专利名称：具背侧保护结构的半导体组件封装结构及其方法
技术领域：
本发明是有关于半导体组件封装结构，特定而言是有关于具背侧保护结 构的半导体组件封装结构及其方法，藉以保护封装本体及改良可靠度。
背景技术：
近年来，高科技电子制造业推出更具特征且更为人性化的电子产品。半 导体科技的快速成长己促使半导体封装尺寸縮小、适用多接脚、细间距、电 子组件缩小等的快速进展。
因为传统封装技术必须将晶片(wafer)上的晶粒(die)分割成各别的晶粒且 接着各别封装所述晶粒，故此类技术对于制造程序而言系为耗时。因芯片封 装技术是大为受到集成电路发展的影响，故当电子装置的尺寸变为高要求时， 封装技术也是如此。由于上述的理由，封装技术的趋势是朝向现今的锡球阵 列(ball grid array, BGA)、覆晶锡球阵列(flip chip ball grid array, FC-BGA)、芯 片尺寸封装(chip scale package, CSP)及晶片级封装(wafer level package, WLP)。 "晶片级封装"是被了解为晶片上整体封装、所有互连及其它程序步骤是于 分离成晶粒之前施行。通过晶片级封装技术，可生产出具有极微型尺寸及良 好电子特性的晶粒。虽晶片级封装技术有上述优点，然而仍存在若干影响晶 片级封装技术的接受度的问题。传统上需要于单一封装结构中具有多个芯片， 故封装结构尺寸会随多芯片的数量或整体高度而增加，因此工艺遂更加复杂。
图1是显示美国专利申请案第6,023,094号及第6,175,162号所揭露的具 下表面保护涂布的已知封装的横切面示意图。封装结构200包括晶粒102，其 具有下表面104及上表面108。封装结构200还包括保护膜210，其形成于晶 粒102的下表面104上以覆盖下表面104，以及多个凸块106，其形成于晶粒102的上表面108上。此外，保护膜210的尺寸与晶粒102的尺寸相同。保护 膜210具有约0.2的低热传导系数，以及约1.5至5密耳(mil)的厚度。是故， 封装结构200的尺寸是藉此累积而增厚，且相等于每一材料层的总和尺寸。 而每一材料层之间的热传导系数差对于材料层间的微弱黏着力影响甚巨。
再者，保护膜210的材料通常包括环氧树脂(epoxy)或橡胶材料。当环氧 树脂材料用作为保护膜210时，为提供适当保护，环氧树脂必须较其它层为 厚，乃因其本身材料特性。然而，保护层210将会太厚而于工艺步骤期间产 生形变，且极易于切割期间或外力时产生破裂的情况。若橡胶材料用作为保 护膜210时，保护膜210的硬度则通常不足以保护封装结构200。此外，制造 封装结构的工艺也变为越趋复杂且高成本。总而言之，保护膜210的厚度或 硬度是极为重要且是不足以保护封装结构。
鉴于以上所述，现今极需一崭新的结构以克服上述缺失。
发明内容
本发明将以若干较佳实施例加以详细描述。然而，本领域的技术人员应 得以领会，除说明书中的较佳实施例之外，本发明也可广泛实行于其它实施 例。本发明的范围并不受限于说明书中的较佳实施例，且应与下列权利要求 相一致。
本发明的一目的是为提供具背侧保护结构的半导体组件封装结构，其可 保护封装结构免于受到外力破坏。
本发明的另一目的是为提供具背侧保护结构的半导体组件封装结构，其 解决工艺期间的破裂及变形问题。
本发明的又另一目的是为提供具背侧保护结构的半导体组件封装结构， 期可降低成本且改善可靠度。
本发明的再另一目的是为提供具背侧保护结构的半导体组件封装结构， 其可简易地于半导体组件封装的上表面实施激光标记。本发明是提供半导体组件封装结构，包括晶粒，其具有背表面及主动表
面形成于其上；黏胶层(adhesive layer),其形成于晶粒的背表面上；保护基板， 其形成于黏胶层上；以及多个凸块，其形成于晶粒的主动表面上，以用于电 连接。
本发明提供用于形成半导体组件封装结构的方法，其包括提供一具有背 表面及主动表面的多个晶粒的晶片；于上述晶粒的背表面上形成黏胶层；于 上述黏胶层上形成保护基板；于上述晶粒的主动表面上形成多个凸块；以及 将多个晶粒切割成单独晶粒以将其单一化。
本发明提供的具有背侧保护结构的半导体组件封装结构，其可于工艺期 间保护封装结构以降低成本并改善可靠度。本发明亦提供一种崭新结构及方 法，其于形成保护基板后不会有破裂或变形问题。因此，本发明所揭露的芯 片尺寸封装结构可提供现有技术所无法预期的效果，并解决现有技术的问题。 本结构可应用于晶片或面板工业，且也可运用并修改成其它相关应用。
本发明可通过说明书中若干较佳实施例及详细叙述以及后附附图得以了 解。然而，本领域的技术人员应得以领会所有本发明的较佳实施例是用以说 明而非用以限制本发明的权利要求，其中
图1是根据现有技术显示半导体组件封装结构的横切面示意图。
图2是根据本发明显示半导体组件封装结构的横切面示意图。
附图标号
102晶粒
104下表面
106凸块
108上表面
200封装结构210保护膜
300半导体组件封装
301重分布层
302晶粒
304黏胶层
306背表面
308主动表面
309横向侧
310接触垫(凸块)
312保护基板
314种子金属膜(或层)
具体实施例方式
在以下叙述中，本发明将提供许多特定细节以充分说明本发明的实施例。 参考下述说明，其叙述的目的仅为解释本发明的较佳实施例，而非用以限制 本发明的权利要求。本领域的技术人员应可领会，本发明可无需一或多项说 明书中的特定细节或以其它方法、组件、材料等即可加以实施。
图2是根据本发明显示半导体组件封装300的结构横切面示意图。半导 体组件封装300包括至少一晶粒302，其具有背表面306及主动表面308。应 注意主动表面308可包括接触垫310及重分布层(redistribution layer, RDL)301 ， 其形成于晶粒302之上。多个接触垫或凸块310是形成于晶粒302的主动表 面308上，以用于电连接。此外，黏胶层304是形成于晶粒302的背表面上。 保护基板312是接着形成于黏胶层304上。于一实施例中，保护基板的上表 面是用作为激光或油墨标记区域。
于一实施例中，黏胶层304的材料包括弹性材料，其具弹性特性以吸收 外力及/或作用为缓冲层。保护基板312的材料包括内含玻璃纤维物，其具有坚硬特性(刚性)以保护封装结构。保护基板312的材料较佳为包括双马来酰亚 胺三氮杂苯树脂(bismaleimide-triazine, BT)、耐高温玻璃纤维板(FR5)、聚酰亚 胺(polyimide, PI)或玻璃纤维板(FR4)。请注意内含的玻璃纤维物可提升保护基 板312的强度但却具有较薄的厚度，藉此縮小整体封装的厚度。
于一实施例中，保护基板312的厚度约为25-200微米。保护基板312的 厚度较佳可为25、 50、 75、 100或200微米。于应用时，保护基版312的厚 度大体上接近于晶粒302的厚度。保护基板312的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion, CTE)约为14至17，且较佳为与工艺期间印刷电路板(printed circuit board, PCB)的热膨胀系数相匹配。
于上述结构下，半导体组件封装300包括内含有玻璃纤维的保护基板312， 其形成于黏胶层304上，由于上述保护基板312具有刚性固可覆盖并保护晶 粒302。于保护基板312及晶粒302之间形成的外力可由黏胶层304因其本身 的弹性特性而加以吸收并缓冲。其可迅速吸收上述外力。特别是于较薄的封 装结构中横向侧309处的外力可受到降低，例如尺寸为50至200微米(厚度) 的封装，较佳为用于晶片级芯片尺寸封装(Wafer Level-Chip Scale Package, WL-CSP)工艺的约100至300微米的封装。
根据本发明的另一观点，本发明更提供一种用于形成半导体组件封装的 方法。
首先，提供一具有多个晶粒302的晶片，且每一晶粒302具有背侧表面 306及主动表面308。黏胶层304是形成于晶粒302的背表面306上，而保护 基板312是形成于黏胶层304上。黏胶层304是与保护层312 —起在接合(层 压合)前进行预涂(pre-coat)。
其后，多个凸块310是形成于晶粒302的主动表面308上，而凸块310 是用于电连接。多个晶粒302遂切割成单独晶粒以将其单一化。
于一实施例中，保护基板312是通过实施板接合(层压合)方法而形成。
切割线(未图示)是设置于每一晶粒302之间，而多个晶粒302沿着切割线分成单独晶粒以将其单一化。于一实施例中，于单一化步骤期间是利用已知 的切割刀片。于单一化步骤期间，切割刀片是对准上述切割线以将晶粒分割
成单独晶粒。并且此保护基板的尺寸(X/Y)将与经过单一化之后的晶粒尺寸 (X/Y)相同。
背侧结构系作用为本发明中的保护结构，其可防止封装破裂或变形，藉 此保护封装结构以增加封装产率及质量。
为较佳的热管理探究，种子金属膜(或层)314可选择性溅射或电镀于晶粒 302的背侧上。
于说明书中，本领域的技术人员应得以领会，若干类似组件的叙述予以 省略以避免模糊本发明。应注意结构的材料及配置是为说明而非限制本发明。 结构的材料及配置可根据不同传导需求而加以更改。
根据本发明的一观点，本发明是提供具有背侧保护结构的半导体组件封 装结构，其可于工艺期间保护封装结构以降低成本并改善可靠度。本发明亦 提供一种崭新结构及方法，其于形成保护基板312后不会有破裂或变形问题。 因此，本发明所揭露的芯片尺寸封装结构可提供现有技术所无法预期的效果， 并解决现有技术的问题。本结构可应用于晶片或面板工业，且亦可运用并修 改成其它相关应用。
上述叙述是为本发明的较佳实施例，本领域的技术人员应得以领会其是 用以说明本发明而非用以限制本发明所主张的权利要求的范围。其专利保护 范围当以权利要求及其等同领域而定。凡本领域的技术人员，在不脱离本专 利精神或范围内，所作的更动或润饰，均属于本发明所揭示精神下完成的等 效改变或设计，且应包括在权利要求内。
权利要求
1. 一种半导体组件封装结构，其特征在于，所述半导体组件封装结构包括一晶粒，所述晶粒具有一背表面及一主动表面形成于所述晶粒上；一黏胶层，所述黏胶层形成于所述晶粒的所述背表面上；一保护基板，所述保护基板形成于所述黏胶层上；及多个凸块，所述多个凸块形成于所述晶粒的所述主动表面上，以用于电连接。
2. 如权利要求1所述的半导体组件封装结构，其特征在于，所述黏胶层 的材料包括弹性材料。
3. 如权利要求1所述的半导体组件封装结构，其特征在于，所述保护基 板的材料包括双马来酰亚胺三氮杂苯树脂、耐高温玻璃纤维板(FR5)、聚酰亚 胺、玻璃纤维板(FR4)或印刷电路板。
4. 如权利要求3所述的半导体组件封装结构，其特征在于，所述保护基 板的材料包括形成于其中的玻璃纤维。
5. 如权利要求1所述的半导体组件封装结构，其特征在于，所述保护层 的厚度约为25至200微米，且所述保护层的尺寸与所述晶粒的尺寸相同。
6. 如权利要求1所述的半导体组件封装结构，其特征在于，所述半导体 组件封装结构更包括激光或油墨标记，其形成于所述保护基板的上表面上。
7. 如权利要求1所述的半导体组件封装结构，其特征在于，所述半导体 组件封装结构更包括一重分布层，其形成于所述晶粒的所述主动表面上。
8. 如权利要求1所述的半导体组件封装结构，其特征在于，所述半导体 组件封装结构更包括一种子金属层，其形成于所述晶粒的所述背表面上。
9. 一种用于形成半导体组件封装的方法，其特征在于，所述用于形成半 导体组件封装的方法包括提供一具有背表面及主动表面的多个晶粒的晶片； 于所述晶粒的所述背表面上形成黏胶层； 于所述黏胶层上形成保护基板； 于所述晶粒的所述主动表面上形成多个凸块；及 将所述多个晶粒切割成单独晶粒已将其单一化。
10. 如权利要求9所述的用于形成半导体组件封装的方法，其特征在于， 所述用于形成半导体组件封装的方法更包括于所述晶粒的所述背表面上溅射 种子金属层的步骤。
11. 如权利要求9所述的用于形成半导体组件封装的方法，其特征在于， 形成保护基板的步骤是通过板接合方法而实施。
12. 如权利要求9所述的用于形成半导体组件封装的方法，其特征在于， 切割所述多个晶粒的所述步骤是通过切割刀片实施。
13. 如权利要求9所述的用于形成半导体组件封装的方法，其特征在于， 所述用于形成半导体组件封装的方法更包括于所述保护基板的上表面上形成 激光或油墨标记的步骤。
全文摘要
本发明提供具背侧保护结构的半导体组件封装结构及其方法，所述半导体组件封装结构包括晶粒，所述晶粒具有背表面及主动表面形成于所述晶粒上；黏胶层，所述黏胶层形成于晶粒的背表面上；保护基板，所述保护基板形成于黏胶层上；以及多个凸块，所述多个凸块形成于晶粒的主动表面上，以用于电连接。本发明更提供用于形成半导体组件封装的方法，其包括提供一具有背表面及主动表面的多个晶粒的晶片；于上述晶粒的背表面上形成黏胶层；于上述黏胶层上形成保护基板；于上述晶粒的主动表面上形成多个凸块；以及将多个晶粒切割成单独晶粒以将其单一化。
文档编号H01L23/00GK101447461SQ200810174980
公开日2009年6月3日 申请日期2008年10月31日 优先权日2007年11月1日
发明者杨文焜, 许献文 申请人:育霈科技股份有限公司