封裝結(jié)構(gòu)及其制法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種封裝結(jié)構(gòu)及其制法，尤指一種具有線路層的封裝結(jié)構(gòu)及其制法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)行的覆晶技術(shù)因具有縮小晶片封裝面積及縮短訊號傳輸路徑等優(yōu)點，目前已經(jīng)廣泛應用于晶片封裝領域，例如:晶片尺寸構(gòu)裝(Chip Scale Package，CSP)、晶片直接貼附封裝(Direct Chip Attached，DCA)以及多晶片模組封裝(Mult1-Chip Module，MCM)等型態(tài)的封裝模組，其均可利用覆晶技術(shù)而達到封裝的目的。
[0003]于覆晶封裝制程中，因晶片與封裝基板的熱膨脹系數(shù)的差異甚大，所以晶片外圍的凸塊無法與封裝基板上對應的接點形成良好的接合，使得凸塊容易自封裝基板上剝離。另一方面，隨著積體電路的積集度的增加，因晶片與封裝基板之間的熱膨脹系數(shù)不匹配(mismatch)，其所產(chǎn)生的熱應力(thermal stress)與翹曲(warpage)的現(xiàn)象也日漸嚴重，其結(jié)果將導致晶片與封裝基板之間的電性連接的可靠度(reliability)下降，并造成信賴性測試的失敗。
[0004]為了解決上述問題，遂發(fā)展出以半導體基材作為中介結(jié)構(gòu)的制程，其通過于一封裝基板與一半導體晶片之間增設一娃中介板(silicon interposer)，因為該娃中介板與該半導體晶片的材質(zhì)接近，所以可有效避免熱膨脹系數(shù)不匹配所產(chǎn)生的問題。
[0005]請參閱圖1，其為現(xiàn)有具硅中介板的堆迭封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖所示，現(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)除了能避免前述問題外，相較于直接將半導體晶片接置于封裝基板的情況，現(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)也可使封裝結(jié)構(gòu)的版面面積更加縮小。
[0006]舉例來說，一般封裝基板最小的線寬/線距只可做到12/12微米，而當半導體晶片的輸入輸出(I/O)數(shù)增加時，由于線寬/線距已無法再縮小，所以須加大封裝基板的面積以提高布線數(shù)量，以便于接置高輸入輸出(I/o)數(shù)的半導體晶片；相對地，由于圖1的封裝結(jié)構(gòu)將半導體晶片11接置于一具有娃貫孔(through silicon via, TSV) 121的娃中介板12上，以該硅中介板12做為一轉(zhuǎn)接板，進而將半導體晶片11電性連接至封裝基板13上，而硅中介板12可利用半導體制程做出3/3微米或以下的線寬/線距，所以當半導體晶片11的輸入輸出(1/0)數(shù)增加時，該硅中介板12的面積已足夠連接高輸入輸出(1/0)數(shù)的半導體晶片11。此外，因為該硅中介板12具有細線寬/線距的特性，其電性傳輸距離較短，所以連接于該硅中介板12的半導體晶片11的電性傳輸速度(效率)也較將半導體晶片直接接置封裝基板的速度(效率)來得快。
[0007]然而，由于現(xiàn)有為使用硅中介板12的硅貫孔121來電性連接上下兩側(cè)的半導體晶片11與封裝基板13，但制作硅貫孔121會使得整體封裝成本提高；此外，最終封裝結(jié)構(gòu)也會因為多了硅中介板12而增加不少厚度。
[0008]因此，如何避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的種種問題，實為目前業(yè)界所急需解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺失，本發(fā)明提供一種封裝結(jié)構(gòu)及其制法，能有效節(jié)省成本與減少厚度。
[0010]本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)，包括:具有貫穿的開口的框體；設于該框體的開口中的半導體晶片，其具有外露于該開口的相對的作用面與非作用面；形成于該開口中的介電層，以接觸并固定該半導體晶片，且該介電層與該作用面?zhèn)鹊目蝮w表面齊平；以及形成于該作用面?zhèn)鹊慕殡妼由系木€路層，以電性連接該作用面。
[0011]本發(fā)明還提供一種封裝結(jié)構(gòu)，其包括:框體，其具有貫穿的開口 ；半導體晶片，其設于該框體的開口中，且具有外露于該開口的相對的作用面與非作用面；介電層，其形成于該開口中，以接觸并固定該半導體晶片；線路層，其形成于該作用面?zhèn)鹊慕殡妼由希噪娦赃B接該作用面；以及承載板，其設于該框體、介電層和半導體晶片的非作用面上，且該框體和承載板為非一體成形。
[0012]本發(fā)明還提供一種封裝結(jié)構(gòu)的制法，其包括:提供一具有相對的第一表面與第二表面的承載板，該承載板的第一表面上形成有具有外露該第一表面的開口的框體，該框體和承載板為非一體成形，該開口中的第一表面上設置有具相對的作用面與非作用面的半導體晶片，該半導體晶片以該非作用面接合該第一表面，且該開口中填有介電層，以接觸并固定該半導體晶片；于該介電層上形成線路層，以電性連接該作用面；以及移除該承載板，以外露該半導體晶片的非作用面。
[0013]于一具體實施例中，提供該承載板與框體及設置該半導體晶片的步驟包括:于該承載板上設置該半導體晶片；于該承載板上接置一具有凹部的蓋板，該凹部面對該承載板，令該半導體晶片對應容置于該凹部中；移除該蓋板的部分厚度，以外露該半導體晶片及該蓋板所留下的該框體；以及于該框體的開口中形成具有外露至少部分的該作用面的介電層。
[0014]于另一具體實施例中，形成該框體及該介電層的步驟包括:提供一其上設有該半導體晶片及一具有凹部的蓋板的該承載板，該凹部面對該承載板，使該半導體晶片對應容置于該凹部底面，并令該蓋板懸空在該承載板上；于該凹部中及蓋板和承載板之間形成介電層，以接觸并固定該半導體晶片；以及移除該蓋板的部分厚度，以外露該半導體晶片及該蓋板所留下的該框體。
[0015]由上可知，本發(fā)明以較便宜的線路層取代現(xiàn)有的中介板，且亦省去現(xiàn)有半導體晶片與中介板之間的焊球，因此能有效減少封裝結(jié)構(gòu)的成本與厚度。
【附圖說明】
[0016]圖1為現(xiàn)有具硅中介板的堆迭封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0017]圖2A至圖2L’所示者為本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)的制法的剖視圖，其中，圖2C’為圖2C的另一實施例，圖2D’與圖2D”為圖2D的不同實施例，圖2L’為接續(xù)圖2D”得到的封裝結(jié)構(gòu)，圖2L”為具有承載板的封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖；
[0018]圖3A及圖3B為接續(xù)圖2D’后的二種封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖3A’及圖3B’為具有承載板的封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖；以及
[0019]圖4A至圖4E’為本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)的另一制法的剖視圖，其中，圖4D’及圖4E’為圖4D及圖4E的不同實施例。
[0020]符號說明
[0021]11,22半導體晶片
[0022]12硅中介板
[0023]121硅貫孔
[0024]13封裝基板
[0025]20承載板
[0026]20a第一表面
[0027]20b第二表面
[0028]21蓋板
[0029]210凹部
[0030]22a作用面
[0031]22b非作用面
[0032]21，框體
[0033]210，開口
[0034]23介電層
[0035]23’介電增層
[0036]230開孔
[0037]24導電體
[0038]25線路層
[0039]26絕緣保護層
[0040]260絕緣保護層開孔
[0041]27導電元件
[0042]28基板。
【具體實施方式】
[0043]以下藉由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0044]須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用于配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供本領域技術(shù)人員的了解與閱讀，并非用于限定本發(fā)明可實施的限定條件，所以不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的用語也僅為便于敘述的明了，而非用于限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0045]圖2A至圖2L所示者，其為本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)的制法的剖視圖，其中，圖2C’為圖2C的另一實施例，圖2D’與圖2D”為圖2D的不同實施例，圖2D’為接續(xù)圖2C’的實施例。
[0046]如圖2A所不，提供一具有相對的第一表面20a與第二表面20b的承載板20與一具有凹部210的蓋板21，其二者并非一體成形。
[0047]該承載板20與蓋板21可為有機或無機材質(zhì)，該有機材質(zhì)為例如苯環(huán)丁烯(Benzocyclo-buthene, BCB)或聚酰亞胺(polyimide)，該無機材質(zhì)為例如碳化娃(SiC)或二氧化硅(S12),形成該承載板20與蓋板21的材質(zhì)可為金屬、玻璃、陶瓷或半導體，該半導體為例如娃(Si)或砷化鎵(gallium arsenide，GaAs)。
[0048]如圖2B所示，于該承載板20的第一表面20a上設置至少一具有相對的作用面22a與非作用面22b的半導體晶片22，多個該半導體晶片22的大小或厚度(或稱為高度)可彼此不同，令該非作用面22b接合該第一表面20a，該半導體晶片22可藉由粘著層或粘晶膜(die attach film)(未圖