[發明專利]具有晶粒埋入式以及雙面覆蓋重增層之基板結構及其方法

有效

• 申請號: 201010179311.0
• 申請日: 2010-05-19
• 公開（公告）號: CN102088013A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 楊文焜
• 申請（專利權）人: 楊文焜
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L23/13;H01L23/14;H01L25/00;H01L21/50
• 代理公司: 北京挺立專利事務所 11265
• 代理人: 葉樹明

技術領域

本發明內容是關于一個形成面板型態封裝之晶粒埋入式(embedded?diceinside)基板結構；更特別的是擴散式面板型態封裝(fan-out?panel?level?package)具有覆蓋于雙面之重增層，以增加可靠度和降低此組件的大小(特別是在厚度方面)。?

背景技術

在半導體組件的領域中，隨著組件尺寸不斷地縮小，組件密度也不斷地提高。在封裝或是內部聯機方面的技術需求也必須要提高以符合上述情況。傳統上，在覆晶連接方法(flip-chip?attachment?method)中，一焊料凸塊數組形成于上述晶粒的表面。上述焊料凸塊的形成可以藉由使用一焊接復合材料(soldercomposite?material)，經過一焊接點屏蔽(solder?mask)來制造出所要的焊料凸塊圖案。芯片封裝的功能包含功率傳送(power?distribution)、訊號傳送(signaldistribution)、散熱(heat?dissipation)、保護與支撐等等。當半導體變的更復雜，傳統的封裝技術，例如導線架封裝(lead?frame?package)、收縮式封裝(flexpackage)、硬式封裝技術(rigid?package?technique)，已無法滿足在一個更小的芯片上制造高密度組件之需求。?

更者，因為傳統的封裝技術將晶圓上大的晶粒分成小的晶粒后，再分別加以封裝。因此，這些技術的制程是耗時的。至此芯片封裝技術高度地被集成電路的發展所影響；所以，隨著電路大小之需求，也產生封裝技術之需求。依據上述理由，今日的封裝技術的發展趨勢是朝向球狀矩陣排列、覆晶、芯片尺寸封裝和晶圓級封裝。“晶圓級封裝”如同字面上的解釋，就是整個封裝與所有的內部聯機跟其它制程一樣，都是在晶圓在切割成小晶粒之前被完成。一般來說，在完成所有組裝與封裝程序后，個別的半導體封包將從一個晶圓被分成復數個半導體晶粒。此晶圓級封裝具有極小尺寸與極優電性的結合。?

藉由晶粒在完整的晶圓上制造與測試，晶圓級封裝技術是一個先進的封裝?技術。之后，上述晶圓被切割成晶粒，以依照表面鑲嵌線(surface-mount?line)裝配。因為上述晶圓級封裝技術將整片晶圓當成一個對象來利用，而非利用一芯片或是晶粒，因此在進行切割程序(scribing?process)之前，就已經完成封裝與測試。更者，由于晶圓級封裝是如此先進的技術，所以可以省略打線(wirebonding)，黏晶(die?mount)，覆膠(molding)及/或底膠填充(under-fill)之技術。藉由使用晶圓級封裝技術，可以節省成本與制程時間；且此技術之最終結構與此晶粒一樣；因此，此技術可以滿足電子組件小型化之需求。?

雖然晶圓級封裝技術用有上述的優點，仍有一些存在的問題，影響著此技術的可接受度。例如，晶圓級封裝技術中其結構中一材料與主機板此兩材料間之熱膨漲系數差異；此者成為結構機械性不穩定(mechanical?instability)的關鍵性因素。上述結構之總終端數組數被芯片大小所限制。在切割此晶圓之前，無法使用整片晶圓封裝中的多芯片及系統級封裝。美國專利6,239,482B1(圖15)揭露一具有機械性彎曲問題之封裝。這是因為前述先前技術將硅芯片12埋入于上述基板18或是核心區域，而且只用黏著材料20來支撐上述晶粒12。眾所周知，在機械性彎曲(mechanical?bending)的過程中，由于硅晶粒與基板材料18以及黏著材料20的硬度(hardness)與材料性質皆有所不同，此彎曲效應(bending?effect)將造成材料邊界破裂，使重布層金屬線(RDL)32遭到損壞，可靠度測試(reliabilitytest)也因此于機械應力項目失效。更者，由于介電層太厚(介電層22與16)，以及介電層22、16、金屬30與材料20等等之間的熱膨漲系數不匹配，亦造成不佳的可靠度與良率。一揭露于美國專利6,506,632B1(圖16)的封裝也面臨到同樣機構之問題。?

更者，前述先前技術在形成面板型態封裝時需要復雜的制程。上述制程需要封裝用覆膠工具(mold?tool)，以及封裝材料的注射或是注射上述黏著材料的點膠機(dispenser)。由于封裝化合物或環氧樹酯(epoxy)在熱固化之后會翹曲，晶粒與上述化合物的表面難以控制在相同的水平面，所以需要化學機械研磨制程來研磨此不平的表面。成本也因此而提高。?

發明內容