晶片封裝體及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種晶片封裝體及其制造方法，該晶片封裝體包括半導(dǎo)體晶片、絕緣層、重布局金屬層以及焊接墊。半導(dǎo)體晶片具有第一導(dǎo)電墊設(shè)置于下表面、以及第一凹部對(duì)應(yīng)第一導(dǎo)電墊而設(shè)置，第一凹部與絕緣層均自上表面朝下表面延伸。第一凹部暴露出第一導(dǎo)電墊。部分絕緣層位于第一凹部中且具有開(kāi)口以暴露出第一導(dǎo)電墊。重布局金屬層具有對(duì)應(yīng)第一導(dǎo)電墊的重布局金屬線路，重布局金屬線路通過(guò)開(kāi)口與第一導(dǎo)電墊連接。焊接墊配置于絕緣層上且位于半導(dǎo)體晶片的一側(cè)。重布局金屬線路延伸至焊接墊，使配置于半導(dǎo)體晶片的下表面的第一導(dǎo)電墊，電性連接于該側(cè)的焊接墊。本發(fā)明可有效縮減或免除現(xiàn)有技術(shù)所必須具有的打線間距，以使半導(dǎo)體晶片發(fā)揮更高的效能。
【專利說(shuō)明】晶片封裝體及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明關(guān)于一種晶片封裝體及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種僅具有單側(cè)焊接 側(cè)的晶片封裝體及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生活中各式電子產(chǎn)品朝向尺寸輕薄短小的發(fā)展趨勢(shì)，位于產(chǎn)品中的半導(dǎo)體晶 片尺寸亦必須對(duì)應(yīng)地微縮化（miniaturization)，然而在尺寸微縮的趨勢(shì)下，半導(dǎo)體晶片所 須執(zhí)行的功能亦日益增加。為了增加半導(dǎo)體晶片操作上的穩(wěn)定性，大多數(shù)晶片均會(huì)制作為 晶片封裝體，以焊線連接晶片封裝體上所暴露出的晶片內(nèi)輸入/輸出（I/O)導(dǎo)電墊，將晶片 封裝體整合于印刷電路板上，使半導(dǎo)體晶片發(fā)揮其所預(yù)定的效能應(yīng)用。參照?qǐng)D1A以及圖 1B，圖1A例示現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體晶片封裝體1的俯視圖，而圖1B則是圖1A中AA'線的剖面 圖。如圖1A以及圖1B所示，半導(dǎo)體晶片封裝體1包括半導(dǎo)體晶片2以及多條焊線4,其中 半導(dǎo)體晶片2具有多個(gè)輸入/輸出（I/O)導(dǎo)電墊2a以及多個(gè)凹部2b (以虛線表示），如圖 1B所示，半導(dǎo)體晶片2在制作為半導(dǎo)體晶片封裝體1時(shí)，通常均須自晶背向半導(dǎo)體晶片2內(nèi) 部蝕刻出多個(gè)凹部2b以分別暴露出內(nèi)部的多個(gè)導(dǎo)電墊2a，再分別打接（wire-bonding)多 條焊線4于輸入/輸出（I/O)導(dǎo)電墊2a上，以多條焊線4將半導(dǎo)體晶片2電性連接于印刷 電路板（未繪制）上。然而，為使打接焊線4的步驟順利進(jìn)行，蝕刻出來(lái)的凹部2b除了須 深入半導(dǎo)體晶片2內(nèi)部，將輸入/輸出（I/O)導(dǎo)電墊2a暴露出來(lái)以供打接焊線4之外，凹 部2b尚需具有一定橫向?qū)挾茸尨蚪雍妇€4的載具順利進(jìn)入并完成打接，如圖1B所示，凹部 2b側(cè)壁與焊線4于輸入/輸出（I/O)導(dǎo)電墊2a的打接處之間，必須具有一定距離a的打 線間距（wire-bonding area)，如此，便造成一定面積的半導(dǎo)體晶片封裝體1，可供布線的晶 片空間因?yàn)榇艘槐匾拇蚓€間距a而受到縮限。如同前述所提及，在半導(dǎo)體晶片尺寸微縮 的趨勢(shì)下，其所須執(zhí)行的功能亦日益增加，據(jù)此，在一定面積的半導(dǎo)體晶片封裝體中，應(yīng)使 可供布線的晶片空間更大以容納更多布線，方能使半導(dǎo)體晶片在對(duì)應(yīng)多功能的布線設(shè)計(jì)上 更有彈性，進(jìn)而發(fā)揮更高的效能。然而現(xiàn)有技術(shù)中所必須具有的打線間距（wire-bonding area)卻限縮了半導(dǎo)體晶片封裝體中可供布線的晶片空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種晶片封裝體及其制造方法，其特殊的焊接位置設(shè)計(jì)可有效縮減或 免除現(xiàn)有技術(shù)中所必須具有的打線間距（wire-bonding area),使得半導(dǎo)體晶片封裝體中 半導(dǎo)體晶片所保留的可供布線的晶片空間更大，進(jìn)而使半導(dǎo)體晶片發(fā)揮更高的效能。
[0004] 本發(fā)明的一態(tài)樣提出一種晶片封裝體，包括半導(dǎo)體晶片、絕緣層、重布局金屬層以 及焊接墊，半導(dǎo)體晶片具有上表面及下表面，且具有第一導(dǎo)電墊設(shè)置于下表面、以及第一凹 部對(duì)應(yīng)于該下表面的第一導(dǎo)電墊而設(shè)置，第一凹部自上表面朝下表面延伸，以暴露出第一 導(dǎo)電墊；絕緣層自半導(dǎo)體晶片的上表面朝下表面延伸，部分的絕緣層位于第一凹部之中，其 中絕緣層具有開(kāi)口以暴露出第一導(dǎo)電墊；重布局金屬層設(shè)置于絕緣層上且具有對(duì)應(yīng)第一導(dǎo) 電墊的重布局金屬線路，重布局金屬線路通過(guò)開(kāi)口與第一導(dǎo)電墊連接；以及焊接墊配置于 絕緣層上且位于半導(dǎo)體晶片的一側(cè)，其中，重布局金屬線路延伸至焊接墊，使配置于半導(dǎo)體 晶片的下表面的第一導(dǎo)電墊電性連接于該側(cè)的焊接墊。
[0005] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一導(dǎo)電墊配置于半導(dǎo)體晶片的其他側(cè)，而不配置于焊 接墊所配置的該側(cè)。
[0006] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，晶片封裝體進(jìn)一步包括第一焊接線對(duì)應(yīng)連接于該至少一 焊接墊；以及印刷電路板，其中，第一焊接線由焊接墊延伸至印刷電路板，而與印刷電路板 電性連接。
[0007] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，晶片封裝體進(jìn)一步包括第三焊接線對(duì)應(yīng)電性連接于第一 導(dǎo)電墊；微機(jī)電結(jié)構(gòu)配置于半導(dǎo)體晶片的下表面下方；以及印刷電路板。其中第三焊接線 由第一導(dǎo)電墊延伸至印刷電路板而與印刷電路板電性連接。
[0008] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，晶片封裝體進(jìn)一步包括第三焊接線對(duì)應(yīng)電性連接于第一 導(dǎo)電墊；至少一焊球?qū)?yīng)電性連接于焊接墊；晶片通過(guò)焊球電性連接于焊接墊；以及印刷 電路板。其中第三焊接線由第一導(dǎo)電墊延伸至印刷電路板而與印刷電路板電性連接。
[0009] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，半導(dǎo)體晶片進(jìn)一步包括第二導(dǎo)電墊于下表面并配置于 半導(dǎo)體晶片的該側(cè)；以及第二凹部對(duì)應(yīng)第二導(dǎo)電墊設(shè)置，第二凹部自上表面朝下表面延伸 并暴露出第二導(dǎo)電墊，且絕緣層亦具有暴露出該第二導(dǎo)電墊的開(kāi)口，其中，第二凹部的側(cè)壁 與下表面之間夾有一角度，該角度實(shí)質(zhì)上為55?65度。
[0010] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，進(jìn)一步包括第一焊接線，對(duì)應(yīng)連接于焊接墊；第二焊接 線，對(duì)應(yīng)連接于第二導(dǎo)電墊；以及印刷電路板，其中，第一、第二焊接線分別由焊接墊、第二 導(dǎo)電墊延伸至印刷電路板而與印刷電路板電性連接。
[0011] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，其中，第二焊接線與第二導(dǎo)電墊的連接處和第二凹部 的側(cè)壁之間的最近距離實(shí)質(zhì)上為50微米。
[0012] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，進(jìn)一步包括：至少一間隔結(jié)構(gòu)設(shè)置于該半導(dǎo)體晶片的 下表面；以及一保護(hù)蓋，其中，該保護(hù)蓋通過(guò)該間隔結(jié)構(gòu)設(shè)置于該半導(dǎo)體晶片的下方。
[0013] 本發(fā)明的另一態(tài)樣提出一種晶片封裝體的制造方法，包括：形成一半導(dǎo)體晶片，該 半導(dǎo)體晶片具有一上表面及下表面，該半導(dǎo)體晶片還具有至少一第一導(dǎo)電墊于該下表面以 及至少一第一凹部自該上表面朝該下表面延伸，以暴露出該第一導(dǎo)電墊；形成一絕緣層自 該半導(dǎo)體晶片的該上表面朝該下表面延伸，部分的該絕緣層位于該第一凹部之中，其中該 絕緣層具有至少一開(kāi)口以暴露出該第一導(dǎo)電墊；形成至少一重布局金屬線路于該絕緣層 上，該重布局金屬線路通過(guò)該開(kāi)口與該第一導(dǎo)電墊連接；以及形成至少一焊接墊，配置于該 絕緣層上且配置于該半導(dǎo)體晶片的一側(cè)，其中，該至少一重布局金屬線路延伸至該至少一 焊接墊，使配置于該半導(dǎo)體晶片的該下表面的該第一導(dǎo)電墊電性連接于該側(cè)的該焊接墊。
[0014] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，其中，該第一導(dǎo)電墊形成于該半導(dǎo)體晶片的其他側(cè)，而 不形于該焊接墊所形成的該側(cè)。
[0015] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，進(jìn)一步包括：打線焊接至少一第一焊接線連接于該至 少一焊接墊；以及配置一印刷電路板，其中，該第一焊接線由該焊接墊延伸至該印刷電路板 而與該印刷電路板電性連接。
[0016] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，其中，形成該半導(dǎo)體晶片的步驟中，該半導(dǎo)體晶片進(jìn)一 步包括：至少一第二導(dǎo)電墊于該下表面并配置于該半導(dǎo)體晶片的該側(cè)；以及至少一第二凹 部自該半導(dǎo)體晶片的該上表面朝該下表面延伸以暴露出該第二導(dǎo)電墊，且該絕緣層還具有 暴露出該第二導(dǎo)電墊的至少一開(kāi)口，其中，該第二凹部的一側(cè)壁與該下表面之間夾有一角 度，該角度為55?65度。
[0017] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，進(jìn)一步包括：打線焊接至少一第一焊接線連接于該至 少一焊接墊；打線焊接至少一第二焊接線連接于該至少一第二導(dǎo)電墊；以及配置一印刷電 路板，其中，該第一焊接線、第二焊接線分別由該焊接墊、該第二導(dǎo)電墊延伸至該印刷電路 板而與該印刷電路板電性連接。
[0018] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，其中，該第二焊接線與該第二導(dǎo)電墊的連接處和該第 二凹部的該側(cè)壁之間的最近距離為50微米。
[0019] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，進(jìn)一步包括：形成至少一間隔結(jié)構(gòu)設(shè)置于該半導(dǎo)體晶 片的下表面；以及配置一保護(hù)蓋，其中，該保護(hù)蓋通過(guò)該間隔結(jié)構(gòu)設(shè)置于該半導(dǎo)體晶片的下 方。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 本發(fā)明的上述和其他態(tài)樣、特征及其他優(yōu)點(diǎn)參照說(shuō)明書(shū)內(nèi)容并配合附加圖式得到 更清楚的了解，其中：
[0021] 圖1A顯示現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體晶片封裝體的俯視圖。
[0022] 圖1B顯示圖1A中半導(dǎo)體晶片封裝體AA'線的剖面圖。
[0023] 圖2A顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體的俯視圖。
[0024] 圖2B顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體AA'線的剖面圖。
[0025] 圖2C顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體BB'線的剖面圖。
[0026] 圖2D顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體的側(cè)視圖。
[0027] 圖2E顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體的側(cè)視圖。
[0028] 圖3A顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體的俯視圖。
[0029] 圖3B顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體BB'線的剖面圖。
[0030] 圖3C顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體CC'線的剖面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 請(qǐng)先同時(shí)參照?qǐng)D2A以及圖2B，圖2A是本發(fā)明第一實(shí)施例晶片封裝體10的俯視 圖，而圖2B是圖2A中AA'線的剖面圖。
[0032] 如圖2A以及圖2B所示，本發(fā)明第一實(shí)施例晶片封裝體10包括半導(dǎo)體晶片102、 絕緣層104、重布局金屬層106以及焊接墊108。半導(dǎo)體晶片102具有上表面US及下表面 DS，且半導(dǎo)體晶片102具有第一導(dǎo)電墊102a以及第一凹部102b，如圖2A所示，本實(shí)施例的 晶片封裝體10中，半導(dǎo)體晶片102具有六個(gè)第一導(dǎo)電墊102a于下表面DS、以及六個(gè)自上表 面US朝下表面DS延伸的第一凹部102b，分別對(duì)應(yīng)并暴露出于下表面DS的六個(gè)第一導(dǎo)電 墊102a。其中，半導(dǎo)體晶片102例如可以是包括有源元件或無(wú)源元件（active or passive elements)、數(shù)字電路或模擬電路等集成電路的電子元件（electronic components)、 光電兀件（optical-electronic devices)、微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical Systems, MEMS)、微流體系統(tǒng)（micro fluidic systems)、或利用熱、光線及壓力等物理量 變化來(lái)測(cè)量的物理感測(cè)器（physical sensor)、影像感測(cè)器、發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池、射 頻元件（RF circuits)、加速計(jì)（accelerators)、陀螺儀（gyroscopes)、微制動(dòng)器（micro actuators)、表面聲波元件、壓力感測(cè)器（pressure sensors)、或噴墨頭（ink printer heads)等，但不以此為限；半導(dǎo)體晶片102所具有的第一導(dǎo)電墊102a是作為晶片內(nèi)部線路 與外界信號(hào)溝通的輸入/輸出（I/O)導(dǎo)電墊，因此其數(shù)目并不以六個(gè)為限，可依實(shí)際應(yīng)用 需求，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)不同數(shù)目的第一導(dǎo)電墊102a，而第一導(dǎo)電墊102a例如可以是鋁、鈀、鎳、金 等所組成的單層或多層金屬，但不以此為限。請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D2B所示，絕緣層104自半導(dǎo)體 晶片102的上表面US朝下表面DS延伸，部分的絕緣層104位于第一凹部102b之中并具 有開(kāi)口以暴露出第一導(dǎo)電墊l〇2a，而絕緣層104例如可以是氧化娃（silicon oxide)、氮 化娃（silicon nitride)、氮氧化娃（silicon oxynitride)或其它合適的絕緣材料，形成 絕緣層104的方式例如可以是以化學(xué)沉積法，沉積例如是氧化娃（silicon oxide)、氮化娃 (silicon nitride)、氮氧化娃（silicon oxynitride)或其它合適的絕緣材料，但不以此為 限；重布局金屬層106設(shè)置于絕緣層104上且具有對(duì)應(yīng)第一導(dǎo)電墊102a的重布局金屬線路 106a，重布局金屬線路106a通過(guò)上述絕緣層104位于第一凹部102b之中的開(kāi)口與第一導(dǎo) 電墊102a連接，重布局金屬層106例如可以使用錯(cuò)（aluminum)、銅（copper)或鎳（nickel) 或其他合適的導(dǎo)電材料，以適當(dāng)?shù)闹瞥谭椒ㄈ娉练e于絕緣層104上，再以微影蝕刻的方 式圖案化，于絕緣層104上留下重布局金屬線路106a，如圖2A所不，本實(shí)施例中各第一導(dǎo)電 墊102a均分別對(duì)應(yīng)有一條重布局金屬線路106a。
[0033] 請(qǐng)接著參照?qǐng)D2A搭配圖2C，圖2A是本發(fā)明第一實(shí)施例晶片封裝體10的俯視圖， 而圖2C是圖2A中BB'線的剖面圖。焊接墊108亦配置于絕緣層104上且位于半導(dǎo)體晶片 102的一側(cè)，焊接墊108是作為本實(shí)施例晶片封裝體10打接第一焊接線110之處，形成的 方法例如可以和前述的重布局金屬層106類似，即可以使用錯(cuò)（aluminum)、銅（copper)或 鎳（nickel)或其他合適的導(dǎo)電材料，以適當(dāng)?shù)闹瞥谭椒ㄈ娉练e于絕緣層104上，再以微 影蝕刻的方式圖案化，于絕緣層104上留下僅位于半導(dǎo)體晶片102-側(cè)的焊接墊108。其 中值得注意的是，重布局金屬線路l〇6a延伸至僅位于半導(dǎo)體晶片102-側(cè)的焊接墊108， 使配置于半導(dǎo)體晶片的下表面的第一導(dǎo)電墊l〇2a電性連接于該側(cè)的焊接墊108,而這些僅 位于半導(dǎo)體晶片102 -側(cè)的焊接墊108例如可以作為后續(xù)第一焊接線110打接處，如圖2C 所示，第一焊接線110可進(jìn)一步連接印刷電路板112,使得本實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體10 可通過(guò)第一焊接線110、焊接墊108、以及重布局金屬線路106a，電性導(dǎo)通半導(dǎo)體晶片102下 表面的第一導(dǎo)電墊l〇2a，使半導(dǎo)體晶片102通過(guò)第一導(dǎo)電墊102a (輸入/輸出（1/0)導(dǎo)電 墊）和印刷電路板112電性導(dǎo)通并進(jìn)行信號(hào)輸入或輸出；或是第一焊接線110亦可進(jìn)一步 連接其他半導(dǎo)體晶片或是其他半導(dǎo)體中介片（interposer)，使半導(dǎo)體晶片102可和其他半 導(dǎo)體晶片或是其他半導(dǎo)體中介片整合而成立體晶片堆疊（3D-IC stacking)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明 的一特征在于：通過(guò)特殊圖案的重布局金屬層106,即例如利用微影蝕刻形成的各重布局 金屬線路106a，將分布于半導(dǎo)體晶片102下表面各處（例如圖2A中所示的半導(dǎo)體晶片102 的其他三側(cè)）各第一導(dǎo)電墊l〇2a的電性連接路徑，全數(shù)集中至半導(dǎo)體晶片102的一側(cè)的各 焊接墊108。據(jù)此，與現(xiàn)有技術(shù)（如圖1A所示）相較，本實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體10具 有打線位置集中且統(tǒng)一于單一側(cè)的特征，這將帶來(lái)焊線打接制程亦可集中且統(tǒng)一地在單一 側(cè)進(jìn)行，使得本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片封裝體10的制程較為簡(jiǎn)化并具有產(chǎn)出率（through put) 更高的特點(diǎn)。此外，在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)電墊l〇2a配置于半導(dǎo)體晶片102的其他側(cè)，而不 配置于焊接墊108所配置的該側(cè)，如圖2A以及圖2C所示，也就是說(shuō)，本實(shí)施例的半導(dǎo)體晶 片封裝體10的第一焊接線110并不位于第一凹部102b內(nèi)，而是配置于半導(dǎo)體晶片102上 表面的焊接墊108上，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片封裝體10的特殊結(jié)構(gòu)將使其在打接第一焊接線 110時(shí)，焊線載具不須深入將第一導(dǎo)電墊102a暴露出來(lái)的第一凹部102b內(nèi)部，而是通過(guò)直 接在半導(dǎo)體晶片102上表面的焊接墊108進(jìn)行打接第一焊接線110的制程，因此避免了前 述現(xiàn)有技術(shù)中必須具有一定的打線間距（wire-bonding area)以讓載具進(jìn)入的問(wèn)題，使本 發(fā)明的半導(dǎo)體晶片封裝體10在一定截面積內(nèi)可以保有更多半導(dǎo)體晶片102的體積，以作為 內(nèi)部布線設(shè)計(jì)的空間，這不僅增加了晶片功能設(shè)計(jì)上的彈性，亦使本實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片 封裝體10更有多功能運(yùn)作的能力。此外，本實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體10尚可視需求進(jìn) 一步包括間隔結(jié)構(gòu)116以及保護(hù)蓋118,以保護(hù)位于半導(dǎo)體晶片102下表面DS的第一導(dǎo)電 墊102a或是其他線路元件，其中保護(hù)蓋118的材質(zhì)例如可為玻璃材質(zhì)、金屬材料、陶瓷材 料、高分子材料、半導(dǎo)體材料、或前述的組合。在此實(shí)施例中，保護(hù)蓋118通過(guò)間隔結(jié)構(gòu)116 而設(shè)置于半導(dǎo)體晶片102下方，使保護(hù)蓋118、間隔結(jié)構(gòu)116與半導(dǎo)體晶片102共同圍繞出 一密閉空間，在此實(shí)施例中，半導(dǎo)體晶片102的部分構(gòu)件可于此密閉空間中運(yùn)作，而間隔結(jié) 構(gòu)116的材質(zhì)可包括玻璃材質(zhì)、金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、半導(dǎo)體材料、或前述的組 合，其可通過(guò)粘著層而固定于保護(hù)蓋118及半導(dǎo)體晶片102之間。或者，間隔結(jié)構(gòu)116本身 可具有粘性，例如是具有粘性的高分子，可通過(guò)固化制程使具有粘性的高分子間隔結(jié)構(gòu)116 硬化，例如通過(guò)加熱或照光等方式。
[0034] 圖2D顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體的側(cè)視圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2D，在本發(fā) 明另一實(shí)施例中，晶片封裝體進(jìn)一步包括第三焊接線120、微機(jī)電結(jié)構(gòu)122、以及印刷電路 板124。第三焊接線120對(duì)應(yīng)電性連接于第一導(dǎo)電墊102a。微機(jī)電結(jié)構(gòu)122配置于半導(dǎo)體 晶片102的下表面DS下方。第三焊接線120由第一導(dǎo)電墊102a延伸至印刷電路板124而 與印刷電路板電性連接。其中，微機(jī)電結(jié)構(gòu)122亦可以其他半導(dǎo)體晶片或是中介片取代。圖 2E顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體的側(cè)視圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2E，在本發(fā)明另一實(shí)施 例中，晶片封裝體進(jìn)一步包括第三焊接線120、焊球128、晶片126以及印刷電路板124。第 三焊接線120對(duì)應(yīng)電性連接于第一導(dǎo)電墊102a。焊球128對(duì)應(yīng)電性連接于焊接墊108。晶 片126通過(guò)焊球128電性連接于焊接墊108。第三焊接線120由第一導(dǎo)電墊102a延伸至印 刷電路板124而與印刷電路板124電性連接。其中，印刷電路板124亦可以其他半導(dǎo)體晶 片或是中介片取代。綜合上述可知，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片封裝體可與其他半導(dǎo)體晶片、中介 片以及印刷電路板自由組合，以達(dá)到更具有彈性、更多功能的應(yīng)用。
[0035] 請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D3A以及圖3B，圖3A是本發(fā)明第二實(shí)施例晶片封裝體20的俯視圖， 而圖3B是圖3A中BB'線的剖面圖。
[0036] 如圖3A以及圖3B所示，本發(fā)明第二實(shí)施例的晶片封裝體20包括半導(dǎo)體晶片102、 絕緣層104、重布局金屬層106以及焊接墊108。半導(dǎo)體晶片102具有上表面US及下表面 DS，且半導(dǎo)體晶片102具有第一導(dǎo)電墊102a、第一凹部102b、第二導(dǎo)電墊102c以及第二凹 部102d，如圖3A所示，本實(shí)施例的晶片封裝體10中，半導(dǎo)體晶片102具有四個(gè)第一導(dǎo)電墊 102a于下表面DS、以及四個(gè)自上表面US朝下表面DS延伸的第一凹部102b，分別對(duì)應(yīng)并 暴露出于下表面DS的四個(gè)第一導(dǎo)電墊102a。其中，半導(dǎo)體晶片102如第一實(shí)施例中所述， 可以是包括有源元件或無(wú)源元件（active or passive elements)、數(shù)字電路或模擬電路等 集成電路的電子兀件（electronic components)、光電兀件（opto electronic devices)、 微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical Systems, MEMS)、微流體系統(tǒng)（micro fluidic systems)、或利用熱、光線及壓力等物理量變化來(lái)測(cè)量的物理感測(cè)器（physical sensor)、 影像感測(cè)器、發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池、射頻元件（RF circuits)、加速計(jì)（accelerators)、 陀螺儀（gyroscopes)、微制動(dòng)器(micro actuators)、表面聲波元件、壓力感測(cè)器（pressure sensors)、或噴墨頭（ink printer heads)等，但亦不以此為限；半導(dǎo)體晶片102所具有的 第一導(dǎo)電墊102a以及第二導(dǎo)電墊102c均是作為晶片內(nèi)部線路與外界信號(hào)溝通的輸入/輸 出（I/O)導(dǎo)電墊，因此其數(shù)目及其分布位置并不以圖3A所示為限，可依實(shí)際應(yīng)用需求，對(duì)應(yīng) 設(shè)計(jì)不同數(shù)目及其分布位置的第一導(dǎo)電墊l〇2a以及第二導(dǎo)電墊102c，而第一導(dǎo)電墊102a 以及第二導(dǎo)電墊l〇2c例如可以是鋁、鈀、鎳、金等所組成的單層或多層金屬，但不以此為 限。請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D3B所示，絕緣層104自半導(dǎo)體晶片102的上表面US朝下表面DS延伸，部 分的絕緣層104位于第一凹部102b以及第二凹部102d之中并具有開(kāi)口，以分別暴露出第 一導(dǎo)電墊102a以及第二導(dǎo)電墊102c，而絕緣層104例如可以是氧化娃（silicon oxide)、 氮化娃（silicon nitride)、氮氧化娃（silicon oxynitride)或其它合適的絕緣材料，形成 絕緣層104的方式例如可以是以化學(xué)沉積法，沉積例如是氧化娃（silicon oxide)、氮化娃 (silicon nitride)、氮氧化娃（silicon oxynitride)或其它合適的絕緣材料，但不以此為 限；重布局金屬層106設(shè)置于絕緣層104上且具有對(duì)應(yīng)第一導(dǎo)電墊102a的重布局金屬線路 106a，重布局金屬線路106a通過(guò)上述絕緣層104位于第一凹部102b之中的開(kāi)口與第一導(dǎo) 電墊102a連接，重布局金屬層106例如可以使用錯(cuò)（aluminum)、銅（copper)或鎳（nickel) 或其他合適的導(dǎo)電材料，以適當(dāng)?shù)闹瞥谭椒ㄈ娉练e于絕緣層104上，再以微影蝕刻的方 式圖案化，于絕緣層104上留下重布局金屬線路106a，如圖3A所不，本實(shí)施例中各第一導(dǎo)電 墊102a亦分別對(duì)應(yīng)有一條重布局金屬線路106a。
[0037] 請(qǐng)接著參照?qǐng)D3A搭配圖3C，圖3A是本發(fā)明第二實(shí)施例晶片封裝體10的俯視圖， 而圖3C是圖3A中CC'線的剖面圖。焊接墊108亦配置于絕緣層104上且位于半導(dǎo)體晶片 102的一側(cè)，焊接墊108作為本實(shí)施例晶片封裝體10打接第一焊接線110之處，形成的方 法例如可以和前述的重布局金屬層106類似，即可以使用鋁（aluminum)、銅（copper)或鎳 (nickel)或其他合適的導(dǎo)電材料，以適當(dāng)?shù)闹瞥谭椒ㄈ娉练e于絕緣層104上，再以微影 蝕刻的方式圖案化，于絕緣層104上留下僅位于半導(dǎo)體晶片102-側(cè)的焊接墊108。與本發(fā) 明第一實(shí)施例類似的是，本實(shí)施例的重布局金屬線路l〇6a亦延伸至僅位于半導(dǎo)體晶片102 一側(cè)的焊接墊108,使配置于半導(dǎo)體晶片的下表面的第一導(dǎo)電墊102a電性連接于該側(cè)的焊 接墊108,而這些僅位于半導(dǎo)體晶片102-側(cè)的焊接墊108可作為后續(xù)第一焊接線110打 接處。其中值得注意的是，本實(shí)施例的第二導(dǎo)電墊l〇2c配置于焊接墊108所配置在半導(dǎo)體 晶片102的同一側(cè)，并由同側(cè)的第二凹部102d暴露出來(lái)，如圖3C所示，而第二導(dǎo)電墊102c 和焊接墊108同樣可作為后續(xù)焊線打接處，其中，焊接墊108打接第一焊接線110而第二導(dǎo) 電墊102c打接第二焊接線114,使得本實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體20同時(shí)可通過(guò)第一焊 接線110、焊接墊108、以及重布局金屬線路106a，電性導(dǎo)通半導(dǎo)體晶片102下表面的第一 導(dǎo)電墊102a，使半導(dǎo)體晶片102通過(guò)第一導(dǎo)電墊102a(輸入/輸出（1/0)導(dǎo)電墊）和印刷 電路板112電性導(dǎo)通并進(jìn)行信號(hào)輸入或輸出，以及通過(guò)第二焊接線114使半導(dǎo)體晶片102 通過(guò)第二導(dǎo)電墊102c (輸入/輸出（I/O)導(dǎo)電墊）和印刷電路板112電性導(dǎo)通并進(jìn)行信號(hào) 輸入或輸出；或是第一焊接線110以及第二焊接線114亦可分別或同時(shí)進(jìn)一步連接其他半 導(dǎo)體晶片或是其他半導(dǎo)體中介片（interposer)，使半導(dǎo)體晶片102可和其他半導(dǎo)體晶片或 是其他半導(dǎo)體中介片整合而成立體晶片堆疊（3D-IC stacking)結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例亦具有第 一實(shí)施例的特征，即通過(guò)特殊圖案的重布局金屬層106,即例如利用微影蝕刻形成的各重布 局金屬線路l〇6a，將分布于半導(dǎo)體晶片102下表面各處（例如圖2A中所示的半導(dǎo)體晶片 102的其他三側(cè)）各第一導(dǎo)電墊102a的電性連接路徑，全數(shù)集中至半導(dǎo)體晶片102的一側(cè) 的各焊接墊108,而位于焊接墊108同側(cè)的第二導(dǎo)電墊102c則直接通過(guò)第二凹部102d暴 露出來(lái)。據(jù)此，與現(xiàn)有技術(shù)（如圖1A所示）相較，本實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體10具有打 線位置（焊接墊108以及第二導(dǎo)電墊102c)集中且統(tǒng)一于單一側(cè)的特征，這將帶來(lái)焊線打 接制程亦可集中且統(tǒng)一地在單一側(cè)進(jìn)行，使得本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片封裝體10的制程較為 簡(jiǎn)化并具有產(chǎn)出率（through put)更高的特點(diǎn)。此外，在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)電墊102a配 置于半導(dǎo)體晶片102的其他側(cè)，而不配置于焊接墊108所配置的該側(cè)，如圖3A所示，也就是 說(shuō)，本實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體20的第一焊接線110并不位于第一凹部102b內(nèi)，而是配 置于半導(dǎo)體晶片102上表面的焊接墊108上，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片封裝體20的特殊結(jié)構(gòu)將 使其在打接第一焊接線110時(shí)，焊線載具不須深入將第一導(dǎo)電墊l〇2a暴露出來(lái)的第一凹部 102b內(nèi)部，而是通過(guò)直接在半導(dǎo)體晶片102上表面的焊接墊108進(jìn)行打接第一焊接線110 的制程，因此避免了前述現(xiàn)有技術(shù)中必須具有一定的打線間距（wire-bonding area)以讓 載具進(jìn)入的問(wèn)題；對(duì)于第二導(dǎo)電墊l〇2c來(lái)說(shuō)，第二凹部102d的形成可以適當(dāng)?shù)奈g刻方式， 使第二凹部102d的側(cè)壁與半導(dǎo)體晶片下表面DS之間夾有一 Θ角（如圖3C所示），Θ角 度實(shí)質(zhì)上為55?65度使第二凹部102d側(cè)邊稍向兩旁退開(kāi)，以空出空間使焊線載具輕易進(jìn) 入第二凹部102d內(nèi)部并在第二導(dǎo)電墊102d上打接第二焊接線114,據(jù)此，原本需要200? 300微米的打線間距（即第二焊接線114與第二導(dǎo)電墊102c連接處和第二凹部102d側(cè)壁 之間的最近距離）縮小至實(shí)質(zhì)上為50微米（如圖3C所示的b)，而不致?lián)p失過(guò)多的半導(dǎo)體 晶片102體積，因此，本發(fā)明的半導(dǎo)體晶片封裝體20在一定截面積內(nèi)可以保有更多半導(dǎo)體 晶片102的體積，以作為內(nèi)部布線設(shè)計(jì)的空間，這不僅增加了晶片功能設(shè)計(jì)上的彈性，亦使 本實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封裝體20更有多功能運(yùn)作的能力。此外，本實(shí)施例的半導(dǎo)體晶片封 裝體20尚可視需求進(jìn)一步包括間隔結(jié)構(gòu)116以及保護(hù)蓋118,以保護(hù)位于半導(dǎo)體晶片102 下表面DS的第一導(dǎo)電墊102a或是其他線路元件，其中保護(hù)蓋118的材質(zhì)例如可為玻璃材 質(zhì)、金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、半導(dǎo)體材料、或前述的組合。在此實(shí)施例中，保護(hù)蓋 118通過(guò)間隔結(jié)構(gòu)116而設(shè)置于半導(dǎo)體晶片102下方，使保護(hù)蓋118、間隔結(jié)構(gòu)116與半導(dǎo) 體晶片102共同圍繞出一密閉空間，在此實(shí)施例中，半導(dǎo)體晶片102的部分構(gòu)件可于此密閉 空間中運(yùn)作，而間隔結(jié)構(gòu)116的材質(zhì)可包括玻璃材質(zhì)、金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、半 導(dǎo)體材料、或前述的組合，其可通過(guò)粘著層而固定于保護(hù)蓋118及半導(dǎo)體晶片102之間?；?者，間隔結(jié)構(gòu)116本身可具有粘性，例如是具有粘性的高分子，可通過(guò)固化制程使具有粘性 的高分子間隔結(jié)構(gòu)116硬化，例如通過(guò)加熱或照光等方式。
[0038] 最后要強(qiáng)調(diào)的是，在半導(dǎo)體晶片尺寸微縮而執(zhí)行功能卻須增加的驅(qū)勢(shì)下，通過(guò)本 發(fā)明所揭示的晶片封裝體的特殊結(jié)構(gòu)，可有效縮減或免除現(xiàn)有技術(shù)中所必須具有的打線間 距（wire-bonding area)，使得一定面積的半導(dǎo)體晶片封裝體中，半導(dǎo)體晶片所保留的可供 布線的晶片空間更大，進(jìn)而使半導(dǎo)體晶片發(fā)揮更高的效能。
[0039] 以上所述僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本 項(xiàng)技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因 此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。
[0040] 附圖中符號(hào)的簡(jiǎn)單說(shuō)明如下：
[0041] 1:半導(dǎo)體晶片封裝體 2:半導(dǎo)體晶片
[0042] 2a :輸入/輸出（I/O)導(dǎo)電墊2b :凹部
[0043] 4:焊接線 10:晶片封裝體
[0044] 1〇2:半導(dǎo)體晶片 102a:第一導(dǎo)電墊
[0045] 102b :第一凹部 102c:第二導(dǎo)電墊
[0046] 102d :第二凹部 104 :絕緣層
[0047] 106 :重布局金屬層 106a :重布局金屬線路
[0048] 108:焊接墊 110:第一焊接線
[0049] 112:印刷電路板 114:第二焊接線
[0050] 116 :間隔結(jié)構(gòu) 118:保護(hù)蓋
[0051] 120 :第三焊接線 122:微機(jī)電結(jié)構(gòu)
[0052] 124:印刷電路板 126:晶片
[0053] 128 :焊球 20:晶片封裝體。
【權(quán)利要求】
1. 一種晶片封裝體，其特征在于，包括： 一半導(dǎo)體晶片，具有一上表面及下表面，該半導(dǎo)體晶片還具有設(shè)置于該下表面的至少 一第一導(dǎo)電墊、以及對(duì)應(yīng)于該下表面的該至少一第一導(dǎo)電墊而設(shè)置的至少一第一凹部，該 第一凹部自該上表面朝該下表面延伸，以暴露出該第一導(dǎo)電墊； 一絕緣層，自該半導(dǎo)體晶片的該上表面朝該下表面延伸，部分的該絕緣層位于該第一 凹部之中，其中該絕緣層具有至少一開(kāi)口以暴露出該第一導(dǎo)電墊； 一重布局金屬層，設(shè)置于該絕緣層上且具有對(duì)應(yīng)該至少一第一導(dǎo)電墊的至少一重布局 金屬線路，該重布局金屬線路通過(guò)該開(kāi)口與該第一導(dǎo)電墊連接；以及 至少一焊接墊，配置于該絕緣層上且位于該半導(dǎo)體晶片的一側(cè)， 其中，該至少一重布局金屬線路延伸至該至少一焊接墊，使配置于該半導(dǎo)體晶片的該 下表面的該第一導(dǎo)電墊電性連接于該側(cè)的該焊接墊。
2. 如權(quán)利要求1的晶片封裝體，其特征在于，該第一導(dǎo)電墊配置于該半導(dǎo)體晶片的其 他側(cè)，而不配置于該焊接墊所配置的該側(cè)。
3. 如權(quán)利要求2的晶片封裝體，其特征在于，進(jìn)一步包括： 至少一第一焊接線，對(duì)應(yīng)連接于該至少一焊接墊；以及 一印刷電路板，該第一焊接線由該焊接墊延伸至該印刷電路板而與該印刷電路板電性 連接。
4. 如權(quán)利要求2的晶片封裝體，其特征在于，進(jìn)一步包括： 至少一第三焊接線對(duì)應(yīng)電性連接于該第一導(dǎo)電墊； 一微機(jī)電結(jié)構(gòu)配置于該半導(dǎo)體晶片的該下表面的下方；以及 一印刷電路板，其中該第三焊接線由該第一導(dǎo)電墊延伸至該印刷電路板而與該印刷電 路板電性連接。
5. 如權(quán)利要求2的晶片封裝體，其特征在于，進(jìn)一步包括： 至少一第三焊接線對(duì)應(yīng)電性連接于該第一導(dǎo)電墊； 至少一焊球?qū)?yīng)電性連接于該焊接墊； 一晶片通過(guò)該焊球電性連接于該焊接墊；以及 一印刷電路板，其中該第三焊接線由該第一導(dǎo)電墊延伸至該印刷電路板而與該印刷電 路板電性連接。
6. 如權(quán)利要求1的晶片封裝體，其特征在于，該半導(dǎo)體晶片進(jìn)一步包括： 至少一第二導(dǎo)電墊于該下表面并配置于該半導(dǎo)體晶片的該側(cè)；以及 至少一第二凹部對(duì)應(yīng)該至少一第二導(dǎo)電墊設(shè)置，該第二凹部自該上表面朝該下表面延 伸并暴露出該第二導(dǎo)電墊，且該絕緣層還具有暴露出該第二導(dǎo)電墊的至少一開(kāi)口， 其中，該第二凹部的一側(cè)壁與該下表面之間夾有一角度，該角度為55?65度。
7. 如權(quán)利要求6的晶片封裝體，其特征在于，進(jìn)一步包括： 至少一第一焊接線，對(duì)應(yīng)連接于該至少一焊接墊； 至少一第二焊接線，對(duì)應(yīng)連接于該至少一第二導(dǎo)電墊；以及 一印刷電路板，該第一焊接線、第二焊接線分別由該焊接墊、該第二導(dǎo)電墊延伸至該印 刷電路板而與該印刷電路板電性連接。
8. 如權(quán)利要求7的晶片封裝體，其特征在于，該第二焊接線與該第二導(dǎo)電墊的連接處 和該第二凹部的該側(cè)壁之間的最近距離為50微米。
9. 如權(quán)利要求1的晶片封裝體，其特征在于，進(jìn)一步包括： 至少一間隔結(jié)構(gòu)設(shè)置于該半導(dǎo)體晶片的下表面；以及 一保護(hù)蓋，其中，該保護(hù)蓋通過(guò)該間隔結(jié)構(gòu)設(shè)置于該半導(dǎo)體晶片的下方。
10. -種晶片封裝體的制造方法，其特征在于，包括： 形成一半導(dǎo)體晶片，該半導(dǎo)體晶片具有一上表面及下表面，該半導(dǎo)體晶片還具有至少 一第一導(dǎo)電墊于該下表面以及至少一第一凹部自該上表面朝該下表面延伸，以暴露出該第 一導(dǎo)電墊； 形成一絕緣層自該半導(dǎo)體晶片的該上表面朝該下表面延伸，部分的該絕緣層位于該第 一凹部之中，其中該絕緣層具有至少一開(kāi)口以暴露出該第一導(dǎo)電墊； 形成至少一重布局金屬線路于該絕緣層上，該重布局金屬線路通過(guò)該開(kāi)口與該第一導(dǎo) 電墊連接；以及 形成至少一焊接墊，配置于該絕緣層上且配置于該半導(dǎo)體晶片的一側(cè)， 其中，該至少一重布局金屬線路延伸至該至少一焊接墊，使配置于該半導(dǎo)體晶片的該 下表面的該第一導(dǎo)電墊電性連接于該側(cè)的該焊接墊。
11. 如權(quán)利要求10的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，該第一導(dǎo)電墊形成于該半 導(dǎo)體晶片的其他側(cè)，而不形于該焊接墊所形成的該側(cè)。
12. 如權(quán)利要求11的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，進(jìn)一步包括： 打線焊接至少一第一焊接線連接于該至少一焊接墊；以及 配置一印刷電路板，其中，該第一焊接線由該焊接墊延伸至該印刷電路板而與該印刷 電路板電性連接。
13. 如權(quán)利要求10的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，形成該半導(dǎo)體晶片的步驟 中，該半導(dǎo)體晶片進(jìn)一步包括： 至少一第二導(dǎo)電墊于該下表面并配置于該半導(dǎo)體晶片的該側(cè)；以及 至少一第二凹部自該半導(dǎo)體晶片的該上表面朝該下表面延伸以暴露出該第二導(dǎo)電墊， 且該絕緣層還具有暴露出該第二導(dǎo)電墊的至少一開(kāi)口， 其中，該第二凹部的一側(cè)壁與該下表面之間夾有一角度，該角度為55?65度。
14. 如權(quán)利要求13的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，進(jìn)一步包括： 打線焊接至少一第一焊接線連接于該至少一焊接墊； 打線焊接至少一第二焊接線連接于該至少一第二導(dǎo)電墊；以及 配置一印刷電路板，其中，該第一焊接線、第二焊接線分別由該焊接墊、該第二導(dǎo)電墊 延伸至該印刷電路板而與該印刷電路板電性連接。
15. 如權(quán)利要求14的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，該第二焊接線與該第二導(dǎo) 電墊的連接處和該第二凹部的該側(cè)壁之間的最近距離為50微米。
16. 如權(quán)利要求10的晶片封裝體的制造方法，其特征在于，進(jìn)一步包括： 形成至少一間隔結(jié)構(gòu)設(shè)置于該半導(dǎo)體晶片的下表面；以及 配置一保護(hù)蓋，其中，該保護(hù)蓋通過(guò)該間隔結(jié)構(gòu)設(shè)置于該半導(dǎo)體晶片的下方。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK104112717SQ201410158301
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月19日
【發(fā)明者】林佳升, 何彥仕, 劉滄宇 申請(qǐng)人:精材科技股份有限公司