本发明有关一种半导体封装制程，尤指一种电子封装件及其基板构造。
背景技术：
随着电子产业的蓬勃发展，电子产品也逐渐迈向多功能、高性能的趋势。目前应用于芯片封装领域的技术，例如芯片尺寸构装(chipscalepackage，简称csp)、芯片直接贴附封装(directchipattached，简称dca)或多芯片模组封装(multi-chipmodule，简称mcm)等覆晶型态的封装模组、或将芯片立体堆叠化整合为三维集成电路(3dic)芯片堆叠技术等。
图1为现有三维积体电路芯片堆叠的半导体封装件1的剖面示意图。首先，提供一具有相对的转接侧10a与置晶侧10b的硅中介板(throughsiliconinterposer，简称tsi)10，且该硅中介板10具有多个连通该置晶侧10b与转接侧10a的导电硅穿孔(through-siliconvia，简称tsv)100，并于该置晶侧10b上形成线路结构11以供接置一具有较小焊锡凸块130间距的半导体芯片13，再将该硅中介板10以其转接侧10a透过多个导电元件101设于一具有较大线距的封装基板18上，并使该封装基板18电性连接该些导电硅穿孔100，其中，各该导电元件101之间的距离t为40至70微米，该导电元件101的宽度d为25至50微米。接着，形成封装胶体14于该封装基板18上，以令该封装胶体14包覆该半导体芯片13与该硅中介板10。最后，形成多个焊球12于该封装基板18的下侧植球垫180，以供接置于一电路板19上，其中，各该植球垫180(或焊球12)之间的距离r为200至1500微米，且该植球垫180(或焊球12)的最大宽度w为150至800微米。
前述半导体封装件1中，由于该半导体芯片13因应需求微小化，致使该硅中介板10的转接侧10a(或置晶侧10b)的面积也越来越小，而当该硅中介板10的转接侧10a(或置晶侧10b)的面积极小时，该封装基板18将影响该半导体封装件1的翘曲程度。
详言之，该封装基板18为有机材质，故该封装基板18与该硅中介板10的热膨胀系数(cte)不匹配(mismatch)，因而容易发生热应力不均匀的情况，致使热循环(thermalcycle)时该封装基板18产生极大的翘曲(warpage)，以致于发生植球状况不佳(即该焊球12掉落)、焊球12不沾锡(non-wetting)或该封装基板18裂开等可靠度问题，进而导致应用该半导体封装件1的终端电子产品(如电脑、手机等)产生可靠度问题。
此外，该封装基板18的厚度l极厚(约为100至500微米)，致使现有半导体封装件1的整体高度会超过1㎜(目前封装件的厚度需求需小于1㎜)，且该硅中介板10需通过该些导电元件101设于该封装基板18上，致使该半导体封装件1的整体厚度难以降低，导致应用该半导体封装件1的电子产品难以符合微小化的需求。
因此，如何克服上述现有技术的种种问题，实已成目前亟欲解决的课题。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的种种缺失，本发明提供一种电子封装件及其基板构造，以省略现有封装基板的相关制程。
本发明的基板构造，包括：含硅基板，其具有相对的第一侧与第二侧以及多个形成于该含硅基板中的导电柱；以及线路结构，其形成于该含硅基板的第一侧上且电性连接该导电柱，并具有多个电性接触垫，其中，各该电性接触垫的宽度为150至800微米，且各该电性接触垫之间的距离为200至1500微米。
前述的基板构造中，该线路结构包含有至少一介电层、设于该介电层上的线路层及多个设于该介电层中并电性连接该线路层的导电盲孔，且最外侧的该线路层具有该些电性接触垫。
前述的基板构造中，该含硅基板的长度为5至125㎜，较佳为10至90㎜。
前述的基板构造中，该含硅基板的宽度为5至125㎜，较佳为10至90㎜。
前述的基板构造中，该含硅基板定义有相邻接的穿孔区块与基板区块，该基板区块位于该穿孔区块周围，且该些导电柱位于该穿孔区块。例如，该些电性接触垫位于该穿孔区块与该基板区块。较佳地，该穿孔区块相对该含硅基板的第一侧的面积小于该基板区块相对该含硅基板的第一侧的面积。
前述的基板构造中，较佳地，各该电性接触垫的间的距离较佳为250至1350微米。
前述的基板构造中，较佳地，各该电性接触垫的宽度较佳为180至750微米。
前述的基板构造中，还包括形成于该线路结构上的绝缘保护层，且令该些电性接触垫外露于该绝缘保护层。
前述的基板构造中，还包括形成于该含硅基板的第二侧上的绝缘保护层，且令该些导电柱外露于该绝缘保护层。
前述的基板构造中，还包括线路部，其形成于该含硅基板的第二侧上且电性连接该导电柱。
本发明亦提供一种电子封装件，包括：前述的基板构造；以及电子元件，其设于该含硅基板的第二侧上且电性连接该导电柱。
前述的电子封装件中，还包括形成于该含硅基板的第二侧与该电子元件之间的包覆层。
前述的电子封装件中，还包括第一封装材，其形成于该含硅基板上且包覆该电子元件，且该第一封装材可选择性形成于该含硅基板的第二侧与该电子元件之间；或者，该电子元件的部分表面外露于该第一封装材。较佳地，该第一封装材还延伸至该含硅基板的侧面。进一步地，该第一封装材还延伸至该线路结构上。
另一方面，还包括形成于该第一封装材上的第二封装材。较佳地，该第二封装材还延伸至该含硅基板的侧面；进一步地，该第二封装材还延伸至该线路结构上；或者，该电子元件的部分表面外露于该第一与第二封装材。
前述的电子封装件中，还包括多个导电元件，其设置且电性连接至该些电性接触垫。
由上可知，本发明的电子封装件及其基板构造，主要通过省略现有封装基板的设计，使该含硅基板透过该线路结构而能以该些电性接触垫直接结合电路板，且由于该电子元件与该含硅基板两者的cte极匹配，故相比于现有技术，本发明的电子封装件能避免发生翘曲状况，以有效提升可靠度，进而提升应用本发明的电子封装件的终端电子产品的可靠度。
此外，本发明的电子封装件因省略现有封装基板，故可大幅降低该电子封装件的厚度，因而利于降低该电子封装件的厚度，致使应用本发明的电子封装件的电子产品能轻易符合微小化的需求。
又，对于封装制程而言，本发明的电子封装件因省略现有封装基板，故能省略现有硅中介板接置于封装基板的步骤，因而能降低制程时间，进而提高产能。
另外，对于终端产品而言，因省略现有封装基板，且本发明的电性接触垫的布设规格与现有植球垫的布设规格大致相同，故仅需针对该含硅基板与该主机板的线路配置进行设计，而无需考量现有封装基板的线路配置，因而能降低制程时间与制作成本，进而能提高产能及提升终端产品的经济效益。
附图说明
图1为现有半导体封装件的剖面示意图；
图2a至图2e为本发明的电子封装件的制法的剖面示意图；
图2a’为对应图2a的下视示意图；
图2c为对应图2c’的另一实施例的剖面示意图；
图3为对应图2d的另一实施例的剖面示意图；
图4为对应图2d的其它实施例的剖面示意图；
图5a为对应图3的另一实施例的剖面示意图；以及
图5b为对应图2e的另一实施例的剖面示意图。
符号说明：
1半导体封装件10硅中介板
10a转接侧10b置晶侧
100导电硅穿孔101,22,32导电元件
11,21线路结构12焊球
13半导体芯片130焊锡凸块
14封装胶体18封装基板
180植球垫19电路板
2,3,4电子封装件2a基板构造
20含硅基板20a第一侧
20b第二侧20c,21c侧面
200导电柱201绝缘层
210,410介电层211,411线路层
212,412导电盲孔213电性接触垫
23电子元件23a作用面
23b非作用面230电极垫
231导电凸块232包覆层
24,34第一封装材25第二封装材
250第二开口26第一绝缘保护层
260第一开孔27第二绝缘保护层
270第二开孔32a导电柱
32b焊锡材料340第一开口
41线路部49主机板
a穿孔区块a长度
b基板区块d,b,w,d宽度
l厚度t,t,r距离。
具体实施方式
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。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“第一”、“第二”、及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
图2a至图2e为本发明的电子封装件2的制法的剖面示意图。
如图2a所示，提供一含硅基板20，其具有相对的第一侧20a与第二侧20b，且于该含硅基板20中形成有多个连通该第一与第二侧20a,20b的导电柱200。
于本实施例中，该含硅基板20为如硅中介板体、玻璃或其它基材等的含有硅材的板体，且该导电柱200为金属柱，如铜柱。例如，于制作该些导电柱200时，透过导电硅穿孔(through-siliconvia，简称tsv)的制程，先于该含硅基板20的表面上形成多个穿孔，再形成一绝缘层201于该穿孔的孔壁上，之后将导电材(如铜材)填入该穿孔中，以令该导电材形成该导电柱200，且经由整平制程，使该导电柱200的端面齐平该含硅基板20的表面。应可理解地，也可依需求采用不同的制程制作该导电柱200，并不限于上述。
此外，该含硅基板20为矩形体，如图2a’所示，其长度a为3至125㎜，较佳为10至90㎜，且其宽度b为3至125㎜，较佳为10至90㎜。
又，该含硅基板20定义有内、外邻接的穿孔区块a与基板区块b，该基板区块b位于该穿孔区块a周围，且该些导电柱200位于该穿孔区块a。具体地，如图2a’所示，该含硅基板20的第一侧20a的面积可为50x50㎜2，且该穿孔区块a位于该第一侧20a的形状可为面积约5x5㎜2的矩形，使该穿孔区块a位于该第一侧20a的面积小于该基板区块b位于该第一侧20a的面积。
另外，该第一侧20a可视为转接侧，且该第二侧20b视为置晶侧。
如图2b所示，于该含硅基板20的第一侧20a上接触形成一线路结构21，以形成一基板构造2a。
于本实施例中，该线路结构21以线路重布层(redistributionlayer，简称rdl)制程依需求布设，例如位于该穿孔区块a与该基板区块b上，故无特别限制。
此外，该线路结构21包含至少一介电层210、设于该介电层210上的线路层211、及多个设于该介电层210中并电性连接该线路层211的导电盲孔212，且该线路层211包含有多个电性接触垫213，并使该线路层211通过部分该导电盲孔212电性连接该导电柱200，其中，各该电性接触垫213之间的距离t为200至1500微米，较佳为250至1350微米，且各该电性接触垫213的最大宽度d为150至800微米，较佳为180至750微米。
又，形成该介电层210的材质为预浸材(prepreg)、感光介质、聚酰亚胺(polyimide，简称pi)或聚对二唑苯(polybenzoxazole，简称pbo)或其它合适材质。
另外，该些电性接触垫213的布设规格与现有植球垫180的布设规格大致相同，也就是两者的距离t,r的大小与宽度d,w的尺寸几乎一致。
如图2c所示，设置至少一电子元件23于该含硅基板20的第二侧20b上，并令该电子元件23电性连接该些导电柱200，且形成多个导电元件22于该含硅基板20的第一侧20a的线路结构21上，使该些导电元件22位于该穿孔区块a与该基板区块b上并电性连接该线路结构21的电性接触垫213，其中，各该导电元件22之间的距离与各该导电元件22的最大宽度大致等于该些电性接触垫213的布设规格。
于本实施例中，该电子元件23为半导体材，其可为主动元件、被动元件或其二者组合，其中，该主动元件为例如半导体芯片，且该被动元件为例如电阻、电容及电感。具体地，该电子元件23为主动元件，其具有相对的作用面23a与非作用面23b，该作用面23a具有多个电极垫230，且该些电极垫230通过多个如焊锡材料的导电凸块231以覆晶方式设于该含硅基板20的第二侧20b上并电性连接该些导电柱200，再形成如底胶的包覆层232于该含硅基板20的第二侧20b与该电子元件23之间以包覆该些导电凸块231；或者，该电子元件可通过多个焊线(图略)以打线方式电性连接该些导电柱200；亦或，该电子元件可直接接触该些导电柱200。然而，有关该电子元件电性连接该导电柱200的方式不限于上述。
此外，该些导电元件22为焊锡材料，其布设规格与现有焊球12的布设规格大致相同，也就是两者之间距与宽度几乎一致。或者，如图2c’所示(或如图3所示的电子封装件3)，该些导电元件32亦可包含导电柱32a及形成该些导电柱32a上的焊锡材料32b，其中，该导电柱32a为如铜或其它材质的金属柱。
又，于形成该些导电元件22前，可选择性先于该线路结构21上形成第一绝缘保护层26，且该第一绝缘保护层26中形成有多个第一开孔260，以令该些电性接触垫213外露于该些第一开孔260，以供该些导电元件22形成于外露出该些第一开孔260的电性接触垫213上；或者，该第一绝缘保护层26形成有一开口(图未示)，以令该些电性接触垫213外露于该开口。
另外，如图2c’所示，可选择性于该含硅基板20的第二侧20b上以rdl制程形成一线路部41，且该线路部41包含至少一介电层410、设于该介电层410上的线路层411、及多个设于该介电层410中并电性连接该线路层411与导电柱200的导电盲孔412。
如图2d所示，接续图2c的制程，形成第一封装材24于该含硅基板20的第二侧20b上，以令该第一封装材24包覆该电子元件23。
于本实施例中，形成该第一封装材24的材质为绝缘材，例如，聚酰亚胺(polyimide，简称pi)、干膜(dryfilm)、环氧树脂(epoxy)或封装材(moldingcompound)。
此外，如图3所示，也可将该第一封装材24形成于该含硅基板20的第二侧20b与该电子元件23之间以包覆该些导电凸块231，而无需形成该包覆层232。
又，于设置该电子元件23前，可先于该含硅基板20的第二侧20b上形成第二绝缘保护层27，且该第二绝缘保护层27形成有多个第二开孔270，以令该些导电柱200的端面外露于该些第二开孔270，俾供该些导电凸块231接置于外露出该些第二开孔270的导电柱200上。或者，接续图2c’的制程，如图4所示的电子封装件4，该第二绝缘保护层27形成于该线路部41的介电层410上，以令该线路部41的线路层411的部分表面外露于该些第二开孔270，俾供该些导电凸块231接置于外露出该些第二开孔270的线路层411上。
另一方面，如图2e所示，也可选择性形成第二封装材25于该第一封装材24上。于本实施例中，形成该第二封装材25的材质为绝缘材，例如，聚酰亚胺(pi)、干膜(dryfilm)、环氧树脂(epoxy)或封装材(moldingcompound)，故该第二封装材25的材质与该第一封装材24的材质可相同或不相同。具体地，该第二封装材25可依需求延伸至该含硅基板20的侧面20c与该线路结构21的侧面20c上，甚至延伸至该些导电元件22的部分表面上，且令该些导电元件22外露于该第二封装材25，俾供接置于一如图4所示的主机板49(或如图1的电路板19)的电子装置上，藉此，增加该些导电元件22的结构强度。
应可理解地，如图3所示，于制作第一封装材34时，亦可令该第一封装材34延伸至该含硅基板20的侧面20c与该线路结构21的侧面20c上，甚至延伸至该些导电元件32的部分表面上，且令该些导电元件32外露于该第一封装材34，俾供接置于一如图4所示的主机板49的电子装置上。或者，如图5a所示，该第一封装材34延伸至该线路结构21(或该第一绝缘保护层26)上而未接触该些导电元件32，以令该些导电元件32外露于该第一封装材34，例如，该第一封装材34形成有一容置所有该导电元件32的第一开口340。
此外，如图3所示，可选择性使该电子元件23的部分表面外露于该第一封装材34，例如，该电子元件23的非作用面23b齐平该第一封装材34的表面。
同理可知，如图5b所示，图2e所示的第二封装材25亦可形成有一容置所有该导电元件32的第二开口250，使该第二封装材25延伸至该线路结构21(或该第一绝缘保护层26)上而未接触该导电元件22，以令该些导电元件22外露于该第二封装材25；或者，如图5b所示，图2e所示的电子元件21的非作用面21b齐平该第一封装材24的表面与第二封装材25的表面，使该电子元件23的非作用面23b外露于该第一与第二封装材24,25。
综上所述，本发明的电子封装件2,3,4及其基板构造2a通过将一般硅中介板进行基板化(如透过该基板区块b的设计)，以省略现有封装基板，使该含硅基板20能通过该线路结构21的电性接触垫213结合至如主机板49的外部装置上，亦即该基板构造2a取代现有硅中介板与封装基板，且由于该电子元件23与该含硅基板20为半导体材质，因而两者的cte极匹配(match)，故相比于现有技术，本发明的电子封装件2,3,4能避免发生翘曲状况，以有效提升可靠度，进而提升应用本发明的电子封装件2,3,4的终端电子产品的可靠度。
此外，本发明的电子封装件2,3,4因省略现有封装基板，故可大幅降低该电子封装件2,3,4的厚度，且该含硅基板20可直接结合该线路结构21(即省略如图1所示的现有导电元件101的设置)，更利于降低该电子封装件2,3,4的厚度，因而应用本发明的电子封装件2,3,4的电子产品能轻易符合微小化的需求。
又，对于封装制程而言，本发明的电子封装件2,3,4因省略现有封装基板，故能省略现有硅中介板10接置于封装基板18的步骤，因而能降低制程时间，进而提高产能(throughput)。
另外，对于终端产品而言，因省略现有封装基板，且本发明的电性接触垫213的布设规格与现有植球垫12的布设规格大致相同，故仅需针对该含硅基板20(或该线路结构21)与该主机板49的线路配置进行设计，而无需考量现有封装基板18的线路配置，因而能降低制程时间与制作成本，进而能提高产能及提升终端产品的经济效益。
上述实施例仅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。任何所属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，应如权利要求书所列。