專利名稱：小片重新配置的封裝結構及封裝方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種半導體的封裝方法，特別是有關于一種將小片或多顆
小片重新配置至另一基板后，再經使用重新配置層(RDL)來形成模組化的封 裝結構及其封裝方法。
背景技術：
半導體的技術已經發(fā)展的相當的迅速，因此微型化的半導體小片(Dice)必 須具有多樣化的功能的需求，使得半導體小片必須要在很小的區(qū)域中配置更多 的輸入/輸出墊(I/Opads)，因而使得金屬接腳(pins)的密度也快速的提高了。因 此，早期的導線架封裝技術已經不適合高密度的金屬接腳；故發(fā)展出一種球陣 列(Ball Grid Array: BGA)的封裝技術，球陣列封裝除了有比導線架封裝更高密 度的優(yōu)點外，其錫球也比較不容易損害與變形。
隨著3C產品的流行，例如移動電話(Cell Phone)、個人數字助理(PDA) 或是iPod等，都必須要將許多復雜的系統(tǒng)芯片放入一個非常小的空間中，因此 為解決此一問題， 一種稱為"晶圓級封裝(wafer level package; WLP)"的封 裝技術已經發(fā)展出來，其可以在切割晶圓成為一顆顆的小片之前，就先對晶圓 進行封裝。美國第5，323，051號專利即揭露了這種"晶圓級封裝"技術。然而， 這種"晶圓級封裝"技術隨著小片有源面上的焊墊(pads)數目的增加，使得焊 墊(pads)的間距過小，除了會導致信號耦合或信號干擾的問題外，也會因為焊 墊間距過小而造成封裝的可靠度降低等問題。因此，當小片再更進一步的縮小 后，使得前述的封裝技術都無法滿足。
為解決此一問題，美國第7,196,408號專利已揭露了一種將完成半導體制 程的晶圓，經過測試及切割后，將測試結果為良好的小片(good die)重新放 置于另一個基板之上，然后再進行封裝制程，如此，使得這些被重新放置的小 片間具有較寬的間距，故可以將小片上的焊墊適當的分配，例如使用橫向延伸(或扇出)(fan out)技術，因此可以有效解決因間距過小，除了會導致信號耦 合或信號干擾的問題。
然而，為使半導體芯片能夠有較小及較薄的封裝結構，在進行晶圓切割前， 會先對晶圓進行薄化處理，例如以背磨(backside lapping)方式將晶圓薄化至 2~20mil，然后再切割成一顆顆的小片。此一經過薄化處理的小片，經過重新配 置在另一基板上，再以注模方式將多個小片形成一封裝體；由于小片很薄，使 得封裝體也是非常的薄，故當封裝體脫離基板之后，封裝體本身的應力會使得 封裝體產生翹曲，增加后續(xù)進行切割制程的困難。
另外，在晶圓切割之后，要將小片重新配置在另一個尺寸較原來基板的尺 寸還大的基板時，由于需要經由取放裝置(pick & place)將小片吸起，然后將 小片翻轉后，以覆晶方式將小片的有源面貼附于基板上，而在取放裝置將小片 翻轉的過程中，容易會產生傾斜(tilt)而造成位移，例如傾斜超過5微米， 故會使得小片無法對準，進而使得后續(xù)植球制程中也無法對準，而造成封裝結 構的可靠度降低。
為此，本發(fā)明提供一種在進行晶圓切割之前，在晶圓的背面先形成對準標 志(alignmentmark)并配合小片重新配置的封裝方法，其可以有效地解決植球時 無法對準以及封裝體產生翹曲的問題。

發(fā)明內容
有鑒于發(fā)明背景中所述的植球對準以及封裝體翹曲的問題，本發(fā)明提供一 種利用晶圓對準標志的小片重新配置的封裝結構及其方法，來將多個小片重新 進行配置并進行封裝的方法。故本發(fā)明的主要目的在提供一種兩階段熱固膠來 覆蓋小片的封裝方法，可有效提高制造的良率及可靠度。
本發(fā)明的另一主要目的在提供一種小片重新配置的封裝方法，其可以將12 吋晶圓所切割出來的小片重新配置于8吋晶圓的基板上，如此可以有效運用8 吋晶圓的既有的封裝設備，而無需重新設立12吋晶圓的封裝設備，可以降低 12吋晶圓的封裝成本。
本發(fā)明的還有一主要目的在提供一種小片重新配置的封裝方法，使得進行 封裝的芯片都是"已知是功能正常的芯片"(Known good die)，可以節(jié)省封裝材料，故也可以降低制程的成本。
根據以上的封裝結構，本發(fā)明提供一種小片重新配置的封裝方法包括提 供一第一基板，具有一上表面及一下表面，其上表面上配置一高分子材料層，
而高分子材料層形成多個區(qū)域且每一區(qū)域包括至少一縫(slit);提供多個小片，
每一小片具有一有源面及一背面，并于有源面上配置有多個焊墊；接著，將每 一該小片的有源面以覆晶方式置放在高分子材料層的一區(qū)域上，并使多個焊墊 對準于縫；提供一第二基板，其上配置一二階段熱固性膠材；形成一封裝體， 將第二基板及二階段熱固性膠材與第一基板的上表面接合，以使二階段熱固性 膠材包覆每一小片；然后，執(zhí)行一烘烤程序，以使該二階段熱固性膠材固化而 形成一固化的封裝體；脫離該第一基板以裸露出固化的封裝體及該些焊墊；形 成多條扇出的金屬線段，每一金屬線段的一端與焊墊電性連接；形成一保護層， 以覆蓋每一小片的有源面及每一金屬線段并曝露出每一金屬線段的另一端；形 成多個電性連接元件，系將多個電性連接元件與每一金屬線段的另一端電性連 接；及切割封裝體，以形成多個各自獨立的完成封裝的小片。
本發(fā)明還提供一種小片重新配置的封裝結構，包括 一個小片并于其有源 面上配置有多個焊墊；封裝體用以包覆一個小片且曝露出有源面；至少一縫的 高分子材料層覆蓋于小片的有源面上并由縫曝露出每個焊墊；多條扇出的金屬 線段的一端與每一焊墊電性連接；保護層用以覆蓋小片的有源面及每一條金屬 線段并曝露出這些金屬線段的另一端；多個電性連接元件與每一條金屬線段的 另一端電性連接，其中，封裝體為一種二階段熱固性膠材。
本發(fā)明還提供另一種小片重新配置的封裝結構，包括多顆小片且每一該 小片具有一有源面及一下表面并于該有源面上配置有多個焊墊， 一封裝體用以
包覆該小片且曝露出該有源面， 一具一開口的高分子材料層覆蓋于該小片的有 源面上并由該開口處曝露出該多個焊墊，多條扇出的金屬線段的一端與該些焊 墊電性連接， 一保護層用以覆蓋該小片的有源面及該些金屬線段并曝露出該些 金屬線段的另一端以及多個電性連接元件與該些金屬線段的另一端電性連接， 其中，封裝體為一二階段熱固性膠材。


征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發(fā) 明的具體實施方式
作詳細說明，其中 圖1是現有技術的示意圖2A至圖2B是根據本發(fā)明所揭露的在具有對準標志的晶圓的正面及背面 的封裝結構的俯視圖3至圖8是根據本發(fā)明的一實施例的封裝過程的剖視圖9至圖13B是根據本發(fā)明的另一實施例的封裝過程的剖視圖14至圖15是根據本發(fā)明的再一實施例的封裝過程的剖視圖16至圖20是根據本發(fā)明的再一實施例的封裝過程的剖視圖；及 圖21是根據本發(fā)明的模組化的封裝體。
主要元件符號說明
20 基板
高分子材料層/感光材料層 感光材料層的開口
30 32 40 40A 40B 60 70 70A 80 82 90 200 100 402 410 412
晶i
晶圓的正面 晶圓的背面 基板
二階段熱固性膠材
封裝體
保護層
保護層的開口 金屬線段
基板
對準標志
小片
焊墊414 切割道
420 電性連接元件 500模具裝置
700 高分子材料層
具體實施例方式
本發(fā)明在此所探討的方向為一種小片重新配置的封裝方法，將多顆小片重 新配置于另一基板上，然后進行封裝的方法。為了能徹底地了解本發(fā)明，將在 下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發(fā)明的施行并未限定芯片 堆疊的方式的技術者所熟習的特殊細節(jié)。另一方面，眾所周知的芯片形成方式 以及芯片薄化等后段制程的詳細步驟并未描述于細節(jié)中，以避免造成本發(fā)明不 必要的限制。然而，對于本發(fā)明的較佳實施例，則會詳細描述如下，然而除了 這些詳細描述之外，本發(fā)明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發(fā)明的 范圍不受限定，其以權利要求書為準。
在現代的半導體封裝制程中，均是將一個已經完成前段制程(Front End Process)的晶圓(wafer)，先在晶圓的正面形成一薄的絕緣層(例如形成一 Si02層)，然后再先進行薄化處理(Thinning Process)，例如將芯片的厚度研 磨至2 20mil之間；然后，進行晶圓的切割(sawing process)以形成一顆顆的 小片110;然后，使用取放裝置(pick and place)將一顆顆的小片逐一放置于 另一個基板100上，如圖1所示。很明顯地，基板IOO上的小片間隔區(qū)域比小 片110大，因此，可以使得這些被重新放置的小片110間具有較寬的間距，故 可以將小片110上的焊墊適當的分配。此外，本實施例所使用的封裝方法，可 以將12吋晶圓所切割出來的小片110重新配置于8吋晶圓的基板上，如此可 以有效運用8吋晶圓的既有的封裝設備，而無需重新設立12吋晶圓的封裝設 備，可以降低12吋晶圓的封裝成本。然后要強調的是，本發(fā)明的實施例并未 限定使用8吋晶圓大小的基板，其只要能提供承載的功能的，例如玻璃、石 英、陶瓷、電路板或金屬薄板(metalfoil)等，均可作為本實施例的基板100， 因此基板100的形狀也未加以限制。
首先，圖2A及圖2B，其表示具有對準標志的晶圓的俯視圖。如圖2A所示，其表示在晶圓40的上表面40A形成有多個小片110，且在晶圓40的每一 個小片410的背面40B的X-Y方向上，設置有多個對準標志(alignment mark)402，如圖2B所示。由先前陳述得知，當晶圓40經切割之后形成多個小 片410，再重新配置至另一基板100時，由于新的基板100之間的小片間隔區(qū) 域比小片410大，因此在取放小片410的過程中，容易產生偏移，而在后續(xù)封 裝制程的植球步驟(ballmount)會無法對準，而造成封裝結構的可靠度降低。因 此在本具體實施例中，在晶圓40未進行切割之前先將晶圓的背面40B朝上， 然后在晶圓40的背面40B且在每一小片的背面的X-Y方向形成多個對準標志 402。接著進行晶圓切割步驟，并使每一顆小片410的背面朝上；再接著，使 用取放裝置(未于圖中顯示)將每一顆小片410吸起并放置于基板IOO上；由 于，每一顆小片410的背面上均已配置有對準標志402，因此，取放裝置可以 直接辨識出每一顆小片410其有源面上的悍墊412位置；當取放裝置要將小片 410放置于基板上時，可以再借由基板上的參考點(未于圖中顯示)來計算出 小片410的相對位置，再加上取放裝置不需要將小片410翻轉，因此可以將小 片410精確地放置于基板100上。故當多個小片410重新配置在新的基板100 上時，就不會因為無法對準而且準確度以及可靠度的問題。在此，形成對準標 志402的方式可以利用光蝕刻(photo-etching)制程，在晶圓40的背面40B的X-Y 方向上形成多個對準標志402，且其形狀可以為任意幾何形狀，而在一較佳實 施例中，此一幾何形狀為十字的標志。另外，形成對準標志402的方式還包括 利用激光標簽(lasermark)制程，在晶圓40的背面40B形成多個對準標志402。 緊接著，請參考圖3，其是本發(fā)明的一具體實施例的剖面示意圖。如圖3 所示，首先，在基板20上配置有一高分子材料層30，此高分子材料層30形成 多個區(qū)域且每一區(qū)域包括至少一縫32 (slit)。而此高分子材料層30可以為一 具有彈性的粘著材料(paste)，例如硅橡膠(silicone rubber)、硅樹脂(silicone resin)、彈性PU、多孔PU、丙烯酸橡膠(acrylic rubber)或小片切割膠等。 此外，高分子材料層30可以是一種二階段熱固性膠材或是一種光感應層(photo sensitive film)。特別是當高分子材料層30為一種二階段熱固性膠材時，其形 成在基板20之后，可以選擇性地進行一預烘烤程序；例如在8(TC 10(TC環(huán) 境下烘烤5~10分鐘；以使得液態(tài)狀的二階段熱固性膠材轉變成一種具有粘稠狀的粘著層并且與基板20接合在一起。
接著，使用取放裝置(未顯示于圖中)將背面朝上且配置有多個對準標志
402的小片410逐一吸起并貼附至基板20上的高分子材料層30之上的每一個 區(qū)域，其中小片410系以有源面與基板20上的高分子材料層30連接，并使有 源面上的多個焊墊412對準并曝露于每一區(qū)域中的至少一個縫32之中。在此 要強調，此縫32系可依據所要封裝的小片的有源面上的焊墊的配置而定，例 如，小片410的有源面上的焊墊412配置于小片410的中央處并且成一排，當 然，也有在小片410的中央處形成兩排焊墊者，例如動態(tài)記憶體(DRAM)， 即本實施例的示意圖。
接著，將一種二階段熱固性膠材70形成于另一基板60之上；同樣地，此 基板60也可以是玻璃、石英、陶瓷、電路板或金屬薄板(metal foil)等，本實 施例未加以限制。然后，也可以選擇性地進行一預烘烤程序；例如在80°C 100。C環(huán)境下烘烤5~10分鐘；以使得液態(tài)狀的二階段熱固性膠材70轉變成一 種具有粘稠狀的粘著層并且與基板60接合在一起。在此要強調的是，此二階 段熱固性膠材70的厚度需大于每一芯片410的厚度，例如3~20mil。接著， 將接合在一起的基板60及二階段熱固性膠材70翻轉過來，即將二階段熱固性 膠材70朝向固接在基板20上的每一小片410的背面，如圖3所示。
然后，再將接合在一起的基板60及二階段熱固性膠材70向下壓，以使 二階段熱固性膠材70能夠將每一小片410包覆，如圖4所示。再接著，進行 一烘烤程序，例如在12(TC 250。C環(huán)境下烘烤20 60分鐘，以使二階段熱固 性膠材70能夠被固化，以形成一封裝體70A。再接著，可以選擇先將基板60 與封裝體70A脫離，以曝露出封裝體70A的表面，然后，可以選擇性地使用切 割刀(未顯示于圖中)，在封裝體70A的表面上形成多條切割道414;其中， 每一切割道414的深度為0.5密爾(mil)至1密爾，而切割道414的寬度則為 5微米至25微米。在一較佳實施例中，此切割道414可以是相互垂直交錯，并 且可以作為實際切割小片時的參考線。接著，將基板20與高分子材料層30分 離。很明顯地，此封裝體70A包覆每一顆小片410，并且每一顆小片410的有 源面均被高分子材料層30所覆蓋，其中每一顆小片410的有源面上的多個焊 墊412可經由高分子材料層30上的縫32而曝露出來，如圖5所示。由于封裝體70A在其表面上有多條切割道414，因此，當高分子材料層30與封裝體70A 剝離后，封裝體70A上的應力會被這些切割道414所形成的區(qū)域所抵消，故可 有效地解決封裝體翹曲的問題。
如圖5所示，曝露出來的焊墊412并未與高分子材料層30接觸，故只 要經過適當的清潔焊墊412表面或是將焊墊412表面上的氧化層移除后，就可 以直接在曝露出來的焊墊412上使用重布線制程(Redistribution Layer; RDL) 來形成多個扇出(fan out)的金屬線段90，此金屬線段90的一端與小片410 有源面上的每一個焊墊412電性連接，而另一端則向小片410邊緣延伸；接著， 以半導體制程于金屬線段90上形成一保護層80并于每一個金屬線段90的另 一端上形成多個開口82 (叩ening)，如圖6所示。最后，再于每一開口82上 形成多個電性連接元件420，以便作為小片410對外電性連接的接點，其中， 此電性連接元件420可以是金屬凸塊(metalbump)或是錫球(solderbdl)，如圖7 所示。然后，即可對封裝體70A進行最后的切割，以形成一顆顆完成封裝制程 的小片，如圖8所示。很明顯地，在本實施例中的每一顆小片410的5個面都 被二階段熱固性膠材70所形成的封裝體70A所包覆，僅有小片410的有源面 為被至少一有一個縫32的高分子材料層30覆蓋。同時，也借由對準標志402 的配置，使得金屬線段90及電性連接元件420均可精確地與焊墊412連接， 可使完成封裝的小片410的可靠度提高。
然而，在一較佳實施例中，也可將基板20上的高分子材料層30以一種二 階段熱固性膠材來取代。當多個芯片410與二階段熱固性膠材30接合并被二 階段熱固性膠材70包覆后，于進行二階段熱固性膠材70的烘烤程序時，可同 時使二階段熱固性膠材70固化。因此，可以將基板20及基板60與已固化的 二階段熱固性膠材30/70脫離。接著，在將曝露出來的焊墊412經過適當的清 潔或是將焊墊412表面上的氧化層移除后，就可以直接在曝露出來的焊墊412 上使用重布線制程(Redistribution Layer; RDL)來形成多個扇出(fan out)的 金屬線段90，此金屬線段90的一端與于小片410有源面上的每一個焊墊412 電性連接，而另一端則向小片410邊緣延伸；接著，以半導體制程于金屬線段 90上形成一保護層80并于每一個金屬線段90的另一端上形成多個開口 82 (叩ening)，如圖6所示。最后，再于每一開口 82上形成多個電性連接元件420，以便作為小片410對外電性連接的接點，其中，此電性連接元件420可 以是金屬凸塊(metalbump)或是錫球(solderball)，如圖7所示。然后，即可對封 裝體進行最后的切割，以形成一顆顆完成封裝制程的小片。
另外，在上述實施例中，當基板60并未被移除時，封裝體70A被切割成 多顆完成封裝的小片410后，其每一顆完成封裝的小片410的背面上均留有基 板60，其可作為完成封裝的小片410的散熱片，如圖8所示。當然，在前述的 封裝過程中，也可以選擇在將基板20脫離后，可進一步將基板60也脫離，此 時，小片410的背面就沒有基板60。然而，當基板60脫離后，則可以選擇性 地使用切割刀(未顯示于圖中)，在封裝體70A的背面上形成多條切割道414; 其中，每一切割道414的深度為0.5密爾(mil)至1密爾，而切割道414的寬 度則為5微米至25微米。在一較佳實施例中，此切割道414可以是相互垂直 交錯，并且可以作為實際切割小片時的參考線。由于封裝體70A在相對于小片 410的有源面的背面上有多條切割道414，因此，當基板60與封裝體70A剝離 后，封裝體70A上的應力會被這些切割道414所形成的區(qū)域所抵消，故可有效 地解決封裝體翹曲的問題。
依據前述所揭露的內容，本發(fā)明進一步揭露一種模組化的多小片封裝的結 構。首先，請參考圖9，系表示將多個相同的小片形成一個封裝模組的示意圖， 在本實施例中，系以四顆LED發(fā)光體所形成的發(fā)光模組來說明；此外，多個相 同的小片也可以是DRAM。
如圖9所示，小片320是為發(fā)光二極管(LED)，每一發(fā)光二極管320的P 電極322與相鄰的發(fā)光二極管320的P電極322電性連接；而發(fā)光二極管320 的N電極321系與相鄰的發(fā)光二極管320的N電極321電性連接，且每一發(fā)光 二極管320的N電極321及P電極322系借由金屬線段90分別與電性連接元 件330電性連接。同樣地，本發(fā)明也不限定發(fā)光二極管320的數量或是其電性 連接的方式，例如將多個發(fā)光二極管(LED)串接成一個柱狀光源或是并聯(lián) 成一面狀光源；同時，本發(fā)明也不限定發(fā)光二極管320的發(fā)光顏色，即發(fā)光二 極管320可以是紅光發(fā)光二極管或綠光發(fā)光二極管或藍光發(fā)光二極管或其他顏 色的發(fā)光二極管(例如白光)或是前述發(fā)光二極管的組合等。另外，當小片 為DRAM時，由于每一顆DRAM上的焊墊都相同，因此可以借由圖案化的金屬線段來適當的布線(layout)，來將每一顆DRAM做適當的電性連接；例如 將4顆256M的DRAM小片以串聯(lián)或并聯(lián)的方式封裝在一起，形成一個存儲容 量為1G的記憶模組。由于，以形成圖案化的金屬線段來達成小片間的電性連 接并非本發(fā)明的特征，故不再進一步詳述，以避免對本發(fā)明造成不必要的限制。
此外，本發(fā)明也揭露一種將多個不同大小或不同功能的小片形成一個封裝 模組的示意圖，如圖10所示，其是顯示不同功能或不同大小的小片封完成封 裝的上視圖。很明顯地，這些小片模組是由多個小片所構成的系統(tǒng)級封裝 (System-In-Package; SIP);在本實施例中，這些小片至少包含微處理裝置 305(microprocessor means)、存儲器裝置310(memory means)或是存儲器控制裝 置315(memory controller means);其中每一小片的有源面上具有多個焊墊，且 在每一小片的焊墊上形成多條圖案化的金屬線段，以串聯(lián)或是并聯(lián)的布線 (layout)方式來電性連接相鄰的小片并與電性連接元件形成電性連接。
由于形成模組化的封裝過程與前述的圖3至圖6的過程類似，故概述如下。
首先，在基板20上配置有一高分子材料層30，此高分子材料層30形成多 個區(qū)域且每一區(qū)域包括至少一縫32 (slit)。而此高分子材料層30可以為一具 有彈性的粘著材料(paste)，例如硅橡膠(silicone rubber)、硅樹脂(silicone resin)、彈性PU、多孔PU、丙烯酸橡膠(acrylic rubber)或小片切割膠等。 此外，高分子材料層30可以是一種二階段熱固性膠材或是一種光感應層(photo sensitive flim)。特別是當高分子材料層30為一種二階段熱固性膠材時，其形 成在基板20之后，可以選擇性地進行一預烘烤程序；例如在8(TC 10(TC環(huán) 境下烘烤5~10分鐘；以使得液態(tài)狀的二階段熱固性膠材轉變成一種具有粘稠 狀的粘著層并且與基板20接合在一起。
接著，使用取放裝置(未顯示于圖中)將背面朝上且配置有多個對準標志 402的小片(包括305; 310; 315; 320)逐一吸起并貼附至基板20上的高分 子材料層30之上的每一個區(qū)域，其中小片(包括305; 310; 315; 320)是以 有源面與基板20上的高分子材料層30連接，并使有源面上的多個焊墊412對 準并曝露于每一區(qū)域中的至少一個縫32之中。在此要強調，此縫32是可依據 所要封裝的小片的有源面上的焊墊的配置而定，例如，小片(包括305; 310; 315; 320)的有源面上的焊墊412配置于小片(包括305; 310; 315; 320)的中央處并且成一排，即本實施例的示意圖；當然，也有在小片(包括305; 310; 315; 320)的中央處形成兩排焊墊的，例如動態(tài)存儲器(DRAM)。
接著，將一種二階段熱固性膠材70形成于另一基板60之上；同樣地，此 基板60也可以是玻璃、石英、陶瓷、電路板或金屬薄板(metal foil)等，本實 施例未加以限制。然后，也可以選擇性地進行一預烘烤程序；例如在80°C 100。C環(huán)境下烘烤5 10分鐘；以使得液態(tài)狀的二階段熱固性膠材70轉變成一 種具有粘稠狀的粘著層并且與基板60接合在一起。在此要強調的是，此二階 段熱固性膠材70的厚度需大于每一芯片(包括305; 310; 315; 320)的厚度， 例如3~20mil。接著，將接合在一起的基板60及二階段熱固性膠材70翻轉過 來，即將二階段熱固性膠材70朝向固接在基板20上的每一小片(包括305; 310; 315; 320)的背面，如圖3所示。
然后，再將接合在一起的基板60及二階段熱固性膠材70向下壓，以使二 階段熱固性膠材70能夠將每一小片(包括305; 310; 315; 320)包覆，如圖 4所示。再接著，進行一烘烤程序，例如在12(TC 25(TC環(huán)境下烘烤20~60 分鐘，以使二階段熱固性膠材70能夠被固化，以形成一封裝體70A。再接著， 可以選擇先將基板60與封裝體70A脫離，以曝露出封裝體70A的表面，然后， 可以選擇性地使用切割刀(未顯示于圖中)，在封裝體70A的表面上形成多條 切割道414;其中，每一切割道414的深度為0.5密爾(mil)至1密爾，而切 割道414的寬度則為5微米至25微米。在一較佳實施例中，此切割道414可 以是相互垂直交錯，并且可以作為實際切割小片時的參考線。接著，將基板20 與高分子材料層30分離。很明顯地，此封裝體70A包覆每一顆小片410，并且 每一顆小片410的有源面均被高分子材料層30所覆蓋，其中每一顆小片410 的有源面上的多個焊墊412可經由高分子材料層30上的縫32而曝露出來，如 圖5所示。由于封裝體70A在其表面上有多條切割道414，因此，當高分子材 料層30與封裝體70A剝離后，封裝體70A上的應力會被這些切割道414所形 成的區(qū)域所抵消，故可有效地解決封裝體翹曲的問題。
如圖5所示，曝露出來的焊墊412并未與高分子材料層30接觸，故只要 經過適當的清潔焊墊412表面或是將焊墊412表面上的氧化層移除后，就可以 直接在曝露出來的焊墊412上使用重布線制程(Redistribution Layer; RDL)來
16形成多個扇出(fan out)的金屬線段90，此金屬線段90的一端與小片(包括 305; 310; 315; 320)有源面上的每一個焊墊412電性連接，而另一端則向小 片(包括305; 310; 315; 320)邊緣延伸；接著，以半導體制程于金屬線段 90上形成一保護層80并于每一個金屬線段90的另一端上形成多個開口 82 (opening)，如圖11所示。最后，再于每一開口 82上形成多個電性連接元件 420，以便作為小片410對外電性連接的接點，其中，此電性連接元件420可 以是金屬凸塊(metalbump)或是錫球(solderball)，如圖12所示。然后，即可對 封裝體70A進行最后的切割，以形成一顆顆完成封裝制程的封裝體1000，如圖 13A和圖13B所示。此封裝體可以是封裝一顆小片，其也可以封裝成由多個小 片所形成的模組化的封裝體。當封裝體為一模組化的封裝體時，模組化的封裝 體中的多個小片可以是尺寸相同的小片，例如發(fā)光二極管(LED)或是動態(tài) 存儲器(DRAM)。當然，模組化的封裝體中的多個小片也可以是由多個尺寸 不相同的小片所組成，例如，多個不相同尺寸的小片可以是微處理裝置、存儲 器裝置、存儲器控制裝置或是不同顏色的發(fā)光二極管等。很明顯地，在本實施 例的每一封裝體1000中的每一顆小片(包括305; 310; 315; 320)的5個面 都被二階段熱固性膠材70所形成的封裝體70A所包覆，僅有小片(包括305; 310; 315; 320)的有源面為被至少一有一個縫32的高分子材料層30覆蓋。 同時，也借由對準標志402的配置，使得金屬線段90及電性連接元件420均 可精確地與焊墊412連接，可使完成封裝的模組1000的可靠度提高。
在本發(fā)明的另一較佳實施例中，可以在封裝體的背面上形成一散熱片60， 如圖13A所示；其形成的方式可以選擇在前述制程中，先不將基板60移除， 由于此基板60可以是金屬板，故可以做為散熱片。另外，也可以選擇先借由 薄化制程，使得被封裝體包覆的小片的背面曝露出來后，再于已曝露的小片的 背面上粘貼一散熱片，如圖13B所示。
接著，請參考圖14，其是本發(fā)明的另一具體實施例的剖面示意圖。如圖 14所示，當多個小片410的有源面與高分子材料層30 (例如光感應層)接 合后，且多個焊墊412經由光感應層30上的縫32而曝露出來后；接著，于基 板20及部份小片110上涂布高分子材料層700，并且使用一模具裝置500將高 分子材料層700壓平。當高分子材料層700被模具裝置500壓平并形成一平坦化的表面后，并且使得高分子材料層700填滿于小片410之間并包覆每一顆小 片410，如圖14所示。此高分子材料層700的材料可以為硅膠、環(huán)氧樹脂、丙 烯酸(acrylic)、或苯環(huán)丁烯(BCB)等材料。接著，可以選擇性地對平坦化 的高分子材料層700進行一烘烤程序，以使高分子材料層700固化。再接著， 進行脫模程序，將模具裝置500與固化后的高分子材料層700分離，以裸露出 平坦化的高分子材料層700的表面，如圖15所示。接著，直接將基板20與感 光材料層30剝離，而將感光材料層30留在小片410的有源面上，很明顯地， 此高分子材料層700包覆每一顆小片410的五個面，而每一顆小片410的有源 面則被感光材料層30所覆蓋，僅有有源面上的多個焊墊412可經由感光材料 層30上的縫32而曝露出來。接著，在將曝露出來的焊墊412經過適當的清潔 或是將焊墊412表面上的氧化層移除后，就可以直接在曝露出來的焊墊412上 再使用重布線制程(Redistribution Layer; RDL)于小片410的多個焊墊412 上形成多個扇出(fan out)的金屬線段90;接著，以半導體制程于金屬線段90 上形成一保護層80并于每一個金屬線段90的另一端上形成多個開口 82
(叩ening);最后，再于每一開口 82上形成多個電性連接元件420，以便作 為小片410對外電性連接的接點，其中，此電性連接元件420可以是金屬凸塊 (metal bump)或是錫球(solder ball)。
接著，對高分子材料層700進行最后的切割，以形成一顆顆完成封裝制程 的封裝體。此封裝體可以是封裝一顆小片，其也可以封裝成由多顆小片所形成 的模組化的封裝體。當封裝體為一模組化的封裝體時，模組化的封裝體中的多 顆小片可以是尺寸相同的小片，例如發(fā)光二極管(LED)或是動態(tài)存儲器
(DRAM)。當然，模組化的封裝體中的多顆小片也可以是由多顆尺寸不相同 的小片所組成，例如，多顆不相同尺寸的小片可以是微處理裝置、存儲器裝置、 存儲器控制裝置或是不同顏色的發(fā)光二極管等。很明顯地，在本實施例中的每 一顆小片410的5個面都被高分子材料層700所包覆，僅有小片410的有源面 被感光材料層30覆蓋。同時，也借由對準標志402的配置，使得金屬線段90 及電性連接元件420均可精確地與焊墊412連接，可使完成封裝的小片410的 可靠度提高。
請參考圖16及圖17,其是本發(fā)明的再一具體實施例的剖面示意圖。如圖
1816所示，首先，在基板20上配置有一高分子材料層30，此高分子材料層30 形成多個區(qū)域且每一區(qū)域包括一開口 310 (叩ening)。而此高分子材料層30 可以為一具有彈性的粘著材料(paste)，例如硅橡膠(silicone rubber)、硅樹 脂(silicone resin)、彈性PU、多孔PU、丙烯酸橡膠(acrylic rubber)或小片 切割膠等。此外，高分子材料層30可以是一種二階段熱固性膠材或是一種感 光材料層(photo sensitive flim)。特別是當高分子材料層30為一種二階段熱 固性膠材時，其形成在基板20之后，可以選擇性地進行一預烘烤程序；例如 在8(TC 100。C環(huán)境下烘烤5 10分鐘；以使得液態(tài)狀的二階段熱固性膠材轉變 成一種具有粘稠狀的粘著層并且與基板20接合在一起。
接著，使用取放裝置(未顯示于圖中)將背面朝上且配置有多個對準標志 402的小片410逐一吸起并貼附至基板20上的高分子材料層30之上的每一個 區(qū)域，其中小片410是以有源面與基板20上的高分子材料層30連接，并使有 源面上的多個焊墊412對準并曝露于每一區(qū)域中的開口 310，如圖17所示。在 此要強調，此開口 310是可依據所要封裝的小片的有源面上的焊墊的配置而定， 例如，小片的有源面上的焊墊配置于小片的中央處并且成一排，當然，也有在 小片的中央處形成兩排焊墊者，例如動態(tài)存儲器(DRAM)。
接著，將一種二階段熱固性膠材70形成于另一基板60之上；同樣地，此 基板60也可以是玻璃、石英、陶瓷、電路板或金屬薄板(metal foil)等，本實 施例未加以限制。然后，也可以選擇性地進行一預烘烤程序；例如在80°C 100。C環(huán)境下烘烤5 10分鐘；以使得液態(tài)狀的二階段熱固性膠材70轉變成一 種具有粘稠狀的粘著層并且與基板60接合在一起。在此要強調的是，此二階 段熱固性膠材70的厚度需大于每一芯片410的厚度，例如3 20mil。接著， 將接合在一起的基板60及二階段熱固性膠材70翻轉過來，即將二階段熱固性 膠材70朝向固接在基板20上的每一小片410的背面。
然后，再將接合在一起的基板60及二階段熱固性膠材70向下壓，以使二 階段熱固性膠材70能夠將每一小片410包覆。再接著，進行一烘烤程序，例 如120"C 250。C環(huán)境下烘烤20~60，以使二階段熱固性膠材70能夠被固化， 以形成一封裝體70A。再接著，將基板20與高分子材料層30分離。很明顯地， 此封裝體70A包覆每一顆小片410，并且每一顆小片410的有源面均被高分子
19材料層30所覆蓋，其中每一顆小片410的有源面上的多個焊墊412可經由高 分子材料層30上的開口 310而曝露出來。由于，曝露出來的焊墊412并未與 高分子材料層30接觸，故只要經過適當的清潔焊墊412表面或是將焊墊412 表面上的氧化層移除后，就可以先在高分子材料層30及開口 310上先形成一 保護層(未顯示于圖中)，然后以半導體制程將開口 310中的焊墊412曝露出 來；然后，即可使用重布線制程(Redistribution Layer; RDL)，于多個焊墊 412上形成多個扇出(fan out)的金屬線段90;接著，以半導體制程于金屬線 段90上形成另一保護層80并于每一個金屬線段90的另一端上形成多個開口 82 (opening)，如圖18所示。最后，再于每一開口 82上形成多個電性連接元 件420，以便作為小片410對外電性連接的接點，其中，此電性連接元件420 可以是金屬凸塊(metalbump)或是錫球(solderball)，如圖19所示。然后，即可 對封裝體進行最后的切割，以形成一顆顆完成封裝制程的小片，如圖19所示。 很明顯地，在本實施例中的每一顆小片410的5個面都被二階段熱固性膠材70 所形成的封裝體70A所包覆，僅有小片410的有源面為被一個有開口 310的高 分子材料層30覆蓋。同時，也借由對準標志402的配置，使得金屬線段90及 電性連接元件420均可精確地與焊墊412連接，可使完成封裝的小片410的可 靠度提高。
此外，在本實施例中，包覆每一小片410的高分子材料也可以是硅膠、環(huán) 氧樹脂、丙烯酸(acrylic)、或苯環(huán)丁烯(BCB)等材料，其封裝過程與前述 相同，故不再贅述。
同樣地，上述的過程也適用將多個相同(或不相同)的小片形成一個封裝
模組，如圖9或圖10所示，由于其他過程都相同，故不再贅述，其完成封裝
后的模組如圖21所示。當然，本實施例也可以在封裝體的背面上形成一散熱
片60，由于形成散熱片的過程都與先前所述的實施例相同，故不再贅述。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本
領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善， 因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
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權利要求
1. 一種小片重新配置的封裝方法，其特征在于包括提供一第一基板，具有一上表面及一下表面，其上表面上配置一高分子材料層，且該高分子材料層形成多個區(qū)域且每一該區(qū)域包括至少一縫；提供多個小片，每一該些小片具有一有源面及一背面，并于該有源面上配置有多個焊墊；取放該些小片，將每一該小片的該有源面以覆晶方式置放在該高分子材料層的一區(qū)域上，并使該多個焊墊對準于該縫；提供一第二基板，其上配置一二階段熱固性膠材；形成一封裝體，其將該第二基板及該二階段熱固性膠材與該第一基板的上表面接合，以使該二階段熱固性膠材包覆每一該小片；執(zhí)行一烘烤程序，以使該二階段熱固性膠材固化而形成一固化的封裝體；脫離該第一基板，以裸露出該高分子材料層且該多個小片的有源面上的該多個焊墊裸露于該些縫中；形成多條扇出的金屬線段，每一該金屬線段的一端與該些焊墊電性連接；形成一保護層，以覆蓋每一該小片的有源面及每一該金屬線段并曝露出每一該金屬線段的另一端；形成多個電性連接元件，將該些電性連接元件與該些金屬線段的另一端電性連接；及切割該封裝體，以形成多個各自獨立的封裝結構。
2. 如權利要求1所述的封裝方法，其特征在于，該封裝結構是封裝一小片。
3. 如權利要求l所述的封裝方法，其特征在于，該封裝結構是封裝多個小片。
4. 一種小片重新配置的封裝方法，其特征在于包括提供一第一基板，具有一上表面及一下表面，其該上表面上配置一高分子 材料層，且該高分子材料層形成多個區(qū)域且每一該區(qū)域包括一幵口；提供多個小片，每一該小片具有一有源面及一背面，并于該有源面上配置 有多個焊墊；取放該些小片，是將每一該小片的該有源面以覆晶方式置放在該高分子材 料層的一區(qū)域上，并使該多個焊墊對準于一該開口；提供一第二基板，具有一上表面及一下表面，于該上表面上配置一二階段 熱固性膠材；執(zhí)行一接合程序，將該第二基板、該二階段熱固性膠材與該第一基板的上表面接合，以使該二階段熱固性膠材包覆每一該小片；執(zhí)行一烘烤程序，以使該二階段熱固性膠材固化而形成一固化的封裝體； 脫離該第一基板，以裸露出該高分子材料層且該些小片的該有源面上的該些焊墊裸露于該開口中；形成一第一保護層，覆蓋該高分子材料層及該開口并曝露該些焊墊； 形成多條扇出的金屬線段，每一該金屬線段的一端與該些焊墊電性連接； 形成一第二保護層，以覆蓋每一該小片的有源面及每一該金屬線段并曝露出每一該金屬線段的另一端；形成多個電性連接元件，將該些電性連接元件與該些金屬線段的另一端電性連接；及切割該封裝體，以形成多個各自獨立的封裝結構。
5. 如權利要求4所述的封裝方法，其特征在于，該封裝結構是封裝一小片。
6. 如權利要求4所述的封裝方法，其特征在于，該封裝結構是封裝多個小片。
7. —種小片重新配置的封裝方法，其特征在于，包括提供一基板，具有一上表面及一下表面，其該上表面上配置一高分子材料 層，且該高分子材料層形成多個區(qū)域且每一該區(qū)域包括至少一縫；提供多個小片，每一該些小片具有一有源面及一背面，并于該有源面上配 置有多個焊墊；取放該些小片，將每一該小片的該有源面以覆晶方式置放在該高分子材料層上，并使該些焊墊對準于該縫；形成一高分子材料層，用以包覆每一該小片且填滿于每一該小片之間； 脫離該基板，以裸露出該高分子材料層且該些小片的該有源面上的該些焊墊裸露于該些縫中；形成多條扇出的金屬線段，每一該金屬線段的一端與該些焊墊電性連接； 形成一保護層，以覆蓋每一該小片的該有源面及每一該金屬線段并曝露出每一該金屬線段的另一端；形成多個電性連接元件，將該些電性連接元件與該些金屬線段的另一端電性連接；及切割該封裝體，以形成多個各自獨立的完成封裝結構。
8. —種小片重新配置的封裝結構，其特征在于包括 一具有一有源面及一下表面的小片，該有源面上配置有多個焊墊； 一封裝體，用以包覆該小片且曝露出該有源面，其中該封裝體為一二階段 熱固性膠材；一具有至少一縫的高分子材料層，用以覆蓋于該小片的該有源面上并由該 至少一縫曝露出該些焊墊；多條扇出的金屬線段，其一端與該些焊墊電性連接；一保護層，用以覆蓋該小片的有源面及該些金屬線段并曝露出該些金屬線 段的另一端；以及多個電性連接元件，與該些金屬線段的另一端電性連接。
9. 一種小片重新配置的封裝結構，其特征在于包括 一具有一有源面及一下表面的小片，該有源面上配置有多個焊墊； 一封裝體，用以包覆該小片且曝露出該有源面，其中該封裝體為一二階段熱固性膠材；一具有一開口的高分子材料層，用以覆蓋于該小片的該有源面上并由該開 口處曝露出該些焊墊；多條扇出的金屬線段，其一端與該些焊墊電性連接；一保護層，用以覆蓋該小片的有源面及該些金屬線段并曝露出該些金屬線 段的另一端；以及多個電性連接元件，與該些金屬線段的另一端電性連接。
10. —種小片重新配置的封裝結構，其特征在于包括多顆小片，每一該小片具有一有源面及一下表面并于該有源面上配置有多 個焊墊；一封裝體，用以包覆該些小片且曝露出該有源面，其中該封裝體為一二階 段熱固性膠材；一具有一開口的高分子材料層，用以覆蓋于該些小片的該有源面上并由該 開口處曝露出該些焊墊；多條扇出的金屬線段，其一端與該些焊墊電性連接；一保護層，用以覆蓋該小片的有源面及該些金屬線段并曝露出該些金屬線 段的另一端；以及多個電性連接元件，與該些金屬線段的另一端電性連接。 11. 一種小片重新配置的封裝結構，其特征在于包括多顆小片，每一該小片具有一有源面及一下表面并于該有源面上配置有多 個焊墊；一封裝體，用以包覆該些小片且曝露出該有源面，其中該封裝體為一二階 段熱固性膠材；一具有一開口的高分子材料層，用以覆蓋于該小片的該有源面上并由該開 口處曝露出該些焊墊；多條扇出的金屬線段，其一端與該些焊墊電性連接；一保護層，用以覆蓋該小片的該有源面及該些金屬線段并曝露出該些金屬 線段的另一端；以及多個電性連接元件，與該些金屬線段的另一端電性連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小片重新配置的封裝結構，包括一個小片并于其有源面上配置有多個焊墊；一封裝體用以包覆一個小片且曝露出有源面；至少一縫的高分子材料層覆蓋于小片的有源面上并由縫曝露出每個焊墊；多條扇出的金屬線段的一端與每一焊墊電性連接；保護層用以覆蓋小片的有源面及每一條金屬線段并曝露出這些金屬線段的另一端；及多個電性連接元件與每一條金屬線段的另一端電性連接，其中，該封裝體為一種二階段熱固性膠材。
文檔編號H01L21/50GK101477956SQ20081000165
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月4日 優(yōu)先權日2008年1月4日
發(fā)明者沈更新 申請人:南茂科技股份有限公司;百慕達南茂科技股份有限公司