一种无基板半导体封装制造方法与流程

本发明涉及一种半导体封装方法，尤其涉及一种无基板的半导体封装方法。

背景技术：

请参考图1，图1揭示传统半导体封装，其具有晶粒20，晶粒20通过黏胶30附着于基板10之上，晶粒以传统打线方式(wirebonding)或以覆晶方式(flipchip)(图中未示)与基板10上的导电线路连接，而后通过基板10上的导电通孔40电性连接至封装焊垫50。此种传统的封装方式，不管是以打线方式或覆晶方式置放晶粒，其最后封装的厚度h1都太厚，不利于微型化的电子产品。以图1为例，最后封装厚度h1等于基板10本身的厚度h2加上封装胶厚度h3。因应微型化电子产品的需求，有必要使封装后半导体产品的厚度减小。

技术实现要素：

一种无基板半导体封装的制造方法，包含：提供至少一个半导体晶粒，半导体晶粒的每一个接合垫上具有金属凸块。提供透光基板，其具有第一表面与第二表面。形成黏着层在透光基板的第一表面上。将半导体晶粒以覆晶方式附着于黏着层上。

提供凹形模具，并灌注封装胶至凹形模具的凹槽里。将附着有半导体晶粒的透明基板倒置，使透明基板以第二表面朝上与第一表面朝下的方式，置放入凹形模具里，使半导体晶粒没入封装胶，但露出部分等金属凸块于封装胶外。固化封装胶后，移除凹形模具。从该透光基板的第二表面上照射紫外光线，使黏着层脆化。移除透光基板与黏着层以形成封装件，其中封装件露出每一个金属凸块的顶部。

另一方法为将半导体晶粒以覆晶方式附着于黏着层上后。灌注封装胶在黏着层与半导体晶粒上。使用凹形模具压合封装胶。移除凹形模具。从透光基板的第二表面上照射紫外光线，使黏着层脆化。移除透光基板与黏着层以形成一封装件，其中封装件露出每一个金属凸块的顶部。另一方法，包含提供透光基板。形成黏着层在透光基板的第一表面上，形成金属图案层在黏着层上，其中金属图案层包含有多个金属内接垫、多个金属外接垫与多条金属联机。等半导体晶粒以覆晶方式附着于金属图案层上，使每一个金属凸块附着于每一个金属内接垫。灌注封装胶在金属图案层与半导体晶粒上。使用凹形模具压合封装胶，使封装胶定型固化封装胶后，移除凹形模具。从透光基板的第二表面上照射紫外光线，使黏着层脆化。移除透光基板与黏着层以形成封装件，其中封装件露出等金属外接垫的底部。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的详细说明如下：

图1为传统半导体封装方法的示意图；

图2a为实施例中半导体晶粒置放于透明基板的示意图；

图2b为实施例中半导体晶粒浸入封装胶的示意图；

图2c为实施例中移除透明基板的示意图；

图2d为实施例中形成封装件的示意图；

图2e为实施例中分割出子封装件的示意图；

图3a为实施例中半导体晶粒置放于透明基板的示意图；

图3b为实施例中灌注封装胶的示意图；

图3c为实施例中压模封装胶的示意图；

图3d为实施例中移除凹型模具的示意图；

图3e为实施例中移除透明基板，形成封装件的示意图；

图3f为实施例中分割出子封装件的示意图；

图4a为实施例中半在透明基板上形成金属图案的示意图；

图4b为实施例中半导体晶粒置放于透明基板上的示意图；

图4c为实施例中灌注封装胶的示意图；

图4d为实施例中压模封装胶的示意图；

图4e为实施例中移除透明基板，形成封装件的示意图；

图4f为实施例中分割出子封装件的示意图。

【符号说明】

100101102半导体晶粒

110金属凸块

111顶部

200透光基板

201第一表面

202第二表面

210黏着层

300凹形模具

301凹槽

400封装胶

900封装件

910a型子封装件

920b型子封装件

500金属图案

510金属内接垫

520金属外接垫

530金属联机

501底部

600绝缘垫

uv紫外光线

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与组件在附图中将以简单示意的方式绘制。

图2a至图2e为本发明实施例说明图，请参考图2a，首先提供多个半导体晶粒100、101、103，在所述半导体晶粒上的每个接合垫上(图中未示)长金属凸块110。提供透光基板200，其具有第一表面201与第二表面202，且其材质为玻璃、石英、压克力等可以透过可见光与紫外光的材质，在透光基板200的第一表面201上涂布一层黏着层210。然后半导体晶粒100、101、103以覆晶的方式，以金属凸块110的顶部111接触并固着在黏着层210上。提供凹形模具300，并在凹形模具300的凹槽301内注入封装胶400。

然后，请参考图2b，将整个透光基板200倒置，以第二表面202朝上，第一表面201朝下的方式把固着在黏着层210上的半导体晶粒100、101、103完并浸入封装胶400内，但露出部分的金属凸块110。此时封装胶400具有高度的流动性，使封装胶400可以完全填满半导体晶粒100、101、103间的缝隙。

接下来，请同时参考图2c及图2d，由透光基板200的第二表面202照射紫外光线(uv)，使黏着层210脆化而失去黏性，然后移除透光基板200与黏着层210，最后移除凹形模具300而形成封装件900。封装件900是以封装胶400包覆半导体晶粒100、101、102，但露出金属凸块110的顶部111。本实施例封装件900包覆3个半导体晶粒，其仅为例示，实际应用上可包覆多个半导体晶粒。最后请参考图2e，将封装件900切割成数个子封装件910，每个封装件910以封装胶400包覆一个半导体晶粒，并露出金属凸块110的顶部111，形成无基板的半导体封装件，金属凸块110同时成为半导体封装件的外接脚。

图3a至图3f为本发明实施例说明图，请参考图3a，首先提供多个半导体晶粒100、101、103，在所述半导体晶粒上的每个接合垫上(图中未示)长金属凸块110。提供透光基板200，其具有第一表面201与第二表面202，且其材质为玻璃、石英、压克力等可以透过可见光与紫外光的材质，在透光基板200的第一表面201上涂布一层黏着层210。然后半导体晶粒100、101、103以覆晶的方式，以金属凸块110的顶部111接触并固着在黏着层210上。

请参考图3b，在黏着层210上方注入封装胶400，然后以凹形模具300压合封装胶400。请参考图3c，对凹形模具300施力，以凹槽301的形状压合封装胶400并使之定型，封装胶400具有流动性，其会填满黏着层210与半导体晶粒100、101、102间的缝隙。对凹形模具300施加较大的压力，可以让封装胶400有更好的致密度。请参考图3d，固化封装胶400后，移除凹形模具300。固化封装胶400的方式包含高温烘烤，或是以紫外光线照射。

请参考图3e，使用紫外光线从透光基板200的第二表面202照射黏着层210，使黏着层210脆化而降低黏性，接着移除透光基板200与黏着层210而形成封装件900。封装件900是以封装胶400包覆半导体晶粒100、101、102，但露出金属凸块110的顶部111。本实施例封装件900包覆3个半导体晶粒，其仅为例示，实际应用上可包覆多个半导体晶粒。最后请参考图3f，将封装件900切割成数个子封装件910，每个封装件910以封装胶400包覆一个半导体晶粒，并露出金属凸块110的顶部111，形成无基板的半导体封装件，金属凸块110同时成为半导体封装件的外接脚。

图4a至图4f为本发明实施例说明图，请参考图4a，首先在透光基板200的第一表面201形成黏着层210，然后在黏着层210形成绝缘材料，经微影蚀刻制程图案化上述的绝缘材料而形成绝缘垫600。然后形成金属材料，接着经微影蚀刻制程图案化上述的金属材料而形成金属图案500。形成绝缘材料与金属材料的方法包含物理气相沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd)或印刷涂布。

金属图案500包含金属内接垫510、金属外接垫520与金属联机530。金属内接垫510置于绝缘垫600上，金属外接垫520与金属联机530在黏着层210上。请参图4b，半导体晶粒100、101、102以覆晶方式将金属凸块110附着并固定在金属内接垫510上，半导体晶粒100、101、102之间若有需要彼此电性连接，则以金属联机530连接。

接着请参考图4c，在黏着层210上方注入封装胶400，然后以凹形模具300压合封装胶400。请同时参考图4d，对凹形模具300施力，以凹槽301的形状压合封装胶400并使之定型，封装胶400具有流动性，其会填满金属图案500、绝缘垫600与半导体晶粒100、101、102间的缝隙。对凹形模具300施加较大的压力，可以让封装胶400有更好的致密度。固化封装胶400后，移除凹形模具300。固化封装胶400的方式包含高温烘烤，或是以紫外光线照射。

请参考图4e，使用紫外光线从透光基板200的第二表面202照射黏着层210，使黏着层210脆化而降低黏性，接着移除透光基板200与黏着层210而形成封装件900。封装件900是以封装胶400包覆半导体晶粒100、101、102，但露出金属外接垫520与金属联机530的底部501。

最后请参考图4f，将封装件900切割成一个a型子封装件910与一个b型子封装件920，但本图仅为例示，实际应用上封装件900可分割成多个a型子封装件910与多个b型子封装件920。a型子封装件910是以封装胶400包覆一个半导体晶粒100，金属外接垫520形成子封装件910的外接脚，完成无基板的半导体封装。b型子封装件920是以封装胶400包覆至少两个半导体晶粒101、102，晶粒与晶粒之间以金属联机530电性连接，金属外接垫520形成子封装件920的外接脚，完成无基板的多半导体晶粒封装模块。

本实施例金属图案的主要作用为重新布线(re-distriubtion)，若半导体晶粒的金属凸块相当多且密集，不利于直接利用凸块顶面焊接到系统板子，则可利用金属图案重新布线，使封装后的半导体晶粒具有较大面积与大间距的外接脚。另一作用为当作为多模块封装时，可利用金属图案上的金属联机作为数个半导体晶粒间的电性连接，同一子封装件内的半导体晶粒包含不同功能的晶粒。例如一个控制芯片与一个内存芯片同时封装在一个子封装件里，或者一个高频芯片(rf)与基频芯片(baseband)同时封装在一个子封装件里，但不限于上述两例子。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺的本领域技术人员，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应当以权利要求书所界定的范围为准。