專利名稱：無基板芯片封裝及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種無基板芯片封裝及其制造方法，特別是關(guān)于一種移除基板的芯片封裝及其制造方法。
背景技術(shù)：
基板系現(xiàn)有封裝技術(shù)中用來承載晶粒的載體，并且電性連接至晶粒的焊 墊(bonding pad)。除了基板的厚度會使得封裝件的整體厚度增加，另外電氣特性 (electrical characteristics)也會受到基板的電路層布置的影響。亦即傳遞電氣信號的 路徑會太長而電阻增加。此外，基板的絕緣層多為導(dǎo)熱不佳的高分子材料，例如環(huán)氧樹脂及聚亞醯胺 (polyimide)，因此會影響封裝件的散熱。此外，基板的膨脹系數(shù)均和封裝膠體不同或不匹配。因此當(dāng)受到溫升后，例如力口 熱固化或回焊(reflow)，會在二者的結(jié)合界面間產(chǎn)生殘留應(yīng)力，甚至因應(yīng)力產(chǎn)生裂縫的破 壞。近來電子封裝領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，多要求電子封裝件能夠輕、薄、短、小。為滿足此一 需求，或可采取晶片級封裝技術(shù)將外部電路及I/O接點(diǎn)直接形成在芯片上，但相對制造成 本就會增高很多。為此本發(fā)明提出一種封裝結(jié)構(gòu)，不但能符合電子封裝領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，而 且也是采成本較低的制程制造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一范例是提供一種無基板芯片封裝及其制造方法，借由一般電路板的制 程就能完成無基板的芯片封裝，因此制造成本低廉。本發(fā)明的一范例是提供一種整體厚度薄的芯片封裝結(jié)構(gòu)。借由一暫時(shí)金屬板完成 前半部份的制程，再將暫時(shí)金屬板以蝕刻去除，如此就能得到無基板的薄型芯片封裝件。綜上所述，本發(fā)明揭露一種無基板芯片封裝，其包含一圖案化線路層、多個(gè)連接 柱、多個(gè)第二接點(diǎn)、一芯片、一粘膠層、多個(gè)金屬導(dǎo)線及封裝膠體。該圖案化線路層包含多個(gè) 接墊、多個(gè)第一接點(diǎn)及多個(gè)連接至少一該接墊與至少一該第一接點(diǎn)的連接線。該多個(gè)連接 柱設(shè)置于圖案化線路層的至少一該第一接點(diǎn)上。該多個(gè)第二接點(diǎn)設(shè)置于至少一該連接柱 上。該芯片包含一有源面及多個(gè)設(shè)置于有源面上的焊墊。該粘膠層粘著結(jié)合于該芯片的有 源面及圖案化線路層之間。該多個(gè)金屬導(dǎo)線電性連接該芯片的焊墊及該多個(gè)第二接點(diǎn)。該 封裝膠體至少覆蓋該芯片、該圖案化線路層、該多個(gè)連接柱、該多個(gè)第二接點(diǎn)及該多個(gè)金屬 導(dǎo)線的一部份。本發(fā)明另揭露一種無基板芯片封裝的制造方法，其包含下列步驟提供一金屬板， 其包含一第一表面及一第二表面，其中該第一表面具有多個(gè)第一凸部、多個(gè)第一凹部及至 少一第二凹部，又該第二表面上具有一對應(yīng)第二凹部的第三凹部，該第三凹部中具一與該 第二凹部相連通的通孔；形成多個(gè)接墊及多個(gè)第一接點(diǎn)于該金屬板上的多個(gè)第一凸部與第二凹部上，其中該至少一接墊與至少第一接點(diǎn)彼此連接；形成多個(gè)第二接點(diǎn)于該第三凹部 上；提供一芯片，其具有一有源面，及多個(gè)設(shè)置于有源面上的焊墊，并粘置該芯片于該金屬 板的第一表面上，及借由該金屬板的通孔曝露出該芯片的有源面的焊墊；借由多個(gè)金屬導(dǎo) 線穿過該金屬板的通孔電性連接該有源面的焊墊及該多個(gè)第二接點(diǎn)；以封裝膠體覆蓋該芯 片、該金屬板的第一表面及該多個(gè)金屬導(dǎo)線；以及選擇性蝕刻該金屬板的第二表面直至該 多個(gè)接墊露出。本發(fā)明另揭露一種無基板芯片封裝的制造方法，其包含下列步驟提供一金屬板，其包含一第一表面及一第二表面，又該第二表面上具有一凹部，該凹部中具一和該第一表 面相接的通孔；形成多個(gè)接墊及多個(gè)第一接點(diǎn)于該金屬板的該第一表面，其中該至少一接 墊與至少第一接點(diǎn)彼此連接；形成多個(gè)第二接點(diǎn)于該凹部上；提供一芯片，其具有一有源 面，及多個(gè)設(shè)置于有源面上的焊墊，并粘置該芯片于該金屬板的第一表面上，及借由該金屬 板的通孔曝露出該芯片的有源面的焊墊；借由多個(gè)金屬導(dǎo)線穿過該金屬板的通孔電性連接 該有源面的焊墊及該多個(gè)第二接點(diǎn)；以封裝膠體覆蓋該芯片、該金屬板的第一表面及該多 個(gè)金屬導(dǎo)線；以及選擇性蝕刻該金屬板的第二表面直至該多個(gè)接墊露出。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具 體實(shí)施方式作詳細(xì)說明，其中圖IA IE是本發(fā)明一實(shí)施例的無基板芯片封裝制造方法的示意圖；圖2是圖ID中尚未固定多個(gè)錫球的無基板芯片封裝的仰視圖；圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的無基板芯片封裝件的剖面示意圖；以及圖4A 4E是本發(fā)明另一實(shí)施例的無基板芯片封裝制造方法的示意圖。主要元件符號說明10 無基板芯片封裝11 圖案化線路層111 接墊112 第一接點(diǎn)113 連接線12 芯片121 有源面122 焊墊13 第二接點(diǎn)14 連接柱141 通孔15 粘膠層16 金屬導(dǎo)線17 錫球18 金屬板181 第一表面
1811第一凸部1812第二表面1813第二凹部182第二表面1821第三凹部19封裝膠體40無基板芯片封裝41圖案化線路層411接墊412第一接點(diǎn)413連接線42芯片421有源面422焊墊43第二接點(diǎn)44連接柱441通孔45粘膠層46金屬導(dǎo)線47錫球48金屬板481第一表面4812第二表面482第二表面4821凹部49封裝膠體
具體實(shí)施例方式圖IA IE是本發(fā)明一實(shí)施例的無基板芯片封裝制造方法的示意圖。如圖IA所 示，提供一金屬板18，其包含一第一表面181及一第二表面182。于此實(shí)施例中，該第一表 面181具有多個(gè)第一凸部1811、第一凹部1812及至少一第二凹部1813。但是于其他實(shí)施 例中，該第一表面181不需要設(shè)有該第一凸部1811、第一凹部1812及第二凹部1813，亦即 第一表面181仍維持一完整的平面。又該第二表面182上具有一對應(yīng)第二凹部1813的第 三凹部1821，該第三凹部1821中具有一與該第二凹部1813相連通的通孔141。該第一凹 部1812、第二凹部1813、第三凹部1821及通孔141可借由蝕刻制程形成于原本為平板狀的 金屬板18上。該金屬板18可以是銅、鐵或鋁的金屬材料。參見圖1A，于此實(shí)施例中，繼續(xù)形成多個(gè)接墊111于該金屬板18上的多個(gè)第一凸 部1811，及形成多個(gè)第一接點(diǎn)112于該金屬板18上的第二凹部1813上，例如以鍍金的電 鍍(或噴印、印刷等制程)制程形成接墊111及第一接點(diǎn)112于銅材的金屬板18上，或者電鍍(或噴印、印刷等制程)鈀、銀、鎳金合金或錫鉛合金等焊接性較佳的金屬材料。但是于 前述其他實(shí)施例中，該多個(gè)接墊111可以直接形成于一完整平面的第一表面181上，因此該 多個(gè)接墊111是凸設(shè)于該第一表面181。接著，于該多個(gè)第一凹部1812及該第二凹部1813 內(nèi)形成多個(gè)連接線113，如此使得該至少一接墊111與至少第一接點(diǎn)112彼此相連接。該連 接線113也可采用電鍍方式形成。相似地，形成多個(gè)第二接點(diǎn)13于該第三凹部1821上，亦 即于第三凹部1821的四周底面電鍍多個(gè)第二接點(diǎn)13，例如電鍍金、鈀、銀、鎳金合金或錫 鉛合金。該多個(gè)接墊111、多個(gè)第一接點(diǎn)112及多個(gè)連接線113構(gòu)成圖案化線路層11。如圖IB所示，提供一芯片12，其具有一有源面121及多個(gè)設(shè)置于有源面121上的 焊墊122。并借由一粘膠層15粘置該芯片12于該金屬板18的第一表面181上，且該金屬 板18的通孔141使該芯片12的有源面121的焊墊122露出。經(jīng)過通孔141可以完成焊 墊122和該多個(gè)第二接點(diǎn)13間電性連接，亦即借由多個(gè)金屬導(dǎo)線16穿過金屬板18的通孔 141，從而電性連接該有源面121的焊墊122及該多個(gè)第二接點(diǎn)13。該粘膠層15可以借由 涂布或印刷等方式覆蓋于金屬板18的第一表面181上對應(yīng)于芯片12的有源面121處，亦 即覆蓋于第一表面181上有有源面121疊置的區(qū)域。
為保護(hù)芯片12及金屬導(dǎo)線16不受外力破壞，可以封裝膠體19覆蓋該芯片12、該 金屬板18的第一表面181及該多個(gè)金屬導(dǎo)線16，參見圖1C。該封裝膠體19可采轉(zhuǎn)注模 (transfer molding)或壓縮模(Compression molding)方式填充于第二凹部 1813、通孔 141及第三凹部1821內(nèi)，及覆蓋該芯片12的背面及該金屬板18的第一表面181上。由于金屬板18的第二表面182除第三凹部1821為凹入部分，其他部分均為一平 坦的板面。于模封(molding)時(shí)，可使用常用的平底下模具抵靠于第二表面182的平坦部 分，并使封裝膠體19充填于第三凹部1821中，無需另外制作專用模具，就能大幅節(jié)省成本。如圖ID所示，借由蝕刻制程將大部份金屬板18移除，僅留下位于多個(gè)第一接點(diǎn) 112及多個(gè)第二接點(diǎn)13間的多個(gè)連接柱14。亦即，選擇性蝕刻該金屬板18的第二表面182 直至該多個(gè)接墊11露出，且連接線113及第一接點(diǎn)112也會露出。如圖IE所示，于該多個(gè)接墊111表面分別固定多個(gè)錫球17，如此無基板芯片封裝 10就具有外部1/0接點(diǎn)，并可供焊接于其他電路板上。錫球17的最底處可較封裝膠體19 的下表面更低，如此有利于焊接至平板狀的電路板。圖2是圖ID中尚未固定多個(gè)錫球17的無基板芯片封裝的仰視圖。如圖所示，該 封裝膠體19環(huán)繞圖案化線路層11，又可清楚見到該圖案化線路層11包含多個(gè)接墊111、多 個(gè)第一接點(diǎn)112及多個(gè)連接至少一該接墊111與至少一連接該第一接點(diǎn)112的連接線113。 兩個(gè)區(qū)域的粘膠層15也因金屬板18的移除而露出，當(dāng)然該粘膠層15也以加熱而固化。中 間長條狀的封裝膠體19將多個(gè)金屬導(dǎo)線16及第二接點(diǎn)13覆蓋并保護(hù)。圖IA IE中的 截面圖是對應(yīng)至圖2中A-A剖面線。圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的無基板芯片封裝件的剖面示意圖。無基板芯片封裝10包 含一圖案化線路層11、多個(gè)連接柱14、多個(gè)第二接點(diǎn)13、一芯片12、一粘膠層15、多個(gè)金屬 導(dǎo)線16及一封裝膠體19。該一圖案化線路層11包含多個(gè)接墊111、多個(gè)第一接點(diǎn)112及 多個(gè)連接至少一該接墊111與至少一該第一接點(diǎn)112的連接線113。該多個(gè)連接柱14設(shè)置 于該圖案化線路層11的至少一該第一接點(diǎn)上112。該多個(gè)第二接點(diǎn)13設(shè)置于至少一該連 接柱14上。該芯片12包含一有源面121及多個(gè)設(shè)置于有源面121上的焊墊122。該粘膠層15粘著結(jié)合于該芯片12的有源面121及該圖案化線路層11之間。該多個(gè)金屬導(dǎo)線16 電性連接該芯片12的焊墊122及該多個(gè)第二接點(diǎn)13。該封裝膠體19至少覆蓋該芯片12、 該圖案化線路層11、該多個(gè)連接柱14、該多個(gè)第二接點(diǎn)13及 該多個(gè)金屬導(dǎo)線16的一部份。 該封裝膠體19底部設(shè)置有多個(gè)凹穴(未標(biāo)號)，且該多個(gè)接墊111系分別位于該封裝膠體 19的多個(gè)凹穴內(nèi)。圖4A 4E是本發(fā)明另一實(shí)施例的無基板芯片封裝制造方法的示意圖。如圖4A所 示，提供一金屬板48，其包含一第一表面481及一第二表面482。又該第二表面482中央上 具有一凹部4821，該凹部4821中具有一與該第一表面481相連通的通孔441。該凹部4821 及通孔441可借由蝕刻制程形成于原本為平板狀的金屬板48上。該金屬板48可以是銅、 鐵或鋁的金屬材料。參見圖4A，于此實(shí)施例中，繼續(xù)形成多個(gè)接墊411于該金屬板48的第一表面481， 及形成多個(gè)第一接點(diǎn)412于該金屬板48的第一表面481上鄰接通孔441處，例如以鍍金 的電鍍(或噴印、印刷等制程)制程形成接墊411及第一接點(diǎn)412于銅材的金屬板48上，或 者電鍍(或噴印、印刷等制程)鈀、銀、鎳金合金或錫鉛合金等焊接性較佳的金屬材料。然 于前述其他實(shí)施例中，該多個(gè)接墊411可以直接形成于一完整平面的第一表面481上，因此 該多個(gè)接墊411系凸設(shè)于該第一表面481。接著，于該多個(gè)接墊411及該多個(gè)第一接點(diǎn)412 間形成多個(gè)連接線413，如此使得該至少一接墊411與至少第一接點(diǎn)412彼此相連接。該 連接線413也可采用電鍍方式形成。相似地，形成多個(gè)第二接點(diǎn)43于該凹部4821上，亦即 于凹部4821的四周底面電鍍多個(gè)第二接點(diǎn)43，例如電鍍金、鈀、銀、鎳金合金或錫鉛合金。 該多個(gè)接墊411、多個(gè)第一接點(diǎn)412及多個(gè)連接線413構(gòu)成圖案化線路層41。如圖4B所示，提供一芯片42，其具有一有源面421及多個(gè)設(shè)置于有源面421上的 焊墊422。并借由一粘膠層45粘置該芯片42于該金屬板48的第一表面481上，且該金屬 板48的通孔441使該芯片42的有源面421的焊墊422露出。經(jīng)過通孔441可以完成焊 墊422和該多個(gè)第二接點(diǎn)43間電性連接，亦即借由多個(gè)金屬導(dǎo)線46穿過金屬板48的通孔 441，從而電性連接該有源面421的焊墊422及該多個(gè)第二接點(diǎn)43。該粘膠層45可以借由 涂布或印刷等方式覆蓋于金屬板48的第一表面481上對應(yīng)于芯片42的有源面421處，亦 即覆蓋于第一表面481上有有源面421疊置的區(qū)域。為保護(hù)芯片42及金屬導(dǎo)線46不受外力破壞，可以封裝膠體49覆蓋該芯片42、該 金屬板48的第一表面481及該多個(gè)金屬導(dǎo)線46，參見圖4C。該封裝膠體49可采轉(zhuǎn)注模 (transfer molding)或壓縮模(Compression molding)方式填充于通孔 441 及凹部 4821 內(nèi)，及覆蓋該芯片42的背面及該金屬板48的第一表面481上。由于金屬板48的第二表面482除凹部4821為凹入部分，其他部分均為一平坦的 板面。于模封(molding)時(shí)，可使用常用的平底下模具抵靠于第二表面482的平坦部分，并 使封裝膠體49充填于凹部4821中，無需另外制作專用模具，就能大幅節(jié)省成本。如圖4D所示，借由蝕刻制程將大部份金屬板48移除，僅留下位于多個(gè)第一接點(diǎn) 412及多個(gè)第二接點(diǎn)43間的多個(gè)連接柱44。亦即，選擇性蝕刻該金屬板48的第二表面482 直至該多個(gè)接墊41露出，且連接線413及第一接點(diǎn)412也會露出。如圖4E所示，于該多個(gè)接墊411表面分別固定多個(gè)錫球47，如此無基板芯片封裝 40就具有外部1/0接點(diǎn)，并可供焊接于其他電路板上。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而熟悉本項(xiàng)技術(shù)的人士仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍 應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為權(quán)利要求 書所涵蓋。
權(quán)利要求
一種無基板芯片封裝，包含一圖案化線路層，包含多個(gè)接墊、多個(gè)第一接點(diǎn)及多個(gè)連接至少一該接墊與至少一該第一接點(diǎn)的連接線；多個(gè)連接柱，設(shè)置于圖案化線路層的至少一該第一接點(diǎn)上；多個(gè)第二接點(diǎn)，設(shè)置于至少一該連接柱上；一芯片，包含一有源面及多個(gè)設(shè)置于有源面上的焊墊；一粘膠層，粘著結(jié)合于該芯片的有源面及圖案化線路層之間；多個(gè)金屬導(dǎo)線，電性連接該芯片的焊墊及該多個(gè)第二接點(diǎn)；以及一封裝膠體，至少覆蓋該芯片、該圖案化線路層、該多個(gè)連接柱、該多個(gè)第二接點(diǎn)及該多個(gè)金屬導(dǎo)線的一部份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無基板芯片封裝，其特征在于，該圖案化線路層上多個(gè)第一接點(diǎn) 是沿該芯片的有源面的多個(gè)焊墊周圍設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的無基板芯片封裝，其特征在于，還包含設(shè)于該多個(gè)接墊表面的多 個(gè)錫球。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的無基板芯片封裝，其特征在于，該封裝膠體底部設(shè)置有多個(gè)凹穴， 且該多個(gè)接墊是分別位于該封裝膠體的多個(gè)凹穴內(nèi)。
5.一種無基板芯片封裝的制造方法，包含下列步驟提供一金屬板，其包含一第一表面及一第二表面，又該第二表面上具有一凹部，該凹部 中具一和該第一表面相接的通孔；形成多個(gè)接墊及多個(gè)第一接點(diǎn)于該金屬板的該第一表面，其中該至少一接墊與至少第 一接點(diǎn)彼此連接；形成多個(gè)第二接點(diǎn)于該凹部上；提供一芯片，其具有一有源面，及多個(gè)設(shè)置于有源面上的焊墊，并粘置該芯片于該金屬 板的第一表面上，及借由該金屬板的通孔曝露出該芯片的有源面的焊墊；借由多個(gè)金屬導(dǎo)線穿過該金屬板的通孔電性連接該有源面的焊墊及該多個(gè)第二接點(diǎn)； 以封裝膠體覆蓋該芯片、該金屬板的第一表面及該多個(gè)金屬導(dǎo)線；以及 選擇性蝕刻該金屬板的第二表面直至該多個(gè)接墊露出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的無基板芯片封裝的制造方法，其特征在于，還包含于該多個(gè)接墊 表面分別固定多個(gè)錫球的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的無基板芯片封裝的制造方法，其特征在于，該多個(gè)接墊、該多個(gè)第 一接點(diǎn)及該多個(gè)第二接點(diǎn)的材料不同于該金屬板的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的無基板芯片封裝的制造方法，其特征在于，還包含于該金屬板的 第一表面上形成多個(gè)連接線的步驟，其中各連接線連接至少一該接墊與至少一該第一接 點(diǎn)o
9.根據(jù)權(quán)利要求5的無基板芯片封裝的制造方法，其特征在于，該形成多個(gè)接墊、多個(gè) 第一接點(diǎn)及多個(gè)第二接點(diǎn)是采用電鍍、噴印或印刷方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的無基板芯片封裝的制造方法，其特征在于，該選擇性蝕刻該金屬 板的步驟中，該選擇性蝕刻為蝕刻金屬板的第二表面上未被該第二接點(diǎn)覆蓋的區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的無基板芯片封裝的制造方法，其特征在于，在選擇性蝕刻該金屬 板的步驟后是形成有多個(gè)連接柱于該第一接點(diǎn)及該多個(gè)第二接點(diǎn)間。
12.根據(jù)權(quán)利要求5的無基板芯片封裝的制造方法，其特征在于，該形成多個(gè)連接線是 采用電鍍、噴印或印刷方式形成。
13.一種無基板芯片封裝的制造方法，包含下列步驟提供一金屬板，其包含一第一表面及一第二表面，其中該第一表面具有多個(gè)第一凸部、 多個(gè)第一凹部及至少一第二凹部，又該第二表面上具有一對應(yīng)該第二凹部的第三凹部，該 第三凹部中具有一與該第二凹部相連通的通孔；形成多個(gè)接墊及多個(gè)第一接點(diǎn)于該金屬板上的多個(gè)第一凸部與第二凹部上，其中該至 少一接墊與至少第一接點(diǎn)彼此連接； 形成多個(gè)第二接點(diǎn)于該第三凹部上；提供一芯片，其具有一有源面，及多個(gè)設(shè)置于該有源面上的焊墊，并粘置該芯片于該金 屬板的第一表面上，及借由該金屬板的通孔曝露出該芯片的有源面的焊墊；借由多個(gè)金屬導(dǎo)線穿過金屬板的通孔電性連接該有源面的焊墊及該多個(gè)第二接點(diǎn)； 以封裝膠體覆蓋該芯片、該金屬板的第一表面及該多個(gè)金屬導(dǎo)線；以及 選擇性蝕刻該金屬板的第二表面直至該多個(gè)接墊露出。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種無基板芯片封裝及其制造方法，此無基板封裝包含一圖案化線路層、多個(gè)連接柱、多個(gè)第二接點(diǎn)、一芯片、一粘膠層、多個(gè)金屬導(dǎo)線及一封裝膠體。該一圖案化線路層包含多個(gè)接墊、多個(gè)第一接點(diǎn)及多個(gè)連接至少一該接墊與至少一該第一接點(diǎn)的連接線。該多個(gè)連接柱設(shè)置于該圖案化線路層的至少一該第一接點(diǎn)上。該多個(gè)第二接點(diǎn)設(shè)置于至少一該連接柱上。該芯片包含一有源面及多個(gè)設(shè)置于有源面上的焊墊。該粘膠層粘著結(jié)合于該芯片的有源面及該圖案化線路層之間。該多個(gè)金屬導(dǎo)線電性連接該芯片的焊墊及該多個(gè)第二接點(diǎn)。該封裝膠體至少覆蓋該芯片、該圖案化線路層、該多個(gè)連接柱、該多個(gè)第二接點(diǎn)及該多個(gè)金屬導(dǎo)線的一部分。
文檔編號H01L23/31GK101866889SQ200910132830
公開日2010年10月20日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者周世文 申請人:南茂科技股份有限公司