[發(fā)明專利]半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910134552.0
• 申請日: 2009-04-13
• 公開（公告）號: CN101859733A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施孟鎧;黃東鴻;李長祺
• 申請（專利權(quán)）人: 日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/12
• 分類號: H01L23/12;H01L23/498;H01L23/488;H01L21/48;H01L21/60;H01L23/485
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制造方法，特別是有關(guān)于一種用以增加焊接可靠度的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制造方法。

【背景技術(shù)】

現(xiàn)今，半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)為了滿足各種高密度封裝的需求，逐漸發(fā)展出各種不同型式的封裝構(gòu)造，其中常見具有基板(substrate)的封裝構(gòu)造包含球柵陣列封裝構(gòu)造(ball?grid?array，BGA)、針腳陣列封裝構(gòu)造(pin?grid?array，PGA)、焊區(qū)陣列封裝構(gòu)造(land?grid?array，LGA)或基板上芯片封裝構(gòu)造(board?onchip，BOC)等。在上述封裝構(gòu)造中，所述基板的一上表面承載有至少一芯片，并通過打線(wire?bonding)或凸塊(bumping)制造過程將芯片的數(shù)個接墊電性連接至所述基板的上表面的數(shù)個焊墊。同時，所述基板的一下表面亦必需提供大量的焊墊，以焊接數(shù)個輸出端。再者，對于利用凸塊結(jié)合芯片的基板而言，所述基板通常選自一多層電路板，其在上表面提供表面電路層以形成所需焊墊，且依產(chǎn)品需求，有時所述焊墊可能預(yù)先形成預(yù)焊料(pre-solder)，以增加與芯片的凸塊的結(jié)合可靠度。因此，如何制造具有預(yù)焊料的封裝用基板，亦為封裝產(chǎn)業(yè)的一重要關(guān)鍵技術(shù)。

請參照圖1A及1B所示，其揭示一種現(xiàn)有具有預(yù)焊料的封裝用基板及具有凸塊的芯片的構(gòu)造及組裝示意圖，其中一封裝用基板10選自一多層電路板，其在上表面提供一電路層11及一防焊層12(solder?mask)。所述防焊層12覆蓋所述電路層11，同時所述防焊層12具有數(shù)個開口121，其曝露所述電路層11的一部分表面，以供形成一焊墊13。各所述焊墊13上則進(jìn)一步形成一預(yù)焊料14。再者，一芯片20是在一有源表面(未標(biāo)示)上形成數(shù)個電路層21、一保護(hù)層22、數(shù)個凸塊下金屬層(UBM)23及數(shù)個凸塊24。所述保護(hù)層22覆蓋所述電路層21，同時所述保護(hù)層22具有數(shù)個開口(未標(biāo)示)，其曝露所述電路層21的一部分表面。所述凸塊下金屬層23形成在所述開口內(nèi)的電路層21上。所述凸塊24形成在所述凸塊下金屬層23上。在利用高溫進(jìn)行焊接時，所述芯片20的電路層21的凸塊24通過所述預(yù)焊料14的輔助而焊接結(jié)合于所述封裝用基板10的焊墊13上，且所述預(yù)焊料14融入所述凸塊24內(nèi)，因而完成焊接動作，使所述芯片20電性連接于所述封裝用基板10上。

然而，所述封裝用基板10的預(yù)焊料14在實際使用上仍具有下述問題，例如：隨著半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的小型化趨勢，所述封裝用基板10的焊墊13的尺寸及間距日益縮小。當(dāng)所述焊墊13的上表面外徑縮小至80微米(um)以下及所述焊墊13的相鄰間距縮小至160微米以下時，雖然所述預(yù)焊料14可提升所述凸塊24與焊墊13之間的焊接性質(zhì)，但在后續(xù)對封裝產(chǎn)品進(jìn)行可靠度測試(130℃/濕度85％持續(xù)96/168小時及在-55至125℃下進(jìn)行500次循環(huán))時，卻容易在所述電路層11與焊墊13的結(jié)合位置處產(chǎn)生一破裂面(fracture)15而導(dǎo)致測試失敗。上述產(chǎn)生所述破裂面15的原因在于所述電路層11與焊墊13雖為相同材質(zhì)(主要為銅)，但因焊墊13為后來再電鍍上的，因此在兩者的結(jié)合位置處的結(jié)合力相對較為脆弱，以致于當(dāng)熱應(yīng)力集中而在結(jié)合位置產(chǎn)生所述破裂面15的測試缺陷，進(jìn)而影響測試良品率(yield)。

故，有必要提供一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的主要目的在于提供一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制造方法，其是在載板的焊墊內(nèi)形成凹槽，以便填入焊料，并使焊料布滿焊墊的上表面，當(dāng)焊墊及焊料進(jìn)行焊接后，其可將熱應(yīng)力集中位置轉(zhuǎn)移至凹槽的開口唇緣，以減少在焊墊及電路層之間形成破裂面的風(fēng)險，同時凹槽的構(gòu)造也可減少熱應(yīng)力最大值，進(jìn)而提升可靠度測試的良品率及產(chǎn)品使用壽命。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板，其是在一載板上設(shè)置：一電路層，形成在所述載板的一表面上；一絕緣層，覆蓋在所述電路層上，且所述絕緣層形成數(shù)個開口，以裸露一部分的所述電路層；數(shù)個焊墊，形成在所述開口內(nèi)的電路層上，且各所述焊墊凹設(shè)有一凹槽；及數(shù)個焊料，分別形成在各所述焊墊的凹槽內(nèi)，并布滿各所述焊墊的上表面。

在本發(fā)明的一實施例中，所述載板選自一電路基板，及所述焊料做為一預(yù)焊料；或者，所述載板選自一芯片，及所述焊料做為一凸塊。

在本發(fā)明的一實施例中，所述焊墊的凹槽底部向下延伸至所述電路層的一凹陷部內(nèi)；或者，所述焊墊的凹槽底部向下貫穿通過所述電路層。