專(zhuān)利名稱(chēng)：晶圓級(jí)封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶圓級(jí)封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)，尤指一種可包覆 芯片模塊側(cè)面的封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制程技術(shù)能力不斷向上提升，半導(dǎo)體芯片的功能曰益 強(qiáng)大，以致半導(dǎo)體芯片訊號(hào)的傳輸量逐漸增加，芯片模塊的腳數(shù)亦隨 之增加；進(jìn)而使封裝技術(shù)必須隨著技術(shù)的演進(jìn)而不斷提升。當(dāng)信息科 技的發(fā)展日漸趨向于輕薄短小的形式，尤其是筆記本電腦、移動(dòng)通訊 產(chǎn)品、數(shù)字相機(jī)等逐漸成為現(xiàn)代人不可或缺的移動(dòng)裝置時(shí)，為了適用 于移動(dòng)裝置機(jī)體高空間密度的特性，各模塊的需求不僅要維持高效能 且穩(wěn)定的品質(zhì)；如何縮小模塊空間但仍保有高品質(zhì)的特性，甚至提升 更好的數(shù)據(jù)傳輸效能，便成為各廠商的重要課題。
又例如手機(jī)多媒體應(yīng)用日漸增多，造成手機(jī)內(nèi)存容量需求亦隨之 增加，然而因手機(jī)輕薄短小的趨勢(shì)，所以?xún)?nèi)存芯片在系統(tǒng)產(chǎn)品中能用 的空間愈來(lái)愈小，故將手機(jī)內(nèi)存NORFlash、 NAND Flash、 Low Power SRAM及Pseudo SRAM堆疊封裝成一顆的多芯片封裝(Multi-Chip Packaging; MCP)技術(shù)很普遍地應(yīng)用在手機(jī)上，以節(jié)省空間達(dá)到輕薄 短小的目的。
半導(dǎo)體封裝主要是提供一個(gè)媒介，把硅芯片連接到印刷電路板上， 并保護(hù)器件免于受潮。這些年間，雖然這個(gè)功能并未改變，但封裝技 術(shù)已遠(yuǎn)較從前復(fù)雜。由于芯片的性能已經(jīng)有所改善，封裝也肩負(fù)起要 將所產(chǎn)生的熱量安全地排除掉的責(zé)任，并且讓這些熱量不會(huì)成為該部 件電子性能的限制因素。
但現(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)如圖1所示，芯片模塊14上方的元件區(qū)141被 一包覆材所包覆，該包覆材16，提供一機(jī)械上、化學(xué)上的保護(hù)作用；但
該包覆材16'卻沒(méi)有包覆住該芯片模塊14的側(cè)面。芯片模塊14實(shí)際上 是極為脆弱的對(duì)象，外來(lái)的應(yīng)力或撞擊都有可能導(dǎo)致芯片模塊14的損
害，進(jìn)而影響到整體的電氣特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種封 裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，該結(jié)構(gòu)可包覆芯片模塊的側(cè)面，以提供該芯片 模塊較佳的保護(hù)性且成品也有更好的機(jī)械性質(zhì)。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種封裝結(jié)構(gòu)的晶圓級(jí)封裝方法，
包括步驟提供一未切割的模塊晶圓，其包括一正面及一與該正面相 對(duì)的背面，其中該正面定義有多條切割道以界定多個(gè)芯片模塊的位置； 貼附一可擴(kuò)膠膜于該晶圓的背面；沿著所述的切割道進(jìn)行一切割步驟， 以使所述的芯片模塊相互分離；擴(kuò)張?jiān)摽蓴U(kuò)膠膜，以于所述的芯片模 塊之間形成一具有一預(yù)定距離的第一寬度；提供一包覆材料，其可填 入所述的芯片模塊之間的第一寬度以形成一包覆該芯片模塊正面及側(cè) 面的包覆層。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明亦提供一種依上述制造方法所制得的封裝 結(jié)構(gòu)；包括 一芯片模塊，其具有一正面及一與該正面鄰接的側(cè)面； 一元件區(qū)，其成型于該正面上；以及一包覆層，其包覆該元件區(qū)及該 芯片的側(cè)面。
本發(fā)明具有以下有益的效果本發(fā)明提出的制造方法，使用具有 延展性的貼膜，以使每一芯片模塊相對(duì)移動(dòng)，進(jìn)一步將每一芯片模塊 的側(cè)面顯露出來(lái)，再以包覆材料加以整體性的包覆，故本制造方式所 制作的芯片模塊封裝結(jié)構(gòu)能提供芯片模塊更佳的保護(hù)。
為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān) 本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說(shuō)明用，并非 用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。


圖1為現(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明晶圓級(jí)封裝方法的流程圖3為本發(fā)明未切割的模塊晶圓的上視圖4為本發(fā)明擴(kuò)片步驟后的上視圖4A為本發(fā)明擴(kuò)片步驟后的側(cè)視圖5為本發(fā)明使用一包覆材將芯片模塊包覆的示意圖6為本發(fā)明可包覆芯片模塊側(cè)面的封裝示意圖。
圖中符號(hào)說(shuō)明
1 未切割的模塊晶圓
11 正面12背面
13 切割道14芯片模塊
141 元件區(qū)142側(cè)面
15 第一寬度16包覆層
16' 包覆層
2 可擴(kuò)膠膜
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明提供一種封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，該制造方 法可包覆芯片模塊裸露的側(cè)面以達(dá)到保護(hù)芯片模塊及整體結(jié)構(gòu)的功 效，其制造方法包括如下步驟(請(qǐng)同時(shí)參閱圖3至圖6):
步驟(a)提供一片未切割的模塊晶圓1，此實(shí)施例中該未切割 的模塊晶圓1為一硅晶圓模塊，該未切割的模塊晶圓1具有一正面11 及一與該正面相對(duì)的背面12，且該正面11定義有多條切割道13以界
定多個(gè)芯片模塊14的位置；亦即所述的切割道13將該未切割的模塊 晶圓1區(qū)分為多個(gè)芯片模塊14，該芯片模塊14可為一無(wú)線模塊，如射 頻模塊等，但不以此為限；該切割道13可以半導(dǎo)體制程方式成形于該 未切割的模塊晶圓1，但并不以此為限；另外，該切割道13可成形于 該未切割的模塊晶圓1的正面11，亦可成形于該未切割的模塊晶圓1 的背面12。
此外，在該未切割的模塊晶圓1上已有反復(fù)利用半導(dǎo)體制程堆疊 形成多個(gè)元件區(qū)141于該未切割的模塊晶圓1的正面11，每一元件區(qū) 141對(duì)應(yīng)成形于每一芯片模塊14上，該元件區(qū)141用以提供各種預(yù)定 的電性功能，所述的半導(dǎo)體制程則包括微影制程、蝕刻制程、金屬沉 積制程等等，上述技術(shù)均為一般半導(dǎo)體制程技術(shù)，故不在此詳加說(shuō)明； 另外，所述的元件區(qū)141亦可通過(guò)表面黏著技術(shù)(surface mounting technology, SMT)連結(jié)于該未切割的模塊晶圓1上。
步驟(b )貼附一可擴(kuò)膠膜2于該未切割的模塊晶圓1的背面12 (請(qǐng)參閱圖4及4A)。該可擴(kuò)膠膜2為一高分子材料，其具有一黏貼 層，可將該未切割的模塊晶圓1的背面12貼附于該可擴(kuò)膠膜2的黏貼 層上。該可擴(kuò)膠膜2可為半導(dǎo)體制程所使用的膠膜，例如晶粒粘貼膠 膜(Die Attach File， DAF),而該膠膜已知的目的是以保護(hù)未切割的模 塊晶圓1不破片，即可固定未切割的模塊晶圓1不使芯片模塊14飛濺 切割；或是電子級(jí)膠帶(Blue Tape)，專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于硏磨、切割及運(yùn)送 時(shí)保護(hù)芯片模塊14等制程。該電子級(jí)膠帶可于研磨時(shí)保護(hù)芯片模塊14 不受損傷及吸收研磨時(shí)的沖擊力確保芯片模塊14不會(huì)破裂；且于切割 時(shí)能夠固定芯片模塊14于膠帶上不會(huì)產(chǎn)生芯片模塊14流失的現(xiàn)象， 并增進(jìn)切割品質(zhì)及拿取芯片模塊14的方便性。同時(shí)，也具有不易殘膠 的特性及多款不同黏性的膠帶以應(yīng)用于各種不同的工作物。在本發(fā)明 中，該可擴(kuò)膠膜2亦有相同的防止晶粒逸失功效，但本發(fā)明所使用的 可擴(kuò)膠膜2必須能有擴(kuò)張的效用，亦即當(dāng)該可擴(kuò)膠膜2受外力時(shí)，可 向外延展擴(kuò)張，以便進(jìn)行本發(fā)明的下一步驟。
步驟(C )沿著所述的切割道13進(jìn)行一切割步驟，以使所述的芯 片模塊14相互分離；此步驟則是以一切割刀具沿著所述的切割道13 進(jìn)行切割以將每一芯片模塊14成為一獨(dú)立的單元體；然而借助該可擴(kuò) 膠膜2貼附于該未切割的模塊晶圓1的背面12提供一固持的力量，每
一芯片模塊14仍然緊密貼附于該可擴(kuò)膠膜2上，且彼此之間則形成一
切割后的切割寬度，該切割后的切割寬度則略等于該切割刀具的寬度。
步驟(d )擴(kuò)張?jiān)摽蓴U(kuò)膠膜2，即施加一外力使該可擴(kuò)膠膜2向 外擴(kuò)張延伸，此步驟的目的在于利用該可擴(kuò)膠膜2的延展性，使每一 芯片模塊14產(chǎn)生相對(duì)位移(如圖4所示)，即通過(guò)該可擴(kuò)膠膜2的延 伸連帶使每一芯片模塊14均向外移動(dòng)而使每一芯片模塊14之間的切 割道13擴(kuò)寬形成該具有一預(yù)定距離的第一寬度15，且使每一芯片模塊 14的側(cè)面142裸露(如圖4A所示)，且該側(cè)面142與該正面11相鄰 接。
接著步驟(e)提供一包覆材料，其可填入所述的芯片模塊14之 間的第一寬度15以形成一包覆該芯片模塊14的正面11及側(cè)面142的 包覆層16。該包覆材可為一高分子封裝材料，例如熱固性環(huán)氧樹(shù)脂， 但并不以此為限。熱固性環(huán)氧樹(shù)脂其硬化前為具有流動(dòng)性黏稠流體或 半膠化的膠體，硬化后則形成交聯(lián)網(wǎng)目的固體。樹(shù)脂與芯片的熱膨脹 系數(shù)有極大的差異，因而在樹(shù)脂硬化后，冷卻收縮過(guò)程因熱膨脹的差 異，在樹(shù)脂與晶元兩者間可能產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致樹(shù)脂龜裂、晶元破裂、 黏著分離或元件接著腳偏移或斷裂等。為了降低封裝樹(shù)脂與芯片間的 內(nèi)應(yīng)力，于樹(shù)脂配方中皆添加相當(dāng)量具低熱膨脹系數(shù)的填充物(Filler)， 如二氧化硅粉、氧化鋁粉、氮化硼粉、石墨纖維或其它無(wú)機(jī)化合物粉 ?！?；上述僅為此包覆材料的一般知識(shí)，并非用以限制本發(fā)明的 保護(hù)范圍。且該包覆材料以模造方式(molding)包覆每一芯片模塊14 的正面11及側(cè)面142，由此每一芯片模塊14均被該包覆層16緊密的 包覆而達(dá)成更佳的保護(hù)效果(如圖5所示)，但圖5中省略了該可擴(kuò)
膠膜2。
另外，在步驟(e)之后更進(jìn)一步包括提供一切割工具，沿著所述 的切割道13進(jìn)行切割步驟，以得到多個(gè)正面及側(cè)面均被包覆的芯片模 塊14(如圖6所示)。而該切割工具的寬度則小于該第一寬度15，以 免成形于該芯片模塊14的側(cè)面142的包覆層16被該切割工具所破壞。
本發(fā)明經(jīng)上述步驟后，則可以得到一正面11及側(cè)面142均被包覆 的芯片模塊封裝結(jié)構(gòu)，該芯片模塊封裝結(jié)構(gòu)包括
一芯片模塊14，其具有一正面11及一與該正面鄰接的側(cè)面142; 一元件區(qū)141，其成型于該正面ll上；以及一包覆層16，其包覆該元 件區(qū)141及該芯片模塊14的側(cè)面142。同樣地，該元件區(qū)141反復(fù)利 用半導(dǎo)體制程堆疊而成，例如蝕刻、曝光、顯影等制程；或是通過(guò)表 面黏著技術(shù)(surface mounting technology, SMT)連結(jié)于該正面11上， 且上述芯片模塊封裝結(jié)構(gòu)則是該未切割的模塊晶圓1經(jīng)由切割制程所 制造的；另外該芯片模塊14的背面12則可設(shè)有多個(gè)連接點(diǎn)，且所述 的連接點(diǎn)通過(guò)穿設(shè)于該芯片模塊14的穿孔與該元件區(qū)141電性連接， 該連接點(diǎn)則是用以達(dá)成與外部電路信號(hào)的連接。
綜上所述，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)
1 、具有較佳的保護(hù)作用，由于包覆層16本身即具有保護(hù)芯片模 塊14的功能，而本發(fā)明則利用該包覆層16包覆于該芯片模塊14的側(cè) 面142，使該側(cè)面142不會(huì)裸露在外面，進(jìn)而減少碰撞或其它移動(dòng)時(shí)可 能造成的傷害。
2、另一方面，本制程使用可擴(kuò)膠膜2的特性，以延展該可擴(kuò)膠 膜2的方式使每一芯片模塊14產(chǎn)生相對(duì)位移，故本制程不需繁瑣的制 程步驟而達(dá)成整體包覆該芯片模塊14的目的。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，非意欲局限本發(fā)明的專(zhuān)利保 護(hù)范圍，故舉凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所為之等效變化，均同 理皆包含于本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一芯片模塊，其具有一正面及一與該正面鄰接的側(cè)面；一元件區(qū)，其成型于該正面上；以及一包覆層，其包覆該元件區(qū)及該芯片模塊的側(cè)面。
2. 如權(quán)利要求l所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該元件區(qū)反復(fù)利 用半導(dǎo)體制程堆疊而成。
3. 如權(quán)利要求l所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該元件區(qū)利用表 面黏著技術(shù)成型于該正面上。
4. 如權(quán)利要求l所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該芯片模塊為一 未切割的模塊晶圓經(jīng)切割制程所制成。
5. 如權(quán)利要求l所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該芯片模塊進(jìn)一 步包括一與該正面相對(duì)的背面。
6. 如權(quán)利要求5所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于多個(gè)連接點(diǎn)設(shè)于 該芯片模塊的背面，且所述的連接點(diǎn)通過(guò)穿設(shè)于該芯片模塊的穿孔與 該元件區(qū)電性連接。
7. —種制造如權(quán)利要求l所述的封裝結(jié)構(gòu)的晶圓級(jí)封裝方法，其 特征在于，包括下列步驟(a) 提供一未切割的模塊晶圓，其包括一正面及一與該正面相對(duì)的背面，其中該正面定義有多條切割道以界定多個(gè)芯片模塊的位置；(b) 貼附一可擴(kuò)膠膜于該未切割的模塊晶圓的背面；(C)沿著所述的切割道進(jìn)行一切割步驟，以使所述的芯片模塊相 互分離；(d) 擴(kuò)張?jiān)摽蓴U(kuò)膠膜，以于所述的芯片之間形成一具有一預(yù)定距 離的第一寬度；(e) 提供一包覆材料，其可填入所述的芯片模塊之間的寬度以形 成一包覆該芯片模塊正面及側(cè)面的包覆層。
8. 如權(quán)利要求7所述的晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于在步驟(a) 之前包括一反復(fù)利用半導(dǎo)體制程堆疊形成多個(gè)元件區(qū)于該芯片模塊的 正面的步驟。
9. 如權(quán)利要求7所述的晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于在步驟(a) 之前包括一利用表面黏著技術(shù)成型多個(gè)元件區(qū)于該芯片模塊的正面的 步驟。
10. 如權(quán)利要求7所述的晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于在步驟(b) 中，該可擴(kuò)膠膜為一高分子材料。
11. 如權(quán)利要求7所述的晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于在步驟(c) 中所述的經(jīng)切割后的芯片模塊緊密貼附于該可擴(kuò)膠膜上。
12. 如權(quán)利要求7所述的晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于在步驟(d) 中，施加一外力使該可擴(kuò)膠膜擴(kuò)張，以使所述的芯片模塊之間形 成該具有一預(yù)定距離的第一寬度且使每一芯片模塊的側(cè)面裸露。
13. 如權(quán)利要求12所述的晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于在步驟(e) 中，該包覆材料以模造方式包覆每一芯片模塊的正面及側(cè)面。
14. 如權(quán)利要求7所述的晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于在步驟(e )之后更進(jìn)一步包括提供一切割工具，沿著所述的切割道進(jìn)行切 割步驟，以得到多個(gè)正面及側(cè)面均被包覆的芯片模塊。
15.如權(quán)利要求14所述的晶圓級(jí)封裝方法，其特征在于該切割 工具的寬度小于該第一寬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種晶圓級(jí)封裝方法，包括步驟提供一未切割的模塊晶圓，其包括一正面及一與該正面相對(duì)的背面，其中該正面定義有多條切割道以界定多個(gè)以硅晶圓為載板的芯片模塊，如無(wú)線模塊的位置；貼附一可擴(kuò)膠膜于該未切割的模塊晶圓的背面；沿著所述的切割道進(jìn)行一切割步驟，以使所述的芯片模塊相互分離；擴(kuò)張?jiān)摽蓴U(kuò)膠膜，以于所述的芯片模塊之間形成一具有一預(yù)定距離的第一寬度；提供一包覆材料，其可填入所述的芯片模塊之間的第一寬度以形成一包覆該芯片模塊正面及側(cè)面的包覆層，由此可形成一可包覆該芯片模塊側(cè)面的封裝結(jié)構(gòu)，以提供芯片模塊更佳的保護(hù)功能，以預(yù)防芯片模塊被撞裂。
文檔編號(hào)H01L21/70GK101388367SQ200710154710
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者李岳政, 黃忠諤 申請(qǐng)人:海華科技股份有限公司