TW396538B - The wafer packaging - Google Patents

Description

經濟部中央標準局負工消费合作社印裝 A7 Η 7 ' 1五、發明説明（） ~~ —#明領域： 本發明與一種半導體封裝有關，特別是一種直接在晶 圓上做處理之封.裝.的方法。務明背景： 半導體技術不斷推陳出新’封裝技術亦越來越受到 重視。半導體封裝的功能不外乎隔離外部環境保護晶 片、改善半導體元件散熱效率與達到延長使用壽命的效 果。 而積體電路之生產主要分為三個階段，（丨）積體電路 之設計，（2 )碎晶圓之製造’（3 )積體電路之封裝。平均 而言，一個大小為6英吋之晶圓大約可以生產出一百多 個左右之積體電路。這些積.體電路將· 一 .__被切割下來， 然後經過封裝成為積體電路之成品。隨著半導體技術之 快速演進，積體電路之生產方式不斷地推陳出新，主要 目的在於節省成本、提高良率、增加產.能及市場接受性， 但是，在積體電路之設計越來越繁雜，封裝的體積要米 越來越小的情況下，為滿足積體電路設計之效能，除非 組裝及製造的技術有所突破’否則傳統之封裝技術已不 符合未來的需求。 許多封裝之技術各有其優點，但最為業界採用之封 裝技術為球腳格狀陣列（Ball Grid Array)封褒，其最主 要之優點為減少共平面與元件放置之問題、縮小外形尺 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（210X2V7公尨〉 ---- (請先閱讀背面之注¾事¥'典填寫本頁) -裝. 訂 © 線i---- 經漓部中央標準局員工消费合作社印製 Λ 7 '—-—__Β7 ， 五、發明説明（) ------__ =及較=的電性與散熱效能，亦能提高封裝良率與生產—— 速率。是故’若能以球腳格狀陣列（BaU Grid 封‘ 裝之技術結合一些關鍵技術，必能提高封裝效能與節省 成本。 傳統的半導體封裝是將晶圓切割後之晶元（die)或晶 片（chip)加以封裝。因為傳統的半導體封裝中，晶圓並= …屬！封裝層級，晶圓切割後之晶元或“ 源，但疋，若能以晶圓做一些封裝程序上之處理，再對該.-… 晶圓做切割，配合球腳格狀陣列（BaU Grid Array)封裝^ 之技術’以別於傳統之封裝更能建立各層級間界面之接 合。 發明目的及:te祕： 鑒於上述之發明背景中，傳統的半導體封裝是將晶圓 (Wafer)切割（dicinS)後之晶元（die)或晶片（chip)加以封 裝。本發明的目的在於直接在晶圓上做處理之半導體封裝 的方法’包含訂製一晶圓尺寸的軟質基板’貼合於晶圓上， 晶圓與基板之間以非導電性物質固定，晶圓中的晶片與 基板之電性連接方式可以用焊線接合（wire b〇nding)方 式連接’再以點膠（gl〇b t〇p)方式於基板表面予以黏封 物質覆蓋，並加以植球做為訊號之傳遞，最後進行切割 (di cing )以完成封裝。 根據以上所述之目的，本發明提供了一種直接在晶圓 上做基板黏合、知線接.合（wire bonding)、點.膠（gi〇b 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規彳 - (請先閲讀背面之注意事再填寫本頁) —r-h—裝 訂—ΘΙ線 經1%‘部中央標参局只工消费合作社印製 Λ 7 Η7 五、發明説明（）.. top)、黏封物質覆蓋、植球及切割（d丨c i ng )的製程方式。 «I 式 ffi 本發明的較佳實施例將於往後之說明文字中輔以下，列 圖形做更詳細的闡述： 第1圖為本發明之較佳實施例之訂制晶圓尺寸基板之 示意圖。 第2圖為本發明之較佳實施例之基板黏貼於晶圓之示 意圖。 第3a圖為本發明之較佳實施例之焊線接合之俯視 圖。 第3b圖為本發明之較佳實施例之焊線接合之側面 圖。 第4 a圖為本發明之較佳實施例之點膠與黏封物質覆 蓋之俯視圖.〇 i 第4b圖為本發明之較佳實施例之點膠與黏封物質覆 蓋之側面.圖。. 第5 a圖為本發明之較佳實施例植球之俯視圖。 第5 b圖為本發明之較佳實施例植球之側面圖。 第 6a圖為本發明之較佳實施例之晶圓切割之俯視 圖。 第6b圖為本發明之較佳實施例之晶圓切割之側面 圖。 本紙張尺度適用中國國家標4*- ( CNS ) Λ4^> ( 210X297^i~ (請先閱讀背而之注念事喷再填寫本頁) nn n· In I— - - - -- -^--- - --- am >^^1· m —* 、-'° .I »-11 I v—7- ^ - Λ: m 經濟部中央操隼局貝工消费合作社印製 五、發明説明（ 發明掸to ~ 月主要為種改變半導體封裝程之方 明之特徵有別於億蛴夕i _ 序之方法，本發 ,a於傳統之+導體封裝的方法，主 丰 體日日圓（wafer)直接做鉍聢妒严 _ 疋f半導 (dicint〇也 裝程序，最後再加以切割

Uicing)，與傳統之半導 晶元(dieh曰片(chi、 方法疋將晶圓切割後之 ^ 曰片（ChlP)加以封裝程序有所不同。是故， 一種新的封裝程序將被揭露。 的本發明之較佳實施例為訂製一晶圓尺寸相匹配 、軟貝基板10(如第！圖所示），此基板1〇的材質可為

Aramid_PaPer 等材質，主要是選用熱膨脹係數 (Coefflclent of Thermal Expansi〇n，cte)與矽晶圓相近的 材質，因為Aramid-paper epoxy的熱膨脹係數（CTE)小於 8Ppm/t，可以避免造成舆矽晶圓貼合所產生應力的問題。 接著進行基板貼合的步驟（如第2圖所示），基板1〇與矽晶 圓.2 0間塗上_ 一層非導電性的材質3 〇，此材質可為熱塑性 或熱固性膠材，貼合後可經硬化（cure)處理或亦可忽略此一 步驟。接下來的步驟是替晶圓做焊線接合（wire bQnding) (如第3a圖與第3b圖所示），利用焊線接合器32以整片晶 圓的形式對每一單位4 0 (晶元或晶片）做焊線接合（w丨r e bonding )50。一般可以利用金線做為此焊線，焊線的功 能主要是做為晶元與基板中的導線做電性接觸之橋標， 經焊線接合後進行點膠（glob top)動作52(如第4a圖與第 4b圖所示），點膠（g 1 ob top )的目在於保護金線的接合， 避免金線外露受損或短路’並以封膠（encapsulate)60填滿 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ心見梠（210x297公片.） (请先閲讀背而之注意事取私填寫本1>

Λ7 B7 五 、發明説明（ . 丨一 ---I ------ - - - 1 —.Mi 1.- !批^Hi I (请先閱讀背面之注意事項—#,'填寫本頁) 相鄰晶7C之間焊線接合的部分，用以保護焊線不受外力 之影響》貼合完後將整片晶圓進行植球動作（如第&圖與 第5b圖所示”複數個焊接錫珠卜^心^…“”固定在基 板上以配置熱與電性的連接，此焊接錫珠（s〇ider “山）能 以球腳格狀陣列（Ball Grid Array)技術形成。 最近這幾年，球腳格狀陣列(Ball Gdd八^幻封裝盘裝 :的技術被高度的關注與發展，高密度混合電路的最新需 未受到大量電性連接需要的驅動，及增加數位系統的時脈 :。然而’ -般普通的導線架(leadframe)封裝會妨礙增加 :裝2腳的數目’目此’此封裝將限制操作速度的需求。 於前述的理由和輸入輪出針腳的限制，業界已較不使用 =腳=接的半導體封裝。所以烊接錫珠（wider ^叫已成 ..、，目前與未來半導體封裝#需求，像焊接锡珠㈣derbans) 訂 電性連接技術是眾所周知優於4+ _ & χ 僧:於針腳的球腳格狀陣列半導體 封裝’球腳格狀陣列封裝此i, 訂装比曰通的封裝提供更多優點，由 於負責I/O的引腳距離短，所 ,, 所以彳s唬傳輸快。焊接錫珠 (s ο 1 d e r b a 11 s )的組成，可以摘卷山 週备地選擇共熔的焊錫，包含 3 7%的鉛與6 3 %的錫。或者，古β Χ ^ 同溫（熔點）錫球即包含1 0% 的鉛90%的錫。 經漓部中央標擎局員工消費合作社印" …最後。’進行㈣的”（如第6a圖與第6b圖所示）， 以完成單一晶片的封裝8〇。 利用此種技術所做的封奘 . j对装’其尺寸近似於晶元的大 '為種日曰片尺寸封裝（Chlp Scale Package ; CSP)形 式’此封裝形式通常結合霜a垃 口復日曰接合與裸晶技術開發出一 ϋΓ張尺度適用拳國國家榡準（ CNS ) ( 2ΙΟχ297^\^*~ A 7 B? 五、發明説明（） 種高密度，高效能，且小而薄的封裝，並且在晶片的設 計上不會造成額外的限制，而能經全功能測試及高溫加 速老化測試加以確知晶片的好壞（Know Good Die ; KGD)。 所以，經此最後階段的切割步驟完成封裝程序，達到理 想的封裝效果。 以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限 定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之 精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請 專利範圍内。 (请先閱讀背面之注意事項—再填寫本頁 -裝 、1Τ θί線 經滴部中央標4,-局貝工消贽合作社印製 本紙張尺度適用中國國家Μ隼（CNS ) Λ4規枋（210X 297公筇）

Claims (1)

1. P980348.TW X、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8

   1. 一種在晶圓上做處理之半導體封褒之 至少包含： 法 將一基板貼合於該半導體晶圓之上表面 該方法 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 具有多數個晶元，該基板藉由一非導;，’該半導體晶圓上 於該半導體晶圓上； 14的材質黏著貼合 對該半導體晶.圓之每一該晶元做烊線接人 填滿相鄰該晶元之間該焊線接合的部分’ 將該半導體晶圓進行植球動作，以做為’ 遞訊號之裝置；及 部與該晶元間傳 對該半導體晶圓做切割以完成封裝。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中上、,、 Aramid-paper epoxy材質做成。 、"之基板係利用. 3_如申請專利範圍第1項之方法，其 ' 上'魂：非導·雷 tit 材質係選用熱塑性及熱固性膠材其中之— 性的 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中 含壓模封膠。上遑之黏封物質包 5. 如申請專利範圍第1項之方法 含液態封膠。 6·如申請專利範圍第1項之方法 含金線。 7.如申請專利範圍第1項之方法 含銅線。 8·如申請專利範圍第1項之方法 並以黏封物質 n 1¾ I- - In n I n I (請先聞請背兩之泛意事^再填寫本頁} -訂· 其中上述之黏封物質包 其中上述之焊線接合包 其中上述之焊線接合包 其中上述之傳遞訊號 裝置為一種BGA陣列封裝，該BGA陣列封裝形成於該基 本紙張尺度適财_^rnTcNS ) A4W ( 210X297^1 -Φ線' 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 .六、申請專利範圍 板之表面。 9 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中上述之切割係對該 半導體晶圓之每一該晶元進行切割。 10.—種在晶圓上做處理之半導體封裝之方法，該方法至少 包含： 將一基板貼合於該半導體晶圓之上表面，該半導體晶圓上 具有多數個晶元，該基板藉由一非導電性的材質黏著貼合 於該半導體晶圓上； 對該半導體晶圓之每一該晶元做焊線接合，並以黏封物質 填滿相鄰該晶元之間該焊線接合的部分； 將該半導體晶圓進行植球動作，以做為外部與該晶元間傳 遞訊號之裝置；及 對該半導體晶圓做切割以完成封裝，該切割係對該半導體 晶圓之每一該晶元進行切割。 1 1 _如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之基板係利 用 Aramid-paper epoxy 材質做成 ° 1 2 ·如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之非導電性 的材質係選用熱塑性及熱固性膠材其中之一。 1 3 ·如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之黏封物質 包含壓模封膠。 1 4.如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之黏封物質 包含液.態封勝。 1 5 .如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之焊線接合 包含金線。 P980348.TW (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---訂 ©線丨. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 6.如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之焊線接合 包含銅線。 1 7 ·如申請專利範圍第1 0項之方法，其中上述之傳遞訊號 之裝置為一種BGA陣列封裝，該BGA陣列封裝形成於該 基板之表面。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）