TWI719854B

TWI719854B - 具電磁遮蔽層之半導體封裝結構及其製法

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Publication number: TWI719854B
Application number: TW109107518A
Authority: TW
Inventors: 柯志明; 金惠彬; 張竣傑; 潘俊維
Original assignee: 力成科技股份有限公司
Priority date: 2020-03-06
Filing date: 2020-03-06
Publication date: 2021-02-21
Also published as: TW202135265A

Abstract

本發明係一種具電磁遮蔽層之半導體封裝結構及其製法，本發明製法係先將一金屬殼對應該無線通訊元件罩設於該基板上，避免後續形成封膠體時一併包覆了該無線通訊元件，接著只要將該金屬殼的頂板移除，該無線通訊元件即可外露，而位在該無線通訊元件與一晶片之間的金屬殼的側板，即可讓晶片隔離該無線通訊元件於收發無線訊號產生之電磁干擾。

Description

具電磁遮蔽層之半導體封裝結構及其製法

本發明係關於一種半導體封裝結構，尤指一種具電磁遮蔽層之半導體封裝結構。

隨著整合無線通訊功能的積體電路(IC)產品的推出，其半導體封裝結構必須將無線通訊晶片或相關電子元件加以整合；然而，半導體封裝結構整合無線通訊晶片或相關電子元件，必須增加電磁遮蔽結構隔離無線通訊晶片或相關電子元件，以確保半導體封裝結構正常運作。

請參閱圖6所示，係為一具電磁遮蔽層之半導體封裝結構50，其包含有一基板51、一封裝體52、一天線元件53及一外金屬層54；其中該封裝體52及該天線元件53係分別電性接合於該基板51上，而該封裝體52內至少包含有一晶片521，並由一封膠體522包覆之。

由於該封裝體52的上表面設置有該外金屬層54，故其中該晶片521可避免受到外界電磁波訊號干擾；然而，由於該外金屬層54並未延伸至該封膠體522側邊，加上該天線元件53設置在該封裝體52的側邊，該晶片521無法避免受該天線元件53收發電磁波訊號的干擾，故而有必要進一步改良之。

有鑑於上述半導體封裝結構無法有效隔離整合於其中之無線通訊晶片或相關電子元件所產生電磁訊號的干擾，本發明主要目的係提供一種具電磁遮蔽層之半導體封裝結構及其製法。

欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該具電磁遮蔽層之半導體封裝結構，包含有：一基板，係包含一第一元件區及一第二元件區；一封裝體，係設置在該基板的第一元件區上，其包含有一形成於該基板的第一元件區上的封膠體；一無線通訊元件，設置在該基板的第二元件區上；以及一訊號隔離板，係直立設置在該基板的第一及第二元件區之間，並包含有二相對側面，其中一側面係平貼於該封膠體的外側，另一側面係朝向該無線通訊元件並自該封膠體外露。

由上述說明可知，本發明主要將一訊號隔離板設置在該基板的第一及第二元件區之間，以隔離該無線通訊元件於收發無線訊號時，讓封裝體免除無線訊號的電磁干擾。

欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該具電磁遮蔽層之半導體封裝結構，包含有以下步驟：(a)提供一基板，該基板係包含有一第一元件區及一第二元件區；(b)於該基板上的該第一元件區係接合有至少一晶片，而該第二元件區係接合一無線通訊元件； (c)將一金屬殼的開口對準該第二元件區後設置於該基板上，以罩住該無線通訊元件；其中該金屬殼係包含有一頂板及多個側板；(d)形成一封膠體，以包覆該至少一晶片；以及(e)移除該金屬殼的頂板對應其開口的部分，使該無線通訊元件外露。

由上述說明可知，本發明先將一金屬殼對應該無線通訊元件罩設於該基板上，避免後續形成封膠體時一併包覆了該無線通訊元件，接著只要將該金屬殼的頂板移除，該無線通訊元件即可外露，而位在該無線通訊元件與該晶片之間的金屬殼的側板，即可讓晶片隔離該無線通訊元件於收發無線訊號產生之電磁干擾。

10:基板

101:第一元件區

102:第二元件區

103:側邊

104:側邊

11:晶片

12:無線通訊元件

13:被動元件

20:訊號隔離板

20’:金屬殼

201:金屬立板

21:開口

22:頂板

23a:側板

23b:側板

30:封裝體

40:金屬層

50:半導體封裝結構

51:基板

52:封裝體

521:晶片

522:封裝體

53:天線元件

圖1A：本發明具電磁遮蔽層之半導體封裝結構第一實施例的立體外觀圖。

圖1B：圖1A沿著A-A剖面線的部分剖面圖。

圖2A：本發明具電磁遮蔽層之半導體封裝結構第二實施例的立體外觀圖。

圖2B：圖2A沿著B-B剖面線的部分剖面圖。

圖3A至圖3F：本發明圖1A的製法之不同步驟的剖面圖。

圖4A至圖4C：本發明另一製法之不同步驟的剖面圖。

圖5A至圖5C：本發明圖2A的製法之不同步驟的剖面圖。

圖6：既有一具電磁遮蔽層之半導體封裝結構的立體外觀圖。

本發明係針對整合有無線通訊元件之半導體封裝結構提出電磁遮蔽功能的改良，以下謹以多個實施例並配合圖式詳加說明本發明技術內容。

首先請參閱圖1A及圖1B所示，係為本發明具電磁遮蔽層之半導體封裝結構第一實施例的立體外觀圖，該半導體封裝結構係包含有一基板10、一封裝體、一無線通訊元件12及一訊號隔離板20。

上述基板10係包含有一第一元件區101及一第二元件區102；於本實施例，該基板10為一封裝用的線路基板，亦可為一重佈線層，但不以此為限。又於本實施例，該第二元件區102係位在該基板10的其中一角落位置。

上述封裝體係設置在該基板10的第一元件區101，其包含有至少一晶片11及一封膠體30，也可進一步包含有被動元件13；於本實施例，該晶片11係以打線方式電性接合於該基板上，亦可以覆晶方式接合於該基板10上，但不以此為限；又，該封裝體係形成於該基板10的該第一元件區101，以包覆該至少一晶片11或其被動元件13。

上述該無線通訊元件12係接合於該基板10的第二元件區102；於本實施例，該無線通訊元件12可為一天線元件，但不以此為限。

上述訊號隔離板20係設置在該基板10上，並位在該第一及第二元件區101、102之間；於本實施例，該訊號隔離板20係包含二相鄰金屬立板201，該些金屬立板201係預先一體成型，並平貼於該封膠體30二相鄰外側。又於本實施例，該封膠體30係延伸至該訊號隔離板20頂端，即該些金屬立板201的頂面係形成有該封膠體30。

由上述說明可知，本發明的半導體封裝結構係主要將一訊號隔離板20平貼於該封膠體30二相鄰外側，即位在該基板10的第一及第二元件區 101、102之間，故可於該無線通訊元件12於收發無線訊號時，讓該封裝體內的晶片11免除無線訊號所產生的電磁干擾。

再請參閱圖2A及圖2B所示，係為本發明具電磁遮蔽層之半導體封裝結構第二實施例的立體外觀圖，該半導體封裝結構同樣包含有一基板10、一封裝體、一無線通訊元件12及一訊號隔離板20；惟於本實施例中，該封裝體的封膠體30頂面係與該訊號隔離板20的頂面齊平，即相較圖1A所示的半導體封裝結構，本實施例的該訊號隔離板20的二相鄰金屬立板201之頂面未形成有該封膠體。又本實施例係進一步包含一金屬層40，該金屬層40係形成於該封膠體30的頂面及其多個外露側邊與該訊號隔離板20的該些金屬立板201之頂面。

以下再進一步說明本發明具電磁遮蔽層之半導體封裝結構的製法，首先請參閱圖3A至圖3F所示，係本發明半導體封裝結構的製法的第一實施例，其包含以下步驟(a)至(e)。

於上述步驟(a)中，如圖3A所示，係提供一基板10’，該基板10’係包含有一第一元件區101及一第二元件區102。於本實施例，該第二元件區102係位在該基板10’的其中一角落位置。

於上述步驟(b)中，如圖3B所示，於該基板10’上的第一元件區101係接合有至少一晶片11，而該第二元件區102係接合一無線通訊元件12。

於上述步驟(c)中，如圖3B及圖3C所示，將一金屬殼20’的開口21對準該第二元件區102後設置於該基板10’上，以罩住該無線通訊元件12；其中該金屬殼20’係包含有一頂板22及多個側板23a、23b。於本實施例，該金屬殼20’係呈一矩形狀，其多個側板23a、23b係自該頂板22向下一體延伸，又其中二個側板23a係緊鄰該基板10’角落的二相鄰側邊103、104。

於上述步驟(d)中，如圖3C及圖3D所示，形成一封膠體30，以包覆該至少一晶片11及該金屬殼20’。

於上述步驟(e)中，如圖3E及圖3F所示，移除該金屬殼20’的頂板22對應其開口21的部分，使該無線通訊元件12外露。於本實施例，係以雷射光對準該金屬殼20’的開口21，即該雷射光沿著如圖3E所示的切割路徑L移動，一併移除該金屬殼20’的頂板22對應其開口21的部分及延伸至其上的封膠體30部分。又，由於該金屬殼20’的二側板23a係緊鄰該基板10’角落的二相鄰側邊103、104(如圖3C所示)，故如圖3D所示，本步驟可先切割該基板10’角落的二相鄰側邊103、104，以移除緊鄰該基板10角落之二相鄰側邊103、104的該金屬殼10’之二側板23a，即保留平貼於該封膠體30側邊的二側板23b，再如圖3E所示，以雷射光切割該金屬殼20’的頂板22對應其開口21的部分。

再請參閱圖4A至圖4C所示，係本發明半導體封裝結構的製法的第二實施例，其同樣包含圖3A至圖3F所示的第一實施例之步驟(a)至(e)，且其中步驟(a)至(c)相同，以下進一步說明本實施例的步驟(d)及步驟(e)。

於上述步驟(d)中，如圖3C及圖4A所示，形成一封膠體30，以包覆該至少一晶片11，且封膠體30頂面係與該金屬殼20’之頂板22的頂面齊平，即於本步驟中，該金屬殼20’的頂板22係外露。或者，亦可於圖3F所示形成該封膠體30後，研磨方式將該金屬殼的頂板22外露。

於上述步驟(e)中，如圖4A所示，由於該金屬殼20’的二側板23a係緊鄰該基板10’角落的二相鄰側邊103、104(如圖3C所示)，故如圖4B所示，本步驟可先切割該基板10’角落的二相鄰側邊103、104，以移除該金屬殼緊鄰該基板10角落之二相鄰側邊103、104的之二側板23a，即保留平貼於該封膠體30側邊的二側板23b，再以雷射光切割該金屬殼20’的頂板22對應其開口21的部分，即該雷射光沿著如圖4B所示的切割路徑L移動，即可如圖4C所示，該無線通訊元件12自側邊外露。

再請參閱圖5A至圖5C所示，係本發明半導體封裝結構的製法的第三實施例，其與圖4A至圖4C所示的第二實施例大致相同，且其中步驟(a)至(d)均相同，以下進一步說明本實施例的步驟(d)及步驟(e)。

於上述步驟(d)中，如圖5A所示，形成一封膠體30，以包覆該至少一晶片11，且封膠體30頂面係與該金屬殼20’之頂板22的頂面齊平，即於本步驟中，令該金屬殼20’的頂板22外露。或者，亦可於圖3F所示形成該封膠體30後，研磨方式將該金屬殼的頂板22外露。於本實施例，本步驟係進一步在形成該封膠體30後，再以塗佈或濺鍍方式形成一金屬層40，即該金屬層40係覆蓋該封膠體30的頂面及外側與該金屬殼20’的頂面22，如圖5B所示。

於上述步驟(e)中，如圖5B及圖3C所示，以一雷射光沿著如圖5B所示的切割路徑L移動，一併切割並移除該金屬殼20’緊鄰該基板10’角落的二相鄰側邊103、104的二側板23a及其頂板22對應其開口21的部分(如圖5A所示)，只保留平貼於該封膠體30側邊的二側板23b，如圖5C所示。

綜上所述，本發明先將一金屬殼對應該無線通訊元件罩設於該基板上，避免後續形成封膠體時一併包覆了該無線通訊元件，接著只要將該金屬殼的頂板移除，該無線通訊元件即可外露，而位在該無線通訊元件與該晶片之間的金屬殼的側板，即可讓晶片隔離該無線通訊元件於收發無線訊號產生之電磁干擾；又，可進一步於封膠體成形後進一步形成金屬層，以全面覆該封裝體及外露於該封裝體之金屬殼之側板頂面，即可令該封裝體內的晶片一併防止外界電磁波干擾。

以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。