半导体封装构造及其制造方法与流程

本发明涉及一种半导体封装构造，特别是有关于一种制作不易翘曲的半导体封装构造及其制造方法。

背景技术：
现今，半导体封装产业发展出各种不同型式的封装构造，以满足各种需求，一般的封装工艺主要是在基板上布设芯片，接着再用封装胶体将芯片包覆起来，完成封装体，同时在基板背面设有锡球，以供封装体后续焊接于电路板上。一般而言，在常见的封装工艺中会使用一基板条来提供多个芯片设置区域，在芯片全数布设于基板条之后，再于基板条表面设置封装胶体来包覆芯片，接着再将基板条切割成数个单独的半导体封装构造。半导体封装构造在制造过程中会经常处于高温环境下，然而由于基板与封装胶体之间的热膨胀系数差异(CTEmismatch)往往会导致基板与封装胶体具有不同的热膨胀程度而有应力作用拉扯，因而产生翘曲的现象，再加上目前的电子产品尺寸越趋轻薄短小，使得半导体封装构造的整体厚度也随着降低，相对导致半导体封装构造的翘曲现象变得更显着。半导体封装构造的翘曲问题往往会导致许多问题，例如可能导致打线封装的半导体封装构造的内部导线结合不良；或可能导致使用倒装芯片技术的半导体封装构造的芯片下方的凸块或凸柱断裂；或者是在设置于电路板上时，所述半导体封装构造底部的锡球无法良好的结合于电路板上。故，有必要提供一种半导体封装构造及其制造方法，以解决现有技术所存在的问题。

技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种半导体封装构造的制造方法，以改善现有半导体封装构造的翘曲问题。本发明的主要目的在于提供一种半导体封装构造的制造方法，其利用形成于封装胶体上的抗翘曲层强化整体半导体封装构造的结构强度，以有效降低半导体封装构造受热翘曲的程度。本发明的次要目的在于提供一种半导体封装构造，其具有一抗翘曲层，加强整体结构的抗翘曲能力。为达成本发明的前述目的，本发明一实施例提供一种半导体封装构造的制造方法，其中所述制造方法包含：提供一基板条，所述基板条包含多个基板单元；设置多个芯片于所述多个基板单元上；设置一封装胶体于所述基板条上以包覆所述芯片；形成一抗翘曲层于所述封装胶体的一顶面上；以及切割所述基板条以分离所述多个基板单元，进而制成多个半导体封装构造，其中所述抗翘曲层与所述基板单元彼此绝缘，所以抗翘曲层由一预定材料以一预定厚度形成而导致在25℃到260℃之间的温度下所述半导体封装构造的翘曲改变量少于210微米。本发明另一实施例提供一种半导体封装构造的制造方法，其中所述制造方法包含：提供一基板条，所述基板条包含多个基板单元，每一所述基板单元的面积介于302.76平方毫米到309.76平方毫米之间；设置多个芯片于所述多个基板单元上；设置一封装胶体于所述基板条上以包覆所述芯片；形成一抗翘曲层于所述封装胶体的一顶面上；以及切割所述基板条以分离所述多个基板单元，进而制成多个半导体封装构造，其中所述抗翘曲层与所述基板单元彼此绝缘，所以抗翘曲层由一预定材料以一预定厚度形成而导致在25℃到260℃之间的温度下所述半导体封装构造的翘曲改变量介于75微米到235微米之间。本发明另一实施例提供一种半导体封装构造的制造方法，其中所述制造方法包含：提供一基板条，所述基板条包含多个基板单元，每一所述基板单元的面积介于357.21平方毫米到364.81平方毫米之间；设置多个芯片于所述多个基板单元上；设置一封装胶体于所述基板条上以包覆所述芯片；形成一抗翘曲层于所述封装胶体的一顶面上；以及切割所述基板条以分离所述多个基板单元，进而制成多个半导体封装构造，其中所述抗翘曲层与所述基板单元彼此绝缘，所以抗翘曲层由一预定材料以一预定厚度形成而导致在25℃到260℃之间的温度下所述半导体封装构造的翘曲改变量介于180微米到236微米之间。本发明另一实施例提供一种半导体封装构造的制造方法，其中所述制造方法包含：提供一基板条，所述基板条包含多个基板单元，每一所述基板单元的面积介于404.01平方毫米到412.09平方毫米之间；设置多个芯片于所述多个基板单元上；设置一封装胶体于所述基板条上以包覆所述芯片；形成一抗翘曲层于所述封装胶体的一顶面上；以及切割所述基板条以分离所述多个基板单元，进而制成多个半导体封装构造，其中所述抗翘曲层与所述基板单元彼此绝缘，所以抗翘曲层由一预定材料以一预定厚度形成而导致在25℃到260℃之间的温度下所述半导体封装构造的翘曲改变量介于159微米到290微米之间。本发明另一实施例提供一种半导体封装构造，其包含：一基板单元；一芯片，设置于所述基板单元上；一封装胶体，设置于所述基板单元上并包覆所述芯片；以及一抗翘曲层，形成于所述封装胶体的一顶面上，其中所述抗翘曲层与所述基板单元彼此绝缘，所以抗翘曲层由一预定材料以一预定厚度形成而导致在25℃到260℃之间的温度下所述半导体封装构造的翘曲改变量少于290微米。与现有技术相比较，本发明的半导体封装构造的制造方法在封装胶体的顶面进一步使用预定材料形成一预定厚度的抗翘曲层，使得所述半导体封装结构在高温环境下的翘曲程度降低，进而可改善因翘曲问题所引起的良率问题。附图说明图1是本发明一实施例半导体封装构造的剖面示意图。图2是本发明另一实施例半导体封装构造的剖面示意图。图3是本发明一实施例的半导体封装构造切割前的剖面示意图。图4是本发明一实施例的翘曲量测装置的示意图。图5A是本发明一实施例半导体封装构造的俯视示意图。图5B是本发明另一实施例半导体封装构造的俯视示意图。具体实施方式为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。再者，本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「顶」、「底」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「周围」、「中央」、「水平」、「横向」、「垂直」、「纵向」、「轴向」、「径向」、「最上层」或「最下层」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。请参照图1所示，本发明一实施例的半导体封装构造1主要包含一基板单元10、一芯片11、一封装胶体12及一抗翘曲层13。所述基板单元10可为一小型多层印刷电路板，由玻璃纤维及环氧树脂先构成其绝缘层，再由绝缘层与电路层交替堆叠而成，例如所述基板单元10可以包含两电路层，如图1所示；或者可包含四个电路层，如图2所示，但电路层的数目不在此限。请参考图3所示，在半导体封装工艺中，所述基板单元10可以由多个相同的基板单元先布局于一基板条1000，待芯片封装后才切割分离成单一的基板单元10。所述基板单元10具有一上表面及一下表面，所述基板单元10的下表面设有多个锡球100。所述芯片11是设置于所述基板单元10的上表面上；所述芯片11具有一有源表面，所述有源表面可以是例如通过导线或导电凸块电性连接所述基板单元10，而在图1中，每一所述芯片11的有源表面是通过导线电性连接所述基板单元10。所述封装胶体12设置于所述基板单元10上并包覆所述芯片11，其可为环氧树脂或类似的树脂材料。所述抗翘曲层13形成于所述封装胶体12的一顶面上。所以抗翘曲层13由一预定材料以一预定厚度形成，所述预定材料可以是金属，例如铬；或者是二氧化硅、石墨或有机化合物。所述抗翘曲层13可以是通过物理气相沉积成形于所述封装胶体的一顶面上。值得注意的是，所述抗翘曲层13可以于基板条尚未进行切割时即先成形于基板条上的封装胶体上，使得所述基板条切割成所述基板后，所述抗翘曲层13仅设置于所述封装胶体12的顶面，进而使得所述抗翘曲层13与所述基板单元10彼此绝缘，且不与任何导体或接地端连接。再者，所以抗翘曲层13的预定厚度可以是介于0.5微米到3微米之间。所述由预定材料以预定厚度形成的抗翘曲层13可使得在25℃到260℃之间的温度下所述半导体封装构造1的翘曲改变量大致少于290微米，且理想情况下更可以大致少于210微米。由上述说明可知，在一实施例中，有关本发明的上述半导体封装构造1的制造方法，其可以是先提供一基板条1000，其中所述基板条1000包含多个基板单元10；接着再设置多个芯片11于所述多个基板单元10上；接着设置一封装胶体12于所述基板条1000上以包覆所述芯片11；随后再形成一抗翘曲层13于所述封装胶体12的一顶面上；最后再切割所述基板条1000以分离所述多个基板单元10，进而制成多个上述的半导体封装构造1。上述的翘曲改变量是指所述半导体封装结构在25℃到260℃之间的温度下翘曲量最大值与最小值的差异，例如所述半导体封装结构于一特定温度时呈现一翘曲量最大值S1；于另一特定温度时呈现一翘曲量最小值S2，所述翘曲量最大值S1与所述翘曲量最小值S2的差值的绝对值｜(S1-S2)｜即为所述翘曲改变量。所述翘曲改变量的测量可以是通过一翘曲量测装置进行，如图4所示，所述翘曲量测装置主要包含一光栅20、一光学感测装置21与一入射光源22。当进行翘曲量测时，所述半导体封装构造1可置于所述光栅20下方，接着所述入射光源22投射入射光线L到所述光栅20，使得入射光线L穿过光栅20抵达所述半导体封装构造1的顶面，接着再被所述半导体封装构造1的顶面反射回光栅20。当反射光线L’通过光栅20后，所述光学感测装置21即感测所述反射光线L’，一连接所述光学感测装置21的运算系统可根据反射光线L’的改变而计算出所述半导体封装构造1的翘曲量，所述翘曲量测装置可以是使用akrometrix公司出品的TherMoiréModelsPS400，进而在不同温度下计算出所述半导体封装构造的翘曲改变量。下列表1-1～1-3所示是本发明一实施例的半导体封装构造于基板单元10的面积介于98平方毫米到150平方毫米之间时具有不同厚度抗翘曲层的翘曲改变量统计表，翘曲量的量测是使用akrometrix公司出品的TherMoiréModelsPS400。如表1-1所示，当所述半导体封装构造1的基板单元10的尺寸大致为100平方毫米时(例如10毫米*10毫米的方形基板，在制造公差为±0.1毫米的情况下，面积范围大致介于98.01平方毫米到102.01平方毫米之间)，相较于不具抗翘曲层的半导体封装构造，在25℃到260℃之间的温度下，具有以铬为材料且厚度介于0.5微米到3微米之间的抗翘曲层12的半导体封装构造的翘曲改变量可降低至介于53微米到60微米之间。表1-1表1-2表1-3同时参考表1-2与表1-3，当所述半导体封装构造1的基板单元10的尺寸大致为144平方毫米时(例如12毫米*12毫米的方形基板，在制造公差为±0.1毫米的情况下，面积范围大致介于141.61平方毫米到146.41平方毫米之间)，相较于不具抗翘曲层的半导体封装构造，在25℃到260℃之间的温度下，具有以铬为材料且厚度介于0.5微米到3微米之间的抗翘曲层12的半导体封装构造的翘曲改变量可降低至介于64微米到99微米之间。下列表2-1～表2-4是本发明另一实施例的半导体封装构造于基板单元10的面积介于150平方毫米到310平方毫米之间时具有不同厚度抗翘曲层的翘曲改变量统计表，翘曲量的量测是使用akrometrix公司出品的TherMoiréModelsPS400。同时参考表2-1、表2-2与表2-3，当所述半导体封装构造1的基板单元10的尺寸大致为169平方毫米时(例如13毫米*13毫米的方形基板，在制造公差为±0.1毫米的情况下，面积范围大致介于166.41平方毫米到171.61平方毫米之间)，相较于不具抗翘曲层的半导体封装构造，在25℃到260℃之间的温度下，具有以铬为材料且厚度介于0.5微米到3微米之间的抗翘曲层12的半导体封装构造的翘曲改变量可降低至介于88微米到143微米之间。表2-1表2-2表2-3表2-4请再参考表2-4所示，当所述半导体封装构造1的基板单元10的尺寸大致为306.25平方毫米时(例如17.5毫米*17.5毫米的方形基板，在制造公差为±0.1毫米的情况下，面积范围大致介于302.76平方毫米到309.76平方毫米之间)，相较于不具抗翘曲层的半导体封装构造，在25℃到260℃之间的温度下，具有以铬为材料且厚度介于0.5微米到3微米之间的抗翘曲层12的半导体封装构造的翘曲改变量可降低至介于75微米到235微米之间。因此，综合表2-1～表2-4，当所述基板的面积介于150平方毫米到310平方毫米之间，所述半导体封装构造的翘曲改变量理想上可以是介于75微米到111微米之间。下列表3-1～表3-3是本发明又一实施例的半导体封装构造于基板单元10的面积介于310平方毫米到412.1平方毫米之间时具有不同厚度抗翘曲层的翘曲改变量统计表，翘曲量的量测是使用akrometrix公司出品的TherMoiréModelsPS400。表3-1表3-2表3-3如表3-1所示，当所述半导体封装构造1的基板单元10的尺寸大致为361平方毫米时(例如19毫米*19毫米的方形基板，在制造公差为±0.1毫米的情况下，面积范围大致介于357.21平方毫米到364.81平方毫米之间)，相较于不具抗翘曲层的半导体封装构造，在25℃到260℃之间的温度下，具有以铬为材料且厚度介于0.5微米到3微米之间的抗翘曲层12的半导体封装构造的翘曲改变量可降低至介于180微米到236微米之间。同时参考表3-2与表3-3，当所述半导体封装构造1的基板单元10的尺寸大致为408.04平方毫米时(例如20.2毫米*20.2毫米的方形基板，在制造公差为±0.1毫米的情况下，面积范围大致介于404.01平方毫米到412.09平方毫米之间)，相较于不具抗翘曲层的半导体封装构造，在25℃到260℃之间的温度下，具有以铬为材料且厚度介于0.5微米到3微米之间的抗翘曲层12的半导体封装构造的翘曲改变量可降低至介于159微米到290微米之间，且理想情况下更可以大致降低至介于159微米到209微米之间。因此，综合上述表1-1～表3-3，所述半导体封装构造的翘曲改变量理想上可以是低于210微米。综上所述，本发明的半导体封装构造在封装胶体的顶面设置以预定材料形成一预定厚度的抗翘曲层，确实可使得所述半导体封装结构的翘曲改变量下降，意即所述半导体封装结构在高温环境下的翘曲程度也相对降低，进而可改善因翘曲问题所引起的良率问题，例如可改善翘曲程度过大导致内部导线结合不良的问题。此外，请进一步参考图5A所示，图5A是本发明一实施例半导体封装构造的俯视示意图。本发明的半导体封装构造1的所述抗翘曲层13的一顶面还可进一步形成一增厚部130，用以局部强化半导体封装构造的易翘曲部位(或易翘曲方向)的抗翘曲能力。所述增厚部130可以包含数个成放射状延伸的肋部131，再如图5B所示，所述增厚部131可以进一步包含沿着所述抗翘曲层13的边缘成形的框部132。本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。