专利名称：半导体封装件的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种半导体封装件，且特别是有关于一种以封胶材料填充于半导 体组件与基板之间的半导体封装件。
背景技术：
请参照图1(现有技术)，其绘示传统半导体封装件的剖视图。半导体封装件10包 括基板12、覆晶(flip chip) 14及底胶(underfill) 20。底胶20填充于覆晶14与基板12 之间，以固定覆晶14的焊球18，使覆晶14稳固地结合于基板12上。然而，由于底胶20只接触覆晶14的底面16，因此覆晶14与基板12之间的结合度 无法更进一步地提升。
发明内容
本发明有关于一种半导体封装件，其半导体组件与基板之间填充有封胶(molding compound)，封胶的强度较强，可增加半导体组件与基板之间的结合性。根据本发明的第一方面，提出一种半导体封装件。半导体封装件包括一基板、一半 导体组件、数个组件接点、封胶及数个基板接点。基板具有相对的一第一表面与一第二表 面。半导体组件设于第一表面。组件接点电性连接基板与半导体组件。封胶包覆半导体组件 且封胶的一部分位于半导体组件与第一表面之间，其中封胶包括数个填充粒(filler)，该 些填充粒占封胶的比例介于85%至89%之间且填充粒的尺寸介于18微米(μπι)至23μπι 之间。基板接点形成于第二表面。根据本发明的第二方面，提出一种半导体封装件。半导体封装件包括一基板、一半 导体组件、数个组件接点、一封胶及数个基板接点。基板具有相对的一第一表面与一第二表 面。半导体组件设于第一表面。组件接点电性连接基板与半导体组件。封胶包覆半导体组 件且封胶的一部分位于半导体组件与第一表面之间，其中封胶的低温热膨胀系数介于8至 10之间。基板接点形成于第二表面。根据本发明的第三方面，提出一种半导体封装件。半导体封装件包括一基板、一半 导体组件、数个组件接点、一封胶及数个基板接点。基板具有相对的一第一表面与一第二表 面。半导体组件设于第一表面。组件接点电性连接基板与半导体组件。封胶直接接触并包 覆半导体组件以及组件接点，其中封胶包括数个填充粒，填充粒占封胶的比例介于85%至 89%之间且填充粒的尺寸介于18μπι至23μπι之间。基板接点形成于第二表面。根据本发明的第四方面，提出一种半导体封装件。半导体封装件包括一基板、一半 导体组件、数个组件接点、一封胶及数个基板接点。基板具有相对的一第一表面与一第二表 面。半导体组件设于第一表面。组件接点电性连接基板与半导体组件。封胶直接接触并包 覆半导体组件以及组件接点，其中封胶的低温热膨胀系数介于8至10之间。基板接点形成 于第二表面。为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图1绘示传统半导体封装件的剖视图。图2绘示依照本发明较佳实施例的半导体封装件的剖视图。主要组件符号说明10、100 半导体封装件12、102:基板14:覆晶16、116:底面18 焊球20:底胶104:半导体组件106 组件接点108 封胶108a 一部分110:基板接点112:上表面114:侧面118:第一表面120 填充粒122 树脂124 第二表面
具体实施例方式请参照图2，其绘示依照本发明较佳实施例的半导体封装件的剖视图。半导体封装 件100例如是覆晶晶粒尺寸级封装(Flip Chip CSP)。半导体封装件100包括基板102、半 导体组件104、数个组件接点106、封胶108及数个基板接点110。基板102具有相对的第一表面118与第二表面124。半导体组件104例如是覆晶 (flip chip)，其设于第一表面118上。基板接点110例如是焊球(solder ball)、导电柱 (conductive pillar)或凸块(bump)，其形成于基板102的第二表面124，用以电性连接一 外部电路(未绘示)与半导体封装件100。组件接点106例如是焊球、凸块或铜柱(copper pillar)，其设于基板102与半导 体组件104之间以电性连接基板102与半导体组件104。封胶108直接接触且包覆半导体组件104的上表面112及侧面114，且封胶108的 一部分108a填充于半导体组件104的底面116与基板102的第一表面118之间并包覆底 面116、第一表面118及组件接点106。这样一来，几乎整个半导体组件104都被封胶108 紧密地包覆住。封胶108包括树脂122及数个填充粒120，该些填充粒120占封胶108的比例介于约85%至89%之间且填充粒120的最大尺寸介于18微米(μ m)至23 μ m之间。相较于传 统封胶中的填充粒，本实施例的填充粒120的尺寸较小，使封胶108成为紧密结构，可提升 封胶108的结构强度。所以，封胶108的一部分108a填入半导体组件104与基板102之间 的空间，可增加半导体组件104与基板102之间的结合强度。此外，相较于传统的半导体组件，本实施例中位于半导体组件104与基板102之间 的材料以及包覆半导体组件104的材料皆相同的材料(即封胶108)。也就是说，包覆整个 半导体组件104的材料具有均勻的热膨胀系数，可降低半导体封装件100的翘曲量。本实施例的封胶108取代底胶而填入半导体组件104与基板102之间，因此半导 体封装件100的制造过程可省略底胶填充步骤，提升半导体封装件100的制造速度及生产 量。此外，虽然上述封胶特性以其比例及其填充粒的尺寸为例说明，然非用以限制本 发明。于一实施例中，封胶108可具有其它特性，同样可使封胶108填入半导体组件104与 基板102之间。举例而言，封胶108的涡旋流动长度(spiral flow)介于约120厘米(cm)至 160cm之间，此处的涡旋流动长度指封胶108呈胶态时的流动性；或者，封胶108的固化时 间(gelatin time)介于40秒至60秒之间；或者，封胶108的低温热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion,CTE)介于约8(10_6/°C)至10之间，此处的低温热膨胀系数指当封 胶108的承受温度低于封胶108的玻璃转化温度(glass transition temperature)时封 胶108的热膨胀系数；或者，封胶108的高温热膨胀系数介于约33至43之间，此处的高温 热膨胀系数指当封胶108的承受温度等于或高于封胶108的玻璃转化温度时封胶108的热 膨胀系数。其中，封胶108的玻璃转化温度介于约120°C至160°C之间。由于封胶在低温与高温的热膨胀系数不同，故封胶于低温(低于封胶的玻璃转化 温度的温度)及高温(高于封胶的玻璃转化温度的温度)的特性亦发生变化。即使如此， 本实施例的封胶108于低温环境、低温至高温的转换过程及高温环境中仍可顺利地填入半 导体组件104与基板102之间。半导体封装件100的封胶108可具备上述数种特性(即填充粒120的比例、填充 粒120的尺寸、封胶108的涡旋流动长度、固化时间、低温热膨胀系数及高温热膨胀系数等) 中的单一、部分或全部，使封胶108填入半导体组件104与基板102之间。上述封胶108的 特性的实际应用可视对半导体封装件100的设计需求而定，本实施例不加以限制。请参照表一及表二，表一列出9组半导体封装件的封胶特性，表二列出对表一所 列的半导体封装件进行可靠度、收缩率、凝固后封胶的孔洞数及翘曲量的检测结果。如表一及表二中第1至6组所示，当填充粒120占封胶108的比例介于约85% 至89%之间、填充粒120的尺寸介于约18μπι至23μπι之间、封胶的涡旋流动长度介于 约120cm至160cm之间、封胶的固化时间介于40秒至60秒之间、封胶的低温热膨胀系 数介于约8至10之间、封胶的高温热膨胀系数介于约33至43之间时，半导体封装件的 收缩率(shinkage rate)、凝固后封胶的孔洞数(mold void)、翘曲量(warpage)、平面度 (coplanarity)及可靠度(reliability)全数合格。其余的条件则可能造成封胶后孔洞以 及可靠度测试异常等等问题，故无法采用来从事制造生产。表一
权利要求
一种半导体封装件，包括一基板，具有相对的一第一表面与一第二表面；一半导体组件，设于该第一表面；数个组件接点，电性连接该基板与该半导体组件；一封胶，包覆该半导体组件且该封胶的一部分位于该半导体组件与该第一表面之间，其中该封胶包括数个填充粒，该些填充粒占该封胶的比例介于85％至89％之间且各该些填充粒的尺寸介于18微米(μm)至23μm之间；以及数个基板接点，形成于该第二表面。
2.如权利要求1所述的半导体封装件，其中该封胶的涡旋流动长度介于120厘米(cm) 至160cm之间。
3.如权利要求1所述的半导体封装件，其中该封胶的固化时间介于40秒至60秒之间。
4.如权利要求1所述的半导体封装件，其中该封胶的玻璃转化温度实质上介于120°C 至160°C之间。
5.如权利要求1所述的半导体封装件，其中该封胶的低温热膨胀系数CTE介于8至10 之间。
6.如权利要求1所述的半导体封装件，其中该封胶的高温热膨胀系数介于33至43之间。
7.一种半导体封装件，包括一基板，具有相对的一第一表面与一第二表面； 一半导体组件，设于该第一表面； 数个组件接点，电性连接该基板与该半导体组件；以及一封胶，包覆该半导体组件且该封胶的一部分位于该半导体组件与该第一表面之间， 其中该封胶的低温热膨胀系数介于8至10之间；以及 数个基板接点，形成于该第二表面。
8.如权利要求7所述的半导体封装件，其中该封胶的高温热膨胀系数介于33至43之间。
9.如权利要求7所述的半导体封装件，其中该封胶的涡旋流动长度介于120cm至 160cmo
10.如权利要求7所述的半导体封装件，其中该封胶的固化时间介于40秒至60秒之间。
11.如权利要求7所述的半导体封装件，其中该封胶的玻璃转化温度实质上介于120°C 至160°C之间。
12.—种半导体封装件，包括一基板，具有相对的一第一表面与一第二表面； 一半导体组件，设于该第一表面； 数个组件接点，电性连接该基板与该半导体组件；一封胶，直接接触并包覆该半导体组件以及该些组件接点，其中该封胶包括数个填充 粒，该些填充粒占该封胶的比例介于85%至89%之间且各该些填充粒的尺寸介于18微米 (μπι)至23 μ m之间；以及数个基板接点，形成于该第二表面。
13. 一种半导体封装件，包括一基板，具有相对的一第一表面与一第二表面；一半导体组件，设于该第一表面；数个组件接点，电性连接该基板与该半导体组件；以及一封胶，直接接触并包覆该半导体组件以及该些组件接点，其中该封胶的低温热膨胀 系数介于8至10之间；以及数个基板接点，形成于该第二表面。
全文摘要
一种半导体封装件，其包括基板、半导体组件、数个组件接点、封胶及数个基板接点。基板具有相对的第一表面与第二表面。半导体组件设于第一表面。组件接点电性连接基板与半导体组件。封胶包覆半导体组件且封胶的一部分位于半导体组件与第一表面之间，其中封胶包括数个填充粒，该些填充粒占封胶的比例介于85％至89％之间且填充粒的尺寸介于18至23微米之间。基板接点形成于第二表面。
文档编号H01L23/29GK101937884SQ20101025725
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者李又儒, 赖振铭, 陈正强, 高崇尧 申请人:日月光半导体制造股份有限公司