封装装置及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种封装装置及其制作方法，特别是有关于一种半导体封装装置及其制作方法。
【背景技术】
[0002]在新一代的电子产品中，不断追求更轻薄短小，更要求产品具有多功能与高性能，因此，集成电路(Integrated Circuit, 1C)必须在有限的区域中容纳更多电子元件以达到高密度与微型化的要求，为此电子产业开发新型构装技术，将电子元件埋入基板中，大幅缩小构装体积，也缩短电子元件与基板的连接路径，另外还可利用增层技术(Build-Up)增加布线面积，以符合轻薄短小及多功能的潮流趋势。
[0003]集成电路(Integrated Circuit, 1C)的封装技术在高阶技术的需求下，绝大部分的高阶晶片都采用覆晶封装(Flip Chip, FC)形成，特别是在一种晶片尺寸封装(ChipScale Package, CSP)为目前集成电路基板适用在封装方式的主流产品，其主要应用于智慧型手机、平板、网通、笔记型电脑等产品，需要在高频高速下运作及需要轻薄短小的集成电路封装。对于封装用的承载板而言，则朝向细线路间距、高密度、薄型化、低成本化与高电气特性发展。
[0004]图1为传统的玻璃纤维基板互连导通封装结构示意图。玻璃纤维基板互连导通封装结构1包括有凸块封装结构(Bump Bonding Structure) 10A与打线封装结构(WireBonding Structure) 10B。导电柱层110A嵌设于玻璃纤维基板100A中，其中玻璃纤维基板100A例如可为玻纤环氧树脂铜箔基板(Bismaleimide Triazine, BT)或FR-5基板，保护层120A与导电元件140A设置于导电柱层110A上，内接元件130A凸块封装(Bump Bonding)在导电柱层110A上，铸模化合物层(Molding Compound Layer) 150A设置于玻璃纤维基板100A上。同理，导电柱层110B嵌设于玻璃纤维基板100B中，其中玻璃纤维基板100A例如可为玻纤环氧树脂铜箔基板(Bismaleimide Triazine, BT)或FR-5基板，保护层120B与导电元件140A设置于导电柱层110B上，内接元件130A打线封装(Wire Bonding)在导电柱层110B上，铸模化合物层150A设置于玻璃纤维基板100B上。
[0005]其中，上述玻璃纤维基板互连导通封装结构1系在凸块封装结构10A的铸模化合物层150A上形成互连导通通道(Through Mold Via, TMV)以使导电元件140A与打线封装结构10B的导电元件140B作电性连结封装。
[0006]然而，上述传统的玻璃纤维基板互连导通封装结构，其具有以下缺点:(1)使用玻璃纤维材质作为基板的成本过于昂贵。(2)将玻璃纤维基板薄型化易产生翘曲变形。(3)固有基材内含有玻璃纤维材质会造成雷射钻孔(Laser Via)的加工难度较高，无法满足细线路要求，进而布线较为麻烦，而反复利用雷射钻孔技术来形成雷射盲埋孔的叠层结构，其复数次雷射钻孔加工时间较长且制程复杂。(4)也须使用雷射钻孔技术在铸模化合物层上形成互连导通通道，以使复数个封装结构作电性连结封装，故整体封装制程的成本较高。上述都会造成传统的玻璃纤维基板互连导通封装结构不具产业优势。
【发明内容】
[0007]本发明提出一种封装装置及其制作方法，其是使用铸模化合物层作为无核心基板(Coreless Substrate)的主体材料，并于预封包互连系统(Molded Interconnect1nSystem, MIS)制作中顺势将晶片(Chip)内埋于无核心基板中而形成一封装模块，其可利用预封包互连系统取代传统的玻璃纤维基板，之后再将多个封装模块堆叠互联互连导通封装而形成一多晶片封装。
[0008]为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括:
[0009]—种封装装置，其特征在于，其包括:
[0010]一第一封装模块，其具有:
[0011 ] 一第一铸模化合物层；
[0012]一第一导电柱层，其具有相对的第一表面与第二表面且嵌设于该第一铸模化合物层中；
[0013]一第一内接元件，其电性连结于该第一导电柱层且嵌设于该第一铸模化合物层中；及
[0014]一第一保护层，其设置于该第一铸模化合物层与该第一导电柱层的第一表面上；
[0015]—第二封装模块，其具有:
[0016]—第二铸模化合物层；
[0017]一第二导电柱层，其具有相对的第一表面与第二表面且嵌设于该第二铸模化合物层中；及
[0018]一第二内接元件，其电性连结于该第二导电柱层且嵌设于该第二铸模化合物层中；以及
[0019]复数个导电元件，其设置于该第一导电柱层的第二表面与该第二导电柱层的第二表面之间。
[0020]所述的封装装置，其中:该第二封装模块还包括一第二保护层，该第二保护层设置于该第二铸模化合物层与该第二导电柱层的第一表面上。
[0021]所述的封装装置，其中:还包括一第一粘着层，该第一粘着层设置于该第一铸模化合物层与该第二铸模化合物层之间，其中该复数个导电元件嵌设于该第一粘着层中。
[0022]所述的封装装置，其中:还包括一第一粘着层，该第一粘着层设置于该第一铸模化合物层与该第二铸模化合物层之间，其中该复数个导电元件嵌设于该第一粘着层中。
[0023]所述的封装装置，其中:该第一导电柱层的第二表面不高于该第一铸模化合物层，该第二导电柱层的第二表面不高于该第二铸模化合物层。
[0024]所述的封装装置，其中:该第一铸模化合物层完全包覆该第一导电柱层的第二表面侧的表壁，该第二铸模化合物层完全包覆该第二导电柱层的第二表面侧的表壁。
[0025]所述的封装装置，其中:该第一导电柱层的第二表面不高于该第一铸模化合物层，该第二导电柱层的第二表面高于该第二铸模化合物层。
[0026]所述的封装装置，其中:该第一铸模化合物层完全包覆该第一导电柱层的第二表面侧的表壁，该第二铸模化合物层部份包覆该第二导电柱层的第二表面侧的表壁。
[0027]所述的封装装置，其中:该第一导电柱层的第二表面高于该第一铸模化合物层，该第二导电柱层的第二表面不高于该第二铸模化合物层。
[0028]所述的封装装置，其中:该第一铸模化合物层部份包覆该第一导电柱层的第二表面侧的表壁，该第二铸模化合物层完全包覆该第二导电柱层的第二表面侧的表壁。
[0029]所述的封装装置，其中:该第一导电柱层的第二表面高于该第一铸模化合物层，该第二导电柱层的第二表面高于该第二铸模化合物层。
[0030]所述的封装装置，其中:该第一铸模化合物层部份包覆该第一导电柱层的第二表面，该第二铸模化合物层部份包覆该第二导电柱层的第二表面侧的表壁。
[0031]所述的封装装置，其中:该第一铸模化合物层与该第二铸模化合物层是一晶片封装用的铸模化合物(Molding Compound)材质，其具有酸醛基树脂(Novolac-Based Resin)、环氧基树脂(Epoxy-Based Resin)、娃基树脂(Silicone-Based Resin)或其他适当的铸模化合物。
[0032]所述的封装装置，其中:该第一导电柱层的第二表面与该第二导电柱层的第二表面包括至少一导线或至少一晶片座。
[0033]所述的封装装置，其中:该第一内接元件系以打线封装或凸块封装电性连结于该第一导电柱层，该第二内接元件系以打线封装或凸块封装电性连结于该第二导电柱层。
[0034]所述的封装装置，其中:该第一内接元件与该第二内接元件是一主动元件、一被动元件或一半导体晶片。
[0035]为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括:
[0036]—种封装装置的制造方法，其特征在于，其步骤包括:
[0037]提供一第一封装模块，其具有:
[0038]一第一铸模化合物层；
[0039]一第一导电柱层，其具有相对的第一表面与第二表面且嵌设于该第一铸模化合物层中；
[0040]一第一内接元件，其电性连结于该第一导电柱层且嵌设于该第一铸模化合物层中；及
[0041]一第一保护层，其设置于该第一铸模化合物层与该第一导电柱层的第一表面上；
[0042]提供一第二封装模块，其具有:
[0043]一第二铸模化合物层；
[0044]一第二导电柱层，其具有相对的第一表面与第二表面且嵌设于该第二铸模化合物层中；及
[0045]一第二内接元件，其电性连结于该第二导电柱层且嵌设于该第二铸模化合物层中；以及
[0046]提供复数个导电元件连结于该第一封装模块的该第一导电柱层的第二表面与该第二封装模块的该第二导电柱层的第二表面之间。
[0047]为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括:
[0048]一种封装装置，其特征在于，其包括:
[0049]一第一封装模块，其具有:
[0050]一第一铸模化合物层；
[0051]一第一导电柱层，其具有相对的第一表面与第二表面且嵌设于该第一铸模化合物层中；
[0052]—第一内接元件，其电性连结于该第一导电柱层且嵌设于该第一铸模化合物层中；及
[0053]—第一保护层，其设置于该第一铸模化合物层与该第一导电柱层的第一表面上；
[0054]一第二封装模块，其具有:
[0055]一第二铸模化合物层；
[0056]—第二导电柱层，其具有相对的第一表面与第二表面且嵌设于该第二铸模化合物层中；及
[0057]—第二内接元件，其电性连结于该第二导电柱层且嵌设于该第二铸模化合物层中；以及
[0058]复数个导电元件，其设置于该第一导电柱层的第二表面与该第二导电柱层的第一表面之间。
[0059]所述的封装装置，其中:该第二封装模块还包括一第二保护层，该第二保护层设置于该第二铸模化合物层与该第二导电柱层的第一表面上。
[0060]所述的封装装置，其中:还包括一第一粘着层，该第一粘着层设置于该第一铸模化合物层与该第二铸模化合物层之间，其中该复数个导电元件嵌设于该第一粘着层中。
[0061]所述的封装装置，其中:还包括一第一粘着层，该第一粘着层设置于该第一铸模化合物层与该第二铸模化合物层之间，其中该复数个导电元件嵌设于该第一粘着层中。
[0062]所述的封装装置，其中:该第一导电柱层的第二表面不高于该第一铸模化合物层，该第二导电柱层的第二表面不高于该第二铸模化合物层。
[0063]所述的封装装置，其中:该第一铸模化合物层完全包覆该第一导电柱层的第二表面侧的表壁，该第二铸模化合物层完全包覆该第二导电柱层的第二表面侧的表壁。
[0064]所述的封装装置，其中:该第一导电柱层的第二表面不高于该第一铸模化合物层，该第二导电柱层的第二表面高于该第二铸模化合物层。
[0065]所述的封装装置，其中:该第一铸模化合物层完全包覆该第一导电柱层的第二表面侧的表壁，该第二铸模化合物层部份包覆该第二导电柱层的第二表面侧的表壁。
[0066]所述的封装装置，其中:该第一导电柱层的第二表面高于该第一铸模化合物层，该第二导电柱层的第二表面不高于该第二铸模化合物层。
[0067]所述的封装装置，其中:该第一铸模化合物层部份包覆该第一导电柱层的第二表面侧的表壁，该第二铸模化合物层完全包覆该第二导电柱层的第二表面侧的表壁。
[0068]所述的封装装置，其中:该第一导电柱层的第二表面高于该第一铸模化合物层，该第二导电柱层的第二表面高于该第二铸模化合物层。
[0069]所述的封装装置，其中:该第一铸模化合物层部份包覆该第一导电柱层的第二表面，该第二铸模化合物层部份包覆该第二导电柱层的第二表面侧的表壁。
[0070]所述的封装装置，其中:该第一铸模化合物层与该第二铸模化合物层是一晶片封装用的铸模化合物(Molding Compound)材质，其具有酸醛基树脂(Novolac-Based Resin)、环氧基树脂(Epoxy-Based Resin)、娃基树脂(Silicone-Based Resin)或其他适当的铸模化合物。
[0071]所述的封装装置，其中:该第一导电柱层的第二表面与该第二导电柱层的第二表面包括至少一导线或至少一晶片座。
[0072]所述的封装装置，其中:该第一内接元件系以打线封装或凸块封装电性连结于该第一导电柱层，该第二内接元件系以打线封装或凸块封装电性连结于该第二导电柱层。
[0073]所述的封装装置，其中:该第一内接元件与该第二内接元件是一主动元件、一被动元件或一半导体晶片。
[0074]为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括:
[0075]—种封装装置的制造方法，其特征在于，其步骤包括:
[0076]提供一第一封装模块，其具有:
[0077]—第一铸模化合物层；
[0078]一第一导电柱层，其具有相对的第一表面与第二表面且嵌设于该第一铸模化合物层中；
[0079]一第一内接元件，其电性连结于该第一导电柱层且嵌设于该第一铸模化合物层中；及
[0080]一第一保护层，其设置于该第一铸模化合物层与该第一导电柱层的第一表面上；
[0081]提供一第二封装模块，其具有:
[0082]一第二铸模化合物层；
[0083]—第二导电柱层，其具有相对的第一表面与第二表面且嵌设于该第二铸模化合物层中；及
[0084]一第二内接元件，其电性连结于该第二导电柱层且嵌设于该第二铸模化合物层中；以及
[0085]提供复数个导电元件连结于该第一封装模块的该第一导电柱层的第二表面与该第二封装模块的该第二导电柱层的第一表面之间。
[0086]与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是:
[0087]本发明可改善传统的玻璃纤维基板互连导通封装结构的如下缺点:(1)使用玻璃纤维材质作为基板的成本过于昂贵。(2)将玻璃纤维基板薄型化易产生翘曲变形。(3)固有基材内含有玻璃纤维材质会造成雷射钻孔的加工难度较高，无法满足细线路要求，进而布线较为麻烦，而反复利用雷射钻孔技术来形成雷射盲埋孔的叠层结构，其复数次雷射钻孔加工时间较长且制程复杂。(4)也须使用雷射钻孔技术在铸模化合物层上形成互连导通通道，以使复数个封装结构作电性连结封装，故整体封装制程的成本较高。本发明可节省整体封装制程成本，并可大幅缩小封装装置的体积及厚度，以达成轻薄短小的可携式电子产品需求，内接元件内埋之后，整体线路路径缩短，将有利高速信号传递、降低杂讯与降低耗电量，进而提升三维封装(Three Dimens1n Package)技术的可靠度。
[0088]此外，本发明又设计多种电性连接的凹槽封装结构，其具有如下优点:(1)防止该复数个导电元件往铸模化合物层外侧的水平方向移动的现象产生，故可避免各导电柱层之间的桥接短路发生。(2)防止该复数个导电元件往铸模化合物层外侧的下方移动的现象产生，故可避免各导电柱层之间的桥接短路发生。(3)导电柱层的表面也可被蚀刻而形成圆弧形的凹面使其具有方便固定该复数个导电元件的效果，进而提升球栅阵列开口的解析度，进而提升后后段多层堆叠封装制程的可靠度。
【附图说明】
[0089]图1为传统的玻璃纤维基板互连导通封装结构示意图；
[0090]图2A为本发明第一实施例的封装装置示意图；
[0091]图2B为本发明第二实施例的封装装置示意图；
[0092]图2C为本发明第三实施例的封装装置示意图；
[0093]图2D为本发明第四实施例的封装装置示意图；
[0094]图2E为本发明第五实施例的封装装置示意图；
[0095]图2F为本发明第六实施例的封装装置示意图；
[0096]图3A为本发明第七实施例的封装装置示意图；
[0097]图3B为本发明第八实施例的封装装置示意图；
[0098]图3C为本发明第九实施例的封装装置示意图；
[0099]图3D为本发明第十实施例的封装装置示意图；
[0100]