专利名称：半导体封装件及其制造方法
半导体封装件及其制造方法技术领域
本发明是有关于一种半导体封装件及其制造方法，且特别是有关于一种以多道切割工艺完成的半导体封装件及其制造方法。
背景技术：
传统的半导体封装件包括基板、封胶及芯片，其中芯片设于基板的表面上，而封胶覆盖基板的表面且包覆芯片。
然而，由于封胶与基板的材质不同，故其热膨胀系数差异相当大。因此，在封胶形成后，导致半导体封装件的翘曲量甚大，而增加后续植球的难度。发明内容
本发明有关于一种半导体封装件及其制造方法，半导体封装件的翘曲量小，有助于提升植球的制造性。
根据本发明的一实施例，提出一种半导体封装件。半导体封装件包括一基板、一半导体芯片、一封装体及数个焊球。基板具有一侧面及相对的一上表面与一下表面。半导体芯片设于基板的上表面上。封装体包覆半导体芯片且具有一凹陷部及一上表面，凹陷部相对基板的侧面往凹陷且从封装体的上表面往基板的方向延伸一距离，此距离至多等于封装体的厚度，其中凹陷部与基板的侧面于不同切割工艺中形成。焊球形成于基板的下表面上。
根据本发明的另一实施例，提出一种半导体封装件的制造方法。制造方法包括以下步骤。提供一基板，具有相对的一上表面与一下表面；设置一半导体芯片于基板的上表面上；形成一封装体包覆半导体芯片，其中封装体具有一上表面；于封装体中切割出一凹陷部，其中凹陷部从封装体的上表面往基板的方向延伸一距离，此距离小于封装体的厚度； 形成数个焊球于基板的下表面上；以及，对应凹陷部的位置，形成一切割道经过封装体及基板，以切断封装体及基板，其中切割道的宽度小于凹陷部的宽度。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下
图IA绘示依照本发明一实施例的半导体封装件的外观图。
图IB绘示图IA中沿方向1B-1B，的剖面图。
图2A至2E绘示图IA的半导体封装件的制造过程图。
主要元件符号说明
100:半导体封装件
100'封装结构
110:基板
IlOb:下表面
IlOs、140s 侧面
IlOu、140u 上表
111 导电通孔
112 线路层
120 焊球
130 半导体芯片
140 封装体
141b底面
141 凹陷部
141s侧壁
142 一部分
150 焊线
160 载板160
161 黏贴层
H1、H2、H3 距离
P 切割道
S1、S2 刀具
T1、T2 厚度
W1、W2 宽度具体实施方式
请参照图1A，其绘示依照本发明一实施例的半导体封装件的外观图。
半导体封装件100包括基板110、数个焊球120、半导体芯片130、封装体140及至少一焊线150(图1B)。
请参照图1B，其绘示图IA中沿方向1B-1B’的剖面图。
基板110例如是硅晶圆，其具有侧面IlOs及相对的上表面IlOu与下表面110b，其中，侧面IIOs采用刀具或激光切割形成。基板110可包括至少一导电通孔111及至少一线路层112。导电通孔111从基板110的上表面IlOu延伸至下表面110b，而线路层112延伸于基板110的上表面110U，并连接于导电通孔111。
基板110可增加半导体封装件100的整体强度，以降低半导体封装件100的翘曲量。
如图IB所示，焊球120形成于基板110的下表面IlOb上，且形成于对应的导电通孔111上。
如图IB所示，半导体芯片130设于基板110的上表面IlOu上。本实施例中，半导体芯片130以朝上方位(face-up)设于基板110上，焊线150连接半导体芯片130与基板 110的线路层112，使半导体芯片130电性连接于焊球120。
另一实施例中，虽然图未绘示，半导体芯片130以朝下方位(face-down)设于基板 110上，半导体芯片130包括至少一焊球，半导体芯片130以焊球连接于基板110。又一实施例中，虽然图未绘示，然数个半导体芯片130可上下堆迭在一起，或边靠边(side-by-side)3/5页配置于基板110上。
如图IB所示，封装体140包覆半导体芯片130且具有凹陷部141及上表面140u。 凹陷部141相对基板110的侧面IlOs往内凹陷且从封装体140的上表面140u往基板110 的方向延伸一距离H1，其中距离Hl小于封装体140的厚度Tl，使封装体140自身形成一” 上窄下宽”结构。
此外，凹陷部141可采用例如是刀具或激光切割形成，且与基板110的侧面IlOs 于不同切割工艺中形成。经由凹陷部141的形成，可释放封装体140的热应力，有助于提升半导体封装件100的品质及寿命，以及降低半导体封装件100的翘曲量。
如图IB所示，本实施例中，凹陷部141未延伸至基板110，而保留封装体140的一部分142。经由封装体140的一部分142，可维持或提升半导体封装件100的强度。
本实施例中，距离Hl与封装体140的厚度Tl的比值可介于约2/3至3/4之间，如下式(1)。如此一来，可使半导体封装件100的翘曲量控制在预设或预期范围，且可同时确保半导体封装件100的强度。然式(1)并非用以限制本实施例。Hl 2 3m
——=.....................................................(1)Tl 3 4
如图IB所示，本实施例中，封装体140的凹陷部141具有底面141b，底面141b相距基板Iio的距离H2约100微米，在此设计值下，可维持基板110的强度且使半导体封装件100的翘曲量甚小。另一实施例中，距离H2亦可少于或大于100微米。
虽然本实施例的凹陷部141未延伸至基板110，然另一实施例中，凹陷部141可延伸至基板110。在此设计下，距离Hl与封装体140的厚度Tl的比值1。如此，封装体140与基板110共同形成一”上窄下宽”结构(封装体140的宽度较窄，而基板110的宽度较宽)。
如图IB所示，封装体140具有侧面140s，而凹陷部141具有侧壁141s，侧壁141s 相对封装体140的侧面140s往内凹陷，其中，侧面140s相距侧壁141s的距离H3至少5微米，然此非用以限制本实施例。此外，封装体140的侧面140s与基板110的侧面IlOs于同I切割工艺中形成，使封装体140的侧面140s与基板110的侧面IlOs实质上对齐，例如是共面。
此外，封装体140可包括酚醛基树脂(Novolac-based resin)、环氧基树脂 (epoxy-based resin)、硅基树脂(silicone-based resin)或其他适当的包覆剂。封装体140亦可包括适当的填充剂，例如是粉状的二氧化硅。一具体例子中，封装体140封胶 (molding compound)0
以下说明依照本发明一实施例的半导体封装件的制造过程，以图IA的半导体封装件的制造过程为例说明。
请参照图2A至2E，其绘示图IA的半导体封装件的制造过程图。
如图2A所示，提供基板110，其中基板110具有相对的上表面1 IOu与下表面1 IOb。
如图2A所示，可采用例如是表面黏贴技术(Surface mount technology, SMT)，设置至少一半导体芯片130于基板110的上表面IlOu上。
基板110包括至少一导电通孔111及至少一线路层112。导电通孔111从基板110 的上表面IlOu延伸至下表面110b，而线路层112延伸于基板110的上表面110u，并连接于导电通孔111。5
如图2A所示，可采用例如是打线技术，以至少一焊线150连接半导体芯片130与基板110的线路层112。
如图2B所示，可采用例如是压缩成型(compression molding)、注射成型 (injection molding)或转注成型(transfer molding)，形成封装体140覆盖基板110的上表面IlOu且包覆半导体芯片130及焊线150，其中封装体140具有上表面140u。
由于封装体140在高温下形成，其在冷却凝固后内部会累积热应力，如此会降低封装体140的品质及寿命且会增加封装体140及基板110的翘曲量。然而，本实施例经由后续凹陷部141的形成，可释放封装体140的应力，以提升封装体140的品质及寿命，如下所述。
如图2C所示，可采用例如是刀具或激光切割，于封装体140中切割出至少一凹陷部141，以形成封装结构100’。其中，凹陷部141从封装体140的上表面140u往基板110 的方向延伸一距离H1，此距离Hl小于封装体140的厚度Tl，而保留封装体140的一部分 142。较佳但非限定地，封装体140的一部分142的厚度H2至少100微米，如此可使封装结构100’(基板110与封装体140)具备足够强度。另一实施例中，若基板110的厚度足够， 则封装体140的一部分142的厚度H2不限于至少100微米，亦可少于100微米。另一实施例中，封装体140的一部分142的厚度H2亦可大于100微米。
本实施例中，封装体140的厚度Tl约500微米而基板110的厚度T2约500微米， 在此情况下下，距离Hl可设计成约400微米，如此一来，可使基板110具备足够强度且封装结构100’的翘曲量明显大幅减小。依据测试数据显示，省略凹陷部141的封装结构100’ 的翘曲量高至2. 5毫米，相较于此，本实施例图2C的封装结构100’的翘曲量降低至0. 5毫米。
在形成凹陷部141的方法中，以刀具切割来说，可采用刀宽约为55微米的刀具Si， 使凹陷部141的宽度Wl约为55微米。另一实施例中，亦可采用刀宽介于22至80微米之间的刀具来形成凹陷部141。
如图2D所示，形成数个焊球120于基板110的下表面IlOb上。经由凹陷部141的形成，使封装结构100’的翘曲量甚小，故焊球120可精确地形成于基板110的下表面IlOb 上，例如是精确地定位于对应的导电通孔111上。
如图2E所示，可采用例如刀具或激光，对应凹陷部141的位置，形成切割道P经过封装体140及基板110，以切断封装体140及基板110。其中，切割道P的宽度W2小于对应的凹陷部141的宽度W2，使切割道P形成后，凹陷部141与切割道P共同形成一”上宽下窄” 的切割道。至此，形成至少一如图IA所示的半导体封装件100。
切割后，基板110形成侧面110s，而封装体140形成侧面140s，基板110的侧面 IlOs与封装体140的侧面140s实质上对齐，例如是共面。由于切割道P的宽度W2小于凹陷部141的宽度W1，故凹陷部141相对基板110的侧面IlOs往内凹陷。
切割道P的形成方法中，以刀具切割来说，可采用刀具S2形成切割道P，其中刀具 S2的宽度W2小于刀具Sl的宽度Wl (图2C)，如此一来，可避免刀具S2破坏已切割的封装体140的侧面140s (侧面140s于凹陷部141的切割工艺中形成)。一实施例中，刀具S2的宽度W2小于刀具Sl的宽度Wl至少10微米，以刀具Sl的宽度约55微米来说，刀具S2的宽度W2约45微米。另一实施例中，刀具S2的刀宽可介于约30至60微米之间。
在切割道P形成前，可将封装结构100’ (图2D)置于一载板160上，其中载板160 包括黏贴层161，其例如是UV胶。基板110及焊球120可黏贴于黏贴层161上，其中焊球120 可埋入黏贴层161内。切割道P形成后，可对黏贴层161照射紫外光(Ultraviolet Rays, UV)，使黏贴层161失去黏性，如此可轻易地分离焊球120与黏贴层161。
本实施例中，切割道P可从封装体140往基板110的方向形成；另一实施例中，切割道P可从基板Iio往封装体140的方向形成，在此情况下，可将图2D的封装结构100，倒置，以封装体140朝上设于载板160上，然后再进行切割。或者，只要切割设备允许，亦可在不倒置封装结构100’的情况下，从基板110往封装体140的方向形成切割道P。
本发明上述实施例所揭露的半导体封装件及其制造方法，半导体封装件的翘曲量小，有助于提升植球的制造性。此外，经由凹陷部的形成，可释放封装体的热应力，有助于提升半导体封装件的品质及寿命，以及降低半导体封装件的翘曲量。再者，凹陷部从封装体的上表面往基板的方向延伸一距离，此距离小于或实质上等于封装体的厚度。
综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种半导体封装件，包括一基板，具有一侧面及相对的一上表面与一下表面；一半导体芯片，设于该基板的该上表面上；一封装体，包覆该半导体芯片且具有一凹陷部及一上表面，该凹陷部相对该基板的该侧面往内凹陷且从该封装体的该上表面往该基板的方向延伸一距离，该距离至多等于该封装体的厚度，该凹陷部与该基板的该侧面于不同切割工艺中形成；以及数个焊球，形成于该基板的该下表面上。
2.如权利要求1所述的半导体封装件，其中该距离与该封装体的厚度的比值介于2/3 至3/4之间。
3.如权利要求2所述的半导体封装件，其中该凹陷部具有一底面，该底面相距该基板的距离100微米。
4.如权利要求1所述的半导体封装件，其中该封装体具有一侧面，该凹陷部具有一侧壁，该侧壁相对该封装体的该侧面往内凹陷，其中该封装体的该侧面相距该侧壁的距离至少5微米。
5.如权利要求1所述的半导体封装件，其中该封装体具有一侧面，该基板的该侧面与该封装体的该侧面实质上对齐。
6.一种半导体封装件的制造方法，包括提供一基板，具有相对的一上表面与一下表面；设置一半导体芯片于该基板的该上表面上；形成一封装体包覆该半导体芯片，其中该封装体具有一上表面；于该封装体中切割出一凹陷部，其中该凹陷部从该封装体的该上表面往该基板的方向延伸一距离，该距离小于该封装体的厚度；形成数个焊球于该基板的该下表面上；以及对应该凹陷部的位置，形成一切割道经过该封装体及该基板，以切断该封装体及该基板，其中该切割道的宽度小于该凹陷部的宽度。
7.如权利要求6所述的制造方法，其中于该封装体中切割出该凹陷部的该步骤中，该距离与该封装体的厚度的比值介于2/3至3/4之间。
8.如权利要求7所述的制造方法，其中于该封装体切割该凹陷部的该步骤中，该凹陷部具有一底面，该底面相距该基板的距离100微米。
9.如权利要求6所述的制造方法，其中于该封装体中切割出该凹陷部的该步骤中，该凹陷部形成一侧壁；于形成该切割道经过该封装体及该基板的该步骤中，该封装体形成一侧面，其中该侧壁相对该封装体的该侧面往内凹陷，其中该封装体的该侧面相距该侧壁的距离至少5微米。
10.如权利要求6所述的制造方法，其中于形成该切割道经过该封装体及该基板的该步骤中，该基板形成一侧面，而该封装体形成一侧面，该基板的该侧面与该封装体的该侧面实质上对齐。
全文摘要
一种半导体封装件及其制造方法。半导体封装件包括基板、半导体芯片、封装体及多个焊球。基板具有侧面及相对的上表面与下表面。半导体芯片设于基板的上表面上。封装体包覆半导体芯片且具有凹陷部及上表面，凹陷部相对基板的侧面往凹陷且从封装体的上表面往基板的方向延伸一距离，此距离至多等于封装体的厚度，其中凹陷部与基板的侧面于不同切割工艺中形成。焊球形成于基板的下表面上。
文档编号H01L23/13GK102509722SQ201210002980
公开日2012年6月20日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者欧英德, 黄哲豪 申请人:日月光半导体制造股份有限公司