CN1437232A - 晶片级封装的结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种可以在晶片阶段完成所对应元件的封装结构与其制作方法，为一种以两片或两片以上的基板所构成的晶片级封装结构；于此基板上进行各类半导体元件或光电元件或光学元件或微机电元件或生医元件或电感、电阻、电容等被动元件制造过程及各类薄膜与厚膜材料等相关的涂布、镀膜、干蚀刻、湿蚀刻、电镀、平坦化等制造过程；在晶片阶段，进行各类型裸晶与前述功能基板间的晶片级组装整合作业；晶片阶段下，作晶片对晶片之间的对准与初步接合；晶片阶段下，对于已具备初步界面接合强度的复合晶片进行晶片级封胶作业。彼此间的封装界面形成完全封止界面；于晶片阶段下，对于完成封止界面的各系统封装模组，可以熟知的半导体晶粒切割等流程来分离个别系统封装模组。

Description

晶片级封装的结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种可以在晶片阶段完成所对应元件的封装结构与其制作方法，为一种以两片或两片以上的基板所构成的晶片级封装结构；于此基板上进行各类半导体元件或光电元件或光学元件(如：微透镜等…)或微机电元件或生医元件或电感、电阻、电容等被动元件制造过程及各类薄膜与厚膜材料等相关的涂布、镀膜、干蚀刻、湿蚀刻、电镀、平坦化等制造过程。

背景技术

因应产品走向轻薄短小的趋势，使半导体及相关元件朝小型化、高速化及高集成度发展，而产品封装技术也随着此趋势朝着高功能化、小型化、高频化、电气特性保持不恶化等方向发展。其中以接近裸晶尺寸的封装技术：晶片级晶粒尺寸封装(WaterLevel Chip Size Packaging)被视为目前最先进的封装技术。

电子产品在轻薄短小、多功能、速度快的要求下，电子元件的讯号接点(I/O)数目越来越多，但厚度要求越来越薄，面积希望越来越小。在插入式的元件如SIP(Single inline Package)、ZIP(Zig-zag In-line package)等受到电路板上插入孔的尺寸限制之后，表面黏着技术被开发出来解决插入式元件无法再将脚数增加及体积减小的缺点，如此小型化的演变，便由SOP、SOJ、SSOP读变到TSOP，以及从QFP、LQFP到TQFP等。然而引脚的间距越来越小，已超越印刷电路板在高密度上的技术，便将元件上接脚排列的方式从周边改为平面的阵列排列，提高了组装的合格率。但在讯号接点数日渐增加下，封装体的尺寸势必随之增加，也伴随着许多如基板锡球空焊或基板变形翘曲现象，解决这些问题的最有效作法，便是尽可能将晶片以外的胶体部份缩小，而当封装后体积与晶片/晶粒大小差不多，即产生近似晶粒尺寸封装(Chip Scale Package)的概念。

近似晶粒尺寸封装，一般的定义是封装体边长约为内含晶片边长的1.2倍以下，或者是封装体的面积是内含晶粒面积的1.5倍以下，在此定义范围内的IC封装体均可称之为晶粒尺寸封装，因此，此种封装体的外型可能是类似TSOP(Thin Small OutlinePackage)的金属引脚，也可能是类似球栅阵列封装(BGA：Ball Grid Arraypackage)的金属锡球。

另一方面，现今熟知的覆晶封装技术起源于一九六○年代美国IBM公司，原本为引用高温型锡铅凸块，然而其生产技术复杂且成本较高，应用领域也严重受到限制。直到一九九○年代初期，覆晶(Flip Chip)底胶(Underfill)的相关技术的进步，电子业惯用的低温型共融性锡铅凸块得以被使用，使得覆晶可直接接合在传统使用的玻璃纤维基板FR-4上，覆晶锡铅凸块封装的应用层面方得以扩展。所采用晶片凸块技术是指在晶片的焊垫(Bonding Pad)上制作材料为金或焊锡的金属凸块(Gold Bump/SolderBump)，在组装时利用外加热能将凸块熔融，使晶片的焊垫与基板的线路接合。此一技术可大幅缩小IC的体积，并具有连接密度大、低感应、低成本、散热能力佳等优点，如此一来，在晶片与载板接合封装阶段，不需要焊线接合，采用金属凸块连接，可缩小晶粒封装尺寸，并改善电气传输的表现。不过，由于覆晶封装基板、植球、填胶等制造过程合格率无法明显提升下，国内外大厂均尚未大量生产。

以目前全球约有十六家以上的半导体公司，所发表的五十多种的晶粒尺寸封装产品现况而言，其架构依承载基板(Interposer)及裸晶(Bare Die)上讯号接点点距放大方式的不同，可区分为四种：

一、传统导线架(Conventional Lead Frame)：主要承装导线架LOC(Lead on Chip)的构装方式，以打线方式完成承载基板与晶粒间的连接，持续缩减面积到连CSP的尺寸定义范围。

二、硬式电路基板(Rigid Substrate)：裸晶粒上担任讯号输出与输入端的铝电极至构装元件间存在一硬式基板作为承载，其材质多为陶瓷基板或硬质印刷电路板。

三、可挠式电路基板(Flexible Circuit Interposer)：结构类同硬式电路基板，只是改采软式基板作为承载，常见材质如聚乙醯胺(Polyimide)，并于晶粒与基板间加入应力缓冲层(Elastomer)来减少应力对元件可靠度的影响，并于此软性载板未接触晶粒的另一面上以面阵列(area array)排列方式完成讯号接点的重排。

四、晶片级封装(Wafer-Level Package)：其构装元件的外接讯号点皆属向内配置(Fan-in)的排列型式，构装元件的尺寸与晶粒大小几乎相同，承载基板为薄膜基板(ThinFlim Substrate)，以类似覆晶的技术与晶粒连接，不需加入填胶制造过程，然后在晶粒面上以面阵列(area array)排列方式完成讯号接点(I/O)的重排。

不过，目前仅Intel公司采用Tessera公司的μBGA(晶粒尺寸封装的一种)应用在Rambus DRAM封装上，属于成功推出产品的晶粒尺寸封装的代表案例。

另一方面，美国的FormFactor公司开发出了微弹性结构件(Micro Spring)技术〔MOST：MicroSpring contact On Silicon Technology〕可应用于晶片级晶粒尺寸封装。此技术提供了晶片级的内部电性连接(Chip-levelinterconnects on the wafer)。此公司通过采用MOST技术可使得整个后段封装流程，全部于晶片阶段完成，如元件的对应封装，预烧、高速测试、部品外部实装。MOST技术的主要基本元素在于采用了微弹性结构件担任内部电性的连接。这项技术采用了传统的焊线(Wire-Bonding)工具来达成这个简单的目的。也因此，这套技术不需要导线架(No Leadframe)、无封模制造过程(No Molding)，所以成本上，它比一般传统晶粒尺寸封装来得低。由于微弹性结构件的适应性(顺从性，compliance)强，使得它不必像锡铅凸块覆晶上组装(Solder-Bump Flip Chip On Board)的结构需要用到填底胶制造过程(Underfill Process)。此外，采用具有MOST技术的晶片对晶片制造过程，可以提供在晶片阶段(Wafer-Level)做预烧、快速测试。其微弹性结构件的组成是：中心部分(Core)由金线构成，外表再披覆(Coating or Plating)一层镍金属(或镍合金)；其形状则为S形。透过网板印刷技术将63Sn-37Pb锡铅膏涂布在印刷电路板(PCB)的焊点上，再经由自动对位的取放设备，将采用此微弹性结构为接脚的晶片准确地取放至印刷电路板(PCB)上的位置。经过表面粘着的迥焊技术(SMT Reflow)，可形成很漂亮的焊锡接合(Solderjoints)。在印刷电路板(PCB)上，也可以使用此微弹性结构件做成各式各样的插座(Sockets)，使整个印刷电路板形成系统整合平台(System Integration Platform)。此外，这个插座(sockets)的结构可以达成脚位间距转换(Pitch Transfer)的功能，可以降低整个封装结构封高密度印刷电路板的需求，有效降低封装成本。不过，目前此技术尚未实用化。

综合以上的说明，在产品轻薄短小的要求下，晶片尺寸封装及覆晶接合封装技术在消费性电子产品小型化的具有不可忽视的潜力。

此外，高功能化的需求下，将更多的功能整合于单晶片成为系统晶片(System-on-chip，SOC)已成为目前的主流技术发展方向。但系统晶片说来容易做来难，尤其在整合来自不同公司，不同智慧财产(Intellectual property，IP)  的独特设计时，常常须要耗费相当多的时间作整合及转换工作。因此必须发展一种系统层级的整合技术，以快速地将不同设计公司、不同晶片、不同制造过程的晶粒(Die)进行整合，此种方法即为目前新兴的系统整合封装晶片(System-In-a-Package chip)，同时完成个别晶粒的测试，即KGD(Known Good Die)流程，再进行系统层级的模组组装(assembly)，之后可再更进一步进行晶片级测试，来提升合格率且减少不必要的封装成本。对客户端而言，透过客制化(Customerization)的设计，可以缩短产品的设计时间、减少产品体积、耗电及降低电磁干扰(EMI)。

近年来，无线通讯的快速发展，及市场需求，使各家大厂全力开发系统晶片的设计与制造过程，但成本与合格率仍未达到适合大量产化的目标。而通讯系统为了达到体积小、可携性高、低功率以及降低系统整合复杂的目标，目前有另一可行的方式，是将个别功能的电路先以高密度集成电路方式来实现，再将属于不同制造过程或晶片材料的主动元件以封装方式与被动元件整合在一起，形成高频系统整合模组(RF-System-in-a-package module)的技术。

应用前述系统整合模组的概念，本发明提供了一种新的晶片级封装结构及相关制造过程，而此技术可应用于各类关导体元件，无线通讯元件，光电元件，感测元件，微机电元件，生物晶片等各类复杂的平面与立体元件结构的晶片级封装与测试。此结构具备：低成本、高集成度的特点；其整合了薄、厚膜制造过程、晶片级晶粒封装或晶片级覆晶(flip chip)封装等程序进行各式打线，制作锡铅球，以及焊锡垫等来完成各式元件与外界电性连结(interconnection)，以及晶片阶段即可完成各对应元件的封装界面的晶片级封装结构。而此种技术亦可整合晶片级测试与预烧的设计来进一步降低元件的生产成本。

为了制作前述的无线通讯用高频模组，首先需要能制作整合型被动元件。以整合型被动元件的应用为基础的高频模组的制作技术中，目前比较具有成本及功能上的竞争优势的二种制造过程如下：一种为低温共烧陶瓷(LTCC)制造过程，另一种即为与IC制造过程相容的薄膜整合式被动元件(Integrated Thin Film Passive Device)制造过程。低温共烧陶瓷模组产品的最大好处是对高频的功率承受度很高，但是待解决的问题则相当多，包括线宽不够小(一般约在50μm以上)、量测上的困难、上游陶瓷粉末取得不易等，并且制造过程上陶瓷会发生收缩而使得制造过程及模拟结果偏差很大，且不易修整。基本上，就制作费用而言，与IC制造过程相容的薄膜型整合高频模组与低温共烧陶瓷两者的制作费用大致上相差不多，但是目前薄膜型整合高频模组的优势在于可以制作出尺寸更小且集成度更高的高频模组，而且在元件模型的建立上可整合主动元件的相关电性资料来实现系统化的整体电路模拟分析，并在结合完整且系统化的模拟资料库与扎实的制造过程资料库后，将可降低移动通讯高频模组之间发成本及进入市场所需的研发时间(Time to Market)。

图1及图2即为美国Intarsia公司分别在2000年8月与12月于Wireless SystemsDesign杂志上所揭示的一个以薄膜制造过程制作的整合型被动元件高频模组(参考资料1、2、3)。图1为形成电阻的步骤，而图2为利用与IC制造过程相容的薄膜制造过程来制作包含电感、电容，以及电阻等的整合型被动元件。如图1所示，薄膜电阻的形成，首先在玻璃基板10上沉积并定义电阻层11，其后沉积并以蚀刻或剥离法(Lift-off)的步骤定义第一金属图案12。此第一金属图案12作为电阻R两端电极。其后，沉积并定义第二介电层15作为隔绝用途。又如图2所示，形成集成化整合型被动元件是首先在基板10上沉积并定义电阻层11，其后沉积并以蚀刻或以剥离法的制造过程定义第一金属图案12。此第一金属图案12作为电阻R两端电极；其后，沉积第一介电层13及第二金属图案14，第一介电层13与上下包夹的第一金属图案12、第二金属图案14而形成电容C；其后，在电阻R及电容C上形成用来隔绝用的第二介电层15；第二介电层15必须具有足够的厚度以覆盖元件并均匀涂布于基板上；其后在第二介电层15上定义导线引孔，再形成促进电性连结以及与后续金属导线17间的附著力的缓冲层16(buffer layer or adhesion layer)，之后，于沉积并定义第三金属图案17时，同时构成电感L及将与后续封装完成电性连接的锡铅球(solder bumper)的金属垫(metal pad)。

而此元件应用发明背景中所提供的晶粒级封装的技术进行封装，如图3及图4所示。如图3，首先在金属层上成长锡铅球18，其后以覆晶接合(flip-chip bonding)方式与高分子基板封盖19接合后，进行填底胶20(underfill)，以此增加锡铅接点的可靠性。或者如图4所示，先以覆晶接合方式将主动元件21接合在玻璃基板10上，再在金属层上成长锡铅球18，其后以覆晶接合方式与高分子基板封盖19接合后，进行填底胶20。此封装方式使用到填胶步骤，其材料20是靠毛细现象自然流动，虽然增加了锡铅接点的可靠性，然而因其流动性及流动时间不易精确掌握，会使制造过程合格率降低，且其固化时间长，影响产能。

再者，对于近年新兴的微机电元件的封装，也是一个急需科学家与业界提出完整解决方案的领域，因为微机电元件(Micro-Electro-Mechanical Systems)是一种将光、机械或化学电动势等能量转变成电讯号的转能器，所以它必须与外界接触，且微机电的元件是一种立体的结构，而非如IC的平面结构，因此树脂封止法并不适用于微机电元件，这时就必须在封装外壳的界面做好气密的考量。且因含有脆弱的微结构或立体微结构，故此微机电元件也无法利用熟知的半导体元件所用的晶片级封装或晶片级晶粒封装的技术。

另一方面，许多微机电的元件常需要在真空的条件下操作，如此可以提高振动元件的灵敏度，对一些微机电的产品而言，如何运用晶片级晶粒封装技术来完成低成本的真空封装是一重要的技术发展方向。而微机电元件的晶片级晶粒封装技术有两个重要的议题，一是如何使晶片级晶粒封装方式制作的元件内的传输线与系统的电路相配合，二是如何形成品圆级晶片对晶片的接合技术。而以往晶片级的[硅基板对硅基板]及[硅基板封玻璃基板]的晶片级晶片接合(Wafer to wafer Bonding)已有相当的研究，但是此类型技术尚未被应用于半导体元件或微机电元件(MEMS Device)的晶片级封装(WaferLevel Packaging)及晶片级晶粒封装(Wafer Level Chip Scale Packaging)。

再者，目前主要商业化的半导体元件的晶片级封装与晶片级晶粒封装的技术都常遇到填胶(Underfill)作业合格率低及应力缓冲填充层(如Elastomer)对应焊锡球(SolderBall)的界面应力控制不良所造成的元件可靠度再现性不佳等问题。

综合上述各点，本发明的新型的晶片级封装技术与制造方法，应用了微机电结构设计与制造过程技术可以为目前需要高度集成化的商业应用的封装需求提供一个整合各式主被动元件的晶片级封装以及晶片级晶粒封装。

本发明的内容

本发明的目的为解决上述先前技术的缺点。依本发明的晶片级封装新结构及其制作方法，可以提升整合各类主被动元件于晶片阶段完成系统封装的可靠度，此为本发明的一目的。

依本发明的新型晶片级封装结构，可以提供所制作的系统整合模组(System-In-a-Package)直接进行晶片级测试(wafer-level testing)与晶片级预烧(wafer-level burn-in)，此为本发明的一目的；而另一特色为可于晶片阶段级量测到系统整合模组的系统层级的特性参数与输出入讯号。

为达到上述目的，本发明通过特殊设计的微结构(Micro-Structures)或立体式微弹簧(3D Micro-Spring)的连用，使两片具有元件功能或微结构的晶片先初步完成品片对晶片的结构对准及结合强度，之后再经由穿晶片空孔来进行晶片级封止的动作，例如：于晶片阶段对应个别元件周边的填胶作业(wafer Level Encapsulation In Chip-Scale)等方式，来完成对应各别元件的止漏封合(Hermetic Sealing)，甚或者是真空封装(VacuumSealing)。

为了达到上述目的，本发明以无线通讯用高频模组为例，说明此一晶片级封装新结构的制作方法的应用方式。先制作含主被动元件的基板与封盖基板，再经由前述所提的晶片级初步接合(Wafer Level Pre-Bonding)的步骤及后续对应元件尺寸的晶片级封止动作来完成封装界面(Sealing Interface)，再配合所拉出于基板表面的金属垫，以打线或是制作锡铅球的方式取出讯号，以完成封装，而提供此一可整合主被动元件的晶片级无线通讯用高频系统整合模组(RF System-In-a-Package)的封装。

为了达到上述目的，本发明的技术亦可利用一可挠式软板为基板，于其上接合各式主被动元件后，再将具有前述微结构特色的封盖与可挠式软板进行封盖接合，以完成封装，而提供此一可整合式各类主被动元件的系统整合模组的封装。

本发明上述目的及其它优点，皆可参考下列依附图所作的描述更清楚了解。

附图说明

图1-图4为现有技术中整合被动元件高频模组的结构示意图。

图5-图14为本发明元件基板的制造过程(Device Carrier SUbstrate Fab.PFocess)。

图15-图25为本发明盖片基板的制造过程(Lid CartierSUbstrate Fab.Process)。

图26-图28为本发明形成第一次接合界面强度的一制造过程(Pre-BondingInterface Process)。

图29-图33为本发明形成完全封止接合界面的制造过程(Sealing InterfaceProcess)。

图34-图39为本发明形成完全封止接合界面的制造过程(Sealing InterfaceProcess)。

图40-图47为本发明说明如何在晶片阶段进行主、被动件与微机电元件的整合作业。

图48-图55为本发明如何使用锡铅/金属凸块等接合结构(Solder/Metal Bumper)形成第一次界面接合强度。

图56至图62为本发明如何使用立体式微弹簧取代锡铅/其他金属凸块等接合结构形成第一次界面接合强度。

图63至图89为本发明如何使用微结构辅助形成第一次界面接合强度。

图90至图105为本发明说明如何针对整个封装结构做信号进出及热传递线路的设计。包括：

a，如何用一般第一次介面接合结构要做信号进出与无传递线路的设计。

b，如何用立体式微弹簧取代一般接合结构做信号进出与热传递线路的设计。

c，如何用微结构取代一般接合结构做信号进出与热传递线路的设计。

图106至图123为本发明说明采用微结构的优点。

图124至图137为本发明说明如何形成完全封止的接合界面。

本发明的具体实现方式

图1为先前技术中整合被动元件的高频模组的结构示意图，已详述如上，此处不再重复叙述；本发明所运用的概念与微结构的制作，以及晶片级封装流程与现有技术完全不同。接下来以高频系统整合模组封装为例，描述本发明：

本发明的新型晶片级封装的制作方法，分成五大部分：

a.元件基板的制造过程。

b.盖片基板的制造过程。

c.形成初次接合界面强度的制造过程。

d.形成完全封止接合界面的制造过程。

e.后段成品制造过程。

上述五大部份的制造流程并可参看图2所示。

接下来，将依这五项内容作详细的说明：

a.原件基板的制造过程

图5至图12以制作无线通讯用系统整合封装模组(System-In-a-Package for WirelessApplication)为例子，说明如何在元件晶片上制作被动元件及整合主动元件的步骤与方法，兹更分述如下：

首先，如图5所示，在元件基板201上沉积并定义电阻层202。

其次，如图6，沉积并以蚀刻或剥离法(Lift-Off Method)等技术定义第一金属层203，此第一金属层203分别形成于电阻层202的两端，形成一个电阻结构R，此外，第一金属层延伸于元件晶片201上，以作为正面第一导线、或是金属垫、或是提供长金属凸块的焊接金属层(UBM：Under Bump Metal Layer)等。

接着，如图7，沉积并定义第一介面层205，此处材料可以是：金属或非金属，导电物质或非导电物质等。此制作例采用焊接金属层205A以提供第一导线与尔后盖片基板上的接合结构材料之间的连接，而位于205B位置的第一界面层提供第一导线与外界绝缘的功能。

接着，再如图8与图9，先后沉积并定义介电层206及第二金属层207，此介电层与上下包夹的第一金属层203、第二金属层207形成一个金属层/介电层/金属层的电容结构C。

继续，如图10，以旋布(spin-on)等方式形成保护层209；此保护层209为具备低介电系数的介电材质，具有足够的厚度以包覆电阻、电容等被动元件并均匀涂布于基板201上；之后，于保护层209上定义出接触窗210。

继续，又如图11，沉积并定义第三金属层211，以形成正面的第二导线，并完成下部电阻与电容元件的引出端电极。

在完成第三金属层之后，可于保护层209上利用各种枝术接合组装(assembly)制作各种主被动元件。以电镀制造过程为例，可以利用先前定义的第二导线为电镀结构的底层下电极，再依一般电镀程序，即可形成被动元件如微机电型立体电感、或主动元件如微机电型的微波开关(microwave switch)等(如图12的L)。另外，再以覆晶接合方式将硅基讯号处理IC晶粒与砷化镓系列的功率放大器等主动元件212接合组装于第三金属层211的适当位置上。不同的主被动元件搭配包覆于保护层209内的被动元件，可以形成各种功能互异的模组。

图13乃表示整个元件晶片完成后的样子213，分隔线214表示完成封装后于后续的后段成品制造过程的预定的元件基板切割分离位置。

图14为元件基板201正面布局图示，整合主、被动元件及微机电元件系统模组方块215以虚线方块表示其所估的区域。切割分离线214A、214B互为正交的切割位置。以上所述，为元件基板的制造过程部分。接下来，描述盖片基板的制造过程。

b.盖片基板的制造过程

首先，如图15；准备基板216，用来作为盖片基板，在此实施例以具有结晶方向(1，0，0)的硅晶片为例；在图40里定义：基板216的正面为216A，基板216的背面为216B。

其次，如图16，以黄光微影技术配合蚀刻或微细加工等技术，在基板216的正面216A上制作微结构217A；其中，微结构217A用来提供足够的容纳空间给前述元件基板201上所制作的整合主、被动元件及微机电元件系统模组方块215。以具有结晶方向(1，0，0)的硅晶片为例，可采用[24％氢氧化钾、63％水、13％异丙醇]混合液作为混式蚀刻的配方，来制作前述微结构；此处也可以采用其他可制作微结构的方式来加工。

接着，如图17，以黄光微影技术配合蚀刻或微细加工等技术，在基板216的背面216B上制作穿基板微结构217B(Through Substrate Micro-Structure)；此穿基板微结构217B贯穿基板216，使基板216正面216A与基板背面216B透过微结构217B能相通；微注入口218为穿基板微结构217B在基板正面216A所形成的孔。219为穿基板微结构217B在基板背面216B所形成的开口。而此穿基板微结构217B可用前述制作微结构217A之间样方法来制作。

图18为完成穿基板微结构217B之后，从基板背面216B所看到的图形220。穿基板微结构217B的位置，穿基板微结构217B中间的黑影区域就是微注入口218，为了更了解它的构造，请参阅A-A剖面及B-B剖面。至于图19则为图18的A-A剖面图，此图说明在图18A-A剖面位置处两相邻盖片的相对位置，基板216正面216A在下，晶片216背面在上；微结构217A开口朝下，穿基板微结构217B开口朝上；两相邻盖片之间有一分隔虚线214表示预定切割分离位置。另外于图20可知为图18的B-B剖面图，此图说明在图18B-B剖面位置处两相邻盖片的相对位置，基板216正面216A在下，基板216背面在上；微结构217A开口朝下，在B-B剖面中看不到穿基板微结构217B；两相邻盖片之间有一分隔虚线214表示预定切割分离位置。

如图21所示，在正面216A及微结构217A处，采用与图5至图17相同的程序形成所需要的功能电路或是金属薄膜，也可以制作一层专门吸收水分或微粒等会妨碍元件功能的吸收剂材料(Getter，《电子工程专辑》2001年7月份，IEEE Transactions OnComponents and Packaging Technologies，VOL.24，No.2，June2001)；此例直接沉积第一金属层221A作为无线通讯用系统整合封装模组的金属屏障(Metal Shielding)；此外，第一金属层延伸于基板216上，也可作为基板正面216A的第一导线、金属垫、长金属凸块的焊接金属层。

又如图22，依所需的接合结构选择介面接合层，此例在预定形成第一次接合介面的位置制作焊接金属层222，以作为金属凸块形成接合介面所需要的焊接金属层。并在222位置上，以黄光微影技术配合金属薄膜溅镀方式或电镀方式制作锡铅/其他金属凸块223。而此223位置也可以是采用立体微弹簧结构构等其他用以提供“形成初次接合界面强度”的结构。

又如图23所示，在基板背面216B处，沉积第一金属层221B，并以黄光微影技术配合金属薄膜溅镀方式或电镀方式定义所需要金属图案；此外，第一金属层221B延伸于基板背面216B及穿基板微结构217B上，亦可作为基板背面216B的第一导线、金属垫、长金属凸块的焊接金属层。其中，沿穿基板微结构217B斜面上制作的导线与基板正面216A的金属层221A在221C处接触，由于金属层221A与金属层221B采取分开沉积的方式，较佳的制作方式是接着做热处理(Heat Treatment)，以实现两层金属之间更密的电性接合结构。至此步骤，完成盖片基板的制造。

图24所示，为完成定义金属图案221B之后，从盖片基板背面216B所看到的图形224。前述的第一金属层221B由第一金属导线221D与金属垫221E形成。另外，图25，为图24的C-C线剖面图225，此图说明在图24C-C剖面位置处两相邻盖片的相对位置，基板正面216A在下，基板背面216B在上；微结构217A开口朝下，穿基板微结构217B开口朝上；两相邻盖片之间有一分隔虚线214表示预定后续切割分离位置；要特别注意的是：此例的第一金属层具备基板正面216A电路与金属背面金属垫221E、第一金属导线221D之间的电性连接功能。以上所述，为盖片基板制造过程。

综合上述元件基板及盖片基板的制造过程，基板的材质除了实施例所采用的具有结晶方向(1，0，0)的硅晶片，它也可以是：玻璃基板、光学系统用基板、硅基板、陶瓷基板、各式复合半导器材料基板、蓝宝石基板、PMMA基板、各式金属片、塑胶模板或其他材质的基板。而对应其基板材质，其制作方式可以是微光刻电铸模造(LIGA：英译lithographic electroplating formation)、热压成型、射出成型、粉末冶金或其他表面或立体微加工等技术。

接下来，描述元件基板与盖片基板之间如何形成第一次界面接合强度的程序。

c.形成初次接合界面强度

图26说明了完成图15至图23制造过程的盖片基板成品226(而其侧视图如前述225)与以完成图5至图12制造过程的元件基板213进行对准及第一次接合作业。对准作业可通过具双面对准功能的商业化量产曝光机，配合预先设计好的对准图案或切割分离线的进行对准作业。而在此对准、接合作业进行之前，可以选择性地对元件基板213、盖片基板226进行晶片阶段的测试工作。图27所示状态则为，完成元件基板213与盖片基板226对准及第一次初步接合界面的基板结构侧视图，而于此过程中，可视制造过程所需来进行热处理，或除去在空腔内吸附的残留气体(Out-Gassing Treatment)，或略施外加压力来形成较佳界面接合强度等各类型辅助制造过程。图27所示为如图24中沿C-C截线上，于完成初步接合界面的状态。222、223与205A三层材料经过上述热处理后形成接合结构223A，透过接合结构223A使得凹槽内形成一空腔227，而此例中的空腔内壁为金属层221A，可以保护内部元件不受外部电磁波干扰，至于前述的整合主、被动元件及微机电元件系统模组方块215则位于此空腔227之内。至此形成一个有初步接合强度的复合基板228。至于如图24中的D-D截线上的侧视图示于此状态下则为图28。以上所述，为元件基板与盖片基板之间形成第一次界面接合强度的程序。

接下来，描述如何形成完封止的接合界面制造过程。

d.形成完全封止的接合介面

图29说明如何针对已形成第一次介面接合强度的复合基板228形成完全封止的接合介面。其作业装置具有精密三轴运动、出胶量控制自动点胶头229，对准穿基板微结构217B的微注入口218，进行液态封胶(Liquid Encapsulation)或流体封胶(FluidEncapsulation)的工作，其使用的液态流体胶230可以是：环氧树脂(Epoxy Resin)、聚亚醯胺(Polyimide)、硅树脂(Silicone)、BCB(Benzocy-Clobutene)、光阻(Photo Resistor)，导电树脂、各类高分子聚合物(Co-polymer)、银胶(Siliver Paste)、焊膏(Solder Paste)等各类封胶材料及各类有机材料(ISBN：090115038X)。在图29里可以见到液态流体胶230经过微注入口218渐渐流入元件基板213与盖片基板226之间的间隙231。在此可以透过一些微结构、流道引导液态胶至欲形成完全封止介面的位置，在后续第7实施例有详细讨论。图中箭头232所指位置表示已完成封胶的位置，而箭头233所指位置则是尚未进行封胶位置。当然，在此例以液态封胶作为实施例，在此也可以采用各式封胶方式进行。

请参图30，自动点胶头229完成点胶作业后，点胶系统不再出胶、升起点胶头，移动到下一个点胶位置233。观察已经完成封胶的位置234为液态胶停止流动位置，此处可利用毛细现象不均等的介面或表面性质或几何不相同的介面作为控制液态胶继续往内部流动的机制。另一方面，也可利用点胶量的控制来控制胶体的体积，显因此可精确控制液态胶继续往内部流动的机制。另一方面，亦可利用点胶量的控制来控制胶体的体积，并因此可精确控制液态流体胶的停止界面位置。图31为完成液态封胶作业之后，从盖片基板背面216B所看到的图形236。其中，235为已封胶的微注入口。为了更了解相邻盖板间封止介面的相对位置，请参阅E-E剖面(图33)、F-F剖面(图32)。

接着，如图34所示，进行复合基板上液态胶的稳定烘烤作业；本例将复合晶片236摆在一个具有可程序控制功能的加热装置237A的晶片固定盘237上；该晶片固定盘237组合在一个密闭容器238内，密闭容器238具备抽真空的设备与功能(以239箭头代表)。在进行液态胶硬化过程中，可依据封胶材料、封胶量、封装需求进行加热硬化及真空封装或惰性气体充填(例如：氮气等)。

请参图35，已完成封止接合介面制造过程的复合基板242上做晶片级植锡铅球243，透过锡膏(Solder Paste)或助焊剂(Flux)244置于金属垫221E上。图36为完成硬化及植球作业的复合基板245的G-G剖面图。图37为图35的透视图，在此可观察到液态封胶材料230A分布(虚线填满处)与接合结构(223B或223C，将在第4实施例做详细讨论。及整合主、被动元件及微机电元件系统模组方块215之间的相对位置。

如图38所示，将完成第一次植球作业的复合基板245经过迥焊炉(Reflow Oven；图中并未画出)完成迥焊作业的复合基板246。迥焊过后的锡铅球247确实地与金属垫221E形成电性接合介面，完成整个植球作业。

再如图39，沿着完成迥焊作业的复合基板246上的切割预定位置214进行切割，所得到的完成品248。

实施例2，在晶片阶段进行主、被动件与微机电元件的整合作业

图40至图43说明如何使用覆晶接合方式进行晶片级整合主动元件的作业；首先，图40所示，主动元件300在晶粒正面预先长好金属凸块301，金属凸块301可以是锡铅凸块，金凸块……等各式材料组成的凸块(图中金属凸块以3×3面阵列方式排列为例)，以覆晶接合的方式(305，以箭头代表)整合在元件基板302上；元件基板302上面有预先完成的金属垫303及金属导线304，用来提供连接元件基板302上的被动元件306(以虚线表示)及主动元件300之间的电性连接。此作业305可以透过现有的覆晶接合机(Flip-Chip Bonder)或共晶合金接合机(Eutectic Bonder)完成精密准确的接合；图41是主动元件以覆晶方式整合上去的透视图，可见主动元件300透过其金属凸块301，金属垫303，及金属导线304与元件基板上的被动元件306实现讯号连接；图42则是图41的侧视示意图；图43，也可以依应用场合的设计整合光电元件300A，例如：发光二极管、雷射二极管、图中以蓝光发光二极管为例。

图44至图47说明主动元件307以打线接合的方式整合在元件基板309上的情形；图44中，主动元件307上有金属垫308，金属垫308可以是铝垫、金垫……等，透过黏晶粒作业314(以箭号表示)，把主动元件307固定在元件基板309上312位置；元件基板309上面有预先完成的金属垫310及金属导线311提供连接元件基板309上被动元件313(以虚线表示)及主动元件307之间的电性连接。图45，完成粘晶粒后，此焊线接合作业315可以透过现有的打线机(Wire Bonder)完成金属垫308与310之间的电性连接；图46则是图45的侧视示意图；图47，也可以依应用场合的设计整合光电元件300B，例如：发光二极管、雷射二极管等元件，图中以一般发光二极管为例。

此外，当完成主、被动件与微机电元件的整合作业后，若于测试过程中，发现异常，可立即进行有问题的主动元件回收与置换作业。也可利用雷射加工处理(Lasertrimming)及其他业界常用方式于晶片阶段修整被动元件的特性。

此外，也可以在晶片阶段完成所对应元件的封装制作方法，其中参与系统整合(System Integration)的元件除了上述的被动元件、主动元件、微机电元件、光电元件之外，也可以是：光通讯元件、光学元件、生物元件、各式驱动电路或集成电路。

实施例3，如何形成第一次界面接合强度(Pre-Bond)

在实施例3中，将详细说明本发明中第一次接合界面的形成与构造，此处将区分三大项进行说明：

a.如何使用锡铅/金属凸块等接合结构(Solder/Metal Bumper)形成第一次界面接合强度；

b.如何使用立体式微弹簧取代锡铅/金属凸块等接合结构形成第一次界面接合强度；

c.如何使用微结构来形成第一次界面接合强度。兹，依序说明各项详细实施内容如下：

a.如何使用锡铅/金属凸块等接合结构(Solder/Metal Bumper)形成第一次界面接合强度：

图48至图57乃说明如何采用锡铅接合的结构形成第一次界面接合强度。首先请参看图48，其与图25相同，为图24的C-C剖面图225，此图24C-C剖面位置处两相邻盖片的相对位置，基板正面216A在下，基板背面216B在上；微结构217A开口朝下，穿基板微结构217B开口朝上；两相邻盖片之间有一分隔虚线214表示预定切割分离位置；特别注意的是：此例的第一金属层具备[基板正面微结构217A上制备的功能电路或金属屏蔽层221A]、[基板背面金属垫221E]、[第一金属导线221D]之间的电性连接功能，焊接金属层222与金属凸块223形成结合结构223B。

图49为图48从已制备的盖片基板225正面216A所看到的图形400。从400可清楚观察到相邻盖片216(216C、216D、216E、216F)，微结构217A、接合结构223B及微注入口218之间的相对位置。为了说明接合结构223B的形状与布局，在图49中做了三个比较例216D(图51)、216E(图52)、216F(图53)。图50表示，没有制作接合结构223B的盖片基板216C。图51表示，在盖片基板216D上接合结构223B呈现环状配置，并将微结构217A包围起来。图52表示，在盖片基板216E上接合结构223B呈现环状配置，并将微结构217A包围起来，与图51的差别在于其接合结构223B并不连续，每块接合结构之间多出了223D的空间。图53则表示，在盖板晶片216F上接合结构223B呈现环状配置，并将微结构217A包围起来，其接合结构223B并不连续，每个接合结构间多出了223F的空间，与图52的区别在于它采用了锡铅球与焊接金属层形成接合结构223E。之后图54与图55即描述进行如同前述的图26至图27的步骤形成初步界面接合强度的示意图。

在此实施例里，形成初步介面接合的接合结构也可以是非金属，例如：光感树脂(UV Epoxy)、BCB或其他能增进上基板与下基板之间接合能力的材料(Journal ofMicromechanics and Microengineering，11 pp.100-107，2001)；形成初步介面结合的接合结构在基板上的布局方式是可以封闭式、非封闭式、单层布置、多层布置方式或是以上各种布局方式的组合应用。

b.如何使用立体式微弹簧取代焊锡/金属凸块等接合结构形成第一次界面接合强度

图56至图63说明如何使用立体式微弹簧取代前述的金属凸块形成第一次界面接合强度。图56的401表示使用立体式微弹簧223F或223G(形状不同的立体式微弹簧，其构造说明见发明的背景)取代图48里的焊锡/金属凸块223；立体式微弹簧的制作请参阅Form Factor公司的专利US06110823，在此仅直接说明如何将此立体式微弹簧用于本发明：盖片基板216正面216A朝下，基板背面216B在上；微结构217A开口朝下，穿基板微结构217B开口朝上；两相邻盖片之间有一分隔虚线214表示预定切割分离位置；特别注意的是：此例的第一金属层具备基板正面216A电路与基板背面金属垫221E、第一金属导线221D之间的电性连接功能。

图57为图56从401的正面216A所看到的图形，可清楚观察到各相邻盖片216G、微结构217A、立体式微弹簧223F或223G及微注入口218之间的相对位置。与图49相比，其差别在立体式微弹簧只能采取非连续状的布局方式(见图58)。图58，盖片216G的立体式微弹簧223F或223G在微结构217A周围呈环状配置，立体式微弹簧223F或223G并不连续，每个立体式微弹簧之间具有223H空隙。图59至图60说明利用将63Sn-37Pb锡铅膏或其他助焊剂等材料涂布在元件基板的焊接金属层402上，再经由自动对位的设备，将采用立体式微弹簧的盖片基板准确地取放至元件基板上焊点的位置。经过表面粘着的迥焊技术，可形成很漂亮的焊锡接合402A或402B(见图61与图62)。

c.如何使用微结构来形成第一次界面接合强度

图63至图69是以制作高频元件模组为例子，说明如何在元件晶片上制作形成微结构、被动元件、整合主动元件的程序与方法。

首先，为了方便以后说明，预定制作微结构与主、被动元件之间的相对位置见图63，此图是在尚未加工的元件基板403正面所看到的图案。图中标示的[元件区域]的虚线区域表示预定制作被动元件、整合主动元件的高频元件模组区域；404乃预定形成第一次界面接合强度的微结构位置，其排列方式为单列、环状、非封闭式如图63所示，其排列方式也可以依封装需要呈复列、封闭式等布局方式。图中M-M剖线，切过微结构404A、404B及元件区域，为了强调本实施例的微结构部分，以后各图均以M-M剖面来说明其制作程序。

如图64所示，先以黄光微影技术配合蚀刻或微细加工等技术，在元件基板403的正面403A上制作凹入式微结构(Concave Microstructure)404A与404B。以具有结晶方向[1，1，0]的硅基板为例，可采用[24％的氢氧化钾，63％的水，13％的异丙醇]混合液作为湿式蚀刻的配方；此处也可以采用其他可制作微结构的方式来加工。

其次，如图65所示，先后沉积并以蚀刻或剥离法的方法定义电阻层405与第一金属层406，此第一金属层406分别形成于电阻层405的两端，形成一个电阻结构R，此外，第一金属层延伸于元件基板403、微结构404A与404B上，以作为元件基板正面的第一导线、金属垫、长金属凸块的焊接金属层等用途。接着，如图66所示，沉积并定义第一介面层407，此处材料可以是：金属、非金属、导电物质或非导电物质等；为了简化说明，在图66内同时画出两种方式：407A与407B；其中，采用焊接金属层407A以提供第一导线与以后盖片基板上的接合结构材料之间的电性连接；而位于407B位置的第一界面层则提供第一导线与外界绝缘的功能。

接着，再如图67，先后沉积并定义介电层408及第二金属层409，此介电层与上下包夹的第一金属层406、第二金属层409形成一个金属层/介电层/金属层的电容结构C。

继续，如图68，以旋布(spin-on)等方式形成保护层410；此保护层410为具备低介电系数的介电材质，具有足够的厚度以包覆电阻、电容等被动元件并均匀涂布于基板403上；之后，于保护层410上定义出接触窗411。

继续，又如图69，沉积并定义第三金属层412，以形成正面的第二导线，并完成下部电阻与电容元件的引出端电极。

在完成第三金属层412之后，可于保护层410上利用各种技术接合组装(assembly)制作各种主被动元件。以电镀制造过程为例，可以利用先前定义的第二导线为电镀结构的底层下电极，再依一般电镀程序，即可形成被动元件如微机电型立体电感、或主动元件如微机电型的微波开关(microwave switch)等(如图70)。另外，再以覆晶接合方式将硅基讯号处理IC晶粒与砷化镓系列的功率放大器等主动元件413接合组装于第三金属层412的适当位置上。不同的主、被动元件搭配包覆于层410内的被动元件，可以形成各种功能互异的模组。

图71乃表示整个元件基板完成后的样子416，414虚线位置代表整合主、被动及微机电元件系统模组方块；分隔线415表示完成封装后于后续的后段成品制造过程的预定的元件基板切割分离位置。

图72是为元件基板403正面布局图示，整合主、被动元件及微机电元件系统模组方块414以虚线方块表示其所占的区域；404A或404B乃以制备的预定形成第一次界面接合强度的微结构，其排列方式为单列、环状、非封闭式如图63所示，其排列方式也可以依封装需要呈复列、封闭式等布局方式，此外，微结构404A与404B的区别在于：404A用407A焊接金属当介面层材料，而404B则采用407B的绝缘材料作为介面层材料；切割分离线415A、415B互为正交的切割位置。以上所述，为元件基板的制造过程部分，接下来。描述盖片基板的制造过程。

再如图73所示，准备好盖片基板材料417，在此实施例以具有结晶方向[1，1，0]的硅基板为例；在图73里定义：基板417的正面为417A，基板417的背面为417B。其次，如图74，以黄光微影技术配合蚀刻或微细加工等技术，在基板417的正面417A上制作微结构418A与418B，此外，形成如图74所示形成凹入式微结构418A与418B也对应产生一个凸起的微结构418C；其中，微结构418A用来提供前述元件基板403上所制作的整合主、被动元件及微机电元件的系统模组414足够的容纳空间。以具有结晶方向[1，1，0]的硅基板为例，可采用[24％的氢氧化钾，63％的水，13％的异丙醇]混合液作为湿式蚀刻的配方；此处也可以采用其他可制作微结构的方式来加工。接着，如图75所示，以黄光微影技术配合蚀刻或微细加工等技术，在基板417的背面417B上制作穿基板微结构418D；其中，穿基板微结构418D贯穿基板417，使基板417正面417A与基板背面417B透过穿基板微结构418D能相通；微注入口419A为穿基板微结构418D在基板正面417A所形成的孔。419B为穿基板微结构418D在基板背面417B所形成的开口。若基板417材质采用结晶方向为[1，1，0]的硅基板，可采用[24％的氢氧化钾，63％的水，13％的异丙醇]混合液作为湿式蚀刻的药水制作穿基板微结构418D；此处也可以采用其他可制作微结构的方式来加工。请参看图78，完成穿基板微结构418D之后，从基板背面417B所看到的图形420。穿基板微结构418D中间的黑影区域就是微注入口419A，为了更了解它的构造，请参阅图76与图77，该两图分别说明在图74图I-I线与H-H线剖面位置处两相邻盖片的相对位置，其中，显示基板417正面417A在下，基板417背面417B在上；微结构41 8A开口朝下，穿基板微结构418D开口朝上；两相邻盖板之间有一分隔虚线415表示预定切割分离位置。在图77更可看到微结构418B，两边各有一个突出的微结构418C。又如图79所示，在基板正面417A及微结构418A处，采用与前述图5至图12相同的程序形成所需要的功能电路或是金属薄膜；此例直接沉积第一金属薄膜421A作为高频模组的金属屏障(Metal Shielding)，也可以制作一层专门吸收水分或微粒等会妨碍元件功能的吸收剂材料；此外，第一金属层延伸于基板417、突出的微结构418C、418B上，亦可作为基板正面417A的第一导线、金属垫、长金属凸块的焊接金属层。再如图80所示，依所需的接合结构选择介面接合层，此例在预定形成第一次接合界面的微结构418C上制作金属凸块422，与前述在元件基板403上微结构404A上的焊接金属层407A共同形成第一次界面接合强度。又如图81所示，在基板背面417B处，沉积第一金属层421B，并以黄光微影技术配合金属薄膜浅镀方式或电镀方式定义所需要金属图案；此外，第一金属层421B延伸于基板背面417B板微结构418D上，亦可作为基板背面417B的第一导线、金属垫、长金属凸块的焊接金属层。其中，沿穿基板微结构418D斜面上制作的导线与基板正面417A的金属层421A在421C处接触，由于金属层421A与金属层421B采取分开沉积的方式，较佳的制作方式是接着做热处理(Heat treatment)，以实现两层金属之间更致密的电性接合结构。至此步骤，完成具有微结构的盖片基板的制造作业。图83为完成定义金属图案421B之后，从基板背面417B所看到的图形423；金属图案421B由第一金属导线421D与金属垫421E形成。为了更了解相邻盖片的金属导线构造及相对位置，请参阅图82，此图说明在图83J-J剖面位置处两相邻盖片的相对位置，基板正面417A在下，基板背面417B在上；微结构418A开口朝下，穿基板微结构418D开口朝；两相邻盖片之间有一分隔虚线421表示预定切割分离位置；特别注意的是：此例的第一金属层具备基板正面417A电路421A与基板背面金属垫421E、第一金属导线421D之间的电性连接功能。图85，则显示从盖片基板417正面417A所看到的图形423。图86说明完成图73至图84制造过程的盖片基板成品424与已完成图64至图72制造过程的元件基板成品416进行对准、第一次接合作业。对准作业可通过具双面对准功能的曝光机、配合预先设计好的对准图案或切割分离线的进行对准作业。在此对准、接合作业进行之前，最佳的做法是分别地针对元件基板成品416、盖片基板成品424进行晶片阶段的测试工作。如图87所示，完成元件基板成品416与盖片基板成品424对准后，以夹具固定之。将固定后的元件基板成品416与盖片基板成品424移至迥焊炉，进行焊锡接合步骤，在第一次界面接合处425完成接合的程序，形成如图88与图89中425A或425B的接合结构。接合后复合基板426则如图88、图89所示。

在本实施例里，上基板微结构与对应接合的下基板微结构之间的介面层材料可以是：金属、非金属、导体、非导体或其他具备形成接合强度的机构(<Sensors andActuators>83,2000，pp161-166)。

微结构可以是任意可辅助对准接合的立体结构。可以是对应基板表面凹入的(Concave)立体结构，也可以是凸出(Convex)基板表面的立体结构。

微结构在基板上的布局方式可以是封闭式、非封闭式、单列布置、复列布置等方式。

基板上微结构(如：空腔等构造)用来提供容纳系统整合模组的空间。在不增加基板材料与面积下，利用微结构可增加初步接合可靠度。在上、下基板相对应位置制作出微结构，利用这些微结构增加界面接合作用面积。

此外，本实施例里基板上穿基板微结构将作为晶片级封装时封胶材料的注胶口，将于实施例6里详述。

实施例4，针对整个封装结构做信号进出及热传递线路设计

图90说明本新型封装结构做信号进出及热传递线路的整体设计500。在此先依据整个封装结构做以下定义：盖片基板501背面501B，元件基板502正面502A，元件基板背面502B；两种穿基板微结构503A、503B可提供元件基板502正面502A与背面502B之间的讯号沟通管道，可采用各式微加工技术制作；两个功能区块505A、505B：虚线505A位置是制作在元件基板502上的整合主、被动元件及微机电元件系统模组方块，虚线505B位置可以是前述实施例所制作的金属屏障或整合主、被动元件及微机电元件系统模组方块等；第一次界面接合结构：504A、504B；整个封装结构与外界进行讯号进出的脚位或热传递路径以509表示，其基本构造由金属导线506、焊接金属层508以及绝缘层(或防焊层，Solder mask layer)507所构成。

图91为讯号进出脚位或热传递路径509的详细说明。讯号进出脚位或热传递路径509可以焊线接合(Wire Bonding)509A方式读出讯号，509A是焊球接合(Ball Bonding)示意图，此处也可以是Wedge Bonding或Ribbon Bonding；讯号进出脚位或热传递路径509也可以透过锡铅/金属凸块509B，也可以是锡铅球509C，也可以是大面积的导热垫供散热鳍片509D贴附、散热用。此外，509除了但任整个封装结构对外联系的讯号进出脚位或热传递路径之外，它在生产过程中也具备测试脚位的作用，可作为晶片级测试或品质管制用。

图92、图93表示，基于图91说明在不同型式的第一次界面接合结构下，可具备的讯号进出方式。为了方便说明，图92、图93均是从图91元件基板正面502A所看的图案。如图92所示，环状、连续的接合结构504C将整合主、被动元件和微机电元件的系统模组图505A在内，在此结构下讯号取出的方式有两种：509E、509F，其讯号进出或热传递的型式可以是509A-509D任意组合。金属导线506E从系统模组505A拉出讯号、并从接合结构504C的底部越过，连接至位于509E的焊接金属层；金属导线506F从系统模组505A拉出讯号连接至位于509F的焊接金属层，金属导线506F并未越过接合结构503A；此外，509E、509F也提供测试脚位，这些脚位可采取环形单列配置或环形复列配置在接合结构504C内围或在接合结构504C外围，以方便封盖片作业之前，采用探针测试卡(Probe Card)进行封盖前测试。如图93所示，采环形配置，不连续的接合结构504D将整合主、被动元件和微机电元件的系统模组505A围在内部，在此接合结构下讯号取出的方式有四程：509G、509H、509I、509J，其讯号请出的方式可以是509A-509D任意组合。在509G里，金属导线506G从系统模组505A拉出讯号，经过两个接合结构504D之间的空隙，连接至位于509G的焊接金属层；509H里，金属导线506H从系统模组505A拉出讯号连接至焊接金属层509H，并未越过接合结构503B；在509I里，金属导线506I从系统模组505A拉出讯号连接至接合结构504D，可透过具有导电特性的接合与盖片基板501上的系统模组505B相连结；与509I不同的是，在509J里，金属导线506J与506K同时连结至接合结构503B，在需要相同电位的讯号连结场合里可采用接合结构作为与盖片上的系统模组505B相连的共同讯号接点；此外，509G、509H也提供测试脚位，这些脚位均采取环形方式配置在系统模组505A周围或是配置在接合结构504D外围，方便晶片封盖作业之前，采用探针测试卡(ProbeCard)进行封盖前测试作业。

图94说明整个封装结构如何做上下基板上其各自的系统功能区块之间的讯号内部连接；其中，盖片基板501的系统模组505B通过延伸在盖片基板上的金属导线506L、第一次界面接合结构504E及延伸在元件基板502正面502A上的金属导线506M与元件基板上的系统模组505A做讯号连结。

归纳上述说明，此封装结构的设计可于封盖作业之前进行系统整合封装模组(System-in-a-package)的晶片级测试，可以探针或针测卡(probe card)在晶片级封装完成的基板上直接量测系统整合封装模组的系统层级的电性与物性。此外，于完成测试及晶片级封装后，可将仍处于晶片状态的模组置于环境测试炉中，再通过探针或晶片级探针测试卡施加外界交流电讯号，或直流偏压来进行长时间预烧(burn-in)等加速老化(aging treatment)试验。

图95是相当于把图90中第一次界面接合结构504A、504B换成立体式微弹簧504F、504G，说明采用立体式微弹簧作为第一次接合界面情形下，与讯号进出的关系。

图96则是相当于把图90中第一次界面接合结构504A、504B换成微结构接合504H与504I，说明采用微结构作为第一次接合界面情形下，与讯号进出的关系。504H与504G表示在各自的接合界面之间采用不同的材料做接合所产生的导通与不导通效果。此外，在微结构上制作讯号输入/输出点，配合图96的作法，可形成可靠的讯号进出脚位或热传递路径(US06110823)。请参看图97，可利用具导通功能的凹入式微结构510(Concavr Contact Member)选用适当探针头设计的晶片级针测卡进行可靠的晶片级测试(Wafer-Level Testing)或晶片级预烧作业(Wafer-Level Burn In)。

此外，由于封装结构的缘故，封装完成后，晶片级测试或晶片级预烧的晶粒测试分布状况无法以一般墨水记号(Ink Mark)来辨识，所以，需要记录晶片图的分布资料(Test Result Mapping Data)或搭配内部测试电路来做更完整的测试与筛检，可在盖片基板处综合实施例2与图94的设计(参看图98)，整合发光二极管511(可以是覆晶整合的裸晶粒、晶粒阵列Chip Array、表面粘着封装的发光二极管、小型背光板模组等可供指示测试结果。)与测试电路512的上基板，与具导通功能微结构的下基板一起封装，可作为封装后测试运用。例如，切割成型后，除了依据进行封装后测试(Final Test)，将测试结果显现在发光二极管上，即可做封装后测试的分类工作。

图99至图102是以完成品的形式说明讯号进出与热传递路径向外配置的情形。其中图99说明整个封装结构如何在元件基板502正面502A做讯号取出及热传递的做法；元件基板上系统模组505A通过延伸在基板正面的金属导线506N连接至讯号进出脚位或热传递路径509K。盖片基板上的系统模组505B通过延伸在盖板晶片的金属导线5060、第一次界面接合结构504J延伸在元件晶片正面的金属导线506P连接至讯号进出脚位或热传递路径509L。液态胶封止位置为512。

图100说明整个封装结构如何在盖片基板501背面501B上做讯号取出及热传递的做法。元件基板上系统模组505A通过延伸在基板正面的金属导线506Q、第一次界面接合结构504K、延伸在盖片基板上的金属导线506R连接至讯号进出脚位或热传递路径509M。盖片基板的系统模组505B通过延伸在盖片基板上的金属导线506S、第一次界面接合结构504L、延伸在元件晶片正面的金属导线506T、第一次界面接合结构504M、延伸在盖板晶片上的金属导线506U连接至讯号进出脚位或热传递路径509N。液态胶封止位置为512A。此外，从图100里，可见除了盖片501外，尚有两片相邻盖片501A与501B，图中所画的501A与501B两盖片并未制作与盖片501相同的空腔微结构；当然，此处也可以依电路区块功能的不同，各作适当的隔离盖片，也就是说：此封装结构显不只限于一个盖片，可以视需要制作多个盖片来隔离不同的电路区块，此设计也可以有效地避免电路区块之间的讯号干扰或热影响等同题。

图101说明整个封装结构如何在元件基板502背面502B上讯号取出及热传递的做法。盖片基板的系统模组505B通过延伸在盖板晶片的金属导线506V、第一次界面接合结构504N，延伸在元件基板正面的金属导线506W，及延伸在元件基板上穿基板微结构503C或503D上的金属导线506X连接至讯号进出脚位或热传递路径5090。512B为液态胶封止位置。

图102说明整个封装结构如何在元件基板502背面502B上讯号取出及热传递的做法。元件晶片的系统模组505A通过延伸在元件基板上的金属导线506Y、延伸在元件基板上穿基板结构503E或503F的金属导线506Z连接至讯号进出脚位或热传递路径509P。512C为液态胶封止位置。

图103至图105说明讯号进出与热传递路径向内配置的情形，在此不再赘述。而与图99至图102不同的是，其图103至图105讯号进出脚位或热传递路径均配置在系统模组正下方或正上方。

总结图99至图105该封装结构兼具向外配置(Fan-Out)及向内配置(Fan-In)的电性连接与热传递路径设计；该封装结构电性连接与热传递路径具储讯号输入/输出讯号接点间距变换的弹性，可适应各种工业标准的印刷电路板接脚间距作设计；封装结构并不只限于一个盖片，可以视需要制作多个盖片来隔离不同的电路区块，可有效地避免电路区块之间的讯号干扰问题。

实施例5：采用微结构的优点

图106、图107，为两个比较例，其中600A为先前技艺，600为本发明。比较600与600A最大的区别在于其各自拥有表面形状不同的接合界面604与604A。

如图106所示，元件基板602上有已制备的凹、凸式微结构604及整合主、被动元件及微机电元件系统模组603；盖片基板601在与元件基板602预定接合处有已制作好相对应的凹、凸式微结构604。盖片基板601与元件基板602的接合情形如图106所示。此外，施加一外力605于盖片基板601上，方向如图中箭头方向所示。

如图107所示，元件基板602A上有已完成接合前处理的界面604A及整合主、被动元件及微机电元件系统模组603A；盖片基板601A在与元件基板602A预定接合位置处具有已完成接合前处理的界面604A。盖片基板601A与元件基板602A的接合情形则如图107所示。此外，施加一外力605A于盖片基板601A位置上，方向如图中箭头方向所示。

比较图106、图107，在外力605(与605A)作用下，凭着604A界面接合结构本身无法抵抗剪力，其只能依靠其用于界面接合的黏著材料或界面材料原子间的键结力来提供对剪力的抵抗，如此一来，此结构在遭遇如图106图里水平方向的外力605时，其界面接合强度就显得并不可靠。接合界面结构604比604A可提供较可靠接合度。换句话说：采用凹、凸式微结构604作为接合界面的封装结构比采用604A的封装结构具有较佳的剪力(Shear Force)抵抗能力。

图108、图109与图110讨论用来形成接合介面微结构的尺寸外型，图108是凸出式微结构(Convex Microstructure)尺寸图，图109是凹入式微结构(ConcaveMicrostructure)尺寸图，在图110里则讨论凸出式微结构与凹入式微结构互相配合的情形。在图108里，凸出式微结构的光罩开图尺寸606，其制作深度为607、根部尺寸608，其中根部尺寸608取决于光罩开图尺寸606与制作深度607两者的尺寸。在图109里，凹入式微结构的光罩开图尺寸609、制作深度为610、其底部尺寸611，而底部尺寸611取决于光罩开图尺寸609与制作深度610两者的尺寸。在图110里，指出两种单一的凸出式微结构与凹入式微结构互相配合的情形612与613，此处讨论的这两种配合情形有一个前提：凸出式微结构的凸出部尺寸小于凹入式微结构的凹入部尺寸；在第一种配合情形里(612)，凸出式微结构614的制作深度615比凹入式微结构616的制作深度617浅，于是在配合时在介面618应就开始接触，因此凸出式机结构614在无法继续深入凹入式微结构616的情形下，留下了一个小间隙619；在第二种配合情形里(613)，凸出式微结构620的制作深度621比凹入式微结构622的制作深度623深，于是在配合时于介面624处就开始接触，因此凸出式微结构620在无法继续深入凹入式微结构622的情形下，留下了一个小间隙625与626。

图111讨论具有双凸出式微结构的基板627与具有双凹入式微结构的基板628互相配合的情形，换句话说：在此讨论双凸出式微结构与双凹入式微结构相对位置对互相配合的影响。在基板627上具有两个凸出式微结构629A与629B，凸出式微结构629A上的开图尺寸629C、加工深度629E、底部尺寸629G；凸出式微结构629B上的开图尺寸629D、加工深度629F、底部尺寸629H；定义凸出式微结构629A中心线与凸出式微结构629B中心线之间的距离是629I。在基板628上制作两个凹入式微结构630A与630B，凹入式微结构630A上的开图尺寸630C、加工深度630E、底部尺寸630G；凹入式微结构630B上的开图尺寸630D、加工深度630F、底部尺寸630H；定义凹入式微结构630A中心线与凹入式微结构630B中心线之间的距离是630I。而基板627沿着虚线方向与基板628进行配合，629A与630A相配合，629B与630B相配合，且在此假设629A与629B上尺寸完全相同(一般情况下，微结构是一起制作的，固将其尺寸视为相等。)，630A与630B尺寸完全相同。也就是：

(1)629C＝629D；629E＝629F；629G＝629H。

(2)630C＝630D；630E＝630F；630G＝630H。

接下来，图112、图113与图114是基于前述的612的配合情形下进行双凸出式微结构与变凹入式微结构相配合的讨论。需特别注意的是：为了方便以下讨论，对于各式微结构中心线之间的距离629I与630I，依各图状况依序标示为：629I_A与630I_A、629I_B与630I_B、629I_C与630I_C。

在图112里，两基板在A-B形成共同接触面：

629I_A-(629H+629G)/2＝630I_A-(630C+630D)/2∴629I_A-629H＝

630I_A-630C

欲实现图112配合，则取决于上式等式是否成立，亦即需要629I_A、629H、630I_A、630C四个尺寸的配合，共计四个加工变数。

在图113中，显示两基板在C-D形成共同接触面：

629I_B+(629H+629G)/2＝630I_B+(630C+630D)/2

∴629I_B+629H＝630I_B+630C

欲实现图113的配合，则取决于上式等式是否成立，亦即需要629I_B、629H、630I_B、630C四个尺寸的配合，共计四个加工变数。

图114显示，两基板在E-F形成共同接触面：

629I_C-629H/2+629G/2＝630I_C-630D/2+630C/2，

∴629I_C＝630I_C

欲实现图114的配合，则取决于上式等式是否成立，亦即只需要629I_C、630I_C两个尺寸的配合，共计两个加工变数。

由以上的讨论知道，靠单透互相配合的图114，就加工难易程度而言，是较容易造成的为结构接合案例之一。

图115、图116、图117是基于前述的613的配合情形下进行双凸出式微结构与双凹入式微结构相配合的讨论。需特别注意的是：为了方便以下讨论，对于各式微结构中心线之间的距离629I与630I，依各图状况依序标示为：629I_D与630I_D、629I_E与630I_E、629I_F与630I_F；其中，

图115显示，两基板在G-H形成共同接触面：

629I_D-(629C+629D)/2＝630I_D-(630H+630G)/2

∴629I_D-629C＝630I_D-630G

欲实现图115的配合，则取决于上式等式是否成立，亦即需要629I_D、629C、630I_D、630G四个尺寸的配合，共计四个加工变数。

图116显示，两基板在J-J形成共同接触面：

629I_E+(629C+629D)/2＝630I_E+(630H+630G)/2

∴629I_E+629C＝630I_E+630H

欲实现图116的配合，则取决于上式等式是否成立，亦即需要629I_E、629C、630I_E、630H四个尺寸的配合，共计四个加工变数。

图117显示，两基板在K-L形成共同接触面：

629I_F-629C/2+629D/2＝630I_F-630H/2+630G/2

∴629I_F＝630I_F

欲实现图117的配合，则取决于上式等式是否成立，亦即只需要629I_F、630I_F两个尺寸的配合，共计两个加工变数。

由以上的讨论知道，就加工难易程度而言，图117是较容易实现的为结构接合案例之一。

综合上述结论，所有微结构接合的需留意：整片基板上各式对应的微结构尺寸，亦即整个基板加工的均匀度。此外，综合图112、图115，可利用均匀加热上基板，使上基板因热膨胀，与下基板进行接合，冷却后形成紧配合，利用因上下基板因几何尺寸不同产生的应力加强接合强度。

图118为说明采用凹入式微结构631搭配立体式微弹簧632形成每一次接合对准的示意图。接合过程中施加适当压力633，使上基板634与下基板635做对准工作。当然，此作业需要自动对准设备作为精密对准的工具(并未画出)。

图119说明使用具有焊接金属层的凹入式微结构636来辅助立体式微弹簧637导入正确的接点位置，通过凹入式微结构636的几何特性，可确实地形成正确接点。

图120、121，说明在下基板638上的深度为D且具有焊接金属层的凹入式微结构639内填满焊锡材料640，可有效吸收上基板641上立体式微弹簧642A、642B(或是任意形示的接脚或接点)因制造变异所造成的共面性不良P；图121，在上基板641与下基板638进行接合过程里，可见立体式微弹簧642A已经接触到凹入式微结构639的底部，而立体式微弹簧642B因长度过短或倾斜尚未接触到凹入式微结构639底部，不过，通过凹入式微结构内所填满的焊锡材料640，仍可通过焊锡材料640的厚度吸收立体式微弹簧642B长度的不足进而顺利接合。不过，此处有一点限制：立体式微弹簧之间的共面不良P必须小于微结构深度D。

此外，属于光电元件的蓝光发光二极管具有P、N电极同面的晶粒构造(见图122)，且电极高度不一致的特殊结构(US06172382)，在进行实施例2里整合蓝光发光二极管的覆晶接合中，也可利用图120、121的结论进行整合见图123。

实施例6，如何形成完全封止的接合界面

图124、125说明如何针对已形成第一次介面接合强度的复合基板228形成完全封止的接合介面，与图29及图30相同，在此不再赘述。图126是从盖片基板背面往下看的透视图形，盖片基板半透明化，可见元件基板正面相关结构件(虚线)之间的相对位置。在图中仅画出两种第一次界面接合结构来说明：封闭环状接合结构700A与环状不连续接合结构700B，液态流体胶注入口(微注入口)702，箭头方向(701A，701B)与(701C)各代表液态胶相对应各种接合结构的流动方向。为了更了解液态流体胶流动方向与各结构之间相对关系见AA-AA，BB-BB，CC-CC，DD-DD四个剖面图。

图127是图126的AA-AA剖面图。可见是第一次界面接合结构700A与液态流体胶703的相对位置。

图128，是图126的BB-BB剖面图。BB-BB剖面上并无第一次界面接合结构，可清楚观察流态流体胶703在盖片基板704与元件基板705之间隙706流动的状况。留意间隙706的高度(G)，液态流体胶通过毛细作用在间隙706中前进，在进入封装结构的空腔707时，由于高度远高于间隙高度，此几何形状的差异，利用毛细作用将液态胶拉住，而不再往内移动。此外，也可以是搭配液态胶流道的设计在元件区域周围，以前述微结构的制作方式制作各式可阻止液态流动的微结构。

图129是图126的CC-CC剖面图，液态流体胶流动状况在此不再赘述。

图130是图126的DD-DD剖面图，由于DD-DD剖面切过封闭环状的第一次界面接合结构700B，由于接合结构形状是封闭，所以液态胶被阻挡在环状结构700B外部。

综合上述各图示，亦可以设计制作金属导线在封胶位置上(液态流体胶流动位置或Encapsulant Runner。)，以此导线作为电阻线进行送电加热，降低晶片表面自由能，使封胶材料顺利流至封胶位置。此外，见图131的实施例，也可制作穿基板微结构708(Through Substrate Microstructure)，搭配抽真空的设备709，促进液态流体胶的流动性，使封胶材料顺利流至封胶位置。

接下来，图132说明进行复合基板上液态胶的稳定烘烤作业，此作业与图34相同，在此不再赘述。

图137以设备动作时序图描述配合液态胶硬化过程达成真空封装的方法。在时序图里，以环氧树脂基的液态流体胶为例，胶的硬化作业采两段式升温方式进行，并将整个制造过程依时间先后区分五个阶段，第一阶段为升温阶段，第二阶段为第一次恒温阶段(此温度约硬化温度的一半左右，此目的在使封胶材料粘性降低、流动性增加。)，第三阶段再升温至硬化温度，第四阶段保持硬化温度一段时间，第五阶段硬化完成、开始降温；另外，配合图132所示的真空设备，也分成五个阶段动作。图133包含第一与第二阶段，进行第一阶段的升温与抽真空，此时液态流体胶在此温度下仍保持较高流动性，可继续进行液态流体胶填补作业及抽走胶内气泡与空腔内的气体，可见图133中箭头方向，空腔内气体因内外压差穿过仍具有流动性的液态流体胶而向外移动；图134进行第三阶段的再升温与抽真空，至硬化温度时保持恒温，持续抽真空，此时空腔内气体已经被抽走了，此时液态胶渐渐硬化；图135，液态胶已完成硬化，真空设备可以关闭，并进行降温，此时密闭容器于真空状态。第四阶段将复合基板取出密闭容器，此时外部气体无法透过已固化的液态流体胶的介面进入空腔内部，至此达成真空封装目的。

在此实施例中，除了进行真空封装外，也可以依需要采取半真空封装，或是在充满惰性气体(例如：氮气)的环境下进行封胶作业。此外，配合吸收剂材料的连用(在第二实施例已经提进，不再赘述)，可使封胶后元件使用的可靠度增加，尤其是：微光学振镜封装等用途。

在此实施例中，除了采取晶片级液态封胶进行封胶作业外，也可以依需要采用封胶模具来进行晶片级合模封胶方式(Wafer-Level Injection Molding)进行封胶作业。

Claims (36)

1.一种晶片级封装制作方法：其特征在于包括下列步骤：

制备构成晶片级封装结构的两片或两片以上的基板：

于上/下基板上进行各类半导体元件或光电元件或微机电元件或电感、电阻、电容等被动元件制造过程或各类薄膜与厚膜材料或各种形式的微结构相关的涂布，镀膜、乾触刻、湿触刻、电镀、平坦化、微光刻电铸模造、塑胶模造、热压成型、射出成型、粉末冶金或其他表面或立体微加工制造过程；

在晶片阶段，进行各类型裸晶与前述各功能基板间的晶片级组装整合作业；

在晶片阶段下，作基板对基板之间的对准与初步接合，形成一个具备初步界面接合强度的复合基板结构；同时通过上/下基板已制备对应的微结构及已形成初步接合的界面高度来提供适当的空间，以容纳、保护前述基板上制备的各式元件或各类具表面突起的立体微结构；

在晶片阶段下，对于已具备初步界面接合强度的复合基板进行晶片级封胶作业，对应于每一系统封装模组或晶片级封装的元件彼此间的封装界面形成完全封止界面；

使此个别系统封装模组所对应的封装结构具备电性连接与热传递路径设计与功能；以及

于晶片阶段下，对于完成封止界面的各系统封装模组，以熟知的半导体晶粒切割流程来分离个别系统封装模组。

2.如权利要求1所述封装方法实现的封装结构，其特征在于该封装桔构由两片或两片以上的复数基板所构成，基板材质可以是玻璃基板、光学系统用基板、硅基板、陶瓷基板、各式复合半导体材料基板、蓝宝石基板、PMMA基板、各式金属片、塑胶模板或其他材质的基板。

3.如权利要求1所述的封装制作方法，其特征在于所述各类半导体元件其所用基材含元素与化合物半导体，其元件由含各式同质或异质接面所形成制造过程种类的不同可以是：CMOS、Bipolar，BiCMOS、SiGe；光电元件依其材料与制造过程种类的不同可以是：GaAs、GaAsAl、GaAsAl 1n、GaP、GaN、InP者。

4.如权利要求1所述的封装制作方法，其特征在于参与系统整合(SystemIntegration)的元件为：被动元件、主动元件、微机电元件、光电元件、光通讯元件、光学元件、生物元件、各式驱动电路或集成电路。

5.如权利要求1或3所述的封装制作方法，其特征在于组装整合(Assembly)各类元件的技术可以是：焊锡接合(Solder Bonding)、共晶接合(Eutectic Bonding)、接着层接合(Adhesive Bonding)、打线接合(Wire Bonding)、覆晶接合(Flip-Chip Bonding)、光学元件间的内部连接(Optical-Interconnection)或其他可促进元件之间讯号联系的接合。

6.如权利要求1所述的封装制作方法，其特征在于对于已具备初步强度的复合晶片进行封胶作业，其封胶材料为：环氧树脂(Epoxy Resin)、聚亚醯胺(Polyimide)、硅树脂(Silicone)、BCB(Benzocy-Clobutene)、光阻剂封胶材料及各类有机材料。

7.如权利要求1或5项所述的封装制作方法，其特征在于，对于已具备初步强度的复合晶片进行封胶作业，其封胶方式可以是：液态封胶，晶片级射出封胶。

8.如权利要求2所述的结构，其特征在于形成晶片对晶片之间的对准与初步接合界面强度的结构，可以是：焊锡接合结构、有机高分子结构、金属共晶接合结构、立体微弹簧接合结构、硅基微结构等的微结构者或是以上各种布局方式的组合应用。

9.如权利要求8所述的封装结构，其特征在于形成晶片对晶片之间的对准与初步接合界面强度的结构，可以形成一连续封闭形状的接合区域(Enclosed-Shape BondingInterface Area)；或形成不连续非封闭分布的接合区域(Discrete Bonding Interface Area)；或是单层布置、多层布置方式或是以上各种布局方式的组合应用。

10.如权利要求8所述的封装结构，其特征在于对封装结构兼具向外配置(Fan-Out)及向内配置(Fan-In)的电性连接与热传递路径设计：该封装结构电性连接与热传递路径具备讯号输入/输出讯号接点间距变换的弹性。

11.如权利要求8所述的封装结构，其特征在于讯号输入/输出接点可以是：提供焊线方式读出讯号的金属垫，提供长锡铅、金凸块焊接金属层，提供锡铅球焊接的金属垫，大面积导热垫供散热鳍片贴附，散热用。

12.如权利要求8所述的封装结构，其特征在于上/下基板部分或为元件基板，或盖片基板。

13.如权利要求8所述的封装结构，其特征在于盖片为多个以隔离不同的电路区块，以有效地避免电路区块之间讯号干扰的问题。

14.一种晶片级封装制作方法，其特征在于包括下列步骤：

制备两片或以上基板所构成；

下基板以蚀刻或其他加工方式制作出微结构；

上基板在对应下基板预定接合处，制作出尺寸与形状相对应的微结构；

在晶片阶段，进行各类元件之间的整合作业；

于晶片阶段下，使用上下基板相对应的微结构作晶片对晶片层级的对准与初步接合，形成一个具备初步接合强度的复合晶片；

使此封装结构具备电性连接与热传递路径设计；

于晶片阶段下，对于已具备初步强度的复合晶片进行封胶作业，形成完全封止界面；以及后段成品的制作。

15.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于上基板微结构与对应接合的下基板机结构之间的介面层材料为：金属、非金属、导体、非导体或其他具备形成接合强度的材料。

16.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于微结构为任意可辅助对准接合的立体结构。

17.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于微结构是对应基板表面凹入的立体结构，或是凸出基板表面的立体结构。

18.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于微结构在基板上的布局方式是封闭式，非封闭式，单层布置，或多层布置方式。

19.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于基板上微结构是用来提供容纳系统整合模组的空间。

20.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于是在上下基板相对应位置制作出微结构。

21.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于是使用微结构的辅助形成更可靠的讯号输入/输出连接。

22.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于微结构是使立体式微弹簧在对准阶段导入正确的讯号输入/输出或结构接合位置。

23.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于微结构内填满锡铅材料，可用来吸收上基板上立体式微弹簧或锡铅接合材料之间平面度不整，形成更可靠的讯号输入/输出或结构接合。

24.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于更在微结构上制作讯号输入/输出点，进行可靠的晶片级测试作业。

25.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于整合微结构式的讯号输入/输出点及运用整合发光二极管与测试电路的步骤，是作封装后测试状态的显示的运用，并提升测试的效能。

26.如权利要求14所述的封装制作方法，其特征在于使用微结构作为封胶材料注胶口。

27.一种晶片级封装制作方法，其特征在于采用晶片级液态封胶进行完成第二次上下基板介面接合的最后强度与完全封止界面(Sealing Interface)，以形成真空封装，包括下列步骤：

首先形成初步接合界面强度；

采用液态封胶设备(Auto Dispenser Machine)及搭配适当的治具与加热器(WaferClamper or Fixture/Heater)在上基板预先制作的微注入口(Micro Inlet)进行注胶动作；

将点胶完毕的复合晶片摆入密闭容器，搭配相关真空设备及加热设备，同进进行抽真空动作及分阶段加热硬化处理，完成真空封装。

28.一种晶片级封装制作方法，其特征在于采用晶片级液态封胶进行完成第二次上下基板介面接合的最后强度与完全封止界面(Sealing Interface)，以形成真空封装，包括下列步骤：

首先形成初步接合界面强度；

将形成初步接合界面强度的复合晶片摆入密闭容器，进行抽真空动作；

在此密闭且真空的环境下，采用液态封胶设备(Auto Dispenser Machine)及搭配适当的治具与加热器(Wafer Clamper or Fixture/Heater)在上基板预先制作的微注胶口(Micro Inlet)进行注胶动作；

在此密闭且真空的环境下，搭配加热器使用，对完成点胶的复合晶片进行硬化处理，并完成真空封装。

29.如权利要求27或28所述的封装制作方法，其特征在于制造过程中，

设计制作金属导线在封胶位置上；

以导线作为电阻线进行送电加热，降低晶片表面自由能，使封胶材料顺利流至封胶位置。

30.如权利要求27或28所述的封装制作方法，其特征在于制造过程中，

可于基板上制作各种形式的穿基板微结构；

搭配抽真空的设备与环境；

利用作业环境及穿基板微结构之间的内外压力差来做导引；

促进液态流体胶的流动性，使封胶材料顺利填满封胶位置。

31.如权利要求27或28所述的封装制作方法，其于制造过程中，

搭配液态胶流道的设计；

可于基板上元件区域的周围设计各种形式的微结构；

前述微结构的制作技术制作各种微结构以实现控制、限制液态流体胶流动的范围；

可避免液态流体胶损害基板上的各式元件。

32.如权利要求1或5或14或27或28所述的封装制作方法，其特征在于制造过程中，整合各类的气体、液体和固体吸收剂；

经由气体吸收剂来吸收主要包括氧气和氢气、于密闭封装裹的有害气体；

经由液体吸收剂或是水气吸收剂来吸收水气、氨、二氧化硫和封装内其他一些有害气体；

经由固体微粒吸收剂则吸收所有固体微粒。

33.如权利要求1或5或14或27或28所述的封装制作方法，其特征在于进行系统整合封装模组(System-in-a-package)的晶片级测试的步骤，探针或针测卡(probe card)在晶片级封装完成的基板上直接量测系统整合封装模组的系统层级的电性与物性。

34.如权利要求33所述的封装制作方法，其特征在于测试过程中、可回收与置换有问题的主动元件。

35.如权利要求33所述的封装制作方法，其特征在于测试过程中，可利用雷射加工处理(Laser trimming)及其他业界常用方式于晶片阶段来修整被动元件的特性。

36.如权利要求33所述的封装制作方法，其特征在于完成测试及晶片级封装后，可将仍应于晶片状态的模组置于环境测试炉中，再辅以探针或晶片级探针测试卡来施加外界交流电讯号，或直流偏压来进行长时间预烧加速老化(aging treatment)试验。

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