CN217719564U - 一种半导体封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半导体封装结构。根据本实用新型的一实施例，一种半导体封装结构包括：基板，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；裸片，其设置在所述第一表面上；以及模塑化合物，其囊封所述裸片，其中所述基板具有嵌入式模塑排气孔，所述嵌入式模塑排气孔位于所述裸片下方并填充有所述模塑化合物。所述半导体封装结构具有嵌入式模塑排气孔，因此可以解决现有半导体封装结构中由于外部模塑排气孔而造成的产量损失问题。

Description

一种半导体封装结构

技术领域

本公开大体上涉及半导体封装领域，且更具体来说，涉及一种半导体封装结构。

背景技术

现有的半导体封装通常具有穿过基板的垂直中心通道以用于排气，因此半导体封装的底部表面具有外部模塑排气孔盖。外部模塑排气盖通常具有小的、无关紧要的空隙和微小的外观变化，而这些空隙和外观变化会由于光学检查而被归类为有瑕疵，进一步引起产量损失。此外，外部模塑排气孔盖占用了半导体封装的一部分底部空间，使得半导体封装的中心通道无法用于放置球栅阵列(Ball Grid Array)。

实用新型内容

鉴于此，本公开提供了一种半导体封装结构，该半导体封装结构具有位于基板上的嵌入式模塑排气孔，从而可以解决现有半导体封装中由于外部模塑排气孔而造成产量损失问题，并且可以具有更多的底部空间用于放置球栅阵列。

根据本实用新型的一实施例，一种半导体封装结构包括：基板，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；裸片，其设置在所述第一表面上；以及模塑化合物，其囊封所述裸片，其中所述基板具有嵌入式模塑排气孔，所述嵌入式模塑排气孔位于所述裸片下方并填充有所述模塑化合物。

根据本实用新型的又一实施例，所述嵌入式模塑排气孔的底部与所述基板的所述第二表面分隔开距离。

根据本实用新型的另一实施例，所述半导体封装结构进一步包括位于所述基板中的第一通孔，所述第一通孔连接所述基板的所述第一表面和所述嵌入式模塑排气孔，其中所述第一通孔填充有所述模塑化合物。

根据本实用新型的另一实施例，从沿第一方向剖开的横截面透视图看所述嵌入式模塑排气孔的宽度大于所述第一通孔的宽度。

根据本实用新型的另一实施例，从沿第一方向剖开的横截面透视图看所述第一通孔和所述嵌入式模塑排气孔一起形成倒T形状。

根据本实用新型的另一实施例，所述半导体封装结构进一步包括位于所述基板中的第二通孔，所述第二通孔连接所述嵌入式模塑排气孔和所述基板的所述第二表面，其中所述第二通孔填充有所述模塑化合物。

根据本实用新型的另一实施例，从沿与所述第一方向正交的第二方向剖开的横截面透视图看所述第一通孔的宽度大于所述第二通孔的宽度。

根据本实用新型的另一实施例，所述第二通孔与所述第一通孔垂直交错。

根据本实用新型的另一实施例，所述半导体封装结构进一步包括设置在所述第二表面上的多个电连接件，所述多个电连接件中的至少一个设置在所述嵌入式模塑排气孔的垂直投影下方。

根据本实用新型的另一实施例，所述裸片的有源表面面对所述基板的所述第一表面。

本实用新型实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本实用新型实施例的实施而阐释。

附图说明

图1A为现有技术中的半导体封装结构的沿第一方向剖开的剖视示意图。

图1B为图1A中的半导体封装结构的沿第二方向剖开的剖视示意图。

图1C为图1A中的半导体封装结构的部分仰视示意图。

图2A为根据本实用新型一实施例的半导体封装结构的沿第一方向剖开的剖视示意图。

图2B为图2A中的半导体封装结构的沿第二方向剖开的剖视示意图。

图2C为图2A中的半导体封装结构在单体化操作前的部分俯视示意图。

图2D为图2A中的半导体封装结构的部分仰视示意图。

根据惯例，图示中所说明的各种特征可能并非按比例绘制。因此，为了清晰起见，可任意扩大或减小各种特征的尺寸。图示中所说明的各部件的形状仅为示例性形状，并非限定部件的实际形状。另外，为了清楚起见，可简化图示中所说明的实施方案。因此，图示可能并未说明给定设备或装置的全部组件。最后，可贯穿说明书和图示使用相同参考标号来表示相同特征。

具体实施方式

为更好的理解本实用新型的精神，以下结合本实用新型的部分优选实施例对其作进一步说明。

以下揭示内容提供了多种实施方式或例示，其能用以实现本揭示内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本揭示内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本揭示内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭示内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。

在本说明书中，除非经特别指定或限定之外，相对性的用词例如：“中央的”、“纵向的”、“侧向的”、“前方的”、“后方的”、“右方的”、“左方的”、“内部的”、“外部的”、“较低的”、“较高的”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上方的”、“下方的”、“顶部的”、“底部的”以及其衍生性的用词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)应该解释成引用在讨论中所描述或在附图中所描示的方向。这些相对性的用词仅用于描述上的方便，且并不要求将本实用新型以特定的方向建构或操作。

以下详细地讨论本实用新型的各种实施方式。尽管讨论了具体的实施，但是应当理解，这些实施方式仅用于示出的目的。相关领域中的技术人员将认识到，在不偏离本实用新型的精神和保护范围的情况下，可以使用其他部件和配置。本实用新型的实施可不必包含说明书所描述的实施例中的所有部件或步骤，也可根据实际应用而调整各步骤的执行顺序。

图1A为现有技术中的半导体封装结构的沿第一方向剖开的剖视示意图。图1B为图1A中的半导体封装结构的沿第二方向剖开的剖视示意图。图1C为图1A中的半导体封装结构的部分仰视示意图。第一方向D1和第二方向D2如图1C所示，第二方向D2与第一方向D1正交。

如图1A所示，现有技术中的半导体封装结构10包括基板100、裸片110和模塑化合物120。基板100具有第一表面100a和与第一表面100a相对的第二表面100b。裸片110设置在基板100的第一表面100a上并通过至少一个凸块111电连接到基板100的第一表面100a。模塑化合物120设置在基板100的第一表面100a上并囊封裸片110。基板100具有垂直穿过第一表面100a和第二表面100b的通孔101，通孔101位于裸片110下方并填充有模塑化合物120。填充通孔101的模塑化合物120包括第一部分模塑化合物121和第二部分模塑化合物122，第一部分模塑化合物121留在通孔101内部，第二部分模塑化合物122从通孔101挤出并留在基板100的第二表面100b上形成覆盖通孔101的外部模塑排气孔盖。基板100的第二表面100b上设置有多个电连接件130，以用于将半导体封装结构10电连接到外部。多个电连接件130设置在第二部分模塑化合物122的两侧。

如图1B所示，形成外部模塑排气孔盖的第二部分模塑化合物122在第二表面100b上沿第二方向D2延伸。

如图1C所示，第二部分模塑化合物122具有一些小的、无关紧要的空隙和微小的外观变化(如图1C中箭头所指)，而这些空隙和外观变化会由于光学检查而被归类为有瑕疵，进一步引起产量损失。另外，第二表面100b的一部分因被第二部分模塑化合物122占据而无法用于放置电连接件130，因此第二表面100b的可用于设置电连接件130的面积减少。

为克服现有技术中的固有技术问题，本公开提供了一种包括嵌入式模塑排气孔的半导体封装结构，所述半导体封装结构不具有外部模塑排气盖，从而可以避免因外部模塑排气盖的表面缺陷而引起的产量损失，并可以避免因外部模塑排气盖占据基板的底部表面而引起的可用面积减少。

图2A为根据本实用新型一实施例的半导体封装结构的沿第一方向剖开的剖视示意图。图2B为图2A中的半导体封装结构的沿第二方向剖开的剖视示意图。图2C为图2A中的半导体封装结构在单体化操作前的部分俯视示意图。图2D为图2A中的半导体封装结构的部分仰视示意图。第一方向与第二方向正交，第一方向可以为图2C中的A-A'方向，第二方向可以为图2C中的B-B'方向。

如图2A所示，半导体封装结构20包括基板200、裸片210和模塑化合物220。基板200具有第一表面200a和与第一表面200a相对的第二表面200b。裸片210设置在基板200的第一表面200a上。模塑化合物220囊封裸片210。基板200具有嵌入式模塑排气孔202，嵌入式模塑排气孔202位于裸片210下方并填充有模塑化合物220。

裸片210的下表面210a面对基板200的第一表面200a。裸片210的下表面210a上设置有至少一个电连接件211，以通过至少一个电连接件211电连接到基板200的第一表面200a。在一些实施例中，电连接件211可以为凸块或导电柱。在一些实施例中，裸片210的下表面210a为有源表面。在一些实施例中，裸片210可以是直接芯片附着(Direct ChipAttach)设计。

嵌入式模塑排气孔202位于基板200的内部。嵌入式模塑排气孔202的顶部202a不接触基板200的第一表面200a。嵌入式模塑排气孔202的底部202b与基板200的第二表面200b分隔开一定距离d。在一些实施例中，嵌入式模塑排气孔202位于基板200的芯层。在一些实施例中，嵌入式模塑排气孔202位于作为预浸料的基板200的一个或多个层中。在第一方向的剖视图中(如图2C中的A-A'方向)，嵌入式模塑排气孔202具有一定宽度w2，宽度w2小于基板200的边长。然而，在第二方向的剖视图中(如图2C中的B-B'方向)，嵌入式模塑排气孔202可以具有与基板200的边长相同的长度。例如，如图2B所示，嵌入式模塑排气孔202在基板200内部沿基板200的边长，也就是沿图2C中的B-B'方向延伸。

模塑化合物220设置在基板200的第一表面200a上。模塑化合物220可以为本领域常规的模塑化合物，例如环氧树脂等。在一些实施例中，模塑化合物220可以为模塑底部填充材料(molding underfill)。

再参照图2A，半导体封装结构20进一步包括位于基板200中的第一通孔201。第一通孔201连接基板200的第一表面200a和嵌入式模塑排气孔202，第一通孔201填充有模塑化合物220。第一通孔201的顶部201a连接到的基板200的第一表面200a，因此裸片210下方的模塑化合物220可以进入第一通孔201。第一通孔201的底部201b连接到嵌入式模塑排气孔202的顶部202a，使得第一通孔201与嵌入式模塑排气孔202形成为连通的通孔，因此裸片210下方的模塑化合物220可以通过第一通孔201进入嵌入式模塑排气孔202，并填充满嵌入式模塑排气孔202。第一通孔201的宽度w1可以小于嵌入式模塑排气孔202的宽度w2。在一些实施例中，第一通孔201和嵌入式模塑排气孔202一起形成倒T形状。在一些实施例中，第一通孔201的宽度w1可以为约150μm。在一些实施例中，第一通孔201可以是具有直径为约150μm的圆孔。在一些实施例中，半导体封装结构20可以包括一个或多个第一通孔201。在一些实施例中，半导体封装结构20的基板200可以包括三个第一通孔201等距的配置在裸片210的垂直投影下。

半导体封装结构20进一步包括设置在基板200的第二表面200b上的多个电连接件230和230'。至少一个电连接件230'设置在嵌入式模塑排气孔202的垂直投影下方。电连接件230设置在嵌入式模塑排气孔202的垂直投影外侧处。在一些实施例中，电连接件230和230'可以为焊球。在一些实施例中，多个电连接件230和230'可以形成为球栅阵列。

如图2B所示，半导体封装结构20进一步包括位于基板200中的第二通孔203。第二通孔203连接嵌入式模塑排气孔202和基板200的第二表面200b，其中第二通孔203填充有模塑化合物220。第二通孔203与第一通孔201垂直交错。在一些实施例中，第二通孔203位于裸片210的垂直投影的外侧。第二通孔203的顶部连接到嵌入式模塑排气孔202的底部202b，因此第二通孔203与嵌入式模塑排气孔202形成连通的通孔，进入嵌入式模塑排气孔202的模塑化合物220最终可以进入第二通孔203并将原本在第一通孔201、嵌入式模塑排气孔202中的气体排出。第一通孔201、嵌入式模塑排气孔202和第二通孔202可以一起形成为位于裸片210下方的连通通孔，空气可以随模塑化合物220经由第一通孔201、嵌入式模塑排气孔202和第二通孔202排到半导体封装结构20的外部，使得裸片210与基板200之间可以形成没有空隙的模塑化合物界面，提高半导体封装结构20的可靠性和产品良率。

在一些实施例中，第二通孔203的宽度w3可以小于第一通孔w1的宽度。在一些实施例中，当第一通孔201的宽度w1为约150μm时，第二通孔203的宽度w3可以为约75μm。在一些实施例中，第二通孔203可以为圆孔。在一些实施例中，第二通孔203在对半导体封装结构20进行单体化操作期间可以被去除。由于典型切割道的尺寸为约200μm，因此在大多数情况下，填充有模塑化合物220的第二通孔203在单体化操作期间会被完全去除，使得在最终形成的半导体封装结构20中无法看到第二通孔203。如图2B所示，位于虚线外侧的第二通孔203会被完全切除。然而，在一些实施例中，第二通孔203可以具有较大的宽度w3，例如第二通孔203的宽度w3大于切割道的尺寸，使得第二通孔203的一部分可以保留在最终形成的半导体封装结构20中。

如图2C所示，在进行单体化操作之前，在一些实施例中，每个半导体封装结构20包括两个第二通孔203以及一个第一通孔201，两个第二通孔203分别位于第一通孔201的两侧处。当然，基于模塑化合物的性质及其中填充物(filler)的颗粒大小，每个半导体封装结构20可以有其他数量及尺寸的第一通孔201以及第二通孔203。例如每个半导体封装结构20的四边都设置第二通孔203，或者每个半导体封装结构20有多于一个第一通孔201。

如图2D所示，基板200的第二表面200b上设置有多个位于嵌入式模塑排气孔202垂直投影下方的电连接件230'以及位于嵌入式模塑排气孔202的垂直投影外侧的电连接件230。由于基板200的第二表面200b没有如图1C中的外部模塑排气孔盖。因此半导体封装结构20可以避免因外部模塑排气盖的表面缺陷而引起的产量损失，并可以避免因外部模塑排气盖占据基板的底部表面而引起的可用面积减少。

本公开的半导体封装结构至少可以解决模塑化合物的渗漏/飞边和模塑化合物空隙等问题，因此可以实现成本节约。本公开的半导体封装结构可用于大批量生产图形用双倍数据传输率存储器(HVM GDDR)和双倍数据传输率存储器直接芯片附着(DDR DCA)设计。

本说明书中的描述经提供以使所述领域的技术人员能够进行或使用本实用新型。所属领域的技术人员将易于显而易见对本实用新型的各种修改，且本说明书中所定义的一般原理可应用于其它变化形式而不会脱离本实用新型的精神或范围。因此，本实用新型不限于本说明书所述的实例和设计，而是被赋予与本说明书所揭示的原理和新颖特征一致的最宽范围。

Claims (10)

1.一种半导体封装结构，其特征在于，所述半导体封装结构包括：

基板，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；

裸片，其设置在所述第一表面上；以及

模塑化合物，其囊封所述裸片，

其中所述基板具有嵌入式模塑排气孔，所述嵌入式模塑排气孔位于所述裸片下方并填充有所述模塑化合物。

2.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述嵌入式模塑排气孔的底部与所述基板的所述第二表面分隔开距离。

3.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，进一步包括位于所述基板中的第一通孔，所述第一通孔连接所述基板的所述第一表面和所述嵌入式模塑排气孔，其中所述第一通孔填充有所述模塑化合物。

4.根据权利要求3所述的半导体封装结构，其特征在于，从沿第一方向剖开的横截面透视图看所述嵌入式模塑排气孔的宽度大于所述第一通孔的宽度。

5.根据权利要求3所述的半导体封装结构，其特征在于，从沿第一方向剖开的横截面透视图看所述第一通孔和所述嵌入式模塑排气孔一起形成倒T形状。

6.根据权利要求4所述的半导体封装结构，其特征在于，进一步包括位于所述基板中的第二通孔，所述第二通孔连接所述嵌入式模塑排气孔和所述基板的所述第二表面，其中所述第二通孔填充有所述模塑化合物。

7.根据权利要求6所述的半导体封装结构，其特征在于，从沿与所述第一方向正交的第二方向剖开的横截面透视图看所述第一通孔的宽度大于所述第二通孔的宽度。

8.根据权利要求6中所述的半导体封装结构，其特征在于，其中所述第二通孔与所述第一通孔垂直交错。

9.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，进一步包括设置在所述第二表面上的多个电连接件，所述多个电连接件中的至少一个设置在所述嵌入式模塑排气孔的垂直投影下方。

10.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述裸片的有源表面面对所述基板的所述第一表面。

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