續(xù)注入模流模的進(jìn)出口。而在本實施例中，其孔隙46的寬度是選擇在2.5mm，如圖4B所示。

接著，請參考圖5，是本發(fā)明的蓋體覆蓋芯片的剖面示意圖。如圖5所示，可以選擇在蓋體40的底部邊框上先形成黏著層(未顯示于圖中)后，藉由此黏著層50與底材10固接。故當(dāng)射出成型的多個具有容置空間的蓋體區(qū)域42經(jīng)過對準(zhǔn)后，可以封閉多個間隔排列的半導(dǎo)體組件20，如圖5所示。

接著，請參考圖6A及圖6B及圖6C，是本發(fā)明的注模過程剖面示意圖。如圖6A所示，當(dāng)每一個具有容置空間的蓋體區(qū)域42封閉每一個底材10上的半導(dǎo)體組件20并藉由此黏著層50與底材10固接后，隨即可以進(jìn)行一個注模(molding)的封膠程序，其中，注入蓋體區(qū)域42中的封膠材料可以選擇環(huán)氧樹脂(Epoxy)或是低溫膠等。當(dāng)注入的封膠材料由射出成型的蓋體40上的至少一個孔隙46注入至蓋體區(qū)域42的容置空間中，如由圖6A箭頭所示處注入口注入封膠材料；隨著適當(dāng)?shù)氖┘訅毫?，可以使得注入的封膠材料完全充填至蓋體區(qū)域42的容置空間中；當(dāng)注入的封膠材料在蓋體40的另一側(cè)邊的孔隙46溢出時，即代表封膠材料已完 全充填至每一個蓋體區(qū)域42；最后，再經(jīng)過適當(dāng)?shù)募訙睾婵竞?，即可將封膠材料固化，如圖6B所示。根據(jù)本發(fā)明蓋體的設(shè)計，使得在半導(dǎo)體組件20的封裝過程中，不需要使用任何模具，而是以蓋體來取代，故可以節(jié)省制造模具的費用。

接著，請參考圖6C，是本發(fā)明將底材剝離封裝體的剖面示意圖。如圖6C所示，當(dāng)封膠材料已完全充填至每一個蓋體區(qū)域42后，并經(jīng)過適當(dāng)?shù)募訙睾婵竞?，即可將封膠材料固化，以在每一個蓋體區(qū)域42形成一個包覆半導(dǎo)體組件20的封膠體。接著，將底材10與封膠體及蓋體邊緣剝離，使得封膠體的底部及多個金屬球體32暴露出來，如圖6C所示。而在較佳實施例中，在完成封膠體的制程后，可以將封膠體先經(jīng)過一個低溫的熱制程，使得底材10可以軟化，方便將底材10與封膠體剝離。而在本實施例，此低溫的熱制程可以選擇30～60度。很明顯的，本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)也不需使用底材10，除了可以進(jìn)一步地降低制造成本外，還可以降低封裝結(jié)構(gòu)的高度。

請參考圖7，是本發(fā)明完成剝離后的底面示意圖。如圖7所示，當(dāng)?shù)撞?0與封膠體剝離后，即會使得封膠體底部及多個金屬球體32暴露出來，此時，封膠體底部及多個金屬球體32是在同一個平面上。而在本發(fā)明的較佳實施例中，可以在晶粒區(qū)14上，先形成金屬層60，其形成方式可以與形成辨識符號12同時完成。之后，將黏著層50形成在金屬層60之上，以便藉由此黏著層50與半導(dǎo)體組件20固接，其中，黏著層50可以是一種高導(dǎo)熱的樹脂，例如:以環(huán)氧樹脂為主要材料所形成的導(dǎo)熱膠。而當(dāng)?shù)撞?0與封膠體剝離后，金屬層60即會暴露出來，如圖7所示。藉由此金屬層60的設(shè)計，可以作為半導(dǎo)體組件20的散熱路徑；此時，封膠體底部、多個金屬球體32即金屬層60是在同一個平面上。

請參考圖8A及圖8B，是本發(fā)明完成切割后的封裝結(jié)構(gòu)底面示意圖及剖面示意圖。如圖8A所示，當(dāng)?shù)撞?0與封膠體剝離后，封膠體底部、多個金屬球體32以及金屬層60即會暴露出來；接著，將一整片封裝結(jié)構(gòu)中暴露出來的每一個金屬球體32上形成錫膏(Solder Paste)后，再經(jīng)過熱制程后，即會在每一個金屬球體32上形成錫球(Solder Ball)16，使得錫球16突出于封膠體底部。

最后，經(jīng)由激光沿著切割線進(jìn)行切割后，即可以完成半導(dǎo)體組件20的封裝，如圖8B所示。很明顯的，本發(fā)明藉由此射出成型的蓋體作為模具，固可以節(jié)省傳統(tǒng)注模所需的模具，故可以進(jìn)一步降低制造的成本。

本發(fā)明接著提供一種半導(dǎo)體芯片的封裝方法，包括:

步驟一:提供底材10，并且在底材10上形成多個區(qū)域且每一個區(qū)域上配置有多個辨識記號12，其中，是底材10由高分子材料所形成，例如一種AB膠；此外，底材10可以區(qū)分為多個置放半導(dǎo)體組件的晶粒區(qū)14。在晶粒區(qū)14的周邊位置形成多個辨識符號12，每一個辨識符號12為幾何形狀，例如:十字符號，且每一個辨識符號12的材質(zhì)為金屬，例如:金或銅或銅合金等。而每一個辨識符號12可以是由半導(dǎo)體制程以金屬沉積方式形成或是以電鍍方式形成或是以網(wǎng)印方式形成，如圖1B所示，本發(fā)明并不加以限制。

步驟二:依序提供芯片20，每一個芯片20的主動面上配置有多個焊墊22，并將相對主動面的底部固接于底材的每一個晶粒區(qū)14上，并配置在每一個區(qū)域的辨識記號12之間。此外，半導(dǎo)體組件20放置至底材10上的晶粒區(qū)14的固定方式，可以選擇使用一種樹脂(resin)，特別是一種B-Stage樹脂來做為半導(dǎo)體組件20與底材10的黏著層。而在較佳實施例中，可以在晶粒區(qū)14上，先形成金屬 層60，其形成方式可以與形成辨識符號12同時完成。之后，將黏著層50形成在金屬層60之上，以便藉由此黏著層50與半導(dǎo)體組件20固接。

步驟三:執(zhí)行打線，是依序?qū)⒚恳粭l金屬導(dǎo)線30的一端與每一個焊墊22電性連接，并將每一條金屬導(dǎo)線30的另一端與每一個辨識記號12電性連接，并形成金屬球體32；在本發(fā)明的金屬球體32是由打線機將金屬材料與每一個底材10上的辨識符號12連接成一體，且每一個金屬球體32的直徑可以介于1mm～10mm。

步驟四:提供蓋體，蓋體40可以使用射出成型的方式，形成多個具有容置空間的蓋體區(qū)域42，其中，每一個蓋體區(qū)域42由多個邊緣及封閉邊緣的頂部所形成。蓋體40可以經(jīng)過精確的設(shè)計，使得每一蓋體區(qū)域42的容置空間可以封閉一個個間隔排列并且已經(jīng)電性連接在底材10上的半導(dǎo)體組件20；其中，蓋體40的材料可以選擇使用塑料或樹脂。此外，本發(fā)明的蓋體40進(jìn)一步于一些邊緣上配置有孔隙46，以作為模流的注入口及出口。

步驟五:執(zhí)行注模，是將一模流材料經(jīng)由蓋體40邊緣上的至少一個孔隙46注入至蓋體40中的每一個容置空間42中，注入蓋體區(qū)域42中的封膠材料可以選擇環(huán)氧樹脂(Epoxy)或是低溫膠等。當(dāng)注入的封膠材料由射出成型的蓋體40上的至少一個孔隙46注入至蓋體區(qū)域42的容置空間中，如圖6A的箭頭所示處注入口；隨著適當(dāng)?shù)氖┘訅毫Γ梢允沟米⑷氲姆饽z材料完全充填至蓋體區(qū)域42的容置空間中；當(dāng)注入的封膠材料在蓋體40的另一側(cè)邊的孔隙46溢出時，即代表封膠材料已完全充填至每一個蓋體區(qū)域42。此時，形成封膠體可以包覆芯片及金屬導(dǎo)線。

步驟六:執(zhí)行加熱，可以將封膠體先經(jīng)過一個低溫的熱制程，使得底材10可以軟化，方便將底材10與封膠體剝離。而在實施例，此低溫的熱制程可以選 擇30～60度。在此要說明，此加熱步驟為選擇步驟，可以根據(jù)所使用的底材10的材質(zhì)來決定是否要執(zhí)行此步驟。

步驟六:執(zhí)行剝離，是將底材與封膠體及蓋體分離。當(dāng)?shù)撞?0與封膠體剝離后，即會使得封膠體底部及多個金屬球體32暴露出來。而在晶粒區(qū)14上配置有金屬層60時，而當(dāng)?shù)撞?0與封膠體剝離后，金屬層60即會暴露出來。

步驟七:形成錫球，是將一整片封裝結(jié)構(gòu)中暴露出來的每一個金屬球體32上形成錫膏(Solder Paste)后，再經(jīng)過一熱制程后，即會在每一個金屬球體32上形成錫球(Solder Ball)，使得錫球16突出于封膠體底部。在此要說明，此形成錫球步驟為選擇步驟，可以根據(jù)所使用的封裝結(jié)構(gòu)是平面網(wǎng)格數(shù)組封裝(Land Grid Array；LGA)或是球格數(shù)組封裝(Ball Grid Array；BGA)來決定是否要執(zhí)行此步驟；其中，當(dāng)封裝結(jié)構(gòu)要形成BGA封裝結(jié)構(gòu)時，及要執(zhí)行此步驟。

步驟八:執(zhí)行切割，是經(jīng)由激光沿著切割線44進(jìn)行切割后，即可以完成半導(dǎo)體組件20的封裝，如圖8A或圖8B所示。

雖然本發(fā)明以前述之較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)本領(lǐng)域技藝者，例如，半導(dǎo)體組件20即不限定為內(nèi)存，只要是經(jīng)由半導(dǎo)體制程所形成的晶粒，均為本發(fā)明封裝之目標(biāo)；因此，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動與潤飾，因此本發(fā)明之專利保護(hù)范圍須視本說明書所附之申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。