CN101093817A - 半导体封装构造与制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半导体封装构造与制造方法。该半导体封装构造包括：承载件、半导体元件、第一封胶体、盖件以及第二封胶体。半导体元件具有一主动面及一背面，并通过第一导电元件电性连接在承载件上。第一封胶体，设于承载件上，并竖立在半导体元件的周围。盖件设于第一封胶体的顶部，并具有一突出部。第二封胶体设置在承载件上并包覆盖件的突出部。本发明半导体封装构造的制造方法可减少制程步骤，并且可增强上盖与封胶体之间的结合效果。

Description

半导体封装构造与制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体封装构造与制造方法，特别是关于一种包含有微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystems；MEMS)的半导体封装构造与制造方法。
背景技术
为了满足消费者对于移动电话轻薄短小的设计需求，移动电话制造商均致力于可使移动电话微型化的主要元件的设计。由于麦克风是影响移动电话外观厚度的关键元件之一，因此如何减少麦克风的厚度已成为目前设计移动电话的重要课题之一。
传统所采用的电子电容麦克风(Electret CondenserMicrophone；ECM)的尺寸，扣除防尘罩(Acoustic Boot)后虽然已可缩小到4mm×1.5mm，但是受限于电子电容麦克风本身的技术特性，进一步缩小的空间已很有限。因此，现有技术开始采用微机电系统技术将构成麦克风的主要机构直接微型化地形成在硅基板的表面，再通过半导体封装制程进行封装。
请参考图1，图1为一种传统包含有微机电系统麦克风的半导体封装构造100的剖面示意图。传统微机电系统麦克风102固定安装并电性连接在基板104或封装用导线架(Leadframe)上，四周再用封胶体106与上盖108进行封装。
然而，在微机电系统麦克风102的封装制程中，必须针对基板104上的每一单位封胶体106进行点胶及压合的步骤，工序相当繁琐复杂。而且封胶体106与上盖108通过点黏着的方式进行连接，结合效果不佳，常造成上盖108脱落。
因此有必要提供一种制程步骤简单并且结合效果良好的封装构造与方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种半导体封装构造与制造方法，该半导体封装构造包括：承载件、半导体元件、第一封胶体、盖件以及第二封胶体。半导体元件具有一主动面及一背面，并通过第一导电元件电性连接在承载件上。第一封胶体，设于承载件上，并竖立在半导体元件的周围。盖件设置于第一封胶体的顶部，并具有一突出部。第二封胶体设置在承载件上并包覆盖件的突出部。通过使盖件的突出部突伸至第二封胶体内，可帮助将盖件固接于第二封胶体内。
本发明的另一目的在于提供一种用以制造若干个半导体封装构造的方法，该方法至少包括下述步骤：
首先提供一承载件，其包含若干个第一封胶体，从而在承载件上定义出呈阵列排列的若干个单元。
接着，将若干个第一半导体元件分别固设于每一单元内的承载件上，并用若干个第一导电元件，分别将每一第一半导体元件电性连接在每一单元内的承载件上。
然后，将若干个盖件放置在这些第一封胶体的顶部使这些第一封胶体抵住盖件的下表面，并使突出于盖件下表面的若干个突出部分别对应每一单元而设置，并使每一单元所对应的突出部位于每一第一封胶体所定义的范围之外。
使用封胶包覆盖件的突出部，从而在每一单元外侧形成竖立在承载件上的第二封胶体，其中盖件的突出部由盖件的下表面突伸至第二封胶体内，从而将该盖件固接于第二封胶体中。
再进行一切成单颗步骤(singulation step)而获得半导体封装构造。
本发明的又一目的就是在提供另外一种制造若干个半导体封装构造的方法，该方法至少包括下述步骤：
首先提供一承载件，其包含呈阵列排列的若干个单元；
接着，将若干个第一半导体元件分别固设于承载件的每一单元内，并用若干个第一导电元件将每一第一半导体元件分别电性连接在每一单元内的承载件上。
使用封胶包覆这些第一半导体元件，从而分别在每一单元上形成一第一封胶体，并使位于每一单元内的第一封胶体具有至少一开孔，用以裸露出一部分的承载件。
再将若干个第二半导体元件，分别固设于每一单元内的第一封胶体的背面，并利用若干个第二导电元件，通过每一第一封胶体的开孔，分别将每一第二半导体元件电性连接在承载件裸露出来的部分。
将盖件放置在这些第一封胶体的顶部，使这些第一封胶体抵住盖件的下表面。并使突出盖件下表面的若干个突出部，分别对应于承载件上的每一单元而设置，并使每一单元所对应的突出部位于每一第一封胶体的外侧。
进行一封胶制程，封胶包覆盖件的突出部，从而在承载件的每一单元上形成第二封胶体竖立在承载件上，其中盖件的突出部由盖件的下表面突伸至第二封胶体内，从而将该盖件固接于第二封胶体上；以及
进行一切成单颗步骤而获得这些半导体封装构造。
根据以上所述的较佳实施例，本发明的技术特征在于采用第一封胶体先在基材上定义出半导体封装构造单元的范围，再采用具有突出部的上盖抵住第一封胶体，并让突出部突出于半导体封装构造单元的范围以外，再通过二次封胶，在半导体封装构造单元的第一封胶体外侧再形成一个第二封胶体，并使上盖的突出部包覆于第二封胶体中，以加强上盖与第二封胶体之间的结合。
与现有技术相比，本发明所提供的封装方法与封装构造具有以下优点：通过一次制程在半导体封装构造单元外侧进行二次封胶，使上盖与封胶体结合，不仅可减少制程步骤，而且也可增强上盖与封胶体之间的结合效果，从而解决现有技术制程繁复并且上盖容易脱落的问题。
以下结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为一种现有的包含有微机电系统麦克风的半导体封装构造100的剖面示意图。
图2A为根据本发明第一较佳实施例的一种包含有微机电系统麦克风的半导体封装构造200的剖面图。
图2B为根据本发明第二较佳实施例的另一种包含有微机电系统麦克风的半导体封装构造300的剖面图。
图3A为根据本发明第一、第二较佳实施例所绘制的一种用以制造若干个半导体封装构造的制造流程图。
图3B至图3F为制造图2B所示的半导体封装构造的流程示意图。
图4为根据本发明第三较佳实施例的一种包含有微机电系统麦克风的半导体封装构造400的剖面图。
图5A为根据本发明第三较佳实施例所绘制的另一种用以制造若干个半导体封装构造的制造流程图。
图5B至图5G为制造图4所示的半导体封装构造的流程示意图。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现就结合附图说明如下：
本发明的实施例提供一种制程步骤简单并且结合效果良好的封装构造与方法。
为使本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能进一步浅显易懂，本说明书将举出几种采用上述半导体封装构造与方法所制造的微机电系统麦克风作为较佳实施例加以说明。但值得注意的是，这些较佳实施例仅用以说明而并非用以限定本发明。
请参考图2A和图2B，图2A为根据本发明第一较佳实施例的一种包含有微机电系统麦克风的半导体封装构造200剖面图。图2B为根据本发明第二较佳实施例的另一种包含有微机电系统麦克风的半导体封装构造300剖面图。在这两个较佳实施例中，微机电系统麦克风半导体封装构造200、300均包括：承载件202、微机电系统麦克风204、第一封胶体206、第二封胶体208以及盖件212。
承载件202为一种线路基板或导线架。微机电系统麦克风204为固设并电性连接在承载件202上的一种半导体元件，可用来将声音转换成电子信号，再通过承载件202中的内连线211，将信号传送至内置有该微机电系统麦克风204的电子装置的主机(未图示)进行后续处理。其中微机电系统麦克风204具有一主动面204a及一背面204b。
在本发明的较佳实施例中，半导体封装构造200、300还包括有其它的电子元件，例如半导体元件或是电阻、电容或电感等被动元件。例如在本发明的第一较佳实施例中(请参考图2A)，电子元件为一半导体元件210，以覆晶接合的方式，通过凸块201b，以主动面210a固设于承载件202上，而微机电系统麦克风204则以背面204b固设于半导体元件210的背面210b，并通过打线201a电性连接在承载件202上。在本发明的另一较佳实施例中(请参考图2B)，半导体元件210以覆晶接合的方式，通过凸块201b，以主动面210a固设于承载件202上，而微机电系统麦克风204则以背面204b直接固设于承载件202上，并通过打线201a与承载件202电性连接。
第一封胶体206设于承载件202上并竖立在微机电系统麦克风204与半导体元件210的周围。
盖件212设于第一封胶体206顶部，该盖件212的尺寸大于第一封胶体206所涵盖的范围。盖件212、第一封胶体206以及承载件202共同定义出一个容置微机电系统麦克风204和半导体元件210的腔室205。另外，盖件212还具有至少一个突出部，例如外观为L形的突出部212a和突出部212b，突出于盖件212的下表面209用来形成腔室205以外的部份。
由于微机电系统麦克风204必需与半导体封装构造200之外的环境连通，因此盖件212具有一个贯穿孔207，用以让微机电系统麦克风204得以感测半导体封装构造200、300的外部环境的声音。
第二封胶体208设置在承载件202上，包围第一封胶体206，并包覆盖件212的突出部212a和突出部212b。通过使该盖件212的突出部212a和突出部212b突伸至第二封胶体208内，可帮助将盖件212固接于第二封胶体208内。另外，盖件212还具有至少一个孔洞(或凹部)203，可容许第二封胶体208的一部分形成在孔洞203中，从而强化盖件212与第二封胶体208之间的结合。例如在本发明的较佳实施例中，孔洞203是一贯穿盖件212的楔形贯穿孔，其中孔洞203远离盖件下表面209一端的开口尺寸大于靠进下表面209一端的开口尺寸，从而使盖件212与第二封胶体208相互卡掣而免于分离。
而制造如图2A和图2B所示的半导体封装构造的制程，请参考图3A和图3B。图3A为根据本发明的较佳实施例所绘制的一种用以制造若干个半导体封装构造的制造流程图。图3B至图3F为制造图2B所示的半导体封装构造300的流程示意图。
首先请参考步骤S31及图3B，提供一承载件302，该承载件302包含若干个第一封胶体306a、306b和306c，从而在承载件302上定义出呈阵列排列的若干个单元(区域)，例如单元320a、320b和320c。
接着请参考步骤S32及图3C，将若干个微机电系统元件，例如微机电系统麦克风304a、304b和304c以及若干个半导体元件，例如半导体元件310a、310b和310c分别固设并电性连接在每一单元320a、320b或320c内的承载件302上。在本实施例中，可通过覆晶接合或打线的方式将微机电系统麦克风304a、304b和304c以及半导体元件310a、310b和310c固设并电性连接在承载件302上。
然后请参考步骤S33及图3D，将具有若干个突出部312a、312b、312c、312d、312e和312f的盖件312放置在这些第一封胶体306a、306b和306c的顶部，使得这些第一封胶体306a、306b和306c抵住盖件312的下表面309，并使盖件312的突出部312a、312b、312c、312d、312e和312f分别对应每一单元320a、320b或320c而设置。例如突出部312a和312b所突出的位置对应单元320a；突出部312c和312d所突出的位置对应单元320b；突出部312e和312f所突出的位置对应单元320c，并使每一单元320a、320b或320c所对应的突出部312a、312b、312c、312d、312e和312f位于每一第一封胶体306a、306b和306c所定义的单元320a、320b或320c范围之外。
请参考步骤S34及图3E，进行二次封胶制程，以封胶包覆盖件312的突出部312a、312b、312c、312d、312e和312f，在每一单元320a、320b或320c所涵盖的区域外侧形成第二封胶体308竖立在承载件302上，使盖件312的突出部312a、312b、312c、312d、312e和312f由盖件312的下表面309突伸至第二封胶体308内，从而将该盖件312固接于第二封胶体308中。
再进行一切成单颗步骤(singulation step)而获得若干个半导体封装构造300a、300b和300c(请参考步骤S35及图3F)。
请参考图4，图4为根据本发明的第三较佳实施例的一种包含有微机电系统麦克风的半导体封装构造400剖面图。在本实施例中，微机电系统麦克风半导体封装构造400包括：承载件402、微机电系统麦克风404、第一封胶体406、第二封胶体408以及盖件412。
承载件402为一种线路基板或导线架。电子元件固设于承载件402上，并电性连接在承载件402上，电子元件可以是其它半导体元件或是被动元件，而其电性连接的方式可以是覆晶接合或打线接合。在本实施例中电子元件为一半导体元件410，电性连接方式是以覆晶接合为例。
第一封胶体406包覆并竖立在半导体元件410的周围，并具有至少一个开孔421用以裸露出承载件402的一部分。微机电系统麦克风404则固设于第一封胶体406的背面，并通过开孔421与承载件402的裸露部分电性连接。
盖件412设于第一封胶体40 ,6的顶部，该盖件412的尺寸大于第一封胶体406所涵盖的范围。另外，盖件412还具有至少一个突出部，例如外观为L形的突出部412a和突出部412b，突出于盖件412的下表面409，并位于第一封胶体406之外。
由于微机电系统麦克风404必需与半导体封装构造400之外的环境连通，因此盖件412具有一个贯穿孔407，用以让微机电系统麦克风404得以感测半导体封装构造400的外部环境的声音。
第二封胶体408设置在承载件402上并包覆突出部412a和突出部412b。通过使该盖件412的突出部412a和突出部412b突伸至第二封胶体408内，可帮助将盖件412固接于第二封胶体408内。另外，盖件412还具有至少一个孔洞(或凹部)403，可容许第二封胶体408的一部分形成在孔洞403中，从而强化盖件412与第二封胶体408之间的结合。例如在本发明的较佳实施例中，孔洞403为贯穿盖件412的楔形贯穿孔，其中孔洞403远离下表面409一端的开口尺寸大于靠进下表面一端的开口尺寸，通过盖件412与第二封胶体408之间的卡掣，可使两者免于分离。
而制造如图4所示的半导体封装构造的制程，请参考图5A至图5G。图5A为根据本发明的第三较佳实施例所绘制的另一种用以制造若干个半导体封装构造的制造流程图。图5B至图5G为制造图4所示的半导体封装构造400的流程示意图。
首先请参考步骤S51及图5B，提供一承载件502，该承载件502包含若干个呈阵列排列的单元(区域)，例如单元520a、520b和520c。
接着请参考步骤S52，将若干个半导体元件，例如半导体元件510a、510b和510c分别固设并电性连接在承载件502上的每一单元520a、520b和520c内。在本实施例中，可通过覆晶接合或打线的方式将半导体元件510a、510b和510c固设并电性连接在承载件502上。
之后请再参考步骤S53及图5C，使用封胶包覆这些半导体元件510a、510b和510c，并分别在每一单元520a、520b和520c上形成一个第一封胶体506a、506b或506c。例如在单元520a上形成第一封胶体506a；在单元520b上形成第一封胶体506b；在单元520c上形成第一封胶体506c。并使每一单元520a、520b或520c内的第一封胶体506a、506b或506c都具有至少一个开孔，例如开孔521a521b或521c用以裸露出承载件502的一部分。
请再参考步骤S54及图5D，将若干个微机电系统元件，例如微机电系统麦克风504a、504b和504c，分别固设于每一单元520a、520b或520c的第一封胶体506a、506b或506c之上。接着再通过打线的方式使每一微机电系统麦克风504a、504b和504c与承载件502的裸露部分电性连接。(请再参考步骤S55)。
然后请参考步骤S56及图5E，将具有若干个突出部512a、512b、512c、512d、512e和512f的盖件512放置在这些第一封胶体506a、506b和506c的顶部，使得这些第一封胶体506a、506b和506c抵住盖件512的下表面509，并使盖件512的突出部512a、512b、512c、512d、512e和512f分别对应每一单元520a、520b或520c而设置。例如突出部512a和512b所突出的位置对应单元520a；突出部512c和512d所突出的位置对应单元520b；突出部512e和512f所突出的位置对应单元520c。并使每一单元520a、520b或520c所对应的突出部512a、512b、512c、512d、512e和512f位于每一第一封胶体506a、506b和506c之外。
请参考步骤S57及图5F，进行二次封胶制程，以封胶包覆盖件512的突出部512a、512b、512c、512d、512e和512f，在每一单元520a、520b或520c上形成一第二封胶体508竖立在承载件502上，使盖件512的突出部512a、512b、512c、512d、512e和512f由盖件52的下表面509突伸至第二封胶体508内，从而将该盖件512固接于第二封胶体508中。
再进行一切成单颗步骤而获得若干个半导体封装构造500a、500b和500c(请参考步骤S58，及图5G)。
根据以上所述的较佳实施例，本发明的技术特征在于采用第一封胶体在基材上定义出半导体封装构造单元的范围，再采用具有突出部的上盖抵住第一封胶体，并让突出部突出于半导体封装构造单元的范围以外，再通过二次封胶，在半导体封装构造单元的第一封胶体外侧再形成一第二封胶体，并使上盖的突出部包覆在第二封胶体中，从而加强上盖与封胶体之间的结合。
与现有技术相比，使用本发明所提供的封装方法与封装构造有以下优点：通过一次制程在半导体封装构造单元外侧进行二次封胶，使上盖与封胶体结合，不仅可减少制程步骤，而且也可增强上盖与封胶体之间的结合效果，从而解决现有技术制程繁复并且上盖容易脱落的问题。

Claims (11)

1.一种半导体封装构造，至少包括：
一承载件；
一半导体元件，具有一主动面及一背面，固设在所述承载件上，并通过一第一导电元件电性连接在所述承载件上：
一第一封胶体，设置于所述承载件上并竖立在所述半导体元件的周围；以及
一盖件，设置在所述第一封胶体的顶部；
其特征在于：所述盖件具有一突出部，并且所述半导体封装构造进一步包括一第二封胶体，所述第二封胶体设置在所述承载件上并包覆所述盖件的突出部。
2.如权利要求1所述的半导体封装构造，其特征在于所述盖件的突出部为L形。
3.如权利要求1所述的半导体封装构造，其特征在于所述突出部设于所述第一封胶体的外围，而所述第二封胶体包围所述第一封胶体。
4.如权利要求1所述的半导体封装构造，其特征在于所述盖件具有至少一孔洞或一凹部，所述第二封胶体的一部分形成在所述孔洞或凹部内，所述凹部为一贯通孔。
5.如权利要求1所述的半导体封装构造，其特征在于所述第一封胶体包覆所述半导体元件，并具有至少一开孔用以裸露出所述承载件的一部分，所述半导体封装构造进一步包含：
一电子元件，固设在所述第一封胶体的表面；以及
一第二导电元件，电性连接所述电子元件以及第一封胶体的开孔裸露出的所述承载件。
6.一种用以制造若干个半导体封装构造的方法，至少包括下列步骤：
(a)提供一承载件；
(b)形成若干个第一封胶体在所述承载件上，从而在所述承载件上定义出呈阵列排列的若干个单元；
(c)分别固设若干个半导体元件在每一单元内；
(d)电性连接所述半导体元件与所述承载件；
(e)提供一盖件，将所述盖件放置在所述第一封胶体上，使所述第一封胶体抵住所述盖件的一下表面；
(f)将所述盖件固设在所述承载件上；以及
(g)进行一切成单颗步骤(singulation step)而获得所述半导体封装构造；
其特征在于：步骤(e)中，所述盖件具有突伸出其下表面的若干个突出部，所述突出部分别对应承载件的每一单元而设置，并且每一单元所对应的突出部位于所述单元所定义的范围之外；步骤(f)包括封胶包覆所述盖件的所述突出部，而在每一单元的外侧形成一第二封胶体竖立在所述承载件上，并使所述盖件的所述突出部由所述盖件的下表面突伸至所述第二封胶体内。
7.如权利要求6所述的用以制造若干个半导体封装构造的方法，其特征在于所述盖件具有至少一凹部，在形成所述第二封胶体的步骤(f)中，所述第二封胶体的一部分形成在所述凹部内。
8.如权利要求6所述的用以制造若干个半导体封装构造的方法，其特征在于步骤(d)与(e)之间进一步包含下列步骤：
将若干个电子元件分别固设在所述半导体元件的背面；以及
电性连接所述电子元件与所述承载件；
步骤(d)中所述半导体元件是以覆晶接合的方式与所述承载件电性连接。
9.如权利要求6所述的半导体封装构造，其特征在于步骤(d)与(e)之间进一步包含下列步骤：
将若干个电子元件分别设于所述半导体元件的旁边；以及
电性连接所述电子元件与所述承载件。
10.一种用以制造若干个半导体封装构造的方法，至少包括下列步骤：
(a)提供一承载件，所述承载件包含呈阵列排列的若干个单元；
(b)将若干个半导体元件分别固设在所述承载件上；
(c)用若干个第一导电元件分别将每一半导体元件电性连接在所述承载件的每一单元内；
(d)封胶包覆所述第一半导体元件，以在每一单元上形成一第一封胶体，其中每一第一封胶体具有至少一开孔用以裸露出所述承载件的一部分；
(e)将若干个电子元件分别固设在每一第一封胶体上；
(f)用若干个第二导电元件，分别通过每一开孔，将每一电子元件电性连接至所述承载件的每一裸露部分；
(g)提供一盖件，将所述盖件放置在所述第一封胶体上，使每一第一封胶体抵住所述盖件的一下表面；
(h)将所述盖件固设在所述承载件上；以及
(i)进行一切成单颗步骤(singulation step)而获得所述半导体封装构造；
其特征在于：步骤(g)中，所述盖件具有突伸出其下表面的若干个突出部，所述突出部分别对应承载件的每一单元而设置，并且每一单元所对应的突出部位于所述单元所定义的范围之外；步骤(h)包括封胶包覆所述盖件的所述突出部，而在每一单元的外侧形成一第二封胶体竖立在所述承载件上，并使所述盖件的所述突出部由所述盖件的下表面突伸至所述第二封胶体内。
11.如权利要求10所述的用以制造若干个半导体封装构造的方法，其特征在于：步骤(g)中，所述盖件具有至少一孔洞或一凹部，而在形成第二封胶体的步骤(h)中，所述第二封胶体的一部分形成在所述孔洞或凹部内。
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