TWI712149B - 電子封裝件及其製法 - Google Patents
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Abstract
一種電子封裝件，係包括：第一線路結構；藉由屏蔽結構設於該第一線路結構上之電子元件；設於該第一線路結構上之導電柱；包覆該電子元件與導電柱之包覆層；以及形成於該包覆層上且電性連接該電子元件與該導電柱之第二線路結構，藉由該電子元件外圍覆蓋有屏蔽結構，以於該電子封裝件運作時，避免該電子元件遭受外界之電磁干擾。本發明復提供該電子封裝件之製法。
Description
本發明係有關一種半導體封裝製程，尤指一種避免電磁干擾之半導體封裝件及其製法。
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)的技術。
第1A至1D圖係為習知晶圓級封裝之半導體封裝件1之製法之剖面示意圖。
如第1A圖所示，形成一熱化離形膠層(thermal release tape)100於一承載件10上。
接著，置放複數半導體元件11於該熱化離形膠層100上，該些半導體元件11具有相對之作用面11a與非作用面11b，各該作用面11a上均具有複數電極墊110，且各該作用面11a黏著於該熱化離形膠層100上。
如第1B圖所示，形成一封裝膠體14於該熱化離形膠層100
上，以包覆該半導體元件11。
如第1C圖所示，烘烤該封裝膠體14以硬化該熱化離形膠層100，進而移除該熱化離形膠層100與該承載件10，以外露出該半導體元件11之作用面11a。
如第1D圖所示，形成一線路結構16於該封裝膠體14與該半導體元件11之作用面11a上，且令該線路結構16電性連接該電極墊110。接著，形成一絕緣保護層18於該線路結構16上，且該絕緣保護層18外露該線路結構16之部分表面，以供結合如銲球之導電元件17，進而形成半導體封裝件1。
惟，習知半導體封裝件1中，其只能將半導體元件11置放於該封裝膠體14之其中一側，致使採用該半導體封裝件1之終端產品之應用受到大幅限制，難以符合現今終端產品之多功能需求。
再者，於運作時，因該半導體封裝件1欠缺用於電磁干擾(Electromagnetic interference，簡稱EMI)屏蔽(shielding)的結構，故該半導體元件11容易遭受到外界之電磁干擾(EMI)，因而影響整體該半導體封裝件1的電性效能。
因此，如何克服上述習知技術的種種問題，實已成目前亟欲解決的課題。
鑒於上述習知技術之缺失，本發明提供一種電子封裝件，係包括：第一線路結構，係具有相對之第一側與第二側，且該第一側上形成
有複數電性連接該第一線路結構之導電柱；第一電子元件，係藉由屏蔽結構設於該第一線路結構之第一側上；包覆層，係形成於該第一線路結構之第一側上，以令該包覆層包覆該屏蔽結構、該第一電子元件與該導電柱，且令該第一電子元件之部分表面與該導電柱之端面外露出該包覆層；以及第二線路結構，係形成於該包覆層上且電性連接該導電柱與該第一電子元件。
本發明亦提供一種電子封裝件之製法，係包括：提供一具有相對之第一側與第二側之第一線路結構；形成複數電性連接該第一線路結構之導電柱於該第一側上，且藉由屏蔽結構設置第一電子元件於該第一線路結構之第一側上；形成包覆層於該第一線路結構之第一側上，以令該包覆層包覆該屏蔽結構、該第一電子元件與該導電柱，且令該第一電子元件之部分表面與該導電柱之端面外露出該包覆層；以及形成第二線路結構於該包覆層上，且令該第二線路結構電性連接該導電柱與該第一電子元件。
前述之電子封裝件及其製法中，該屏蔽結構係包含一設於該第一電子元件上之隔離層及設於該隔離層上之屏蔽層，以令該第一電子元件藉由該屏蔽層設於該第一線路結構之第一側上。
前述之電子封裝件及其製法中，該第一電子元件具有相對之作用面與非作用面，該第一電子元件係以該非作用面結合該屏蔽結構，而該作用面具有複數電極墊，且該電極墊上形成有導電體。例如，該導電體之端面係外露於該包覆層。
前述之電子封裝件及其製法中，該第二線路結構接地該第一電子元件及/或該屏蔽結構。
前述之電子封裝件及其製法中，復包括設置電子裝置於該第一線路結構之第二側上，且該電子裝置電性連接該第一線路結構。例如，該電子裝置係包含第二電子元件，其形成於該第一線路結構之第二側上且電性連接該第一線路結構。又，該電子裝置復包含包覆該第二電子元件之封裝層。
前述之電子封裝件及其製法中，復包括形成複數導電元件於該第二線路結構上。
前述之電子封裝件及其製法中，復包括設置另一電子元件於該第二線路結構上。
由上可知，本發明之電子封裝件及其製法，主要藉由該屏蔽結構之設計，使該第一電子元件外圍覆蓋有屏蔽層，以於該電子封裝件運作時，該第一電子元件不會遭受外界或電子裝置之電磁干擾，故相較於習知技術，本發明之電子封裝件的電性功能得以正常運作。
1‧‧‧半導體封裝件
10‧‧‧承載件
100‧‧‧熱化離形膠層
11‧‧‧半導體元件
11a,21a‧‧‧作用面
11b,21b‧‧‧非作用面
110,210‧‧‧電極墊
14‧‧‧封裝膠體
16‧‧‧線路結構
17,27‧‧‧導電元件
18,202‧‧‧絕緣保護層
2‧‧‧電子封裝件
2a‧‧‧電子裝置
20‧‧‧第一線路結構
20a‧‧‧第一側
20b‧‧‧第二側
200‧‧‧第一絕緣層
201‧‧‧第一線路重佈層
21‧‧‧第一電子元件
211‧‧‧絕緣層
212‧‧‧導電體
214,221,91‧‧‧結合層
22‧‧‧第二電子元件
220‧‧‧銲線
23‧‧‧導電柱
24‧‧‧封裝層
25‧‧‧包覆層
26‧‧‧第二線路結構
260,260’‧‧‧第二絕緣層
261,261’‧‧‧第二線路重佈層
270‧‧‧凸塊底下金屬層
28‧‧‧電子元件
29‧‧‧屏蔽結構
290‧‧‧隔離層
291‧‧‧屏蔽層
7‧‧‧承載件
8‧‧‧支撐結構
80‧‧‧保護膜
9‧‧‧承載板
90‧‧‧離型層
S‧‧‧切割路徑
21c‧‧‧側面
第1A至1D圖係為習知半導體封裝件之製法之剖面示意圖。
第2A至2F圖係為本發明之電子封裝件之製法的剖面示意圖。
第2A’圖係為第2A圖之前期作業示意圖。
第2A”圖係為第2A圖之另一實施方式示意圖。
第2D’圖係為第2E圖之前期作業示意圖。
第2F’圖係為第2F圖之另一實施例示意圖。
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2F圖係為本發明之電子封裝件2之製法的剖面示意圖。
如第2A圖所示，於一承載板9上結合一第一線路結構20，該第一線路結構20具有相對之第一側20a與第二側20b，且該第一線路結構20以其第二側20b結合至該承載板9上。接著，於該第一線路結構20之第一側20a上形成複數電性連接該第一線路結構20之導電柱23，且設置第一電子元件21於該第一線路結構20之第一側20a上，其中，該第一電子元件21上係結合並電性連接複數導電體212，且該導電體212係為如
銲球之圓球狀、或如銅柱、銲錫凸塊等金屬材之柱狀、或銲線機製作之釘狀(stud)，但不限於此。
於本實施例中，該第一線路結構20係包括至少一第一絕緣層200與設於該第一絕緣層200上之一第一線路重佈層(redistribution layer，簡稱RDL)201。例如，形成該第一線路重佈層201之材質係為銅，且形成該第一絕緣層200之材質係為如聚對二唑苯(Polybenzoxazole，簡稱PBO)、聚醯亞胺(Polyimide，簡稱PI)、預浸材(Prepreg，簡稱PP)等之介電材。另外，該承載板9係例如為半導體材質之圓形板體，其上以塗佈方式依序形成有一離型層90與一結合層91，以供該第一線路結構20設於該結合層91上。
再者，該導電柱23係設於該第一線路重佈層201上並電性連接該第一線路重佈層201，且形成該導電柱23之材質係為如銅之金屬材或銲錫材。
又，該第一電子元件21係為主動元件、被動元件或其二者組合，其中，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，該第一電子元件21係為半導體晶片，其具有相對之作用面21a與非作用面21b，該第一電子元件21係以其非作用面21b設於該第一線路結構20之第一側20a上，而該作用面21a具有複數電極墊210，其中，該導電體212形成於該電極墊210上，另於該作用面21a上形成有一絕緣層211，以令該絕緣層211覆蓋該些電極墊210與該些導電體212。或者，亦可令該導電體212外露於該絕緣層211。
另外，該第一電子元件21之非作用面21b與側面21c上係
形成有屏蔽結構29，其包含一設於該第一電子元件21上之隔離層290及設於該隔離層290上之屏蔽層291，以令該第一電子元件21藉由該屏蔽層291設於該第一線路結構20之第一側20a上。例如，形成該屏蔽層291之材質係為銅，且形成該隔離層290之材質係為如聚對二唑苯(PBO)、聚醯亞胺(PI)、預浸材(PP)等之介電材。具體地，如第2A’圖所示，結合有該屏蔽結構29之第一電子元件21之製程，係於一整版面承載件7上排設複數該第一電子元件21，再於該承載件7及第一電子元件21上形成該屏蔽結構29，之後進行切單製程及移除該承載件7。
應可理解地，該屏蔽層291可直接加熱以黏結於該第一線路結構20之第一絕緣層200上；或者，如第2A”圖所示，該屏蔽層291可藉由如黏膠之結合層214黏結於該第一線路結構20之第一絕緣層200上。
如第2B圖所示，形成一包覆層25於該第一線路結構20之第一側20a上，以令該包覆層25包覆該屏蔽結構29、該第一電子元件21、該些導電體212與該些導電柱23，再藉由整平製程，令該包覆層25之上表面齊平該絕緣層211之上表面、該導電柱23之端面與該導電體212之端面，使該絕緣層211之上表面、該導電柱23之端面與該導電體212之端面外露出該包覆層25。
於本實施例中，形成該包覆層25之材質係為聚醯亞胺(polyimide，簡稱PI)、乾膜(dry film)、環氧樹脂(epoxy)或封裝材(molding compound)等絕緣材，但並不限於上述。
再者，可用壓合(lamination)或模壓(molding)之方式將該包覆層25形成於該第一線路結構20之第一側20a上。
又，該整平製程係藉由研磨方式，移除該導電柱23之部分材質、該絕緣層211之部分材質(依需求，可同時移除該導電體212之部分材質)、與該包覆層25之部分材質。
應可理解地，若該導電體212已外露於該絕緣層211，則移除該絕緣層211之部分材質，即可令該些導電體212外露於該包覆層25(依需求，亦可同時移除該絕緣層211之部分材質與該導電體212之部分材質，而令該些導電體212外露出該包覆層25)。
如第2C圖所示，形成一第二線路結構26於該包覆層25上，且令該第二線路結構26電性連接該些導電柱23與該導電體212，使該第一電子元件21藉由該導電體212電性連接及接地該第二線路結構26，且該屏蔽結構29可依需求接地該第二線路結構26。
於本實施例中，該第二線路結構26係包括複數第二絕緣層260,260’、及設於該第二絕緣層260,260’上之複數第二線路重佈層(RIDL)261,261’，且最外層之第二絕緣層260’可作為防銲層，以令最外層之第二線路重佈層261’外露於該防銲層。或者，該第二線路結構26亦可僅包括單一第二絕緣層260及單一第二線路重佈層261。
再者，形成該第二線路重佈層261,261’之材質係為銅，且形成該第二絕緣層260,260’之材質係為如聚對二唑苯(PBO)、聚醯亞胺(PI)、預浸材(PP)之介電材。
又，形成複數如銲球之導電元件27於最外層之第二線路重佈層261’上，俾供後續接置如封裝結構或其它結構(如另一封裝件或晶片)之電子裝置(圖略)。例如，可形成一凸塊底下金屬層
(Under Bump Metallurgy，簡稱UBM)270於最外層之第二線路重佈層261’上，以利於結合該導電元件27。
另外，可依需求形成至少一電子元件28於最外層之第二線路重佈層261’上，且該電子元件28藉由如銲錫材料之導電元件27電性連接該第二線路重佈層261’。例如，該電子元件28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。
如第2D至2E圖所示，移除該承載板9及其上之離型層90，且依需求移除該結合層91。之後，翻轉整體結構，再接置至少一電子裝置2a於該第一線路結構20之第二側20b上。
於本實施例中，該電子裝置2a可為封裝結構，如包含第二電子元件22，其係為主動元件、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。例如，該第二電子元件22藉由結合層221設於該第一線路結構20之第二側20b上，且藉由複數如金線之銲線220以打線方式電性連接該第一線路重佈層201；或者，該第二電子元件22藉由複數如銲錫材料之導電凸塊(圖略)以覆晶方式設於該第一線路結構20之第二側20b上且電性連接該第一線路重佈層201；亦或，該第二電子元件22可直接接觸該第一線路重佈層201以電性連接該第一線路重佈層201。然而，有關該第二電子元件22電性連接該第一線路重佈層201之方式不限於上述。
再者，可選擇性地形成一如防銲層之絕緣保護層202於該第一線路結構20之第二側20b上，且該絕緣保護層202且有複數開孔，以令
該第一線路重佈層201之部分表面外露於該些開孔，俾供結合該些銲線220。或者，可不形成該絕緣保護層202，而保留該結合層91以作為該防銲層，供形成複數開孔於該結合層91上，以令該第一線路重佈層201之部分表面外露於該些開孔，俾供結合該些銲線220。
又，該電子裝置2a可包含一封裝層24，其形成於該第一線路結構20之第二側20b上，以包覆該第二電子元件22。例如，形成該封裝層24之材質係為聚醯亞胺(PI)、乾膜、環氧樹脂或封裝材等絕緣材，但並不限於上述。具體地，該封裝層24與該包覆層25之材質可相同或相異。
另外，如第2D’圖所示，於設置該電子裝置2a之前，可先將該導電元件27及電子元件28設於一支撐結構8之保護膜80上，以利於翻轉，而待設置該電子裝置2a後，再移除該支撐結構8及其保護膜80。
應可理解地，有關該電子裝置2a之種類繁多，如配置有載板或封裝基板，並不限於上述。
如第2F圖所示，沿如第2E圖所示之切割路徑S進行切單製程，以得到電子封裝件2。
因此，本發明之電子封裝件2之製法係藉由該屏蔽結構29之設計，使該第一電子元件21外圍覆蓋有屏蔽層291，故該電子封裝件2於運作時，該第一電子元件21不會遭受外界或電子裝置2a(或另一電子元件28)之電磁干擾(EMI)，因而該電子封裝件2的電性運作功能得以正常，避免影響整體該電子封裝件2的電性效能。
再者，藉由該第一線路結構20之第一側20a與第二側20b
分別設有第一與第二電子元件21,22，以增加採用該電子封裝件2之終端產品之應用範圍，因而能符合現今終端產品之功能需求。
又，藉由該隔離層290位於該屏蔽層291與該第一電子元件21之間，以防止該屏蔽層291之金屬離子游離至該第一電子元件21而導致該屏蔽層291電性導通該第一電子元件21之問題，故該隔離層290能有效電性隔離該屏蔽層291與該第一電子元件21，以達到絕緣效果。
另外，藉由該屏蔽結構29接地該第二線路結構26之第二線路重佈層261，如第2F’圖所示，以提供更好之屏蔽效果。
本發明亦提供一種電子封裝件2，其包括：一第一線路結構20、一第一電子元件21、一包覆層25以及一第二線路結構26。
所述之第一線路結構20係具有相對之第一側20a與第二側20b，且該第一線路結構20之第一側20a上形成有複數電性連接該第一線路結構20之導電柱23。
所述之第一電子元件21係藉由屏蔽結構29設於該第一線路結構20之第一側20a上，且該第一電子元件21上結合有複數導電體212。
所述之包覆層25係形成於該第一線路結構20之第一側20a上，以令該包覆層25包覆該屏蔽結構29、該第一電子元件21與該些導電柱23，且令該導電柱23之端面與該導電體212之端面外露於該包覆層25。
所述之第二線路結構26係形成於該包覆層25上，且該第二線路結構26電性連接該導電柱23與該第一電子元件21之導電體212。
於一實施例中，該屏蔽結構29係包含一設於該第一電子元
件21上之隔離層290及設於該隔離層290上之屏蔽層291，以令該第一電子元件21藉由該屏蔽層291設於該第一線路結構20之第一側20a上。
於一實施例中，該第一電子元件21具有相對之作用面21a與非作用面21b，該第一電子元件21係以該非作用面21b結合該屏蔽結構29，而該作用面21a具有複數電極墊210，且該電極墊210上形成有導電體212。
於一實施例中，該第二線路結構26接地該第一電子元件21及/或該屏蔽結構29。
於一實施例中，所述之電子封裝件2復包括至少一電子裝置2a，係設於該第一線路結構20之第二側20b上且電性連接該第一線路結構20。例如，該電子裝置2a係包含第二電子元件22，其設於該第一線路結構20之第二側20b上且電性連接該第一線路結構20。又，該電子裝置2a復包含一包覆該第二電子元件22之封裝層24。
於一實施例中，所述之電子封裝件2復包括形成於該第二線路結構26上之複數導電元件27。
於一實施例中，所述之電子封裝件2復包括設於該第二線路結構26上之另一電子元件28。
綜上所述，本發明之電子封裝件及其製法，係藉由該屏蔽結構之配置，以於該電子封裝件運作時，能避免該第一電子元件遭受外界或電子裝置之電磁干擾，使該電子封裝件的電性功能得以正常運作。
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‧‧‧電子封裝件
2a‧‧‧電子裝置
20‧‧‧第一線路結構
201‧‧‧第一線路重佈層
202‧‧‧絕緣保護層
20a‧‧‧第一側
20b‧‧‧第二側
21‧‧‧第一電子元件
22‧‧‧第二電子元件
220‧‧‧銲線
221‧‧‧結合層
23‧‧‧導電柱
24‧‧‧封裝層
25‧‧‧包覆層
26‧‧‧第二線路結構
27‧‧‧導電元件
28‧‧‧電子元件
29‧‧‧屏蔽結構
290‧‧‧隔離層
291‧‧‧屏蔽層
Claims (18)
- 一種電子封裝件，係包括：第一線路結構，係具有相對之第一側與第二側，且該第一側上形成有複數電性連接該第一線路結構之導電柱；屏蔽結構，係包含一設於該第一線路結構之該第一側上之屏蔽層及設於該屏蔽層上之隔離層；第一電子元件，具有相對之作用面與非作用面及側面，其中，該第一電子元件係以該非作用面及該側面結合該隔離層且係藉由該屏蔽層設於該第一線路結構之第一側上，並令該隔離層未包覆該第一電子元件之該作用面；包覆層，係形成於該第一線路結構之第一側上，以包覆該屏蔽結構、該第一電子元件與該導電柱，且令該第一電子元件之該作用面與該導電柱之端面外露出該包覆層；以及第二線路結構，係形成於該包覆層上且電性連接該導電柱與該第一電子元件。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該作用面具有複數電極墊，且該電極墊上形成有導電體。
- 如申請專利範圍第2項所述之電子封裝件，其中，該導電體之端面係外露於該包覆層。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第二線路結構接地該第一電子元件及/或該屏蔽結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，復包括電子裝 置，係設於該第一線路結構之第二側上且電性連接該第一線路結構。
- 如申請專利範圍第5項所述之電子封裝件，其中，該電子裝置係包含第二電子元件，其設於該第一線路結構之第二側上且電性連接該第一線路結構。
- 如申請專利範圍第6項所述之電子封裝件，其中，該電子裝置復包含包覆該第二電子元件之封裝層。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，復包括形成於該第二線路結構上之複數導電元件。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，復包括設於該第二線路結構上之另一電子元件。
- 一種電子封裝件之製法，係包括：提供一具有相對之第一側與第二側之第一線路結構；形成複數電性連接該第一線路結構之導電柱於該第一側上，且藉由屏蔽結構設置第一電子元件於該第一線路結構之第一側上，其中，該屏蔽結構包含一設於該第一線路結構之該第一側上之屏蔽層及設於該屏蔽層上之隔離層，該第一電子元件具有相對之作用面與非作用面及側面，且其中，該第一電子元件係以該非作用面及該側面結合該隔離層且係藉由該屏蔽層設於該第一線路結構之第一側上，並令該隔離層未包覆該第一電子元件之該作用面；形成包覆層於該第一線路結構之第一側上，以令該包覆層包覆該屏蔽結構、該第一電子元件與該導電柱，且令該第一電子元件之該作用面與該導電柱之端面外露出該包覆層；以及 形成第二線路結構於該包覆層上，且令該第二線路結構電性連接該導電柱與該第一電子元件。
- 如申請專利範圍第10項所述之電子封裝件之製法，其中，該作用面具有複數電極墊，且該電極墊上形成有導電體。
- 如申請專利範圍第11項所述之電子封裝件之製法，其中，該導電體之端面係外露出該包覆層。
- 如申請專利範圍第10項所述之電子封裝件之製法，其中，該第二線路結構接地該第一電子元件及/或該屏蔽結構。
- 如申請專利範圍第10項所述之電子封裝件之製法，復包括設置電子裝置於該第一線路結構之第二側上，且令該電子裝置電性連接該第一線路結構。
- 如申請專利範圍第14項所述之電子封裝件之製法，其中，該電子裝置係包含第二電子元件，其形成於該第一線路結構之第二側上且電性連接該第一線路結構。
- 如申請專利範圍第15項所述之電子封裝件之製法，其中，該電子裝置復包含包覆該第二電子元件之封裝層。
- 如申請專利範圍第10項所述之電子封裝件之製法，復包括形成複數導電元件於該第二線路結構上。
- 如申請專利範圍第10項所述之電子封裝件之製法，復包括設置另一電子元件於該第二線路結構上。
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