TWI556365B - 預製之封裝結構、對其進行鑽孔之方法及鑽孔裝置 - Google Patents

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Description

預製之封裝結構、對其進行鑽孔之方法及鑽孔裝置
本發明提供一種預製之封裝結構、對其進行鑽孔之方法及鑽孔裝置，尤指一種可使用紅外線精確定位鑽孔位置之預製之封裝結構、對其進行鑽孔之方法及鑽孔裝置。
隨著電子產業的蓬勃發展，電子產品也逐漸邁向多功能、高性能與微型化(miniaturization)的趨勢。為了滿足半導體封裝件微型化的封裝需求，遂發展出許多封裝技術。
請參照第1圖，其係習知對預製之封裝結構1進行鑽孔之方法的剖視圖。預製之封裝結構1係包括晶片10、重佈線層11、承載板13及封裝膠體12。
如上所述之晶片10具有相對之作用面10a與非作用面10b及連接作用面10a與非作用面10b之側面10c，而作用面10a上具有複數電極墊101，且電極墊101上可形成有銅凸塊103，銅凸塊103上形成有銲料105。
如上所述之重佈線層(redistribution layer，RDL)11具有相對之第一表面11a與第二表面11b，並以其第一表面11a接置於晶片10之作用面10a上且經由銲料105與銅凸 塊103電性連接電極墊101，且重佈線層11之第一表面11a係在晶片10的周圍具有外露之複數電性連接墊111，其中，重佈線層11之結構係已廣為人知，故不再贅述。
一般而言，晶片10可藉由迴銲方式將銲料105與重佈線層11電性連接，從而使晶片20之作用面10a上的電極墊101經由銅凸塊103及銲料105而與重佈線層11電性連接，並使重佈線層11之第一表面11a接置於晶片10之作用面10a上，而重佈線層11之第一表面11a係在晶片10周圍具有外露於第一表面11a之複數電性連接墊111。
如上所述之承載板13係接置於重佈線層11之第二表面11b上，而封裝膠體12係形成在重佈線層11之第一表面21a上以覆蓋電性連接墊111及晶片10。
習知在對預製之封裝結構1進行鑽孔時，一般而言係以雷射光產生器32之照射路徑L直接對準預製之封裝結構1的電性連接墊111上的封裝膠體12，然而，由於在使封裝膠體12面對雷射光產生器32之照射路徑L時，封裝膠體12覆蓋電性連接墊111，無法以光學方法看穿封裝膠體12以識別電性連接墊111的精確位置，且電性連接墊111及電極墊101亦受承載板13覆蓋，而無法直接判斷電性連接墊111之精確位置或藉由其與電性連接墊111之間具有相對位置差異之電極墊101判斷電性連接墊111之精確位置，從而導致雷射光產生器32之照射路徑L無法精確對準電性連接墊111上之封裝膠體12，故其當然造成如第1圖所示地在錯誤位置處的封裝膠體12中燒灼出封裝膠 體開孔(未圖示)，從而使隨後在該封裝膠體開孔中形成的導電盲孔(未圖示)無法正確地電性連接電性連接墊111，因此導致電性連接失敗。
因此，如何克服習知對預製之封裝結構進行鑽孔時無法找到電性連接墊之精確位置的問題，實為本領域技術人員的一大課題。
有鑒於上述習知技術之缺失，本發明提供一種預製之封裝結構，係包括：具有相對之作用面與非作用面及連接該作用面與非作用面之側面的半導體晶片，該作用面上具有複數電極墊；具有相對之第一表面與第二表面的重佈線層，其第一表面接置於該半導體晶片之該作用面上且電性連接該電極墊，且該重佈線層之第一表面係在該半導體晶片的周圍具有外露之複數電性連接墊；以及形成在該重佈線層之第一表面上以覆蓋該電性連接墊及該半導體晶片的側面的封裝膠體，且其具有露出該非作用面之開口。
本發明亦提供一種鑽孔裝置，其用於對預製之封裝結構進行鑽孔，該預製之封裝結構包含半導體晶片、重佈線層與封裝膠體，該半導體晶片具有相對之作用面與非作用面及連接該作用面與非作用面之側面，該作用面上具有複數電極墊，該重佈線層具有相對之第一表面與第二表面，並以其第一表面接置於該半導體晶片之該作用面上且電性連接該電極墊，且該重佈線層之第一表面係在該半導體晶片的周圍具有外露之複數電性連接墊，該封裝膠體形成在 該重佈線層之第一表面上以覆蓋該電性連接墊及該半導體晶片的側面，且具有露出該非作用面之開口，該鑽孔裝置係包括：用以供該預製之封裝結構放置的承載台；用以燒灼該電性連接墊上的封裝膠體，以形成複數對應外露該電性連接墊的封裝膠體開孔的雷射光產生器；用以從該非作用面側照射該電極墊的紅外線產生器；用以感測由紅外線照射該電極墊所呈現之影像以識別該電極墊之位置的感測模組；以及用以藉由該電極墊之位置及該電極墊與電性連接墊間的相對位置關係來判斷該電性連接墊的位置的控制模組，其並使該雷射光產生器之照射路徑對準該電性連接墊處，以進行後續燒灼。
本發明復提供一種對預製之封裝結構進行鑽孔之方法，係包括：在承載台上放置該預製之封裝結構，該預製之封裝結構包含半導體晶片、重佈線層與封裝膠體，該半導體晶片具有相對之作用面與非作用面及連接該作用面與非作用面之側面，該作用面上具有複數電極墊，該重佈線層具有相對之第一表面與第二表面，並以其第一表面接置於該半導體晶片之該作用面上且電性連接該電極墊，且該重佈線層之第一表面係在該半導體晶片的周圍具有外露之複數電性連接墊，該封裝膠體形成在該重佈線層之第一表面上以覆蓋該電性連接墊及該半導體晶片的側面，且具有露出該非作用面之開口；以紅外線產生器從該非作用面側照射該電極墊；以感測模組感測由紅外線照射該電極墊所呈現之影像，以識別該電極墊之位置；以及利用控制模組 藉由該電極墊之位置及該電極墊與電性連接墊間的相對位置關係來判斷該電性連接墊的位置，該控制模組並使該雷射光產生器之照射路徑對準該電性連接墊上的封裝膠體處進行燒灼，以形成複數對應外露該電性連接墊的封裝膠體開孔。
本發明的預製之封裝結構、對其進行鑽孔之方法及鑽孔裝置係使封裝膠體覆蓋半導體晶片之側面並露出其非作用面，且使用具有紅外線產生器的鑽孔裝置，以從電極墊之位置及電極墊與電性連接墊之間的預定義相對位置判斷電性連接墊之位置，並從而使雷射光產生器之照射路徑對準電性連接墊上的封裝膠體並燒灼，故本發明可避免導電盲孔無法正確地電性連接電性連接墊的問題。
1、2‧‧‧預製之封裝結構
10‧‧‧晶片
10a、20a‧‧‧作用面
10b、20b‧‧‧非作用面
10c、20c‧‧‧側面
101、201‧‧‧電極墊
103、203‧‧‧銅凸塊
105、205‧‧‧銲料
11、21‧‧‧重佈線層
11a、21a‧‧‧第一表面
11b、21b‧‧‧第二表面
111、211‧‧‧電性連接墊
12、22‧‧‧封裝膠體
13、23‧‧‧承載板
20‧‧‧半導體晶片
221‧‧‧開口
3‧‧‧鑽孔裝置
31‧‧‧承載台
32‧‧‧雷射光產生器
33‧‧‧紅外線產生器
L‧‧‧照射路徑
S401、S402、S403、S404a、S404b、S404c‧‧‧步驟
第1圖係習知對預製之封裝結構進行鑽孔之方法的剖視圖；第2圖係本發明之預製之封裝結構的剖視圖；第3圖係本發明之預製之封裝結構與鑽孔裝置的立體圖；以及第4圖係本發明之對預製之封裝結構進行鑽孔之方法的流程圖。
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。本發明亦可藉由其它不同 的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
請參照第2圖，其係本發明之預製之封裝結構2的剖視圖。預製之封裝結構2係包括半導體晶片20、重佈線層21及封裝膠體22，本發明之預製之封裝結構2的各組件將在下文中參照第2圖而詳細說明。
如上所述之半導體晶片20具有相對之作用面20a與非作用面20b及連接作用面20a與非作用面20b之側面20c，而作用面20a上具有複數電極墊201，一般而言但不限於此，半導體晶片20之主要材料可為含矽的半導體材料，如純矽或摻雜有鍺、硼、磷及碳等等的矽基半導體材料，而電極墊201上可形成有銅凸塊203，而銅凸塊203上形成有銲料205。
如上所述之重佈線層(Redistribution layer，即RDL)21具有相對之第一表面21a與第二表面21b，並以其第一表面21a接置於半導體晶片20之作用面20a上且電性連接電極墊201，且重佈線層21之第一表面21a係在半導體晶片20的周圍具有外露之複數電性連接墊211，而電性連接墊211與電極墊201之間可具有預定義之相對位置。重佈線層21之結構係已廣為人知，故不再贅述，然而，詳而言之但不限於此，重佈線層21亦可包含有堆疊之至少一線路層(未標示元件符號)，而可為單層或多層結構。一般而言但不限於此，半導體晶片20可藉由迴銲方式將銲料205與重 佈線層21電性連接，從而使半導體晶片20之作用面20a上的電極墊201經由銅凸塊203及銲料205而與重佈線層21電性連接，並使重佈線層21之第一表面21a接置於半導體晶片20之作用面20a上，而重佈線層21之第一表面21a係在半導體晶片20的周圍具有外露於第一表面21a之複數電性連接墊211，特定而言但不限於此，電性連接墊211可嵌設於重佈線層21中並外露於第一表面21a。
如上所述之封裝膠體22形成在重佈線層21之第一表面21a上以覆蓋電性連接墊211及半導體晶片20的側面20c，且具有露出非作用面20b之開口221。
此外，本發明之預製之封裝結構2可復包括承載板23，其係接置於重佈線層21之第二表面21b上，且第二表面21b上可具有黏著層(未圖示)，以使重佈線層21之第二表面21b接置在承載板23上。
請參照第3圖，該圖係本發明之預製之封裝結構2與鑽孔裝置3的立體圖。鑽孔裝置3係用於對上述的預製之封裝結構2進行鑽孔，而預製之封裝結構2的各組件已於上文中詳細描述，故在此不再贅述。本發明之鑽孔裝置3係包括承載台31、雷射光產生器32、紅外線產生器33、感測模組(未圖示)及控制模組(未圖示)，且鑽孔裝置3的各組件將在下文中參照第3圖而詳細說明。
如上所述之承載台31係用以供預製之封裝結構2放置，一般而言但不限於此，承載台31上可具有固定預製之封裝結構2之治具等結構(皆未圖示)，如夾具、吸盤或凹 部等，並且，放置於承載台31上的預製之封裝結構2可為一由複數預製之封裝結構2所構成的排版結構(未標示)。
如上所述之雷射光產生器32係用以燒灼如第2圖所示之電性連接墊211上的封裝膠體22，以形成複數對應外露電性連接墊211的封裝膠體開孔(未圖示)。詳細而言但不限於此，雷射光產生器32係內部產生雷射光而沿一特定路徑出光，在本發明之一態樣中，由雷射光產生器32直接出光的特定路徑可定義為虛線表示的照射路徑L，且照射路徑L係可垂直於重佈線層21之第一表面21a地從封裝膠體22側對準電性連接墊211，而在本發明之另一態樣中，由雷射光產生器32直接出光的特定路徑可經由如透鏡及反射鏡等等的光學組件(未圖示)而導向至照射路徑L，且在本發明之另一態樣中，雷射光產生器32所發出的雷射光可藉由鏡頭(未圖示)而在照射路徑L上對準電性連接墊211並聚焦於其上的封裝膠體22。
如上所述之紅外線產生器33係用以從非作用面20b側照射電極墊201，詳細而言但不限於此，由於對電極墊201而言，紅外線之波長係為高反射，而對矽基半導體材料而言，紅外線之波長係為高穿透，故紅外線可由非作用面20b側照射並穿透半導體晶片20之矽基半導體材料，且由電極墊201反射，從而得到電極墊201之紅外線反射影像，以確定電極墊201的位置。又詳細而言但不限於此，在本發明之一態樣中，由紅外線產生器33直接出光的紅外線路徑可平行但不重疊於照射路徑L(即紅外線產生器之 光束與照射路徑L分開)，在本發明之另一態樣中，由紅外線產生器33直接出光的紅外線路徑可經由如透鏡及反射鏡等等的光學組件(未圖示)而導向至平行但不重疊於照射路徑L，或者，由紅外線產生器33直接出光的紅外線路徑可經由如透鏡及反射鏡等等的光學組件(未圖示)而與照射路徑L耦合，然而，紅外線產生器33照射電極墊201之方式仍可依不同設計而改變且不受限於上述之例示性態樣。
如上所述之感測模組(未圖示)係用以感測由紅外線照射電極墊201所呈現之影像，以識別電極墊201之位置，一般而言但不限於此，該感測模組可藉由用來接收紅外線的鏡頭接收反射之紅外線，並將其成像以供自動或人工識別電極墊201之位置。此外，在其他實施例中，該感測模組可與紅外線產生器33設置在一起，或者，該感測模組可與紅外線產生器33分開設置，而此類感測模組之詳細設置方式已廣為人知，不再贅述。
如上所述之控制模組(未圖示)係用以藉由電極墊201之位置及電極墊201與電性連接墊211間的相對位置關係來判斷電性連接墊211的位置，並使雷射光產生器32之照射路徑L對準電性連接墊211處，以進行後續燒灼。詳細而言但不限於此，該控制模組可接收由該感測模組所識別之電極墊201的位置之信號，並配合已知或預設的電極墊201與電性連接墊211間的相對位置關係來判斷電性連接墊211的位置，並使雷射光產生器32之照射路徑L對準電性連接墊211而隨後燒灼電性連接墊211上的封裝膠體22。
又詳細而言但不限於此，使雷射光產生器32之照射路徑L對準電性連接墊211的方法有以下三種態樣：其一態樣中之承載台31的位置係為固定，而該控制模組係移動雷射光產生器32之照射路徑L以使其對準電性連接墊211；其另一態樣中之雷射光產生器32的照射路徑L係為固定，該控制模組係移動承載台31以使雷射光產生器32的照射路徑L對準電性連接墊211；其又一態樣中之雷射光產生器32的照射路徑L及承載台31皆為可動，而該控制模組係移動雷射光產生器32的照射路徑L與承載台31以使雷射光產生器32之照射路徑L對準電性連接墊211，而以上三種態樣之移動雷射光產生器32之照射路徑L的方式可為直接移動雷射光產生器32或使光學組件作動以移動照射路徑L。
請參照第4圖，其係本發明之對預製之封裝結構進行鑽孔之方法的流程圖。在步驟S401，在鑽孔裝置3之承載台31上放置預製之封裝結構2，而鑽孔裝置3及預製之封裝結構2之各組件已於上文中詳細描述，故在此不再贅述，此時預製之封裝結構2的電極墊201與電性連接墊211間的相對位置關係為已知。
在步驟S402，以紅外線產生器33從非作用面20b側照射電極墊211，其中，沿著或平行於照射路徑L之可為準直或擴散的紅外線光之光束係由非作用面20b側照射電極墊201，以由非作用面20b側照射並穿透半導體晶片20之矽基半導體材料，且由電極墊201反射並再穿透矽基半 導體材料，從而得到電極墊201之紅外線反射影像，而紅外線產生器33之設置方式已於上文中詳細描述，故在此不再贅述。
在步驟S403，以感測模組感測由紅外線光照射電極墊201所呈現之影像，以識別電極墊201之位置，進而藉由所接收之反射的紅外線光而將其成像供自動或人工識別電極墊201之位置，接著進入步驟S404a、步驟S404b或步驟S404c。
在步驟S404a至S404c中，利用控制模組藉由電極墊201之位置及電極墊201與電性連接墊211間的相對位置關係來判斷電性連接墊211的位置，該控制模組並使雷射光產生器32之照射路徑L對準電性連接墊211上的封裝膠體22而燒灼，以形成複數對應外露電性連接墊211的封裝膠體開孔(未圖示)。詳細而言但不限於此，該控制模組可接收由該感測模組所識別之電極墊201的位置之信號，並藉由設定的電極墊201與電性連接墊211間的相對位置關係來判斷電性連接墊211的位置，並使雷射光產生器32之照射路徑L對準電性連接墊211而燒灼電性連接墊211上的封裝膠體22。且其中，使雷射光產生器32之照射路徑L對準電性連接墊211的方法有以下三種態樣，即如步驟S404a至S404c中所述者：在步驟S404a中，承載台31的位置係為固定，而該控制模組係移動雷射光產生器32之照射路徑L以使其對準電性連接墊211後進行燒灼；在步驟S404b中，雷射光產生器32的照射路徑L係為固定， 該控制模組係移動承載台31以使該雷射光產生器32的照射路徑L對準電性連接墊211後進行燒灼；在步驟S404c中，雷射光產生器32的照射路徑L及承載台31皆為可動，而該控制模組係移動該雷射光產生器32的照射路徑L與承載台31以使雷射光產生器32之照射路徑L對準電性連接墊211後進行燒灼，而以上三步驟(即S404a、404b及S404b)的移動雷射光產生器32之照射路徑L的方式可為直接移動雷射光產生器32或使光學組件作動以移動照射路徑L。
綜上所述，相較於先前技術，由於本發明係藉由覆蓋半導體晶片之側面並露出非作用面的封裝膠體、紅外線產生器及已知的電極墊與電性連接墊之間的相對位置，而可由紅外線產生器照射半導體晶片而得到其電極墊位置，以藉由電極墊與電性連接墊之間的相對位置而得到電性連接墊的位置，並從而使雷射光產生器之照射路徑對準電性連接墊處的封裝膠體處，以進行後續燒灼，故本發明可避免因電性連接墊被封裝膠體覆蓋所導致之無法精確判斷電性連接墊的位置從而引起之封裝膠體開孔位置不精準的問題。
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。
S401、S402、S403、S404a、S404b、S404c‧‧‧步驟

Claims (12)

  1. 一種預製之封裝結構，係包括：半導體晶片，具有相對之作用面與非作用面及連接該作用面與非作用面之側面，該作用面上具有複數電極墊；重佈線層，具有相對之第一表面與第二表面，並以其第一表面接置於該半導體晶片之該作用面上且電性連接該電極墊，且該重佈線層之第一表面係在該半導體晶片的周圍具有外露之複數電性連接墊；以及封裝膠體，形成在該重佈線層之第一表面上以接觸且覆蓋該電性連接墊及該半導體晶片的側面，且具有露出該非作用面之開口。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之預製之封裝結構，復包括承載板，接置於該重佈線層之第二表面上。
  3. 一種鑽孔裝置，其用於對預製之封裝結構進行鑽孔，該預製之封裝結構包含半導體晶片、重佈線層與封裝膠體，該半導體晶片具有相對之作用面與非作用面及連接該作用面與非作用面之側面，該作用面上具有複數電極墊，該重佈線層具有相對之第一表面與第二表面，並以其第一表面接置於該半導體晶片之該作用面上且電性連接該電極墊，且該重佈線層之第一表面係在該半導體晶片的周圍具有外露之複數電性連接墊，該封裝膠體形成在該重佈線層之第一表面上以覆蓋該電性連接墊及該半導體晶片的側面，且具有露出該非 作用面之開口，該鑽孔裝置係包括：承載台，係用以供該預製之封裝結構放置；雷射光產生器，係用以燒灼該電性連接墊上的封裝膠體，以形成複數對應外露該電性連接墊的封裝膠體開孔；紅外線產生器，係用以從該非作用面側照射該電極墊；感測模組，係用以感測由紅外線照射該電極墊所呈現之影像，以識別該電極墊之位置；以及控制模組，係用以藉由該電極墊之位置及該電極墊與電性連接墊間的相對位置關係來判斷該電性連接墊的位置，並使該雷射光產生器之照射路徑對準該電性連接墊處，以進行後續燒灼。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之鑽孔裝置，其中，該承載台之位置係固定，該控制模組係移動該雷射光產生器，以使其對準該電性連接墊。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之鑽孔裝置，其中，該雷射光產生器係為固定，該控制模組係移動該承載台，以使該雷射光產生器對準該電性連接墊。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之鑽孔裝置，其中，該控制模組係移動該雷射光產生器與承載台，以使該雷射光產生器對準該電性連接墊。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之鑽孔裝置，其中，該預製之封裝結構復包括承載板，其接置於該重佈線層之 第二表面上。
  8. 一種對預製之封裝結構進行鑽孔之方法，係包括：在承載台上放置該預製之封裝結構，該預製之封裝結構包含半導體晶片、重佈線層與封裝膠體，該半導體晶片具有相對之作用面與非作用面及連接該作用面與非作用面之側面，該作用面上具有複數電極墊，該重佈線層具有相對之第一表面與第二表面，並以其第一表面接置於該半導體晶片之該作用面上且電性連接該電極墊，且該重佈線層之第一表面係在該半導體晶片的周圍具有外露之複數電性連接墊，該封裝膠體形成在該重佈線層之第一表面上以覆蓋該電性連接墊及該半導體晶片的側面，且具有露出該非作用面之開口；以紅外線產生器從該非作用面側照射該電極墊；以感測模組感測由紅外線照射該電極墊所呈現之影像，以識別該電極墊之位置；以及利用控制模組藉由該電極墊之位置及該電極墊與電性連接墊間的相對位置關係來判斷該電性連接墊的位置，該控制模組並使該雷射光產生器之照射路徑對準該電性連接墊上的封裝膠體處進行燒灼，以形成對應外露該電性連接墊的封裝膠體開孔。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之對預製之封裝結構進行鑽孔之方法，其中，該承載台之位置係固定，該控制模組係移動該雷射光產生器，以使其對準該電性連接 墊。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之對預製之封裝結構進行鑽孔之方法，其中，該雷射光產生器係為固定，該控制模組係移動該承載台，以使該雷射光產生器對準該電性連接墊。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之對預製之封裝結構進行鑽孔之方法，其中，該控制模組係移動該雷射光產生器與承載台，以使該雷射光產生器對準該電性連接墊。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之對預製之封裝結構進行鑽孔之方法，其中，該預製之封裝結構復包括承載板，其接置於該重佈線層之第二表面上。
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