專利名稱：半導體封裝件及其制造方法
半導體封裝件及其制造方法技術領域
本發明是有關于一種半導體封裝件及其制造方法，且特別是有關于一種以多道切割工藝完成的半導體封裝件及其制造方法。
背景技術：
傳統的半導體封裝件包括基板、封膠及芯片，其中芯片設于基板的表面上，而封膠覆蓋基板的表面且包覆芯片。
然而，由于封膠與基板的材質不同，故其熱膨脹系數差異相當大。因此，在封膠形成后，導致半導體封裝件的翹曲量甚大，而增加后續植球的難度。發明內容
本發明有關于一種半導體封裝件及其制造方法，半導體封裝件的翹曲量小，有助于提升植球的制造性。
根據本發明的一實施例，提出一種半導體封裝件。半導體封裝件包括一基板、一半導體芯片、一封裝體及數個焊球?；寰哂幸粋让婕跋鄬Φ囊簧媳砻媾c一下表面。半導體芯片設于基板的上表面上。封裝體包覆半導體芯片且具有一凹陷部及一上表面，凹陷部相對基板的側面往凹陷且從封裝體的上表面往基板的方向延伸一距離，此距離至多等于封裝體的厚度，其中凹陷部與基板的側面于不同切割工藝中形成。焊球形成于基板的下表面上。
根據本發明的另一實施例，提出一種半導體封裝件的制造方法。制造方法包括以下步驟。提供一基板，具有相對的一上表面與一下表面；設置一半導體芯片于基板的上表面上；形成一封裝體包覆半導體芯片，其中封裝體具有一上表面；于封裝體中切割出一凹陷部，其中凹陷部從封裝體的上表面往基板的方向延伸一距離，此距離小于封裝體的厚度； 形成數個焊球于基板的下表面上；以及，對應凹陷部的位置，形成一切割道經過封裝體及基板，以切斷封裝體及基板，其中切割道的寬度小于凹陷部的寬度。
為了對本發明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下


圖IA繪示依照本發明一實施例的半導體封裝件的外觀圖。
圖IB繪示圖IA中沿方向1B-1B，的剖面圖。
圖2A至2E繪示圖IA的半導體封裝件的制造過程圖。
主要元件符號說明
100:半導體封裝件
100'封裝結構
110:基板
IlOb:下表面
IlOs、140s 側面
IlOu、140u 上表
111 導電通孔
112 線路層
120 焊球
130 半導體芯片
140 封裝體
141b底面
141 凹陷部
141s側壁
142 一部分
150 焊線
160 載板160
161 黏貼層
H1、H2、H3 距離
P 切割道
S1、S2 刀具
T1、T2 厚度
W1、W2 寬度具體實施方式
請參照圖1A，其繪示依照本發明一實施例的半導體封裝件的外觀圖。
半導體封裝件100包括基板110、數個焊球120、半導體芯片130、封裝體140及至少一焊線150(圖1B)。
請參照圖1B，其繪示圖IA中沿方向1B-1B’的剖面圖。
基板110例如是硅晶圓，其具有側面IlOs及相對的上表面IlOu與下表面110b，其中，側面IIOs采用刀具或激光切割形成。基板110可包括至少一導電通孔111及至少一線路層112。導電通孔111從基板110的上表面IlOu延伸至下表面110b，而線路層112延伸于基板110的上表面110U，并連接于導電通孔111。
基板110可增加半導體封裝件100的整體強度，以降低半導體封裝件100的翹曲量。
如圖IB所示，焊球120形成于基板110的下表面IlOb上，且形成于對應的導電通孔111上。
如圖IB所示，半導體芯片130設于基板110的上表面IlOu上。本實施例中，半導體芯片130以朝上方位(face-up)設于基板110上，焊線150連接半導體芯片130與基板 110的線路層112，使半導體芯片130電性連接于焊球120。
另一實施例中，雖然圖未繪示，半導體芯片130以朝下方位(face-down)設于基板 110上，半導體芯片130包括至少一焊球，半導體芯片130以焊球連接于基板110。又一實施例中，雖然圖未繪示，然數個半導體芯片130可上下堆迭在一起，或邊靠邊(side-by-side)3/5頁配置于基板110上。
如圖IB所示，封裝體140包覆半導體芯片130且具有凹陷部141及上表面140u。 凹陷部141相對基板110的側面IlOs往內凹陷且從封裝體140的上表面140u往基板110 的方向延伸一距離H1，其中距離Hl小于封裝體140的厚度Tl，使封裝體140自身形成一” 上窄下寬”結構。
此外，凹陷部141可采用例如是刀具或激光切割形成，且與基板110的側面IlOs 于不同切割工藝中形成。經由凹陷部141的形成，可釋放封裝體140的熱應力，有助于提升半導體封裝件100的品質及壽命，以及降低半導體封裝件100的翹曲量。
如圖IB所示，本實施例中，凹陷部141未延伸至基板110，而保留封裝體140的一部分142。經由封裝體140的一部分142，可維持或提升半導體封裝件100的強度。
本實施例中，距離Hl與封裝體140的厚度Tl的比值可介于約2/3至3/4之間，如下式(1)。如此一來，可使半導體封裝件100的翹曲量控制在預設或預期范圍，且可同時確保半導體封裝件100的強度。然式(1)并非用以限制本實施例。Hl 2 3m
——=.....................................................(1)Tl 3 4
如圖IB所示，本實施例中，封裝體140的凹陷部141具有底面141b，底面141b相距基板Iio的距離H2約100微米，在此設計值下，可維持基板110的強度且使半導體封裝件100的翹曲量甚小。另一實施例中，距離H2亦可少于或大于100微米。
雖然本實施例的凹陷部141未延伸至基板110，然另一實施例中，凹陷部141可延伸至基板110。在此設計下，距離Hl與封裝體140的厚度Tl的比值1。如此，封裝體140與基板110共同形成一”上窄下寬”結構(封裝體140的寬度較窄，而基板110的寬度較寬)。
如圖IB所示，封裝體140具有側面140s，而凹陷部141具有側壁141s，側壁141s 相對封裝體140的側面140s往內凹陷，其中，側面140s相距側壁141s的距離H3至少5微米，然此非用以限制本實施例。此外，封裝體140的側面140s與基板110的側面IlOs于同I切割工藝中形成，使封裝體140的側面140s與基板110的側面IlOs實質上對齊，例如是共面。
此外，封裝體140可包括酚醛基樹脂(Novolac-based resin)、環氧基樹脂 (epoxy-based resin)、硅基樹脂(silicone-based resin)或其他適當的包覆劑。封裝體140亦可包括適當的填充劑，例如是粉狀的二氧化硅。一具體例子中，封裝體140封膠 (molding compound)0
以下說明依照本發明一實施例的半導體封裝件的制造過程，以圖IA的半導體封裝件的制造過程為例說明。
請參照圖2A至2E，其繪示圖IA的半導體封裝件的制造過程圖。
如圖2A所示，提供基板110，其中基板110具有相對的上表面1 IOu與下表面1 IOb。
如圖2A所示，可采用例如是表面黏貼技術(Surface mount technology, SMT)，設置至少一半導體芯片130于基板110的上表面IlOu上。
基板110包括至少一導電通孔111及至少一線路層112。導電通孔111從基板110 的上表面IlOu延伸至下表面110b，而線路層112延伸于基板110的上表面110u，并連接于導電通孔111。5
如圖2A所示，可采用例如是打線技術，以至少一焊線150連接半導體芯片130與基板110的線路層112。
如圖2B所示，可采用例如是壓縮成型(compression molding)、注射成型 (injection molding)或轉注成型(transfer molding)，形成封裝體140覆蓋基板110的上表面IlOu且包覆半導體芯片130及焊線150，其中封裝體140具有上表面140u。
由于封裝體140在高溫下形成，其在冷卻凝固后內部會累積熱應力，如此會降低封裝體140的品質及壽命且會增加封裝體140及基板110的翹曲量。然而，本實施例經由后續凹陷部141的形成，可釋放封裝體140的應力，以提升封裝體140的品質及壽命，如下所述。
如圖2C所示，可采用例如是刀具或激光切割，于封裝體140中切割出至少一凹陷部141，以形成封裝結構100’。其中，凹陷部141從封裝體140的上表面140u往基板110 的方向延伸一距離H1，此距離Hl小于封裝體140的厚度Tl，而保留封裝體140的一部分 142。較佳但非限定地，封裝體140的一部分142的厚度H2至少100微米，如此可使封裝結構100’(基板110與封裝體140)具備足夠強度。另一實施例中，若基板110的厚度足夠， 則封裝體140的一部分142的厚度H2不限于至少100微米，亦可少于100微米。另一實施例中，封裝體140的一部分142的厚度H2亦可大于100微米。
本實施例中，封裝體140的厚度Tl約500微米而基板110的厚度T2約500微米， 在此情況下下，距離Hl可設計成約400微米，如此一來，可使基板110具備足夠強度且封裝結構100’的翹曲量明顯大幅減小。依據測試數據顯示，省略凹陷部141的封裝結構100’ 的翹曲量高至2. 5毫米，相較于此，本實施例圖2C的封裝結構100’的翹曲量降低至0. 5毫米。
在形成凹陷部141的方法中，以刀具切割來說，可采用刀寬約為55微米的刀具Si， 使凹陷部141的寬度Wl約為55微米。另一實施例中，亦可采用刀寬介于22至80微米之間的刀具來形成凹陷部141。
如圖2D所示，形成數個焊球120于基板110的下表面IlOb上。經由凹陷部141的形成，使封裝結構100’的翹曲量甚小，故焊球120可精確地形成于基板110的下表面IlOb 上，例如是精確地定位于對應的導電通孔111上。
如圖2E所示，可采用例如刀具或激光，對應凹陷部141的位置，形成切割道P經過封裝體140及基板110，以切斷封裝體140及基板110。其中，切割道P的寬度W2小于對應的凹陷部141的寬度W2，使切割道P形成后，凹陷部141與切割道P共同形成一”上寬下窄” 的切割道。至此，形成至少一如圖IA所示的半導體封裝件100。
切割后，基板110形成側面110s，而封裝體140形成側面140s，基板110的側面 IlOs與封裝體140的側面140s實質上對齊，例如是共面。由于切割道P的寬度W2小于凹陷部141的寬度W1，故凹陷部141相對基板110的側面IlOs往內凹陷。
切割道P的形成方法中，以刀具切割來說，可采用刀具S2形成切割道P，其中刀具 S2的寬度W2小于刀具Sl的寬度Wl (圖2C)，如此一來，可避免刀具S2破壞已切割的封裝體140的側面140s (側面140s于凹陷部141的切割工藝中形成)。一實施例中，刀具S2的寬度W2小于刀具Sl的寬度Wl至少10微米，以刀具Sl的寬度約55微米來說，刀具S2的寬度W2約45微米。另一實施例中，刀具S2的刀寬可介于約30至60微米之間。
在切割道P形成前，可將封裝結構100’ (圖2D)置于一載板160上，其中載板160 包括黏貼層161，其例如是UV膠?；?10及焊球120可黏貼于黏貼層161上，其中焊球120 可埋入黏貼層161內。切割道P形成后，可對黏貼層161照射紫外光(Ultraviolet Rays, UV)，使黏貼層161失去黏性，如此可輕易地分離焊球120與黏貼層161。
本實施例中，切割道P可從封裝體140往基板110的方向形成；另一實施例中，切割道P可從基板Iio往封裝體140的方向形成，在此情況下，可將圖2D的封裝結構100，倒置，以封裝體140朝上設于載板160上，然后再進行切割?；蛘?，只要切割設備允許，亦可在不倒置封裝結構100’的情況下，從基板110往封裝體140的方向形成切割道P。
本發明上述實施例所揭露的半導體封裝件及其制造方法，半導體封裝件的翹曲量小，有助于提升植球的制造性。此外，經由凹陷部的形成，可釋放封裝體的熱應力，有助于提升半導體封裝件的品質及壽命，以及降低半導體封裝件的翹曲量。再者，凹陷部從封裝體的上表面往基板的方向延伸一距離，此距離小于或實質上等于封裝體的厚度。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種半導體封裝件，包括一基板，具有一側面及相對的一上表面與一下表面；一半導體芯片，設于該基板的該上表面上；一封裝體，包覆該半導體芯片且具有一凹陷部及一上表面，該凹陷部相對該基板的該側面往內凹陷且從該封裝體的該上表面往該基板的方向延伸一距離，該距離至多等于該封裝體的厚度，該凹陷部與該基板的該側面于不同切割工藝中形成；以及數個焊球，形成于該基板的該下表面上。
2.如權利要求1所述的半導體封裝件，其中該距離與該封裝體的厚度的比值介于2/3 至3/4之間。
3.如權利要求2所述的半導體封裝件，其中該凹陷部具有一底面，該底面相距該基板的距離100微米。
4.如權利要求1所述的半導體封裝件，其中該封裝體具有一側面，該凹陷部具有一側壁，該側壁相對該封裝體的該側面往內凹陷，其中該封裝體的該側面相距該側壁的距離至少5微米。
5.如權利要求1所述的半導體封裝件，其中該封裝體具有一側面，該基板的該側面與該封裝體的該側面實質上對齊。
6.一種半導體封裝件的制造方法，包括提供一基板，具有相對的一上表面與一下表面；設置一半導體芯片于該基板的該上表面上；形成一封裝體包覆該半導體芯片，其中該封裝體具有一上表面；于該封裝體中切割出一凹陷部，其中該凹陷部從該封裝體的該上表面往該基板的方向延伸一距離，該距離小于該封裝體的厚度；形成數個焊球于該基板的該下表面上；以及對應該凹陷部的位置，形成一切割道經過該封裝體及該基板，以切斷該封裝體及該基板，其中該切割道的寬度小于該凹陷部的寬度。
7.如權利要求6所述的制造方法，其中于該封裝體中切割出該凹陷部的該步驟中，該距離與該封裝體的厚度的比值介于2/3至3/4之間。
8.如權利要求7所述的制造方法，其中于該封裝體切割該凹陷部的該步驟中，該凹陷部具有一底面，該底面相距該基板的距離100微米。
9.如權利要求6所述的制造方法，其中于該封裝體中切割出該凹陷部的該步驟中，該凹陷部形成一側壁；于形成該切割道經過該封裝體及該基板的該步驟中，該封裝體形成一側面，其中該側壁相對該封裝體的該側面往內凹陷，其中該封裝體的該側面相距該側壁的距離至少5微米。
10.如權利要求6所述的制造方法，其中于形成該切割道經過該封裝體及該基板的該步驟中，該基板形成一側面，而該封裝體形成一側面，該基板的該側面與該封裝體的該側面實質上對齊。
全文摘要
一種半導體封裝件及其制造方法。半導體封裝件包括基板、半導體芯片、封裝體及多個焊球?；寰哂袀让婕跋鄬Φ纳媳砻媾c下表面。半導體芯片設于基板的上表面上。封裝體包覆半導體芯片且具有凹陷部及上表面，凹陷部相對基板的側面往凹陷且從封裝體的上表面往基板的方向延伸一距離，此距離至多等于封裝體的厚度，其中凹陷部與基板的側面于不同切割工藝中形成。焊球形成于基板的下表面上。
文檔編號H01L23/13GK102509722SQ201210002980
公開日2012年6月20日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者歐英德, 黃哲豪 申請人:日月光半導體制造股份有限公司