半導體封裝組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供半導體封裝組件，半導體封裝組件包含半導體芯片，第一模塑料覆蓋半導體芯片的背面，重布層結構設置于半導體芯片的正面上，半導體芯片與重布層結構耦合，第二模塑料設置于半導體芯片的正面上且內嵌于重布層結構，被動組件設置于第二模塑料上且與半導體芯片耦合。
【專利說明】
半導體封裝組件
技術領域
[0001]本發(fā)明是有關于半導體封裝組件，特別是有關于具有被動組件的半導體封裝組件。
【背景技術】
[0002]為了確保電子產品與通訊裝置的微縮化與多功能性，需要小尺寸的半導體封裝以支撐多接腳連接、高速和高功能性。多功能性半導體封裝通常需要將被動組件整合于其中。然而，傳統(tǒng)的半導體封裝難以提供多余的區(qū)域讓被動組件安裝于其上。
[0003]因此，需要創(chuàng)新的半導體封裝組件。

【發(fā)明內容】

[0004]本揭露的一些實施例提供半導體封裝組件，其包含半導體芯片，第一模塑料覆蓋半導體芯片的背面，重布層結構設置于半導體芯片的正面上，其中半導體芯片與重布層結構耦合，第二模塑料設置于半導體芯片的正面上，且內嵌于重布層結構，以及被動組件設置于第二模塑料上，且與半導體芯片耦合。
[0005]本揭露的另一些實施例提供半導體封裝組件，其包含半導體芯片，第一模塑料設置于半導體芯片的第一表面上，重布層結構設置于半導體芯片的相對于第一表面的第二表面上，第二模塑料設置于半導體芯片的第二表面上，且內嵌于重布層結構，其中第二模塑料經由重布層結構與第一模塑料隔開，以及被動組件設置于第二模塑料上，且與半導體芯片規(guī)A
柄口 O
[0006]本揭露的另一些實施例提供半導體封裝組件，其包含半導體芯片，第一模塑料與半導體芯片的第一表面接觸，重布層結構覆蓋半導體芯片相對于第一表面的第二表面的第一部分，第二模塑料覆蓋半導體芯片的第二表面的第二部分，且內嵌于重布層結構，以及被動組件覆蓋半導體芯片的第二表面的第二部分，其中第二模塑料設置于半導體芯片與被動組件之間。
【附圖說明】
[0007]本發(fā)明能藉由閱讀以下說明書的詳細說明并配合所附
[0008]圖式說明之范例而完全理解，其中:
[0009]圖1-4顯示了根據某些實施例，半導體封裝組件的剖面示意圖。
[0010]其中，符號說明如下:
[0011]200 ?基座；
[0012]202?芯片附著表面；
[0013]300?半導體芯片；
[0014]302 ?正面；
[0015]302a、302b ?部分；
[0016]304 ?背面；
[0017]306、322?側壁表面；
[0018]308、328 ?接墊；
[0019]310?重布線結構；
[0020]312、314、321a、321b ?表面；
[0021]316 ?導線；
[0022]318?金屬間介電層；
[0023]320?第二模塑料；
[0024]324?導電凸塊；
[0025]326 ?焊料；
[0026]330?被動組件；
[0027]332?導電結構；
[0028]350a、350b、350c、350d ?半導體封裝；
[0029]360?第一模塑料；
[0030]500a、500b、500c、500d ?半導體封裝組件。
【具體實施方式】
[0031]以下描述用以實施本揭露的實施例。然而，此描述僅是用以說明本揭露的原理，且并非用以限制本揭露的范圍。本揭露的范圍以申請專利范圍決定。
[0032]以下的揭露內容提供許多不同的實施例或范例以及圖式，然而，這些僅是用以說明本揭露的原理，且并非用以限制本揭露的范圍。本揭露的范圍是以申請專利范圍決定。本揭露的圖式僅為說明之用，且并非用以限定本揭露的范圍。在圖式中，為了清楚說明本揭露，部分組件的尺寸可能被放大且并未照實際比例繪制。此尺寸以及相對的尺寸并未對應實施本揭露時的實際尺寸。
[0033]圖1顯示根據某些實施例，半導體封裝組件(semiconductor package assembly)500a的剖面示意圖。在一些實施例，半導體封裝組件500a為晶圓級(wafer-level)半導體封裝組件，例如，覆晶(flip-chip)半導體封裝組件。為清楚地顯示半導體封裝組件的被動組件和導電結構的排列方式，而放大被動組件和導電結構的尺寸。
[0034]如圖1所示，半導體封裝組件500a包含至少一安裝于基座(base)200上的晶圓級半導體封裝(semi conductor package) 350a。在此實施例，晶圓級半導體封裝350a包含系統(tǒng)芯片(system-on-chip, S0C)封裝。
[0035]如圖1所示，基座200例如為印刷電路板(printed circuit board，PCB)，可由聚丙稀(polypropylene, PP)制成。應該注意的是基座200可為單層或多層結構。多個接墊(未繪示)及/或導線(未繪示)設置于基座200的芯片附著(die-attach)表面202上。在一實施例，導線可包含電源段(power segment)，信號線段(signal trace segment)或接地線段(ground trace segment)，其用來作為晶圓級半導體封裝350a的輸入/輸出(input/output，1/0)連接。此外，晶圓級半導體封裝350a直接安裝于導線上。在其它一些實施例，接墊設置于芯片附著表面202上，并連接至導線的不同的終端。接墊為用來讓晶圓級半導體封裝350a直接安裝于其上。
[0036]如圖1所示，晶圓級半導體封裝350a通過接合制程(bonding process)安裝于基座200的芯片附著表面202上。晶圓級半導體封裝350a經由導電結構332安裝于基座200上。晶圓級半導體封裝350a包含半導體芯片300及重布層(redistribut1n layer，RDL)結構310。半導體芯片300例如為系統(tǒng)芯片(SOC)，可包含含有中央處理單元(central processingunit，CPU)、圖形處理單元(graphics processing unit ,GPU)、動態(tài)隨機存取內存(dynamicrandom access memory ,DRAM)控制器或上述組合的邏輯芯片。
[0037]如圖1所示，半導體芯片300的接墊308設置于正面302以電性連接于半導體芯片300的電路(未繪示)。在一些實施例，接墊308屬于半導體芯片300的內聯(lián)機結構(未繪示)的最上面的(uppermost)金屬層。應該注意的是，整合于半導體封裝組件500a內的半導體芯片300的數目并不限定于本發(fā)明實施例所揭露的樣態(tài)。
[0038]如圖1所示，晶圓級半導體封裝350a更包含覆蓋且圍繞半導體芯片300的第一模塑料(mo I ding compound) 360。第一模塑料360設置于半導體芯片300的背面304和側壁表面306上，且與半導體芯片300的背面304和側壁表面306接觸。在一些實施例，第一模塑料360可由非導電性材料制成，例如環(huán)氧化物(epoxy)、樹脂(res in)、可塑性聚合物(mo Idablepolymer)或相似的材料。可在大體上為液態(tài)時涂布第一模塑料360，并經由化學反應固化第一模塑料360，例如成為環(huán)氧化物或樹脂。在其它一些實施例，第一模塑料360可為紫外光(UV)或熱固化聚合物的膠體或具延展性的固體，而能環(huán)繞地設置在半導體芯片300周圍，且可經由UV或熱固化制程來固化。第一模塑料360可使用模具(未繪示)固化。在其它一些實施例，第一模塑料360可由底部填充層取代。
[0039]如圖1所示，晶圓級半導體封裝350a更包含重布層(RDL)結構310設置于半導體芯片300的正面302上。重布層結構310具有相對的表面312及表面314。此外，重布層結構310可具有一或多個導線316設置于一或多層的金屬間介電(inter-metal dielectric, IMD)層318內。半導體芯片300連接至靠近表面314中央部分的導線316。第一模塑料360覆蓋重布層結構310的表面314。此外，第一模塑料360與圍繞表面314中央部分的周邊部分接觸。然而，應該注意的是，如圖1所示的導線316的數目及重布層結構310的金屬間介電層318的數目僅為一示例，且本發(fā)明并不將其限定。
[0040]如圖1所示，晶圓級半導體封裝350a更包含設置于重布層結構310的遠離半導體芯片300的表面312上的導電結構332。導電結構332經由設置于導線316上且靠近表面312的接墊328與導線316耦合。此外，導電結構332經由重布層結構310與第一模塑料360隔開。換句話說，導電結構332未接觸于第一模塑料360。在一些實施例，導電結構332可包含導電凸塊結構，例如銅凸塊或焊料凸塊結構、導電柱結構、導電線結構或導電膠(paste)結構。
[0041 ]如圖1所示，晶圓級半導體封裝350a更包含設置于半導體芯片300的正面302的第二模塑料320。第二模塑料320包含靠近半導體芯片300的表面321a及相對于表面321a的表面321b。在一些實施例，重布層結構310及第二模塑料320各別覆蓋半導體芯片300的正面302的不同部份。例如，重布層結構310覆蓋半導體芯片300的正面302的部分302a。第二模塑料320覆蓋半導體芯片300的正面302的部分302b。部分302a與部分302b相鄰。此外，第二模塑料320內嵌于重布層結構310。在一些實施例，第二模塑料320的側壁表面322被重布層結構310圍繞。此外，第二模塑料320經由半導體芯片300和重布層結構310與第一模塑料360隔開。在一些實施例，第二模塑料320的材料與制造過程可相似于第一模塑料360的材料與制造過程。
[0042]如圖1所示，晶圓級半導體封裝350a更包含被動組件330(例如解耦合電容器(decoupling capacitor))設置于第二模塑料320上，例如，在一些實施例，被動組件330可包含被動組件芯片或分離的被動組件，例如，多層陶瓷芯片電容器(multilayer ceramicchip capacitor,MLCC)組件或整合式被動組件(integrated passive device，II3D)。在一些實施例，如圖1所示，被動組件330及導電結構332設置于靠近重布層結構310的遠離半導體芯片300的表面312上。在此實施例，被動組件330與第二模塑料320間的界面(即第二模塑料320的表面321b)與重布層結構310的遠離半導體芯片300的表面312對齊。
[0043]在一些實施例，如圖1所示，被動組件330經由導電凸塊324和焊料326與半導體芯片300耦合。導電凸塊324穿過第二模塑料320而形成。此外，導電凸塊324與被動組件330的終端(未繪示)接觸。焊料326設置在對應的導電凸塊324與半導體芯片300的對應的接墊308之間，并且與對應和導電凸塊324與半導體芯片300的對應的接墊308接觸。在一些實施例，導電凸塊324及焊料326被第二模塑料320圍繞。因此，導電凸塊324及焊料326通過第二模塑料320與重布層結構310電性隔離。在一些實施例，導電凸塊324可包含銅凸塊或銅柱。在一些實施例，被動組件330未使用重布層結構310的導線316與半導體芯片300耦合。因此，可減低被動組件330與半導體芯片300之間的導電路徑的長度(例如，此實施例的導電凸塊324和對應焊料326的長度)以增進半導體封裝組件500a的信號完整性/電源完整性(signalintegrity/ power integrity ,SI/PI)白勺效會^。
[0044]在一些實施例，如圖1所示，被動組件330的厚度(高度)被設計成小于導電結構332的直徑。具有細薄輪廓的被動組件330可利于讓晶圓級半導體封裝350a的導電結構332實施表面安裝技術(surface-mount technology，SMT)重新加工(rework)制程。
[0045]圖2顯示根據某些實施例，半導體封裝組件500b的剖面示意圖。在此所述與之前圖1相同或相似的實施例的組件為簡潔目的而省略。
[0046]如圖2所示，半導體封裝組件500b與圖1所示的半導體封裝組件500a之間的其中一個不同處在于半導體封裝350b的被動組件330的一部分內嵌于重布層結構310內。在此實施例，被動組件330與第二模塑料320間的界面(即第二模塑料320的表面321b)位于半導體封裝組件500b的晶圓級半導體封裝350b的重布層結構310的相對的表面312與表面314之間。
[0047]在此實施例，如圖2所示，被動組件330在重布層結構310的表面312上的厚度(高度)小于導電結構332的直徑。具有細薄輪廓的被動組件330可利于讓晶圓級半導體封裝350b的導電結構332實施表面安裝技術(SMT)重新加工制程。
[0048]圖3顯示根據某些實施例，半導體封裝組件500c的剖面示意圖。在此所述與之前第1-2圖相同或相似的實施例的組件為簡潔目的而省略。
[0049]如圖3所示，半導體封裝組件500c與圖1所示的半導體封裝組件500a之間的其中一個不同處在于半導體封裝350c的被動組件330未使用任何導電凸塊而與焊料326耦合。換句話說，半導體封裝350c與焊料326直接接觸。在此實施例，被動組件330與第二模塑料320間的界面(即第二模塑料320的表面321b的位置)位于半導體封裝組件500c的晶圓級半導體封裝350c的重布層結構310的相對的表面312與表面314之間。
[0050]在此實施例，如圖3所示，被動組件330在重布層結構310的表面312上的厚度(高度)小于導電結構332的直徑。具有細薄輪廓的被動組件330可利于讓晶圓級半導體封裝350c的導電結構332實施表面安裝技術(SMT)重新加工制程。
[0051]圖4顯示根據某些實施例，半導體封裝組件500d的剖面示意圖。在此所述與之前圖1-3相同或相似的實施例的組件為簡潔目的而省略。
[0052]如圖4所示，半導體封裝組件500d與圖1所示的半導體封裝組件500a之間的其中一個不同處在于重布層結構310的一些導線316可延伸至第二模塑料320內而形成。應該注意的是，延伸至第二模塑料320內的導線316經由第二模塑料320與導電凸塊324和焊料326電性隔咼。
[0053]實施例提供半導體封裝組件。半導體封裝組件包含晶圓級半導體封裝，晶圓級半導體封裝包含半導體芯片。第一模塑料覆蓋半導體芯片的背面。重布層(RDL)結構設置于半導體芯片的正面上。半導體芯片與重布層結構耦合。第二模塑料設置于半導體芯片的正面上，且內嵌于重布層結構。被動組件設置于第二模塑料上，且與半導體芯片耦合。被動組件與導電結構(例如，焊球或凸塊結構)設置于靠近重布層結構的遠離半導體芯片的表面上。被動組件經由穿過第二模塑料的導電凸塊與半導體芯片耦合。此外，重布層結構和第二模塑料各別地覆蓋半導體芯片的正面的不同部分。應該注意的是，被動組件未使用重布層結構的導線而與半導體芯片耦合。因此，可減低被動組件與半導體芯片之間的導電路徑的長度(即導電凸塊的長度)以更增進半導體封裝組件的信號完整性/電源完整性(SI/PI)的效能。另外，被動組件的厚度(高度)被設計成小于導電結構的直徑。具有細薄輪廓的被動組件可利于讓晶圓級半導體封裝的導電結構實施表面安裝技術(SMT)重新加工制程。在其它一些實施例，晶圓級半導體封裝的被動組件被設計成內嵌于重布層結構的一部分以更減低被動組件與半導體芯片之間的距離。
[0054]雖然本揭露的實施例及其優(yōu)點已揭露如上，但應該了解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和范圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本揭露的保護范圍并未局限于說明書內所述特定實施例中的制程、機器、制造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露揭示內容中理解現行或未來所發(fā)展出的制程、機器、制造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露使用。因此，本揭露的保護范圍包括上述制程、機器、制造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利范圍構成個別的實施例，且本揭露的保護范圍也包括各個申請專利范圍及實施例的組合。
【主權項】
1.一種半導體封裝組件，包括: 一半導體芯片； 一第一模塑料，覆蓋該半導體芯片的一背面； 一重布層結構，設置于該半導體芯片的一正面上，其中該半導體芯片與該重布層結構耦合； 一第二模塑料，設置于該半導體芯片的該正面上，且內嵌于該重布層結構；以及 一被動組件，設置于該第二模塑料上，且與該半導體芯片耦合。2.如權利要求1所述的半導體封裝組件，更包括: 一導電凸塊，穿過該第二模塑料，其中該被動組件經由該導電凸塊與該半導體芯片耦入口 ο3.如權利要求1所述的半導體封裝組件，其中該第二模塑料的一側壁被該重布層結構圍繞。4.如權利要求1所述的半導體封裝組件，其中該第一模塑料經由該半導體芯片和該重布層結構與該第二模塑料隔開。5.如權利要求1所述的半導體封裝組件，其中該被動組件內嵌于該重布層結構。6.如權利要求1所述的半導體封裝組件，其中該被動組件與該第二模塑料之間的一界面與該重布層結構的一遠離于該半導體芯片的第一表面對齊。7.如權利要求6所述的半導體封裝組件，更包括: 一導電結構，設置于該重布層結構的該第一表面上，其中該導電結構與重布層結構耦入口 ο8.如權利要求6所述的半導體封裝組件，其中該重布層結構包括一延伸至該第二模塑料內的導線。9.一種半導體封裝組件，包括: 一半導體芯片； 一第一模塑料，設置于該半導體芯片的一第一表面上； 一重布層結構，設置于該半導體芯片的一相對于該第一表面的第二表面上； 一第二模塑料，設置于該半導體芯片的該第二表面上，且內嵌于該重布層結構，其中該第二模塑料經由該重布層結構與該第一模塑料隔開;以及 一被動組件，設置于該第二模塑料上，且與該半導體芯片耦合。10.如權利要求9所述的半導體封裝組件，其中該重布層結構和該第二模塑料覆蓋該半導體芯片的該第二表面的不同部分。11.如權利要求9所述的半導體封裝組件，更包括: 一導電凸塊，穿過該第二模塑料，其中該被動組件經由該導電凸塊與該半導體芯片耦入口 ο12.如權利要求9所述的半導體封裝組件，其中該第二模塑料的一側壁被該重布層結構圍繞。13.如權利要求9所述的半導體封裝組件，其中該被動組件內嵌于該重布層結構。14.如權利要求9所述的半導體封裝組件，其中該被動組件與該第二模塑料之間的一界面與該重布層結構的一遠離于該半導體芯片的第一表面對齊。15.如權利要求14所述的半導體封裝組件，更包括: 一導電結構，設置于該重布層結構的該第一表面上，其中該導電結構與該重布層結構鋰A柄口 O16.如權利要求14所述的半導體封裝組件，其中該重布層結構包括一延伸至該第二模塑料內的導線。17.一種半導體封裝組件，包括: 一半導體芯片； 一第一模塑料，與該半導體芯片的一第一表面接觸； 一重布層結構，覆蓋該半導體芯片相對于該第一表面的一第二表面的一第一部分；一第二模塑料，覆蓋該半導體芯片的該第二表面的一第二部分，且內嵌于該重布層結構；以及 一被動組件，覆蓋該半導體芯片的該第二表面的該第二部分，其中該第二模塑料設置于該半導體芯片與該被動組件之間。18.如權利要求17所述的半導體封裝組件，其中該第二模塑料經由該重布層結構與該第一模塑料隔開。19.如權利要求17所述的半導體封裝組件，更包括: 一導電凸塊，穿過該第二模塑料，其中該被動組件經由該導電凸塊與該半導體芯片耦入口 ο20.如權利要求17所述的半導體封裝組件，其中該被動組件內嵌于該重布層結構。21.如權利要求17所述的半導體封裝組件，其中該被動組件與該第二模塑料的一界面與該重布層結構的一遠離于該半導體芯片之間的第一表面對齊。22.如權利要求21所述的半導體封裝組件，更包括: 一導電結構，設置于該重布層結構的該第一表面上，其中該導電結構與該重布層結構規(guī)A柄口 O23.如權利要求21所述的半導體封裝組件，其中該重布層結構包括一延伸至該第二模塑料內的導線。
【文檔編號】H01L23/528GK105977220SQ201610135933
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】林子閎, 蕭景文, 彭逸軒
【申請人】聯(lián)發(fā)科技股份有限公司