专利名称：具有电磁屏蔽的封装结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种封装结构及其制造方法，尤指一种具有电磁屏蔽的封装结构及其 制造方法。
背景技术：
半导体封装件(Semiconductor Package)为一种将半导体芯片(chip)电性连接 在导线架或基板的承载件上，再以如环氧树脂的封装胶体包覆在该半导体芯片及承载件 上，以通过该封装胶体保护该半导体芯片及承载件，而能避免外界的水气或污染物的侵害。而现有的半导体封装件于运行时，多少会受外界的电磁(EMI)等噪声干扰，导致 该半导体封装件的电性运行功能不正常，因此影响整体的电性功能。有鉴于现有半导体封装件易受电磁干扰的问题，而有如美国专利第5，166，772号 揭露于封装胶体中嵌埋金属罩的结构。请参阅图1，其为美国专利第5，166，772号的封装结构立体剖视示意图；如图所 示，于基板(substrate) 10上接置芯片11，且该芯片11以多个焊线12电性连接至该基板 10，并于该芯片11外罩设网状的金属罩(metal shield) 13，且该基板10上具有至少一个 接地端14，令该金属罩13电性连接至该接地端14，此外，于该金属罩13、芯片11、焊线12、 及部分基板10上形成封装胶体15，以将该金属罩13嵌埋于该封装胶体15中，并且通过该 网状的金属罩13屏蔽外界电磁干扰该芯片11的运行，从而能避免电性运行功能不正常，而 影响整体的电性功能。其他类似具电磁屏蔽设计的封装结构包括美国专利第4，218，578、 4，838，475,4, 953，002 及 5，030，935 号所揭露者。但是，上述的现有构造，必须先另行制作网状的金属罩13，因而增加处理的复杂 度；之后，再将该金属罩13罩设于该芯片11上，并且将该金属罩13固定于该基板10上，如 此则增加组装的困难度。此外，该网状的金属罩13罩设于该基板10上后，于该金属罩13、 芯片11、焊线12及部分基板10上形成封装胶体15时，该封装胶体15必须通过网状的金 属罩13方能覆盖于该芯片11上，由于该金属罩13为网状，当该封装胶体15通过该金属罩 13的细密的网目时容易产生紊流，导致气泡产生，因此易于该封装胶体15中产生气泡，而 于后续热处理中产生爆米花效应。另请参阅图2，其为美国专利第5，557，142号的封装结构立体剖视示意图，于基板 20上接置芯片21，且该芯片21以多个焊线22电性连接至该基板20，又于该芯片21、焊线 22及部分基板20上形成封装胶体23，以通过该封装胶体23保护该芯片21、焊线22及基 板20，且于该封装胶体23的外露表面以涂布或溅镀形成金属层M，从而通过该金属层M 屏蔽外界电磁干扰。其他类似具有电磁屏蔽设计的封装结构包括美国专利第5，220，489、 5，311，059 及 7，342，303 号所揭露者。但是，上述的现有构造，虽能免除复杂的处理，但必须在该基板20上完成接置芯 片21及封装胶体23，且进行切单(singular)成为单一封装结构后，方能于该封装胶体23 的外露表面涂布或溅镀形成金属层24，而该单一封装结构于处理中不易排放取件，因而不利于大量生产。再者，溅镀的方式也无法应用于封装胶体与基板侧边齐平的封装结构。另外，如美国专利第7，030，469号所揭露的一种封装结构，其于封装胶体上形成 外露出焊线的沟槽，且该沟槽及封装胶体上形成有与该焊线连接的导线层，以达成电磁屏 蔽的效果，但是，该导线层须为非铁金属材料，而仅能以沉积或溅镀方式覆盖于沟槽及封装 胶体上，无法应用于封装胶体与基板侧边齐平的封装结构。再者，该导线层与该焊线为点接 触，易有接触不良的问题。因此，鉴于上述的问题，如何避免现有具有电磁屏蔽的封装结构及其制造方法的 制作复杂度、组装困难、易于热处理中产生爆米花效应及不利于大量生产，实已成为目前亟 欲解决的课题。
发明内容
鉴于上述现有技术的种种缺陷，本发明的目的是提供一种具有电磁屏蔽的封装结 构及其制造方法，以避免现有技术中存在电磁屏蔽的封装结构及其制造方法的制作复杂 度、组装困难、易于热处理中产生爆米花效应及不利于大量生产等诸多问题。为达到上述及其他目的，本发明提供一种具电磁屏蔽的封装结构，包括基板单 元，金属柱，芯片，封装胶体，以及屏蔽膜，其中，所述基板单元具有相对的第一表面及第二 表面，且该第一表面具有置晶区；所述金属柱设于该第一表面上；所述芯片接置并电性连 接于该置晶区上；所述封装胶体包覆该芯片及第一表面，并外露出该部分金属柱；所述屏 蔽膜包覆该封装胶体并电性连接该金属柱。为得到前述的封装结构，本发明还揭露一种具电磁屏蔽的封装结构的制造方法， 包括准备基板，该基板上定义有多个纵横分布的切割线以围设出多个基板单元，且各基板 单元具相对的第一表面及第二表面，于各第一表面具有置晶区；于各基板单元边缘的至少 一个切割线上形成金属柱；于各基板单元的置晶区上接置并电性连接芯片；于该基板、芯 片及金属柱上形成封装胶体，以包覆所述芯片及金属柱；沿着各切割线第一次裁切该封装 胶体及金属柱，以于该封装胶体中形成多个露出各金属柱的沟槽；于该封装胶体表面及沟 槽中形成屏蔽膜，以令该屏蔽膜电性连接所述金属柱；以及沿着各切割线进行第二次裁切， 以切割该沟槽中的屏蔽膜及基板，从而令该屏蔽膜包覆该封装胶体侧面，并与该基板侧边 齐平。依上述的具电磁屏蔽的封装结构的制造方法，该金属柱可设于该横向分布的切割 线或纵向分布的切割线上，或者，该金属柱可设于该横向分布切割线及纵向分布切割线的 交点上，甚至部分金属柱设于单一切割线上，部分金属柱设于切割线的交点上。在本发明的一实施例中，形成该金属柱的材料为铜、锡或金。该芯片具有相对应的 作用面与非作用面，且于该作用面上具有多个信号焊垫、电源焊垫及接地焊垫，而所述信号 焊垫、电源焊垫及接地焊垫以打线电性连接或覆晶电性连接该基板单元。又于本发明的制造方法中，该第一次裁切的深度大于、等于、或小于该封装胶体的 厚度，且该第二次裁切的宽度小于该沟槽的宽度，以令该屏蔽膜形成于该封装胶体的侧表 面。在实施上，形成该屏蔽膜可为碳质(carbon-based)材料或含金属粉体材料，而该 屏蔽膜也可通过网版印刷形成于该封装胶体的外露表面及所述沟槽中，然后固化该屏蔽膜。或者，先于所述沟槽中滴入液态的碳质材料或含金属粉体材料，以形成第一屏蔽膜，再 于该封装胶体的外露表面及所述沟槽中的第一屏蔽膜上形成第二屏蔽膜，之后固化该第一 屏蔽膜及第二屏蔽膜。另外，所述的该基板单元的第二表面还可包括形成多个焊球。由上可知，本发明具有电磁屏蔽的封装结构及其制造方法，于该基板的各个基板 单元上形成金属柱及于该置晶区中接置芯片，接着于该基板、芯片及金属柱上形成封装胶 体，然后第一次裁切该封装胶体，以于该封装胶体中形成多个纵横分割的沟槽，并分割各金 属柱以露出其侧表面，但未切割分离所述基板单元，再于该封装胶体的外露表面及所述沟 槽中形成屏蔽膜，之后再沿着各沟槽进行第二次裁切，以切割该沟槽中的屏蔽膜及基板，以 令该屏蔽膜形成于该封装胶体的侧面，本发明的方法可于切单前巧妙地通过沟槽的形成， 而于其中填入电磁屏蔽材料，从而与金属柱作面接触，免除如美国专利第7，030，469号所 揭露的点接触可能产生的接地不良问题，更能免除现有结构及其制造方法的制作复杂度、 组装困难、易于热处理中产生爆米花效应及不利于大量生产等缺陷。
图1为美国专利第5，166，772号的封装结构立体剖视示意图。图2为美国专利第5，557，142号的封装结构立体剖视示意图。图3A至3F-3为本发明具有电磁屏蔽的封装结构的制造方法的剖视示意图；其中， 图3A，是图3A的剖视图，图3A”为图3A的另一实施例，该图3D-1及3D-2为图3D的另一 实施例，图3F-1至3F-3是本发明具电磁屏蔽的封装结构的其他实施例。主要元件符号说明
10基板
11-H-* LL 心片
12,37焊线
13金属罩
14接地端
15封装胶体
20基板
21-H-* LL 心片
22,37焊线
23封装胶体
24金属层
3、3，、3’'’、3”’封装结构
30基板
301切割线
301a横向分布切割线
301b纵向分布切割线
31基板单元
31a第一表面
31b第二表面
311置晶区
32金属柱
320侧表面
33-H-* LL 心片
34封装胶体
340沟槽
341侧面
35屏蔽膜
351第一屏蔽.
352第二屏蔽.
36焊球
d深度
t厚度
312芯片座
313接脚
具体实施例方式以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明 书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。请参阅图3A至3F-3，为本发明所揭露的具电磁屏蔽的封装结构的制造方法。如图3A及3A’所示，该图3A为图3A’的上视图；如图所示，首先，准备一基板30， 该基板30上定义有多个纵横分布的切割线301以围设出多个基板单元31，如图所示，该切 割线301包括多个横向分布切割线301a及纵向分布切割线301b，且各基板单元31具有相 对的第一表面31a及第二表面31b，于各第一表面31a具有置晶区311。依上所述，还于各基板单元31边缘的至少一个切割线301上形成以铜、锡或金为 材质的金属柱32，以连接该基板单元31上的接地端或接地层(未图示)，而该金属柱32可 设于该横向分布切割线301a、纵向分布切割线301b上，或者，该金属柱32可设于该横向分 布切割线301a及纵向分布切割线301b的交点上，甚至如图3A”所示，部分金属柱32设于 单一切割线上，部分金属柱32设于切割线的交点上。如图;3B所示，于各基板单元31的置晶区311上接置并电性连接芯片33，该芯片33 具有相对应的作用面与非作用面，于该作用面上具有多个信号焊垫、电源焊垫及接地焊垫， 所述信号焊垫、电源焊垫及接地焊垫以打线(wire bonding)或覆晶(flip chip)方式电性 连接该基板单元31 ；于本实施例中，以打线电性连接作说明，但不以此为限。接着，还于该基板30、芯片33及金属柱32上形成封装胶体34，以包覆所述芯片33 及金属柱32。如图3C所示，沿着各切割线301第一次裁切该封装胶体34及金属柱32，以于该 封装胶体34中形成多个露出各金属柱32的沟槽340，且该第一次裁切的深度d可大于、等 于、或小于该封装胶体34的厚度t。
如图3D所示，于该封装胶体34表面及沟槽340中以网版印刷形成材料为碳质材 料或含金属粉体材料的屏蔽膜35，且令该屏蔽膜35电性连接所述金属柱32的侧表面320， 并于网版印刷后进行固化，如此即能通过该屏蔽膜35的屏蔽，防止该芯片33受电磁干扰， 从而以提供正常的运行。另请参阅图3D-1及3D-2，其为形成该屏蔽膜35的另一实施例，与前述实施例的不 同处在于先在所述沟槽340中先滴入液态的碳质材料或含金属粉体材料，以形成第一屏蔽 膜351，如图3D-1所示；接着，于该封装胶体34的外露表面及所述沟槽340中的第一屏蔽 膜351上形成第二屏蔽膜352，如图3D-2所示；最后固化该第一屏蔽膜351及第二屏蔽膜 352。如图3E所示，沿着各沟槽340的切割线301进行第二次裁切，以切割该沟槽340 中的屏蔽膜35及基板30，且该第二次裁切的宽度w2小于该第一次裁切或沟槽340的宽度 wl，从而令该屏蔽膜35包覆该封装胶体34侧面341，并与该基板30侧边齐平。如图3F所示，还包括该基板单元31的第二表面31b形成多个焊球36，以供电性连 接至其它电子装置。依上述的制造方法，本发明还提供一种具电磁屏蔽的封装结构3，包括基板单元 31、金属柱32、芯片33、封装胶体；34及屏蔽膜35。所述的基板单元31，具有相对的第一表面31a及第二表面31b，于该第一表面31a 具有置晶区311。所述的金属柱32，设于该第一表面31a上，且形成该金属柱32的材料可为铜、锡或
^^ ο所述的芯片33具有相对应的作用面与非作用面，且于该作用面上具有多个信号 焊垫、电源焊垫及接地焊垫，所述信号焊垫、电源焊垫及接地焊垫以打线或覆晶方式电性连 接该基板单元31。所述的封装胶体34，包覆该芯片33及基板单元31的第一表面31a，并外露出该部 分金属柱32。所述的屏蔽膜35可为碳质材料或含金属粉体材料，包覆该封装胶体34并电性连 接该金属柱32。如图所示，在本实施例中，第一次裁切该封装胶体34及金属柱32时，该第 一次裁切的深度d等于该封装胶体34的厚度t，因此，该屏蔽膜35包覆该金属柱32，且该 屏蔽膜35与该基板30侧边齐平。又依上述的具电磁屏蔽的封装结构，还可包括多个焊球36，设于该基板单元31的 第二表面31b，以供电性连接至其它电子装置。请参阅图3F-1，其具电磁屏蔽的封装结构3’的另一实施例，与前述实施例的不同 处在于图3C所示中沿着各切割线301第一次裁切该封装胶体34及金属柱32时，该第一次 裁切的深度d大于该封装胶体34的厚度t。因此，该屏蔽膜35包覆该金属柱32及部分基 板30，且该屏蔽膜35与该基板30侧边齐平。请参阅图3F-2，其具电磁屏蔽的封装结构3”的又一实施例，与前述实施例的不同 处在于图3C所示中沿着各切割线301第一次裁切该封装胶体34及金属柱32时，该第一次 裁切的深度d小于该封装胶体34的厚度t。因此，该屏蔽膜35仅包覆该部分金属柱32，故 该屏蔽膜35与该金属柱32及基板30侧边齐平。
请参阅图3F-3，其为具有电磁屏蔽的封装结构的再一实施例，与前述实施例的不 同处在于该封装结构的基板单元31为导线架，而该导线架具有芯片座312和多个接脚313， 本实施例的封装结构3”’还包括该金属柱32，设于各接脚313上，芯片33，接置于芯片座 312上，并以焊线37电性连接该接脚313，封装胶体34，包覆该芯片33及导线架，并外露出 该部分金属柱32 ；以及屏蔽膜35，包覆该封装胶体34并电性连接该金属柱32。本发明具有电磁屏蔽的封装结构及其制造方法，于该基板的切割线位置上形成金 属柱，并于该基板单元第一表面的置晶区中接置芯片，接着于该基板、芯片及金属柱上形成 封装胶体，以包覆所述芯片及金属柱，然后沿着各切割线第一次裁切该封装胶体，但未穿透 该基板，以于该封装胶体中形成多纵横分割的沟槽，并分割各金属柱以露出其侧表面，再于 该封装胶体的外露表面及所述沟槽中形成屏蔽膜，之后再沿着各沟槽的切割线进行第二次 裁切，以切割该屏蔽膜及基板，且令该屏蔽膜形成于该封装胶体的侧面，并分割成多个封装 单元；由于先分割该封装胶体以形成沟槽，但未切割分离所述基板单元，再于已分割的封装 胶体表面及沟槽中形成屏蔽膜，之后再完全分割该封装胶体及所述基板单元，本发明的方 法可于切单前巧妙地通过沟槽的形成，而于其中填入电磁屏蔽材料，从而与金属柱作面接 触提升接地品质，更能免除现有结构及其制造方法的制作复杂度、组装困难、易于热处理中 产生爆米花效应、及不利于大量生产等缺陷。上述实施例用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何 本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发 明的权利保护范围，应如权利要求书范围所列。
权利要求
1.一种具有电磁屏蔽的封装结构，其特征在于，该封装结构包括 基板单元，具有相对的第一表面及第二表面，且该第一表面具有置晶区； 金属柱，设于该第一表面上；芯片，接置并电性连接于该置晶区上；封装胶体，包覆该芯片及该基板单元第一表面，并外露出该部分金属柱；以及 屏蔽膜，包覆该封装胶体并电性连接该金属柱。
2.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽的封装结构，其特征在于，形成该金属柱的材 料为铜、锡或金。
3.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽的封装结构，其特征在于，该芯片以打线或覆 晶方式电性连接该基板单元。
4.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽的封装结构，其特征在于，形成该屏蔽膜的为 碳质材料或含金属粉体材料。
5.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽的封装结构，其特征在于，该屏蔽膜包覆该金 属柱，且该屏蔽膜与该基板侧边齐平。
6.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽的封装结构，其特征在于，该屏蔽膜与该金属 柱及基板侧边齐平。
7.一种具有电磁屏蔽的封装结构的制造方法，其特征在于，该制造方法包括准备基板，该基板上定义有多个纵横分布的切割线以围设出多个基板单元，且各基板 单元具有相对的第一表面及第二表面，于各第一表面具有置晶区； 于各基板单元边缘的至少一个切割线上形成金属柱； 于各基板单元的置晶区上接置并电性连接芯片； 于该基板、芯片及金属柱上形成封装胶体，以包覆所述芯片及金属柱； 沿着各切割线第一次裁切该封装胶体及金属柱，以于该封装胶体中形成多个露出各金 属柱的沟槽；于该封装胶体表面及沟槽中形成屏蔽膜，以令该屏蔽膜电性连接所述金属柱；以及 沿着各切割线进行第二次裁切，以切割该沟槽中的屏蔽膜及该基板，从而令该屏蔽膜 包覆该封装胶体侧面，并与该基板侧边齐平。
8.根据权利要求7所述的具有电磁屏蔽的封装结构的制造方法，其特征在于，该金属 柱设于该横向分布的切割线或纵向分布的切割线上。
9.根据权利要求7所述的具有电磁屏蔽的封装结构的制造方法，其特征在于，该金属 柱设于该横向分布切割线及纵向分布切割线的交点上。
10.根据权利要求7所述的具有电磁屏蔽的封装结构的制造方法，其特征在于，形成该 金属柱的材料为铜、锡或金。
11.根据权利要求7所述的具有电磁屏蔽的封装结构的制造方法，其特征在于，该芯片 以打线或覆晶方式电性连接该基板单元。
12.根据权利要求7所述的具有电磁屏蔽的封装结构的制造方法，其特征在于，该第一 次裁切的深度大于、等于、或小于该封装胶体的厚度。
13.根据权利要求7所述的具有电磁屏蔽的封装结构的制造方法，其特征在于，该第二 次裁切的宽度小于该沟槽的宽度。
14.根据权利要求7所述的具有电磁屏蔽的封装结构的制造方法，其特征在于，形成该 屏蔽膜的是碳质材料或含金属粉体材料。
15.根据权利要求7所述的具有电磁屏蔽的封装结构的制造方法，其特征在于，该屏蔽 膜以网版印刷形成于该封装胶体的外露表面及所述沟槽中，并固化该屏蔽膜。
16.根据权利要求7所述的具有电磁屏蔽的封装结构的制造方法，其特征在于，该制造 方法中形成该屏蔽膜的方法包括于所述沟槽中滴入液态的碳质材料或含金属粉体材料，以形成第一屏蔽膜； 于该封装胶体的外露表面及所述沟槽中的第一屏蔽膜上以网版印刷形成第二屏蔽膜；以及固化该第一屏蔽膜及第二屏蔽膜。
全文摘要
一种具有电磁屏蔽的封装结构及其制造方法，该封装结构包括基板单元、金属柱、芯片、封装胶体、及屏蔽膜；该基板单元具有相对的第一表面及第二表面，且该第一表面具有置晶区；而该金属柱设于该第一表面上；又该芯片接置并电性连接于该置晶区上；而该封装胶体包覆该芯片及第一表面，并外露出该部分金属柱；又该屏蔽膜包覆该封装胶体并电性连接该金属柱。本发明的方法通过二段裁切方式，第一次先切割封装胶体以形成沟槽，于沟槽上形成屏蔽膜并电性连接该金属柱后，再进行第二次裁切以得到本发明的封装结构，因此，本发明能简化处理及避免屏蔽膜接地不良的问题。
文档编号H01L21/56GK102142403SQ201010102269
公开日2011年8月3日 申请日期2010年1月28日 优先权日2010年1月28日
发明者姚进财, 柯俊吉, 黄建屏 申请人:矽品精密工业股份有限公司