TWI736802B - 電子封裝件 - Google Patents

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TWI736802B
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程呂義
鄭有志
莊旻錦
楊志仁
林長甫
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矽品精密工業股份有限公司
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Abstract

一種電子封裝件，係包括：具有電性接觸墊之承載結構、設於該承載結構上之電子元件、形成於該承載結構與該電子元件之間的包覆層、以及形成於該承載結構上並環繞該電子元件之止擋部，以藉由該止擋部之設計，止擋該包覆層溢流至該電性接觸墊，避免該包覆層污損該電性接觸墊。

Description

電子封裝件
本發明係有關一種封裝製程，尤指一種能防止線路污損之電子封裝件。
隨著半導體封裝技術的演進，半導體裝置(Semiconductor device)已開發出不同的封裝型態，而為提升電性功能及節省封裝空間，業界遂發展出堆疊複數封裝結構以形成封裝堆疊結構(Package on Package，簡稱POP)之封裝型態，此種封裝型態能發揮系統封裝(SiP)異質整合特性，可將不同功用之電子元件，例如：記憶體、中央處理器、繪圖處理器、影像應用處理器等，藉由堆疊設計達到系統的整合，而適用於各種輕薄短小型電子產品。
第1圖係為習知封裝堆疊結構1之剖面示意圖。如第1圖所示，該封裝堆疊結構1係包含有半導體元件11、第一封裝基板10、第二封裝基板12、複數支撐銲球13、電子裝置16(如記憶體晶片或記憶體封裝結構)以及封裝膠體18。該半導體元件11以覆晶方式將其電極墊110結合複數導電凸塊15設於該第一封裝基板10之第一電性接觸墊101上，並形成底膠14於該第一封裝基板10與該半導 體元件11之間，以包覆該些導電凸塊15，且該電子裝置16亦以覆晶方式設於該第二封裝基板12上。該些支撐銲球13係用以連結且電性耦接該第一封裝基板10之第二電性接觸墊102與該第二封裝基板12之接點120。該封裝膠體18係包覆該些支撐銲球13、該底膠14與該半導體元件11。另該第一封裝基板10下側形成複數銲錫球19，以接置一電路板(圖未示)。
目前第一封裝基板10中，該些第一電性接觸墊101與該些第二電性接觸墊102係位於該第一封裝基板10之同一平面上且相鄰配置。
惟，由於在目前對電子產品皆要求輕薄短小之情形下，使該些第一電性接觸墊101(或該電子元件11)與該些第二電性接觸墊102(或該支撐銲球13)之間的距離t極小(約160μm以下)，故當該半導體元件11藉由該些導電凸塊15設於該些第一電性接觸墊101上，並以底膠14包覆該些導電凸塊15時，該底膠14容易溢流至該第二電性接觸墊102而污損該第二電性接觸墊102，導致該第二電性接觸墊102於後續製程中無法順利接合該支撐銲球13。
因此，如何克服習知技術中之種種問題，實已成目前亟欲解決的課題。
鑑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：承載結構，係具有相對之第一側與第二側，且該第一側具有相互分離之複數第一電性接觸墊與複數第 二電性接觸墊；電子元件，係設於該承載結構之第一側上且電性連接該些第一電性接觸墊；包覆層，係形成於該承載結構之第一側與該電子元件之間；以及止擋部，係形成於該承載結構之第一側並位於該第一電性接觸墊與該第二電性接觸墊之間。
前述之電子封裝件中，該第一電性接觸墊或該第二電性接觸墊上係形成有金屬部。例如，該止擋部與該金屬部之構成材料係相同。該止擋部相對於該承載結構第一側之高度與該金屬部相對於該承載結構第一側之高度係相同。
前述之電子封裝件中，該第二電性接觸墊上形成有導電體。例如，該止擋部係位於該電子元件與該導電體之間。該導電體係包含銲錫凸塊或金屬柱。該電子元件之至少一側面與該導電體之間的最短距離係至多160微米。
前述之電子封裝件中，該第一電性接觸墊與該第二電性接觸墊之間的最短距離係至多160微米。
前述之電子封裝件中，該電子元件係藉由導電凸塊結合及電性連接該第一電性接觸墊。例如，該包覆層係包覆該導電凸塊。
前述之電子封裝件中，該包覆層係為底膠。
前述之電子封裝件中，該止擋部未電性連接該承載結構。
前述之電子封裝件中，該止擋部係為牆體。
前述之電子封裝件中，該止擋部係環繞該電子元件。
前述之電子封裝件中，該止擋部係包含複數金屬層。
前述之電子封裝件中，該止擋部係包含複數相互分離之止擋段。例如，各該止擋段之佈設係對應各該第二電性接觸墊之位置作配置。該些止擋段之間的間隙的中心軸線係呈非直線狀。該些止擋段之任二相鄰者係交錯排列。
由上可知，本發明之電子封裝件，主要藉由該止擋部之設計以控制該包覆層的溢流範圍，故相較於習知技術，本發明之電子封裝件能止擋如底膠之包覆層溢流至該第二電性接觸墊，以避免底膠污損該第二電性接觸墊，因而該第二電性接觸墊於後續製程中能順利接合支撐用之導電體。
1‧‧‧封裝堆疊結構
10‧‧‧第一封裝基板
101,201‧‧‧第一電性接觸墊
102,202‧‧‧第二電性接觸墊
11‧‧‧半導體元件
110,210‧‧‧電極墊
12‧‧‧第二封裝基板
120‧‧‧接點
13‧‧‧支撐銲球
14‧‧‧底膠
15‧‧‧導電凸塊
16‧‧‧電子裝置
18‧‧‧封裝膠體
19‧‧‧銲錫球
2‧‧‧電子封裝件
20‧‧‧承載結構
20a‧‧‧第一側
20b‧‧‧第二側
200‧‧‧介電體
203‧‧‧絕緣保護層
21‧‧‧電子元件
21a‧‧‧作用面
21b‧‧‧非作用面
21c‧‧‧側面
23‧‧‧導電體
24‧‧‧包覆層
25‧‧‧導電凸塊
28‧‧‧止擋部
28a,48a,58a‧‧‧止擋段
280‧‧‧缺口
37‧‧‧金屬部
371‧‧‧第一金屬層
372‧‧‧第二金屬層
480‧‧‧間隙
481,482‧‧‧弧面
d,t‧‧‧距離
H,h‧‧‧高度
S‧‧‧彎曲路徑
第1圖係為習知封裝堆疊結構之剖面示意圖。
第2A圖係為本發明之電子封裝件之剖視示意圖。
第2B圖係為本發明之電子封裝件之局部上視示意圖。
第3A圖係為本發明之電子封裝件之另一實施例。
第3B及3C圖係為本發明之電子封裝件之局部放大剖視示意圖。
第4及5圖係為本發明之電子封裝件之其它不同實施例之局部上視示意圖。
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圖係為本發明之電子封裝件2之剖視示意圖。如第2A圖所示，該電子封裝件2係包括：一承載結構20、一電子元件21、複數導電體23、一包覆層24以及一止擋部28。
所述之承載結構20係為如扇出(fan out)型重佈線路層(redistribution layer，簡稱RDL)。於其他實施例中，該承載結構20可為如具有核心層與線路部之封裝基板(substrate)或無核心層(coreless)之線路結構。應可理解地，該承載結構亦可為其它可供承載如晶片等電子元件21之承載單元，例如矽中介板(silicon interposer)，並不限於上述。
於本實施例中，該承載結構20係具有相對之第一側20a與第二側20b，且其包含介電體200及結合該介電體200 之線路層，且該線路層於第一側20a處係具有複數第一電性接觸墊201與複數第二電性接觸墊202，並於該第一側20a與第二側20b形成如防焊層之絕緣保護層203，且令該些第一電性接觸墊201與該些第二電性接觸墊202外露出該絕緣保護層203。
再者，該第一電性接觸墊201與該第二電性接觸墊202之間的最短距離t係小於或等於160微米(μm)。
又，於另一實施例中，如第3A圖所示，該第一電性接觸墊201及/或該第二電性接觸墊202上可形成有一金屬部37，如凸塊底下金屬層(Under Bump Metal，簡稱UBM)。具體地，形成該金屬部37之材質係可包含例如鈦、銅、鎳及/或鎳釩等單一材質或複合材質，並可藉由濺鍍(sputter)或鍍覆(plating)配合曝光顯影之方式，進行圖案化製程，以形成該金屬部37。
另外，該承載結構20之第二側20b係作為植球側，以植設複數如銲球之銲錫材料(圖未示)，俾供接置一如電路板之電子裝置(圖未示)。
所述之電子元件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，其具有相對之作用面21a與非作用面21b，且該作用面21a具有複數電極墊210，以令該些電極墊210藉由複數如銲錫材料之導電凸塊25以覆晶方式結合及電性連接該承載結構 20之第一電性接觸墊201(或該金屬部37)。
所述之導電體23係設於該承載結構20之第二電性接觸墊202上(或該金屬部37上)。
於本實施例中，該導電體23係為銲錫凸塊或包含如銅柱之金屬柱，以藉由該導電體23堆疊接置一如封裝件或另一封裝基板之電子裝置(圖未示)。
再者，如第2B圖所示，該電子元件21之至少一側面21c與該導電體23(或該金屬部37)之間的最短距離d係小於或等於160μm，其中，該側面21c係鄰接該作用面21a與該非作用面21b。
所述之包覆層24係形成於該承載結構20之第一側20a與該電子元件21之作用面21a之間，以包覆該些導電凸塊25。
於本實施例中，該包覆層24係如底膠之絕緣體，並以填充方式形成。
所述之止擋部28係設於該承載結構20之第一側20a上並位於該些第一電性接觸墊201與該些第二電性接觸墊202之間，且該止擋部28未電性連接該承載結構20之線路層。
於本實施例中，該止擋部28係為如銅材之金屬牆體，其位於該電子元件21與該導電體23之間，以環繞該電子元件21，如第2B圖所示之環狀佈設。
再者，該止擋部28係包含複數相互分離之止擋段28a，如第2B圖所示。具體地，各該止擋段28a之佈設係對應各 該第二電性接觸墊202(或各該導電體23)之位置作配置，例如，單一止擋段28a之位置係對應單一第二電性接觸墊202(或單一導電體23)之位置，如第2B圖所示之八個止擋段28a之位置係對應八個第二電性接觸墊202(或八個導電體23)之位置。
又，該止擋部28之製作可先形成一連續環體，再形成複數缺口280，以形成該些止擋段28a；或者，可直接電鍍或沉積形成該些止擋段28a於該承載結構20之第一側20a上。較佳地，如第3A及3B圖所示，該止擋部28可與該金屬部37一同製作，使該止擋部28與該金屬部37之構成材料相同，例如，兩者均由第一金屬層371(如鈦)與第二金屬層372(如銅)所構成。進一步，該止擋部28相對於該承載結構20第一側20a之高度H與該金屬部37相對於該承載結構20第一側20a之高度h亦可相同，如第3C圖所示。
另外，於該承載結構20之第一側20a上，從該電子元件21連接至該導電體23的通道呈彎曲路徑S。具體地，如第4圖所示，該些止擋段48a之間的間隙480(或缺口)之中心軸線(如第4圖所示之虛線)係呈非直線狀(或呈彎曲狀)，例如，相鄰兩止擋段48a之端面係為相互對應之凹凸弧面481,482。或者，如第5圖所示，於該些止擋段58a中，任二相鄰止擋段58a可交錯排列，以形成彎曲路徑S(如第5圖所示之虛線)。
因此，本發明之電子封裝件2係藉由該止擋部28之設 計以控制該包覆層24的溢流範圍，故相較於習知技術，本發明之電子封裝件2能止擋該包覆層24溢流至該第二電性接觸墊202，以避免該包覆層24污損該第二電性接觸墊202，因而該第二電性接觸墊202於後續製程中能順利接合該導電體23。
再者，藉由該止擋部28呈非連續結構，即由複數相互分離之止擋段28a,48a,58a構成，以於該止擋部28靠近該導電體23時，即使該導電體23於回銲時接觸該止擋部28(或該止擋段28a,48a,58a)，能有效避免各該導電體23之間透過該止擋部28發生間接橋接之問題，即避免發生短路之問題。
又，藉由各該止擋段28a,48a,58a對應各該導電體23作配置，以於回銲該導電體23時，即使該導電體23接觸該止擋部28(或該止擋段28a,48a,58a)，更能避免各該導電體23之間發生間接橋接。
另外，藉由該間隙480之形狀變化或各該止擋段58a交錯排列之設計，以增加該包覆層24之溢流路徑之長度、或提升該包覆層24溢流穿過該止擋部28之困難度，因而更有利於止擋該包覆層24的溢流。
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。
20‧‧‧承載結構
21‧‧‧電子元件
21c‧‧‧側面
23‧‧‧導電體
28‧‧‧止擋部
28a‧‧‧止擋段
280‧‧‧缺口
d‧‧‧距離

Claims (14)

  1. 一種電子封裝件，係包括：承載結構，係具有相對之第一側與第二側，且該第一側具有相互分離之複數第一電性接觸墊與複數第二電性接觸墊；絕緣保護層，係形成於該承載結構之第一側以外露出該複數第一電性接觸墊與該複數第二電性接觸墊；電子元件，係設於該承載結構之第一側之該絕緣保護層上且電性連接該絕緣保護層所外露之該複數第一電性接觸墊；包覆層，係形成於該承載結構之第一側之該絕緣保護層與該電子元件之間；以及止擋部，係包含複數相互分離之止擋段以對應未形成有該包覆層之該複數第二電性接觸墊，該止擋部之該複數相互分離之止擋段包含複數金屬層且形成於該承載結構之第一側之該絕緣保護層上，並位於該絕緣保護層所外露之該第一電性接觸墊與該第二電性接觸墊之間，以止擋該包覆層流至該第二電性接觸墊，其中，相鄰兩該止擋段之端面係為相互對應之凹凸弧面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第一電性接觸墊或該第二電性接觸墊上係形成有金屬部。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電子封裝件，其中，該止擋部與該金屬部之構成材料係相同。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電子封裝件，其中，該止 擋部相對於該承載結構第一側之高度與該金屬部相對於該承載結構第一側之高度係相同。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第二電性接觸墊上形成有導電體。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電子封裝件，其中，該止擋部係位於該電子元件與該導電體之間。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之電子封裝件，其中，該電子元件之至少一側面與該導電體之間的最短距離係至多160微米。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該第一電性接觸墊與該第二電性接觸墊之間的最短距離係至多160微米。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該電子元件係藉由導電凸塊結合及電性連接該第一電性接觸墊，且該包覆層係包覆該導電凸塊。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該包覆層係為底膠。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該止擋部未電性連接該承載結構。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該止擋部係為牆體。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該止擋部係環繞該電子元件。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該複 數止擋段之任二相鄰者係交錯排列。
TW107137366A 2018-10-23 2018-10-23 電子封裝件 TWI736802B (zh)

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