TWI701779B - 電子構裝結構及其製法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種電子構裝結構，係將光子晶片配置於電子封裝件上，且使光導晶片未設於該電子封裝件上，以當該光導晶片發生不良時，只需更換該光導晶片，而無需將整個電子封裝件及良好之光子晶片報廢或更換，以減少使用端更換的成本，且能增加該電子構裝結構的使用壽命。本發明復提供該電子構裝結構之製法。

Description

電子構裝結構及其製法
本發明係有關一種半導體封裝技術，尤指一種電子構裝結構及其製法。
隨著電子產業的蓬勃發展，電子產品也逐漸邁向多功能、高性能的趨勢。為了滿足電子封裝件微型化(miniaturization)的封裝需求，係發展出晶圓級封裝(Wafer Level Packaging，簡稱WLP)技術。
如第1A至1D圖，係為習知晶圓級半導體封裝件1之製法之剖面示意圖。
如第1A圖所示，形成一熱化離型膠層(thermal release tape)11於一承載件10上。
接著，置放複數通訊晶片12,12’於該熱化離型膠層11上，該些通訊晶片12,12’具有相對之作用面12a與非作用面12b，該作用面12a上均具有複數電極墊120，且該些通訊晶片12,12’係以其作用面12a黏著於該熱化離型膠層11上。
如第1B圖所示，以模壓(molding)方式形成一封裝膠體13 於該熱化離型膠層11上，以包覆該些通訊晶片12,12’。
如第1C圖所示，進行烘烤製程以硬化該封裝膠體13，而同時該熱化離型膠層11因受熱後會失去黏性，故可一併移除該熱化離型膠層11與該承載件10，以外露該些通訊晶片12,12’之作用面12a。
如第1D圖所示，進行線路重佈層(Redistribution layer，簡稱RDL)製程，以形成一線路重佈部14於該封裝膠體13與該些通訊晶片12,12’之作用面12a上，且令該線路重佈部14電性連接該些通訊晶片12,12’之電極墊120。
接著，形成一絕緣保護層15於該線路重佈部14上，且該絕緣保護層15外露該線路重佈部14之部分表面，以供結合如銲球之導電元件16。
惟，習知半導體封裝件1之製法中，該些通訊晶片12,12’係配置於同一封裝結構中，故當其中一通訊晶片12不良時，需將整個半導體封裝件1及良好之通訊晶片12’報廢，致使浪費材料，造成使用端之更換成本提高。
再者，隨著資料網路按比例縮放以滿足不斷增加的頻寬要求，銅資料通道(如該線路重佈部14之線路)之缺點越來越明顯，例如，因該些通訊晶片12,12’之間的輻射電磁能量而引起之訊號衰減及串擾。
此外，業界雖可藉由均衡、編碼及屏蔽等設計減輕訊號衰減及串擾之狀況，但該些設計需相當大的功率、複雜度及電纜容積損失，且僅僅改善局部區域的適用度及有限的可縮放性。
因此，如何克服習知技術之種種缺點，實為目前各界亟欲解 決之技術問題。
鑒於上述習知技術之缺失，本發明提供一種電子構裝結構，係包括：電子封裝件；光子晶片，係配置於該電子封裝件上，且電性連接該電子封裝件；以及光導晶片，係通訊連接該電子封裝件，但未設於該電子封裝件上。
本發明復提供一種電子構裝結構之製法，係包括：提供一電子封裝件；配置光子晶片於該電子封裝件上，且令該光子晶片電性連接該電子封裝件；以及將光導晶片通訊連接該電子封裝件，其中，該光導晶片未設於該電子封裝件上。
前述之電子構裝結構及其製法中，復包括將該電子封裝件配置於一電子裝置上。例如，該光導晶片係電性連接該電子裝置，且該光導晶片係卡接於該電子裝置上。或者，該光導晶片係未配置於該電子裝置上。
前述之電子構裝結構及其製法中，復包括藉由至少一驅動件驅動該光子晶片。
前述之電子構裝結構及其製法中，復包括將至少一傳輸件電性連接該光子晶片。
前述之電子構裝結構及其製法中，復包括藉由至少一驅動件驅動該光導晶片。
前述之電子構裝結構及其製法中，復包括將至少一傳輸件電性連接該光導晶片。
前述之電子構裝結構及其製法中，該電子封裝件係包含至少一電子元件，其電性連接該光子晶片及通訊連接該光導晶片。
由上可知，本發明之電子構裝結構及其製法，主要令該光導晶片未設於該電子封裝件上，以當該光導晶片發生不良時，只需更換該光導晶片，而無需將整個電子封裝件及良好之光子晶片報廢或更換，故相較於習知技術，本發明之電子構裝結構能減少使用端更換的成本以避免浪費材料，且能增長該電子構裝結構的使用壽命。
再者，藉由該傳輸件作為傳輸路徑，以避免因該些光子晶片或該些光導晶片之間的輻射電磁能量而引起之訊號衰減及串擾等問題，且能改善該電子構裝結構整體的適用度及可縮放性。
1‧‧‧半導體封裝件
10‧‧‧承載件
11‧‧‧熱化離型膠層
12,12’‧‧‧通訊晶片
12a,21a‧‧‧作用面
12b,21b‧‧‧非作用面
120,210‧‧‧電極墊
13‧‧‧封裝膠體
14‧‧‧線路重佈部
15‧‧‧絕緣保護層
16‧‧‧導電元件
2,3‧‧‧電子構裝結構
2a‧‧‧電子封裝件
2b‧‧‧第一通訊模組
2c‧‧‧第二通訊模組
20‧‧‧包覆體
20a‧‧‧第一表面
20b‧‧‧第二表面
21‧‧‧電子元件
22‧‧‧第一承載結構
220‧‧‧第一導電元件
23‧‧‧光子晶片
24,29‧‧‧驅動件
25‧‧‧第二承載結構
250‧‧‧第二導電元件
26a,26b‧‧‧傳輸件
260‧‧‧排線
27‧‧‧電子裝置
270‧‧‧第一連接部
28‧‧‧光導晶片
280‧‧‧第二連接部
30‧‧‧殼體
300‧‧‧結合層
第1A至1D圖係為習知半導體封裝件之製法的剖面示意圖。
第2A至2E圖係為本發明之電子構裝結構之製法的剖面示意圖。
第2E’圖係為第2E圖之局部放大示意圖。
第3圖係為本發明之電子構裝結構之另一態樣示意圖。
以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、「第一」、「第二」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。
第2A至2E圖係為本發明之電子構裝結構2之製法的剖面示意圖。
如第2A圖所示，提供一嵌埋有至少一電子元件21之包覆體20，其中，該包覆體20係具有相對之第一表面20a與第二表面20b。
於本實施例中，該包覆體20係為絕緣材，如聚醯亞胺(polyimide，簡稱PI)、乾膜(dry film)、如環氧樹脂(epoxy)之封裝膠體或封裝材(molding compound)，並無特別限制。
再者，該電子元件21係為主動元件、被動元件或其二者組合，且該主動元件係例如半導體晶片，而該被動元件係例如電阻、電容及電感。於本實施例中，該電子元件21係為半導體晶片，例如為特殊應用積體電路(Application-specific integrated circuit,ASIC)晶片，其具有相對之作用面21a與非作用面21b，該作用面21a具有複數電極墊210，以令該作用面21a(或該電極墊210)齊平及外露於該包覆體20之第一表面20a， 且該非作用面21b齊平及外露於該包覆體20之第二表面20b。
如第2B圖所示，將該包覆體20以其第一表面20a設於第一承載結構22之上側，且該電子元件21以其電極墊210電性連接該第一承載結構22。
於本實施例中，該第一承載結構22係例如具有核心層之線路結構、無核心層(coreless)形式之線路結構、具導電矽穿孔(Through-silicon via，簡稱TSV)之矽中介板(Through Silicon interposer，簡稱TSI)或其它板型，其包含至少一絕緣層及至少一結合該絕緣層之線路層，如至少一扇出(fan out)型重佈線路層(redistribution layer，簡稱RDL)。應可理解地，該第一承載結構22亦可為其它承載晶片之板材，如導線架(lead frame)、晶圓(wafer)、或其它具有金屬佈線(routing)之板體等，另該第一承載結構22亦可直接自該包覆體20上形成，並不限於上述。
再者，該電子元件21之電極墊210係直接接觸該第一承載結構22之線路。或者，該電子元件21之電極墊210可藉由複數導電凸塊(圖未示)以覆晶方式電性連接該第一承載結構22之線路；亦或，該電子元件21之電極墊210可藉由複數銲線(圖未示)以打線方式電性連接該第一承載結構22之線路。應可理解地，有關該電子元件21電性連接該第一承載結構22之方式繁多，並無特別限制。
又，該第一承載結構22於下側(即相對配置該包覆體20之另一側)係形成有複數第一導電元件220。該第一導電元件220可例如為如銅柱之金屬柱、包覆有絕緣塊之金屬凸塊、銲球(solder ball)、具有核心銅球(Cu core ball)之銲球或其它導電構造等，並無特別限制。
如第2C圖所示，配置至少一光子晶片(Photonic die)23於該第一承載結構22上，且令該光子晶片23電性連接該第一承載結構22。
於本實施例中，該光子晶片23係直接接觸該第一承載結構22之線路。或者，該光子晶片23可藉由複數導電凸塊(圖未示)以覆晶方式電性連接該第一承載結構22之線路；亦或，該光子晶片23可藉由複數銲線(圖未示)以打線方式電性連接該第一承載結構22之線路。應可理解地，有關該光子晶片23電性連接該第一承載結構22之方式繁多，並無特別限制。
再者，該光子晶片23與該電子元件21可藉由該第一承載結構22相互傳輸訊號。
又，各該光子晶片23之間可藉由該承載結構22相互傳輸訊號。
如第2D圖所示，配置至少一驅動件24於該光子晶片23上，且將該第一承載結構22以其第一導電元件220堆疊設於第二承載結構25之上側。
於本實施例中，該驅動件24係用以驅動該光子晶片23。
再者，該第二承載結構25係例如具有核心層與線路結構之封裝基板、無核心層(coreless)形式線路結構之封裝基板、具導電矽穿孔(TSV)之矽中介板(TSI)或其它板型，其包含至少一絕緣層及至少一結合該絕緣層之線路層，如至少一扇出型重佈線路層(RDL)。應可理解地，該第二承載結構25亦可為其它承載晶片之板材，如導線架、晶圓、或其它具有金屬佈線之板體等，並不限於上述。
又，該第二承載結構25於下側(即相對配置該第一承載結構22之另一側)係形成有複數第二導電元件250。該第二導電元件250可例如為如銅柱之金屬柱、包覆有絕緣塊之金屬凸塊、銲球、具有核心銅球之銲球或其它導電構造等，並無特別限制。
另外，該包覆體20、電子元件21、第一承載結構22及該第二承載結構25係形成一電子封裝件2a。於其它實施例中，該電子封裝件2a係僅包含單一承載結構。應可理解地，有關該電子封裝件之種類繁多，並不限於上述。
如第2E圖所示，將該電子封裝件2a以其第二導電元件250接置於一如電路板或母板之電子裝置27上，且配置至少一光導晶片28於該電子裝置27上，令該光導晶片28電性連接該電子元件21，其中，該光導晶片28未設於該第一承載結構22及第二承載結構25上，進而構成本發明之電子構裝結構2。
於本實施例中，配置至少一傳輸件26a於該光子晶片23上，且該傳輸件26a係為匯流排，其具有一組排線260，如光纖，以傳輸訊號。
再者，該光子晶片23、驅動件24與該傳輸件26a係作為第一通訊模組2b。
又，該電子裝置27上形成有至少一第一連接部270，如插座，以外露出該電子裝置27之接點(圖略)。
於本實施例中，該光導晶片28係為雷射型晶片(laser die)，其底側具有至少一對應該第一連接部270之第二連接部280，如針腳，以藉由該第二連接部280接合(如插接)該第一連接部270，使該光導晶片 28可分離地(如插拔地)固設及電性連接至該電子裝置27(如第2E’圖所示)。或者，該光導晶片28可藉由複數導電凸塊(圖未示)以覆晶方式電性連接該電子裝置27之接點；亦或，該光導晶片28可藉由複數銲線(圖未示)以打線方式電性連接該電子裝置27之接點。應可理解地，有關該光導晶片28電性連接該電子裝置27之方式繁多，並無特別限制。
再者，該光導晶片28上係配置有另一驅動件29及另一傳輸件26b，以形成第二通訊模組2c，其中，該驅動件29係用以驅動該光導晶片28，且該傳輸件26b係為匯流排，其具有一組排線260，如光纖，以傳輸訊號。
又，該第二通訊模組2c亦可不需設於該電子裝置27上，如第3圖所示。具體地，該第二通訊模組2c係設於該電子構裝結構2之其它區域上，如電子產品之殼體30。
另外，該光導晶片28之固定方式繁多，並不限於上述卡接方式。具體地，如第3圖所示之電子構裝結構3，該光導晶片28藉由結合層300以黏貼方式固設於該殼體30(或電子裝置27)上。
於本發明之電子構裝結構2之運作過程中，該電子元件21係傳輸訊號至該光導晶片28，該光導晶片28經光電訊號轉換後，再藉由該傳輸件26b將該轉換訊號傳遞至目標處；另一方面，該光子晶片23藉由該傳輸件26a接收外界之訊號，再經光電訊號轉換後，將該轉換訊號傳遞至該電子元件21。
因此，本發明之製法中，主要藉由該光導晶片28之配置，使其未設於該電子封裝件2a上，以當該光導晶片28發生不良(如光衰或 故障)時，只需更換該光導晶片28，而無需將整個電子封裝件2a及良好之光子晶片23報廢或更換，故相較於習知技術，本發明之電子構裝結構2能減少使用端更換的成本以避免浪費材料，且能增長該電子構裝結構2的使用壽命。
再者，藉由該導線230及該傳輸件26a,26b之排線260作為傳輸路徑，以避免因該些光子晶片23或該些光導晶片28之間的輻射電磁能量而引起之訊號衰減及串擾等間題，且能改善該電子構裝結構2整體的適用度及可縮放性。
又，因無需採用習知均衡、編碼及屏蔽等設計，故不會產生相當大的功率、複雜度及電纜容積損失等狀況。
本發明亦提供一種電構裝結構統2,3，其包括：一電子封裝件2a、至少一光子晶片23以及至少一光導晶片28。
所述之光子晶片23係配置於該電子封裝件2a上且電性連接該電子封裝件2a。
所述之光導晶片28係通訊連接該電子封裝件2a且未設於該電子封裝件2a上。
於一實施例中，所述之電子構裝結構2,3復包括一配置有該電子封裝件2a之電子裝置27。例如，該光導晶片28係電性連接該電子裝置27，且該光導晶片28係卡接於該電子裝置27上。或者，該光導晶片28係未配置於該電子裝置27上。
於一實施例中，所述之電子構裝結構2,3復包括至少一驅動該光子晶片23之驅動件24。
於一實施例中，所述之電子構裝結構2,3復包括至少一電性連接該光子晶片23之傳輸件26a。
於一實施例中，所述之電子構裝結構2,3復包括至少一驅動該光導晶片28之驅動件29。
於一實施例中，所述之電子構裝結構2,3復包括至少一電性連接該光導晶片28之傳輸件26b。
於一實施例中，該電子封裝件2a係包含至少一電子元件21，其電性連接該光子晶片23及通訊連接該光導晶片28。
綜上所述，本發明之電子構裝結構及其製法，係令該光導晶片未設於該電子封裝件上，以當該光導晶片發生不良時，只需更換該光導晶片，而無需將整個電子封裝件及良好之光子晶片報廢或更換，故能減少使用端更換的成本以避免浪費材料，且能增長該電子構裝結構的使用壽命。
上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
2‧‧‧電子構裝結構
2a‧‧‧電子封裝件
2b‧‧‧第一通訊模組
2c‧‧‧第二通訊模組
20‧‧‧包覆體
21‧‧‧電子元件
22‧‧‧第一承載結構
220‧‧‧第一導電元件
23‧‧‧光子晶片
24,29‧‧‧驅動件
25‧‧‧第二承載結構
250‧‧‧第二導電元件
26a,26b‧‧‧傳輸件
260‧‧‧排線
27‧‧‧電子裝置
28‧‧‧光導晶片

Claims (18)

  1. 一種電子構裝結構，係包括：電子封裝件，係透過導電元件而配置於電子裝置上；光子晶片，係配置於該電子封裝件上，且電性連接該電子封裝件；以及光導晶片，係通訊連接該電子封裝件，但未設於該電子封裝件上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子構裝結構，其中，該光導晶片係電性連接該電子裝置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電子構裝結構，其中，該光導晶片係卡接於該電子裝置上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子構裝結構，其中，該光導晶片係未配置於該電子裝置上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子構裝結構，復包括用以驅動該光子晶片之驅動件。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子構裝結構，復包括電性連接該光子晶片之傳輸件。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電子構裝結構，復包括用以驅動該光導晶片之驅動件。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電子構裝結構，復包括電性連接該光導晶片之傳輸件。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電子構裝結構，其中，該電子封裝件係包含至少一電子元件，且該電子元件係電性連接該光子晶片及 通訊連接該光導晶片。
  10. 一種電子構裝結構之製法，係包括：提供一電子封裝件，將該電子封裝件透過導電元件而配置於一電子裝置上；配置光子晶片於該電子封裝件上，且令該光子晶片電性連接該電子封裝件；以及將光導晶片通訊連接該電子封裝件，其中，該光導晶片未設於該電子封裝件上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電子構裝結構之製法，其中，該光導晶片係電性連接該電子裝置。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電子構裝結構之製法，其中，該光導晶片係卡接於該電子裝置上。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之電子構裝結構之製法，其中，該光導晶片係未配置於該電子裝置上。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之電子構裝結構之製法，復包括藉由至少一驅動件驅動該光子晶片。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之電子構裝結構之製法，復包括將至少一傳輸件電性連接該光子晶片。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之電子構裝結構之製法，復包括藉由至少一驅動件驅動該光導晶片。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之電子構裝結構之製法，復包括將至少一傳輸件電性連接該光導晶片。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之電子構裝結構之製法，其中，該電子封裝件係包含至少一電子元件，且該電子元件係電性連接該光子晶片及通訊連接該光導晶片。
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