TWM406260U - Semiconductor package having arch supporting at sides of interposer - Google Patents

Description

M406260 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係有關於半導體裝置，特別係有關於一種間隔 片側邊形成拱％支樓的半導㈣裝構造。 【先前技術】 多目日片封裝結構（multi_chiP package，MCP)可藉由將 兩個或兩個以上之晶κ敕人 丄I明片整合並組合在皁一封裝結構中， 以達成晶片間緊密堆叠互連的3D封裝，進而使系統運 作速度之限制最小化，為半導體f者積極發展之結構。 晶片之大小與堆疊的方式係按照其晶片之設計及打 線製程各有不同，例如有垂直對齊堆疊狀、交錯堆疊狀 與階梯堆疊狀等等，故有時晶片會呈懸空（〇verhang)之狀 態，而呈現懸臂式晶片堆疊（〇verhang die stacked)。如第 1圖所示，為一種習知垂直對齊堆疊方式多晶片堆疊之 半導體封裝構造100，主要包含一基板u〇、至少一第一 明片1 3 0以及一第二晶片J 7 〇。該第一晶片i 3 〇與該第 二晶片1 70係分別包含複數個設置於周邊之第一銲塾 133與第二銲墊173。該第一晶片no與該第二晶片17〇 係呈垂直對齊堆疊狀而設置在該基板丨I 〇上，即晶片中 心點對準在一垂直線上，並以複數第一銲線1 6丨與複數 個第二銲線162電性連接第一銲墊133與第二銲塾173 至該基板110之複數個接指113。該第一晶片13〇與該 第二晶片1 7 0之間係具有一間隔片1 2 0，該間隔片1 2 〇 上下兩面係分別黏贴有膠層1 2 1、1 2 2以黏著固定該第一 3 M406260 晶片130與該第二晶片17Λ ^ _ 巧170。該間隔片120通常係選用 空白晶片或廢晶片、金® 五屬片或膠帶’以提供該些第二銲 線162之打線弧局，谢名—认处 避免該些第二銲線162接觸至上方 之該第一晶片130之一皆 貧面132而造成短路。當完成打 線製程後，一封膠體 係包覆該第一晶片13〇、該第 二晶片170、該些第一锃砼1/;ι Λ 鲜線161與該些第二銲線162以 提供防水及防塵保護β i 再以複數個銲球1 9 0設置在該基 板110之下表面以供對外道 T外導接。其中，該間隔片120之 尺寸須小於該第二晶片1 7Λ 、， 170 ’以避免壓傷該些第二銲線 162而造成變形》 然設置該第一晶片13η Α 30在該間隔片120之後，欲進行 上方之該第一晶片1 3 〇夕k Α丨 之打線製程時，如第2圖所示， 由於該第一晶片130周g ^ _ η透崢刀體積懸空於外，使部分背 面132下方沒有支撐物 而呈現懸空之狀態。利用一銲針 (capillary)lO進行打線時， ^ 6亥銲針10會產生超音波振盪 並往下施壓使第一銲線之 *山4Λ人 深之—端接合至該第一晶片130之 該些第一銲墊133,此時，合a 士'斗松 f 會知·成該第一晶片130震動， 而增加打線之困難，嚴重睥 |里旰將造成該第一晶片13〇懸空 突出之部分破裂、斷裂戋 次下/儿撓曲。特別是，當銲線材 質由金改變選用更硬的鋼時，兮笛 J列听，該第一晶片丨3〇懸空突出 之部分更加容易發生碎裂的問題。 【新型内容】 為了解決上述之問題，太扁丨^^ ^ 續本創作之主要目的係在於提供 一種間隔片側邊形成拱形i 〜又擇的+導體封裝構造，使在 4 M406260 既有封裝製程下，上層晶片懸空突出 穩固不晃動或移位。 本創作之次一目的係在於提供一 拱形支撐的半導體封裝構造，可解決 突出時在打線製程中產生之破裂、斷 題。 本創作的目的及解決其技術問題 案來實現的。本創作揭示之一種間隔 樓的半導體封裝構造，包含一基板、 晶片、一拱形支撐膠以及複數個銲線 數個接指。該間隔片係設置於該基板 設置於該間隔片上，該第一晶片之一 層’並且該第一晶片係橫向突出地超 一側邊。該拱形支撐膠係具有一拱形 接該絕緣層在該第一晶片橫向突出之 該側邊。該些銲線係電性連接該第一 至該基板之該些接指。 本創作的目的及解決其技術問題 措施進一步實現。 在前述的半導體封裝構造中，該些 一晶片之橫向突出部位上。 在前述的半導體封裝構造中，該間 接至該基板。 在前述的半導體封裝構造中’該間 部分能有所支撐而 種間隔片側邊形成 習知上層晶片懸空 裂或下沉撓曲之問 是採用以下技術方 片側邊形成拱形支 —間隔片、一第一 。該基板係具有複 上。該第一晶片係 背面係設有一絕緣 過該間隔片之至少 截面邊界’其係黏 部位至該間隔片之 晶片之複數個銲墊 還可採用以下技術 銲墊係可位在該第 隔片係可不電性連 隔片係可為交錯堆 5 M406260 昼之晶片並電性連接至該基板β 在前述的半導趙封裝構造中，該間隔片與該第-晶片 係可為階梯狀堆叠之晶片組合並電性連接至該基板。 在前述的半導趙封裝構造中，該棋形支料之該棋形 截面邊界係可由-覆線膠體之黏晶轉所形成。 在前述的半導體封裝構造中，該棋形支撐膠係可完整 黏附在該第一晶片之該背面之該絕緣層。 在前述的半導體封裝構造中，可另包含一第二晶片， 係介設於該間隔片與該基板之間。 ,在前述的半導體封裝構造中，可另包含—封膠體，係 形成於該基板上，用以密勒哮兹 曰" 在封a第—晶片、該間隔片以及 該些銲線。 在前述的半導體封裝構造中，可另包含複數個鋒球， 係設置於該基板之一下表面。 由以上技術方案可以看出，本創作之間隔片側邊形成 拱形支撐的半導體封裝構造，具有以下優點與功效： - '可藉由上層晶片、間隔片以及接形支撑膠之特殊組 合關係作為其中之一技術手段，藉由棋形支撐膠具有 拱形戴面邊界並黏接在上層晶片 、 增日日月橫向突出之部位至 =片之側邊，使在既有封裂製程下，上層晶片懸空 犬出部分有所支撐而能穩固不晃動或移位。 ‘可藉由拱形支撑膠具有拱形截面邊界並黏接在上層 晶片橫向突*之部位至間隔片之側邊作為"之一 技術手段，可解決習知上層晶片懸㈣ 6 M406260 程中產生之破裂、斷裂或下沉撓曲之問題。 【實施方式】 以下將配合所附圖示詳細說明本創作之實施例，然應 注意的是，該些圖示均為簡化之示意圖，僅以示意方法 來說明本創作之基本架構或實施方法，故僅顯示與本案 有關之元件與組合關係，圖中所顯示之元件並非以實際 實施之數目、形狀、尺寸做等比例繪製，某些尺寸比例 與其他相關尺寸比例或已誇張或是簡化處理，以提供更 清楚的描述。實際實施之數目、形狀及尺寸比例為一種 選置性之設計’詳細之元件佈局可能更為複雜。 依據本創作之第一具體實施例，一種間隔片側邊形成 拱形支撐的半導體封裝構造舉例說明於第3圖之截面示 意圖、第4A與4B圖於製程中元件之截面示意圖。該半 導體封裝構造200主要包含一基板21〇、_間隔片220、 一第一晶片230、一拱形支撐膠25〇以及複數個第一銲 線 261。 如第3圖所示，該基板21〇係可為一印刷電路板、一 導線架 電路薄膜或各種晶片載板。該基板210係具 有上表面2U、一下表面212以及複數個接指21^該 表面211係可供__封膠體28〇之形成，該下表面212 料設置複數個銲球29G，以供對外表面接該些接 係可由導電金屬材質，如鋁、銅、鋁合金或銅合 金之中的任一者所製成，作為基板内部電路對晶片連接 的輸出/輪人接點。當該基板㈣係為非導線架之基板， 7 M406260 該些接指213係為設置在該上表面211;當該基板210 係為導線架，該些接指213料引腳之内端。 該間隔片220係設置於該基板210上。該間隔片220 係可為-廢晶片、一空白晶片、一金屬塊或或一膠帶。 該間隔片220係可不電性連接至該基板21〇。該第一晶 片230係具有一主動面231、一背面232與複數個設置 於該主動面231之第一銲墊23 3。該第一晶片230之材 質係可為矽、砷化鎵或其它半導體材質。該主動面231 係形成有各式積體電路元件並電性連接至該些第一銲墊 233。該些第一銲墊233係可設置於該第一晶片23〇之該 主動面23 1之單一側邊、兩對應側邊或是四周側邊，作 為内部積體電路之對外電極。 該第一晶片230係設置於該間隔片22〇上，該第一晶 片230之該背面232係設有一絕緣層240。該絕緣層240 係可為樹脂、B階膠體或黏性膠片（film)，用以電性絕緣 該第一晶片230之該背面232。並且’該第一晶片23〇 係橫向突出地超過該間隔片220之至少一側邊221。換 吕之’該第一晶片230周邊部分體積係懸空於外而不與 該間隔片220之該側邊221為齊平，該間隔片220相對 於該第一晶片230係具有凹入的非重疊部位。舉例來 說’該第一晶片230之覆蓋面積係可大於該間隔片22〇 之覆蓋面積’而使得該第一晶片23 〇之單側、兩側或四 側周邊為橫向突出地超過該間隔片22〇之側邊221。而 該些第一銲墊233係可位在該第一晶片230之橫向突出 8 M406260 部位上。 該拱形支撐膠250係具有一拱形截面邊界251，其係 黏接該絕緣層240在該第一晶片23〇橫向突出之部位至 該間隔片220之該側邊22丨^在本實施例中，該拱形支 撐膠250係可完整黏附在該第一晶片23〇之該背面232 之該絕緣層240。該拱形支撐膠25〇之該拱形戴面邊界 25 1係環繞黏接該第一晶片23〇侧邊下方之該絕緣層 ‘ 至該間隔片220之該側邊221。該拱形截面邊界251係 可具有圓弧曲線，能把上面往下的壓力分解成向側面與 下面的向量，使該第一晶片23〇懸空突出部分有所支撐 而能穩固不晃動、移位或下沉撓曲。 該些第一銲線261係電性連接該第一晶片23〇之該些 第一銲塾233至該基板210之該些接指213，以使該第 一晶片230電性連接至該基板21〇。該些第一銲線 係可利用打線製程所形成之金屬細線，其材質可為金、 φ 或是採用類似的高導電性的金屬材料（例如銅或鋁）。在 打線製程中’該拱形支撐膠25〇能使該第一晶片23〇懸 空突出部分有所支撐，可解決習知上層晶片懸空突出時 在打線製程中產生之破裂、斷裂或下沉撓曲之問題。 詳細而言，該半導體封装構造200中可另包含一第二 晶片270，其係介設於該間隔片220與該基板21〇之間， 以增加該半導體封裝構造2〇〇中的晶片數量，可提高元 件效能。在本實施例中，該間隔片220之尺寸略小於該 第二晶片270。該第二晶片27〇係具有一主動面271、一 9 M406260 煮面272與複數個設置於該主動面271之第二銲塾 273«·該些第二銲墊273係可設置於該第二晶片27〇之該 主動面2 71之單一側邊、兩對應側邊或是四周側邊。該 第二晶片270與該第一晶片230係可為實質相同之晶 片，即具有相同之晶片尺寸與功能構造’並可利用複數 個第二銲線262電性連接至該基板210。 該封膠體280係形成於該基板210之該上表面211， ^ 用以密封該第一晶片230、該間隔片220以及該些第一 銲線261，以避免上述元件受到外界污染物的污染。在 本實施例中，該封膠體280更密封該第二晶片270與該 些第二銲線262。該封膠體280係可為一環氧模封化合 物（epoxy molding compound，EMC)，以轉移成型（transfer molding)或稱壓模的技術加以形成，對熟習該項技術 者’該封膠體280亦可使用其他的注模製程。 請參閱第4A與4B圖所示，本案進一步說明該半導 φ 體封裝構造2〇〇之該拱形支撐膠250之形成方法，以彰 顯本案的功效。 如第4A圖所示，先將該第二晶片270設置在該基板 210之該上表面211’再打線形成該些第二銲線262連接 該第二晶片270與該基板210。之後，設置上述之間隔 片220至該第二晶片270之該主動面271但不覆蓋到該 些第二銲墊273。可利用一雙面PI膠帶、液態環氧膠、 預型片、B階黏膠（B_stage adhesive)或是晶片貼附物質 (Die Attach Material，DAM)，以黏接該間隔片220至該 10 M406260 第二晶片270之該主動面271。 接著’如第3與4B圖所示，將該第一晶片230設置 於該間隔片220上，並且該第一晶片23〇係橫向突出地 超過該間隔片220之至少一侧邊22丨。在設置之前，該 第一晶片230之該背面232係設有上述之絕緣層240， 該絕緣層240之下方係設有一覆線膠層252。該覆線膠 層252之材質係可為環氧樹脂（epoxy)或矽樹脂 (sihcone) °該覆線膠層252係具有適當之厚度以可支撐 該第一晶片230之周邊與覆蓋該間隔片220之側邊 221。具體而言，該覆線膠層252係可以旋轉塗佈（spin coating)、印刷（print)、喷墨式（inkjet)、層壓 (lamination)、浸潤式（dip)或點膠（dispense)方式分次 將該絕緣層240以及該覆線膠層252形成於該第—晶片 230之該第二背面232,並可在晶圓等級時形成，之後再 切割成複數個第一晶片23〇。 詳細而言，如第3與4B圖所示，該覆線膠層252係 一面加壓一面加熱並往下設置在該間隔片22〇上，當溫 度持續昇溫時，該覆線膠層252會具有流動性，並往下 溢流至該間隔片220之側邊221，但較佳是不接觸至下 方之該第二晶片270。於打線接合時，該覆線膠層252 係已固化而成為該拱形支撐膠250之穩定狀態，用以支 樓該第一晶片23〇懸空突出部分而能穩固不晃動或移 位並解決在打線製程中該第―晶片230產生破裂、斷 裂或下沉撓曲之問題。因此’該拱形支撐膠250之該拱 M406260 形截面邊界251係可由該覆線膠體252之黏晶溢膠所形 成’並可形成由外往内縮之膠截面，而提供下方之該些 第二銲線262線51所需之空隙（clearance)以不碰線。故 該拱形支撐膠25 0既有封裝製程下即可形成，不需要額 外的封裝步驟。 依據本創作之第二具體實施例，揭示另一種間隔片側 邊形成拱形支撐的半導體封裝構造說明於第5圖之戴面 示意圖與第6圖之俯視示意圖。該半導體封裝構造3〇〇 主要包含一基板210、一間隔片220、至少一第一晶片 230、至少一拱形支撐膠25〇以及複數個第一銲線261。 其中與第一實施例相同的主要元件將以相同符號標示， 並具備相同的基本功效，不再予以贅述》 如第6圖所示’在本實施例中，該間隔片220係可為 交錯堆疊之晶片並電性連接至該基板2 1 0。該第一晶片 230與該間隔片220係可為尺寸相同之晶片，並呈十字 交錯堆疊，故位於上層之該第一晶片230周邊會呈懸空 之狀態。該間隔片220亦可利用打線方法形成銲線而電 性連接至該基板210。 如第7圖所示，該第一晶片230之該背面232係設有 該絕緣層240，該絕緣層240之下方係設有前述之覆線 膠層252。該覆線膠層252係一面加壓一面加熱並往下 設置在該間隔片220上，當溫度持續昇溫超過該覆線膠 層252的玻璃態轉移溫度時，該覆線膠層252會具有流 動性，並往下溢流至該間隔片220之側邊221。之後固 12 M406260 ::成為該拱形支擇膠250之穩定狀態，用以支樓該第 -晶片230懸空突出部分。此外’如第5圖所示，該半 導體封裝構造300係可往上交錯堆叠更多之該間隔片 22:广該第一晶片23〇,以達到較高之容量或達到較多之 功能應用’且可利用本案所揭示之在間隔片側邊形成棋 形支撐膠之方法，支撐上層晶片懸空突出部分。 依據本創作之第三具體實施例，揭示另一種間隔片側 鲁邊形成棋形支標的半導體封裝構造說明於第8圖之截面 示意圖。該半導體封裝構造4〇〇主要包含一基板2〖〇、 至少—間隔片220、至少一第一晶片23〇、一拱形支撐膠 5 〇以及複數個第一銲線2 6卜其中與第一實施例相同的 主要元件將以相同符號標示，並具備相同的基本功效， 不再予以贅述， 在本實施例中，該間隔片220與該第一晶片230係可 為階梯狀堆疊之晶片組合並電性連接至該基板2 I 〇，例 • 如利用側邊打線連接之銲線261、262。該間隔片220與 該第一晶片230係可為實質相同之晶片，而具有相同之 晶片尺寸與構造β該間隔片22〇與該第一晶片23〇係可 為階梯狀往上堆疊，並且該第一晶片23()有部分體積懸 空該間隔片220之外。依此組合方式可往上堆疊更多間 隔片與第一晶片，而較上方晶片組合的間隔片與較下方 晶片組合的第一晶片亦可階梯狀堆疊，或可利用瘦線膠 層（圖令未繪出）使較上方晶片組合的間隔片依相反方向 偏移或正向廢覆至較下方晶片組合的第一晶片並覆蓋下 13 M406260 方第一鲜線之部份。讀也jj；，丄 拱形支撐膠250係黏接該絕緣層 240在該第一晶片230播a办· 向大出之部位至該間隔片220 之該側邊221。此外，竑4U价. 此卜該拱形支撐膠250係黏接該絕緣 層240在該間隔片22〇媼 方〇褕向突出之部位至下方之該第一 晶片2 3 0之側邊，推曰y办Ββ 側瓊使s曰片與間隔片懸空突出部分有所支 撐而能穩固不晃動、移位或下沉撓曲。 以上所述，僅是本創作的較佳實施例而已，並非對本

創作作任何形式上的限制’雖然本創作已以較佳實施例 揭露如上’然而並非用以限定本創作，任何熟悉本項技 術者，在不脫離本創作之申請專利範圍内，所作的任何 簡單。改、等效性變化與修飾，皆涵蓋於本創作的技術 範圍内。 【圖式簡單說明】 第1圖.一種習知多晶片堆疊之半導體封裝構造之載面 示意圖。 第2圖：習知半導體封裝構造在打線製程中元件之截面 示意圖。 第3圖：依據本創作之第一具體實施例的一種間隔片側 邊形成拱形支撐的半導體封裝構造之截面示意 圖。 第4A與4B圖：依據本創作之第一具體實施例的間隔片 側邊形成拱形支撐的半導體封裝構造在製程中 元件之截面示意圖。 第5圖：依據本創作之第二具體實施例的一種間隔片侧 14 M406260 邊形成拱形支撐的半導體封裝構造之戴 圖。 第6圖：依據本創作之第二具體實施例的間隔片 成拱形支撐的半導體封裝構造在製程中 俯視示意圖。 第7圖.依據本創作之第二具體實施例的間隔片 成棋形支撐的半導體封裝構造在製程中 載面示意圖。 第8圖：依據本創作之第三具體實施例的一種間 邊形成拱形支撐的半導體封裝構造之截 圖。 【主要元件符號說明】 10 銲針 面示意 側邊形 元件之 側邊形 元件之 隔片側 面示意 100半導體封裝構造 110基板 120間隔片 130第一晶片 1 3 3第一銲塾 1 6 1第一銲線 170第二晶片 180封膠體 11 3接指 121膠層 132背面 122膠層 162第二銲線 1 73第二銲墊 190銲球 200半導體封衆構造 210基板 213接指 2Π上表面 212下表 15 M406260

220間隔片 230第一晶片 233 第一銲墊 250拱形支撐膠 261 第一銲線 270第二晶片 273 第二銲墊 280 封膠體 221側邊 231 主動面 240絕緣層 251拱形截面邊界 262 第二銲線 271 主動面 290銲球 232 背面 252覆線膠體 272 背面 300半導體封裝構造 400半導體封裝構造 16

Claims (1)

1. M406260 六、申請專利範圍： 1、 一種間隔片側邊形成拱形支撐的半導體封裝構造， 包含： 一基板’係具有複數個接指； 一間隔片，係設置於該基板上； 一第一晶片，係設置於該間隔片上，該第一晶片之 一背面係、設有-絕緣層，並且該第U係橫向 突出地超過該間隔片之至少一側邊； -拱形支撐膠’係具有一拱形截面邊界，其係黏接 該絕緣層纟㈣-晶片4黃肖冑出之部位至該間隔 片之該側邊；以及 複數個銲線，係電性連接該第一晶片之複數個辉塾 至該基板之該些接指。 2、 根據申請專利範圍第1項之間隔片側邊形成拱形支 撐的半導體封裝構造，其中該些銲墊係位在該第一 晶片之橫向突出部位上。 3、 根據申請專利範圍第丨項之間隔片側邊形成拱形支 撐的半導體封裝構造，其中該間隔片係不電性連接 至該基板。 4、 根據申請專利範圍第丨項之間隔片側邊形成拱形支 撐的半導體封裝構造，其辛該間隔片係為交錯堆疊 之晶片並電性連接至該基板。 5、 根據申請專利範圍第丨項之間隔片側邊形成拱形支 撐的半導體封裝構造，其中該間隔片與該第一晶片 17 M406260 係為階梯狀堆疊之晶片組合並電性連接至該基板。 6、 根據申請專利範圍第i、2、3、4或5項之間隔片 側邊形成拱形支撐的半導體封裝構造，其中該拱形 支撐膠之該拱形截面邊界係由一覆線膠體之黏晶溢 膠所形成。 7、 根據申請專利範圍第6項之間隔片側邊形成拱形支 揮的半導體封裝構造，其中該拱形支撐膠係完整黏 附在該第一晶片之該背面之該絕緣層。 8、 根據申請專利範圍第6項之間隔片側邊形成拱形支 擇的半導體封裝構造，另包含一第二晶片，係介設 於該間隔片與該基板之間。 9、 根據申請專利範圍第6項之間隔片側邊形成拱形支 樓的半導體封裝構造，另包含一封膠體，係形成於 該基板上，用以密封該第一晶片、該間隔片以及該 些銲線。 1 〇、根據申請專利範圍第9項之間隔片側邊形成拱形 支擇的半導體封裝構造，另包含複數個銲球，係設 置於該基板之一下表面。 18