TWI455216B - 四邊扁平無接腳封裝方法及其製成之結構 - Google Patents

Description

四邊扁平無接腳封裝方法及其製成之結構

本發明係有關於一種半導體封裝技術，特別是一種四邊扁平無接腳(quad flat no-lead)封裝方法及其製成結構。

於半導體封裝製程中，由於電子產品輕薄短小的趨勢加上功能不斷增多，使得封裝密度隨之不斷提高，亦不斷縮小封裝尺寸與改良封裝技術。如何開發高密度與細間距的封裝製程與降低製造成本一直為為此技術領域之重要課題。

為了解決上述問題，本發明目的之一係提供一種四邊扁平無接腳封裝方法及其製成結構，可獲得高密度與細間距的封裝製程。

本發明目的之一係提供一種四邊扁平無接腳封裝方法及其製成結構，可使用現有技術與雙面製程，且與使用基板相較具有較低的成本與優勢。

為了達到上述目的，本發明一實施例之一種四邊扁平無接腳封裝方法，係包括下列步驟：提供一封裝載板，其中封裝載板至少一表面設置一可剝離金屬層；形成一圖案化金屬層於可剝離金屬層上，其中圖案化金屬層係包含至少一晶片承座與複數個導電接墊；設置一晶片於晶片承座；利用複數條引線電性連接晶片與導電接墊；利用一封裝材料覆蓋晶片、引線、導電接墊與可剝離金屬層；移除封裝載板並暴露出可剝離金屬層；以及對可剝離金屬層進行一圖案化程序用以形成複數個外部接點，其中外部接點係與導電接墊電性連接。本發明一實施例之一種四邊扁平無接腳封裝方法，係包括下列步驟：提供一封裝載板，其中封裝載板至少一表面設置一可剝離金屬層；形成一圖案化金屬層於可剝離金屬層上，其中圖案化金屬層係包含至少一晶片承座與複數個導電接墊；設置一晶片於晶片承座；利用複數條引線電性連接該片與導電接墊；利用一封裝材料覆蓋晶片、引線、導電接墊與可剝離金屬層；移除封裝載板並暴露出可剝離金屬層；以及利用一蝕刻程序移除可剝離金屬層。

本發明一實施例之一種利用四邊扁平無接腳封裝方法所製成的四邊扁平無接腳封裝結構，其特徵在於該些導電接墊可具有一正梯形或倒梯形結構。

本發明一實施例之一種利用四邊扁平無接腳封裝方法所製成的四邊扁平無接腳封裝結構，其特徵在於該些導電接墊之側邊具有一階梯狀結構。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

其詳細說明如下，所述較佳實施例僅做一說明非用以限定本發明。圖1A、圖1D、圖1E、圖1F、圖1G與圖1H為本發明一實施例之四邊扁平無接腳封裝方法的流程示意圖。於本實施例中，四邊扁平無接腳封裝方法包括下列步驟。

首先，如圖1A所示，提供一封裝載板10。其中，此封裝載板10之至少一表面設置一可剝離金屬層20。接著，請繼續參照圖1D，形成一圖案化金屬層40於可剝離金屬層20上。其中，圖案化金屬層40係包含至少一晶片承座42與複數個導電接墊44。

接著，設置一晶片50於晶片承座42上，如圖1E所示。晶片50可利用一黏著材料(圖上未標)固定於晶片承座42上。之後，利用複數條引線60電性連接晶片50與導電接墊44。

請繼續參照圖1F，利用一封裝材料70覆蓋晶片50、引線60、導電接墊44與可剝離金屬層20。

之後，如圖1G所示，移除封裝載板10並暴露出可剝離金屬層20之下表面。

如圖1H所示，對可剝離金屬層20(如圖1G所示)進行一圖案化程序用以形成複數個外部接點22。其中，外部接點22係與導電接墊44電性連接。

請繼續參照圖1H，於本實施例中，每一外部接點22之尺寸係大於每一導電接墊44，可提供後續導電材料，如銲球，較大的接觸面積。然，本發明並不限於此，外部接點22之尺寸大小與形狀取決於使用者與設計者的需求。於一實施例中，如圖2B，每一外部接點22，例如導電柱(conductive pillar)，其尺寸係小於每一導電接墊44，如此其後使用之導電材料(如銲球)，可增加與導電柱及導電接墊44的接合強度。

於本發明中，整體封裝體的外部接點是利用移除封裝載板後對可剝離金屬層進行圖案化製程所得。因此，如圖2A所示，複數個外部接點22可設計成具有重新佈線(re-layout)導電接墊44的對外接點，如此可因應客戶需求增加封裝體的可變化性。

接續上述說明，於不同實施例中，封裝載板10的表面可設置一金屬易剝離表面12用以輔助可剝離金屬層20之剝離。此金屬易剝離表面12可為金屬材質或其他光滑材質所構成表面。

此外，圖案化金屬層40可利用不同製程所製作，如影像轉移製程或黃光微影蝕刻製程所製作。

如一實施例中，請參照圖1B、圖1C與圖1D，圖案化金屬層40可利用影像轉移製程所製作。首先，設置一影像轉移層30於可剝離金屬層20上並暴露出部分可剝離金屬層20之上表面，如圖1B所示。進行電鍍形成圖案化金屬層40於暴露於外的可剝離金屬層20上，如圖1C所示。

最後，移除影像轉移層30完成圖案化金屬層40之製作。於另一實施例中(圖上未示)，形成圖案化金屬層之方式亦可先形成一金屬層於封裝載板之表面上，之後進行一微影蝕刻程序以形成此圖案化金屬層。

請同時參照圖1A、圖1D、圖1E、圖1F、圖1G與圖2C，於本實施例中，四邊扁平無接腳封裝方法係包括下列步驟。首先，提供一封裝載板10，其中此封裝載板10之至少一表面設置一可剝離金屬層20，如圖1A所示。接著，形成一圖案化金屬層40於可剝離金屬層20上，其中此圖案化金屬層40係包含至少一晶片承座42與複數個導電接墊44，如圖1D所示。

之後，參照圖1E，設置一晶片50於晶片承座42並利用複數條引線60電性連接晶片50與導電接墊44。其後，如圖1F與圖1G所示，利用一封裝材料70覆蓋晶片50、引線60、導電接墊44與可剝離金屬層20；以及利用一蝕刻程序移除可剝離金屬層20。

於本實施例中，本發明所使用之封裝載板具有可剝離金屬層20，因此可選擇性對此可剝離金屬層20進行圖案化製程或是依需求完全移除此可剝離金屬層20，如圖1G與圖2C所示。於一實施例中，移除此可剝離金屬層20之同時更可進一步移除部份厚度之圖案化金屬層40，如圖，如圖1G、圖2D所示。

請參照圖3A、圖3B、圖3C與圖3D，本發明之導電接墊與外部接點之結構係具有多種變化外，更可選擇性的形成一金屬表面處理層80於外部接點22或導電接墊44上。其中，導電接墊44之上下表面都可選擇性的設置金屬表面處理層80於其上。

於本發明中，作為晶片承座與導電接墊之圖案化金屬層可選擇電鍍的方式製作，因此只要顯影曝光技術可配合作到的間距，此方法可製作出品質優良之小尺寸與細間距的導電接墊。相較於蝕刻方式，由於受限於藥水置換速度影響蝕刻率以及厚度的限制，其對於細間距的控制難度提高。因此，使用電鍍方式可具有較高的可靠度與達成率，故可製作較複雜的導電接墊結構，如圖5所示，側面為階梯狀的導電接墊44’的結構。此方法亦可製作導電接墊可具有一正梯形或倒梯形結構，如圖4A與圖4B所示。

接續上述說明，製成此結構的方法如後所述，參照圖1C，於影像轉移層30間與可剝離金屬層20上電鍍製作一第一圖案化金屬層40後，可設置一次影像轉移層30’於第一圖案化金屬層40上並暴露出部分第一圖案化金屬層40之上表面，如圖6A所示。接著，電鍍形成一第二圖案化金屬層43於暴露於外的第一圖案化金屬層40上，如圖6B所示。然後，參照圖6C，移除影像轉移層30與次影像轉移層30’即可獲得導電接墊44’之側邊具有一階梯狀結構，如圖4C所示。然本發明之四邊扁平無接腳封裝結構並不限於此，利用上述方法製作如圖4D所示側邊具有一階梯狀結構之導電接墊44。

本發明方法可藉由控制影像轉移層(30，圖1B)形狀，如梯形(圖上未示)，即可製作導電接墊可具有一正梯形或倒梯形結構，如圖4A與圖4B所示。

請參照圖7A與圖7B，於一實施例中，圖案化金屬層40除包括至少一晶片承座42與複數個導電接墊44外，更包括一線路46用以電性連接兩兩導電接墊44。其中，兩兩導電接墊44之一用以與晶片50利用引線60電性連接，而導電接墊44之另一則可與外部接點22(如圖8A所示)之一電性連接。其中，如前所述，更可選擇性的設置金屬表面處理層80於用於打線的導電接墊44上。

請繼續參照圖8A，於本發明中，並不限制圖案化金屬層40之晶片承座42的尺寸。晶片承座42的尺寸可相當於晶片50的尺寸(如圖8A所示)或大於、小於晶片50的尺寸。於本發明中，此走線設計的導電接墊44配置有別於一般四邊扁平無接腳封裝的設計，可有效縮短引線60的打線的線長，除可提升封裝後良率外更可有效節省封裝成本。

接續上述說明，請參照圖8B，當晶片承座42’尺寸小於晶片50之尺寸時，於一實施例中，位於晶片50下方之導電接墊44亦可輔助承載晶片50，晶片50可利用絕緣黏著層(圖上未標)固定設置於其上。於一實施例中，晶片承座42’與用於承載晶片50之導電接墊44的高度可高於其他導電接墊44的高度，如此，可提供較大空間讓封裝材料充分填滿空隙，避免晶片50底部外露達到有效保護晶片50的效果。

請繼續參照圖8C，於一實施例中，晶片承座可由設置於晶片50下方之導電接墊44’所組成，如此可有效利用有限位置達到外部接點22或焊球(圖上未示)最密化設計。於一實施例中，承載晶片50之導電接墊44’的高度亦可高於其他導電接墊44的高度。

請參照圖8A、圖8B與圖8C，於本發明中，晶片承座42’與導電接墊44’都可利用電鍍來達到所需的厚度。與一般導電接墊44不同厚度的晶片42’與導電接墊44’則可利用不同步驟影像轉移程序即可達成。

綜合上述，本發明四邊扁平無接腳封裝方法藉由使用具有可剝離金屬層的封裝載板，並可利用此可剝離金屬層進行圖案化作為其後封裝體外部接點，提供整體封裝製程與封裝結構的多樣性。另外，所有製程皆可使用既有技術與設備，並未增加成本與困難度。更者，由於圖案化可剝離金屬層之製程係使用影像轉移技術或黃光微影技術，因此可有效達成高密度與細間距的結構。本發明除可使用現有技術外，亦可應用於雙面製程。且本發明與一般使用基板之封裝方法相比，封裝載板亦可選用可回收或重複使用材質，因此具有較低的成本與較佳的優勢。此外，本方法可配合利用電鍍技術製作特殊結構且細間距的導電接墊結構。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10．．．封裝載板

12．．．金屬易剝離表面

20．．．可剝離金屬層

22．．．外部接點

30．．．影像轉移層

30’．．．次影像轉移層

40．．．圖案化金屬層、第一圖案化金屬層

42．．．晶片承座

42’．．．晶片承座

43．．．第二圖案化金屬層

44．．．導電接墊

44’．．．導電接墊

46．．．線路

50．．．晶片

60．．．引線

70．．．封裝材料

80．．．金屬表面處理層

圖1A、圖1B、圖1C、圖1D、圖1E、圖1F、圖1G與圖1H為本發明一實施例之流程示意圖。

圖2A、圖2B、圖2C與圖2D為本發明不同實施例之示意圖。

圖3A、圖3B、圖3C與圖3D為本發明不同實施例之局部放大示意圖。

圖4A、圖4B、圖4C與圖4D為本發明不同實施例之局部放大示意圖。

圖5為本發明一實施例之示意圖。

圖6A、圖6B與圖6C為本發明一實施例之部分流程示意圖。

圖7A與圖7B為本發明一實施例之示意圖。

圖8A、圖8B與圖8C為本發明不同實施例之示意圖。

10．．．封裝載板

12．．．金屬易剝離表面

20．．．可剝離金屬層

40．．．圖案化金屬層

42．．．晶片承座

44．．．導電接墊

50．．．晶片

60．．．引線

70．．．封裝材料

Claims (27)

1. 一種四邊扁平無接腳封裝方法，係包含下列步驟：提供一封裝載板，其中該封裝載板至少一表面設置一可剝離金屬層；形成一圖案化金屬層於該可剝離金屬層上，其中該圖案化金屬層係包含至少一晶片承座與複數個導電接墊；設置一晶片於該晶片承座；利用複數條引線電性連接該晶片與該些導電接墊；利用一封裝材料覆蓋該晶片、該些引線、該些導電接墊與該可剝離金屬層；移除該封裝載板並暴露出該可剝離金屬層；以及對該可剝離金屬層進行一圖案化程序用以形成複數個外部接點，其中該些外部接點係與該些導電接墊電性連接。
2. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該封裝載板之該表面可為金屬材質或易剝離金屬表面。
3. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中形成該圖案化金屬層步驟包含：設置一影像轉移層於該可剝離金屬層上並暴露出部分該可剝離金屬層之上表面；電鍍形成該圖案化金屬層於暴露於外的該可剝離金屬層上；以及移除該影像轉移層。
4. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中形成該圖案化金屬層步驟包含：設置一影像轉移層於該可剝離金屬層上並暴露出部分該可剝離金屬層之上表面；電鍍形成一第一圖案化金屬層於暴露於外的該可剝離金屬層上；設置一次影像轉移層於該第一圖案化金屬層上並暴露出部分該第一圖案化金屬層之上表面；電鍍形成一第二圖案化金屬層於暴露於外的該第一圖案化金屬層上；以及移除該影像轉移層與該次影像轉移層。
5. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中形成該圖案化金屬層步驟包含：形成一金屬層於該封裝載板之該表面上；以及進行一微影蝕刻程序以形成該圖案化金屬層。
6. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中每一該些外部接點之尺寸係大於每一該些導電接墊。
7. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該些外部接點係重新佈線該些導電接墊。
8. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該些外部接點係為導電柱(conductive pillar)。
9. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，更包含形成一金屬表面處理層於該些外部接點或該些導電接墊上。
10. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，當該晶片承座之尺寸小於該晶片之尺寸時，位於該晶片下方之部分該些導電接墊亦可輔助承載該晶片。
11. 如請求項10所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該晶片承座與用於承載該晶片之部分該些導電接墊的高度可高於其他該些導電接墊的高度。
12. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該晶片承座可由設置於該晶片下方之該些導電接墊所組成。
13. 如請求項12所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中於承載該晶片之部分該些導電接墊的高度可高於其他該些導電接墊的高度。
14. 如請求項1所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該圖案化金屬層更包含一線路用以電性連接兩兩該些導電接墊，兩兩該些導電接墊之一用以與該晶片電性連接，而兩兩該些導電接墊之另一則可與該些外部接點之一電性連接。
15. 一種應用如請求項3所述之四邊扁平無接腳封裝方法所製成的四邊扁平無接腳封裝結構，其特徵在於該些導電接墊可具有一正梯形或倒梯形結構。
16. 一種應用如請求項4所述之四邊扁平無接腳封裝方法所製成的四邊扁平無接腳封裝結構，其特徵在於該些導電接墊之側邊具有一階梯狀結構。
17. 一種四邊扁平無接腳封裝方法，係包含下列步驟：提供一封裝載板，其中該封裝載板至少一表面設置一可剝離金屬層；形成一圖案化金屬層於該可剝離金屬層上，其中該圖案化金屬層係包含至少一晶片承座與複數個導電接墊；設置一晶片於該晶片承座；利用複數條引線電性連接該晶片與該些導電接墊；利用一封裝材料覆蓋該晶片、該些引線、該些導電接墊與該可剝離金屬層；移除該封裝載板並暴露出該可剝離金屬層；以及利用一蝕刻程序移除該可剝離金屬層。
18. 如請求項17所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該蝕刻程序更移除部份厚度的該圖案化金屬層。
19. 如請求項17所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中形成該圖案化金屬層步驟包含：設置一影像轉移層於該可剝離金屬層上並暴露出部分該可剝離金屬層之上表面；電鍍形成該圖案化金屬層於暴露於外的該可剝離金屬層上；以及移除該影像轉移層。
20. 如請求項17所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中形成該圖案化金屬層步驟包含：設置一影像轉移層於該可剝離金屬層上並暴露出部分該可剝離金屬層之上表面；電鍍形成一第一圖案化金屬層於暴露於外的該可剝離金屬層上；設置一次影像轉移層於該第一圖案化金屬層上並暴露出部分該第一圖案化金屬層之上表面；電鍍形成一第二圖案化金屬層於暴露於外的該第一圖案化金屬層上；以及移除該影像轉移層與該次影像轉移層。
21. 一種應用如請求項19所述之四邊扁平無接腳封裝方法所製成的四邊扁平無接腳封裝結構，其特徵在於該些導電接墊可具有一正梯形或倒梯形結構。
22. 一種應用如請求項20所述之四邊扁平無接腳封裝方法所製成的四邊扁平無接腳封裝結構，其特徵在於該些導電接墊之側邊具有一階梯狀結構。
23. 如請求項17所述之四邊扁平無接腳封裝方法，當該晶片承座之尺寸小於該晶片之尺寸時，位於該晶片下方之部分該些導電接墊亦可輔助承載該晶片。
24. 如請求項23所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該晶片承座與用於承載該晶片之部分該些導電接墊的高度可高於其他該些導電接墊的高度。
25. 如請求項17所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該晶片承座可由設置於該晶片下方之該些導電接墊所組成。
26. 如請求項25所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中於承載該晶片之部分該些導電接墊的高度可高於其他該些導電接墊的高度。
27. 如請求項17所述之四邊扁平無接腳封裝方法，其中該圖案化金屬層更包含一線路用以電性連接兩兩該些導電接墊，兩兩該些導電接墊之一用以與該晶片電性連接，而兩兩該些導電接墊之另一則可與該些外部接點之一電性連接。