本發(fā)明是關(guān)于一種封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，且特別是關(guān)于一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

集成電路(Integrated Circuits,簡稱IC)在我們的日常生活當(dāng)中，幾乎可以說已達(dá)到無所不在的地步。為符合電子裝置的高速處理化、多功能化、集成化及小型輕量化等多方面的要求，半導(dǎo)體制程技術(shù)也不斷朝向微型化及高密度化發(fā)展，而基板的線路設(shè)計(jì)也隨著芯片功能的發(fā)展與封裝的需求而日亦復(fù)雜。然而，隨著基板的微型化及其線路的復(fù)雜化，也連帶使得現(xiàn)有的基板在制程上遭遇許多新的問題。隨著電子裝置的信號接點(diǎn)的數(shù)目逐漸增加，早期所使用以針格陣列(PGA)作為信號傳輸界面的構(gòu)裝基板已經(jīng)不敷使用，因此發(fā)展出平面柵格陣列(Land Grid Array，簡稱LGA)作為構(gòu)裝基板的信號傳輸界面。LGA類型的封裝結(jié)構(gòu)所使用的接點(diǎn)是LGA基板的底面的許多平面陣列排列的墊形端子。

圖2示出現(xiàn)有的一種LGA類型的封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。封裝結(jié)構(gòu)50包括基板500、防焊層550、芯片600以及封裝膠體700?；?00包括核心層510、第一圖案化金屬層520以及第二圖案化金屬層530，第一圖案化金屬層520以及第二圖案化金屬層530分別設(shè)置在核心層510的上下兩表面。第二金屬層530可包括多個(gè)具有信號傳輸功能的焊墊532及金屬墊534。芯片600設(shè)置于核心層510的上表面并與第一圖案化金屬層520電性連接，而防焊層550則覆蓋核心層510的下表面且具有多個(gè)開口550a，其分別局部暴露出第二圖案化金屬層530的焊墊532及金屬墊534，如此，焊墊532可作為封裝結(jié)構(gòu)50與外部電子元件電性連接用的墊形接點(diǎn)，而金屬墊534位于芯片600的下方，一方面可支撐芯片600，一方面可作為散熱墊用，為能有效消散芯片600在運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生的熱能，防焊層550局部暴露出金屬墊534的開口550a通常應(yīng)越大越好，以使金屬墊534所裸露出的面積盡可能擴(kuò)大。

然而，設(shè)置在核心層510的上表面的芯片600在進(jìn)行打?qū)Ь€處理或封膠處理時(shí)，由于核心層510的下表面的防焊層550以及位于芯片600下方的金屬墊534的厚度不一，也就是防焊層550的底面與金屬墊534的底面之間具有高度差，防焊層550在底面處提供了支撐，但在暴露出金屬墊534的開口550a處卻無法提供支撐，導(dǎo)致基板500在承受打線或封膠的正向應(yīng)力時(shí)，其下方所受到的支撐力不均而產(chǎn)生翹曲(Warpage)的現(xiàn)象，進(jìn)而使芯片600因正向瞬間壓力及下方的支承載件(即基板500)產(chǎn)生翹曲而導(dǎo)致形變，甚至發(fā)生如圖2所示的脆裂的現(xiàn)象，造成芯片600損傷，降低現(xiàn)有的封裝結(jié)構(gòu)50的可靠度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，其可提升封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)可靠度以及制程良率。

本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)包括基板、芯片以及封裝膠體。基板包括核心層、第一圖案化金屬層、第二圖案化金屬層以及防焊層。核心層包括第一表面以及相對第一表面的第二表面。第一圖案化金屬層設(shè)置于第一表面。第二圖案化金屬層設(shè)置于第二表面。第二圖案化金屬層包括多個(gè)焊墊及金屬墊。焊墊具有第一厚度，而金屬墊的最大厚度大于第一厚度。防焊層覆蓋第二表面并具有第一開口以及多個(gè)第二開口。第一開口局部暴露出金屬墊，第二開口分別局部暴露出焊墊。防焊層的最大厚度與金屬墊的最大厚度相等。芯片設(shè)置在第一表面上并電性連接第一圖案化金屬層。第一開口的分布范圍與芯片在第二表面上的正投影至少局部重疊。封裝膠體設(shè)置在第一表面上，并覆蓋芯片以及第一圖案化金屬層。

本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法包括下列步驟：首先，提供基材，基材包括核心層、第一金屬層以及第二金屬層，核心層包括相對的第一表面以及第二表面，第一金屬層與第二金屬層分別設(shè)置于第一表面與第二表面，接著，對第一金屬層與第二金屬層進(jìn)行圖案化處理，以分別形成第一圖案化金屬層與第二圖案化金屬層，第二圖案化金屬層包括多個(gè)焊墊及金屬墊。焊墊具有第一厚度，而金屬墊的最大厚度大于第一厚度。接著，形成防焊層，防焊層覆蓋第二表面并具有第一開口以及多個(gè)第二開口。第一開口局部暴露出金屬 墊，第二開口分別局部暴露出焊墊，防焊層的最大厚度與金屬墊的最大厚度相等，接著，設(shè)置芯片在第一表面上。芯片電性連接第一圖案化金屬層，且第一開口的分布范圍與芯片在第二表面上的正投影至少局部重疊。接著，形成封裝膠體在第一表面上，封裝膠體覆蓋芯片以及第一圖案化金屬層。

基于上述，本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法通過兩段圖案化處理形成具有多個(gè)焊墊及金屬墊的第二圖案化金屬層，其中，金屬墊的最大厚度大于焊墊的厚度，且等同于防焊層的最大厚度，以使金屬墊背離第二表面的底表面與防焊層背離第二表面的下表面為共平面。如此，在進(jìn)行打線接合以及封膠處理時(shí)，通過金屬墊的底表面與防焊層的下表面共平面的配置，可在基板與芯片承受正向應(yīng)力時(shí)提供均勻的支撐，因而可避免應(yīng)力集中于金屬墊的邊緣處(即第一開口的邊界處)所導(dǎo)致的基板翹曲和芯片龜裂的問題。因此，本發(fā)明確實(shí)可有效提高封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)可靠度以及制程的良率。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1A至圖1F是本發(fā)明的一實(shí)施例的一種封裝結(jié)構(gòu)的制作方法的流程剖面示意圖；

圖2示出現(xiàn)有的一種LGA類型的封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10、50：封裝結(jié)構(gòu)；

100、500：基板；

105：基材；

110、510：核心層；

112：第一表面；

114：第二表面；

120、520：第一圖案化金屬層；

120a：第一金屬層；

130、530：第二圖案化金屬層；

130a：第二金屬層；

132、532：焊墊；

132a：焊墊部；

134、534：金屬墊；

134a：金屬墊部；

134b：主體部；

134c：凸緣部；

134d：底表面；

136：開孔；

140：導(dǎo)通柱；

150、550：防焊層；

150a：第一開口；

150b：第二開口；

152：下表面；

200、600：芯片；

300、700：封裝膠體；

400：導(dǎo)線；

550a：開口；

T1：第一厚度；

T2、T3：最大厚度；

A1：分布范圍；

P1：正投影。

具體實(shí)施方式

有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖的各實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而并非用來限制本發(fā)明。并且，在下列各實(shí)施例中，相同或相似的元件將采用相同或相似的標(biāo)號。

圖1A至圖1F是本發(fā)明的一實(shí)施例的一種封裝結(jié)構(gòu)的制作方法的流程剖面示意圖。本實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法包括下列步驟。首先，提供如圖 1A所示的基材105?；?05包括核心層110、第一金屬層120a以及第二金屬層130a，其中，核心層110包括第一表面112以及相對于第一表面112的第二表面114，第一金屬層120a與第二金屬層130a則分別設(shè)置在第一表面112與第二表面114上。此外，基材105還包括多個(gè)導(dǎo)通柱140，其形成方法為先形成多個(gè)通孔于核心層110，其中，通孔可例如貫穿核心層110以連通第一金屬層120a與第二金屬層130a。接著，對通孔進(jìn)行電鍍處理，以形成多個(gè)導(dǎo)通柱140，其中，導(dǎo)通柱140電性連接第一金屬層120a與第二金屬層130a。

接著，請同時(shí)參照圖1B以及圖1C，對第一金屬層120a與第二金屬層130a進(jìn)行圖案化處理，以分別形成如圖1C所示的第一圖案化金屬層120與第二圖案化金屬層130。詳細(xì)而言，對第二金屬層130a進(jìn)行圖案化處理的步驟可包括：首先，對第二金屬層130a進(jìn)行第一圖案化處理，以形成如圖1B所示的彼此連接的多個(gè)焊墊部132a以及金屬墊部134a，其中，金屬墊部134a的厚度大于焊墊部132a的厚度。接著，再對上述的第二金屬層130a進(jìn)行第二圖案化處理，以形成多個(gè)開孔136在金屬墊部134a與焊墊部132a之間以及焊墊部132a彼此之間，以定義出如圖1C所示彼此分離的焊墊132以及金屬墊134。并且，可于此同時(shí)對第一金屬層120a進(jìn)行圖案化處理，以形成如圖1C所示的第一圖案化金屬層120。在本實(shí)施例中，焊墊132具有第一厚度T1，而金屬墊134的最大厚度T2大于第一厚度T1。進(jìn)一步而言，金屬墊134具有凸緣部134c和主體部134b，凸緣部134c環(huán)繞主體部134b，且凸緣部134c相對于第二表面114具有第一高度，而此第一高度即等于焊墊132的第一厚度T1；主體部134b相對于第二表面114具有第二高度，此第二高度即等于金屬墊134的最大厚度T2。在本實(shí)施例中，對第一金屬層120a進(jìn)行的圖案化處理可與對第二金屬層130a進(jìn)行的第二圖案化處理同時(shí)進(jìn)行，當(dāng)然，本發(fā)明并不以此為限，在其他實(shí)施例中，對第一金屬層120a進(jìn)行的圖案化處理也可與第二圖案化處理分開進(jìn)行。

接著，請參照圖1D，形成防焊層150。防焊層150覆蓋第二表面114，并具有第一開口150a以及多個(gè)第二開口150b，第一開口150a局部暴露出金屬墊134，而第二開口150b則分別局部暴露出焊墊132。具體而言，防焊層150覆蓋金屬墊134的凸緣部134c，而第一開口150a暴露出主體部134b背離第二表面114的底表面134d。防焊層150的最大厚度T3與金屬墊134的 最大厚度T2相等。換句話說，金屬墊134的主體部134b的底表面134d與防焊層150背離第二表面114的下表面152為共平面。此外，在本實(shí)施例中，防焊層150還可如圖1D所示進(jìn)一步覆蓋核心層110的第一表面112且局部暴露出第一圖案化金屬層120。如此，即形成如圖1D所示的基板100。

接著，請參照圖1E，設(shè)置芯片200在第一表面112上并電性連接芯片200與第一圖案化金屬層120。詳細(xì)而言，芯片200設(shè)置在位于第一表面112的防焊層150上，并電性連接被防焊層150所暴露出的第一圖案化金屬層120。在本實(shí)施例中，芯片200可例如通過多條導(dǎo)線400而電性連接至第一圖案化金屬層120，也就是利用打線接合的方式與基板100電性連接，當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于此。在其他實(shí)施例中，芯片200也可通過覆晶接合的方式與基板100電性連接。具體而言，局部暴露出金屬墊134的第一開口150a的分布范圍A1與芯片200在第二表面114上的正投影P1至少局部重疊。更具體而言，第一開口150a的分布范圍A1可如圖1E所示位于芯片200在第二表面114上的正投影P1的范圍內(nèi)，也就是說，芯片200在第二表面114上的正投影P1可完全覆蓋第一開口150a的分布范圍A1。在此情況下，通過金屬墊134的主體部134b的底表面134d與防焊層150的下表面152為共平面的配置，使得基板100承受正向應(yīng)力時(shí)，其下方的支撐力較為均勻，可避免應(yīng)力集中在金屬墊134的邊緣處(即第一開口150a的邊界處)而導(dǎo)致的基板100翹曲及芯片200龜裂的情形。在本實(shí)施例中，金屬墊134可為散熱墊，使芯片200所產(chǎn)生的熱能可經(jīng)由金屬墊134散逸至外界。

接著，請參照圖1F，形成封裝膠體300在第一表面112上，其中，封裝膠體300覆蓋芯片200以及第一圖案化金屬層120。在形成封裝膠體300以覆蓋芯片200時(shí)，基板100及芯片200承受封裝膠體300所施加的正向應(yīng)力，此時(shí)，通過金屬墊134的底表面134d與防焊層150的下表面152為共平面的配置，可提供基板100均勻的支撐，因而可避免應(yīng)力集中導(dǎo)致基板100翹曲及芯片200龜裂的現(xiàn)象。如此，封裝結(jié)構(gòu)10的制作即大致完成。

就結(jié)構(gòu)上來說，依上述制作方法所形成的封裝結(jié)構(gòu)10可如圖1F所示包括基板100、芯片200以及封裝膠體300?；?00包括核心層110、第一圖案化金屬層120、第二圖案化金屬層130以及防焊層150。核心層110包括相對的第一表面112以及第二表面114。第一圖案化金屬層120及第二圖案化金 屬層130分別設(shè)置于第一表面112及第二表面114。第二圖案化金屬層130包括多個(gè)焊墊132及金屬墊134，其中，金屬墊134的最大厚度T2大于焊墊132的第一厚度T1，而防焊層150則覆蓋第二表面114，且具有第一開口150a以及多個(gè)第二開口150b，其中，第一開口150a局部暴露出金屬墊134，而第二開口150b分別局部暴露出焊墊132。防焊層150的最大厚度T3與金屬墊134的最大厚度T2相等。也就是說，金屬墊134背離第二表面114的底表面134d與防焊層150背離第二表面114的下表面152為共平面。芯片200則設(shè)置于第一表面112上并電性連接第一圖案化金屬層120。第一開口150a的分布范圍A1與芯片200在第二表面114上的正投影P1至少局部重疊。封裝膠體300形成在第一表面112上，并覆蓋芯片200以及第一圖案化金屬層120。

綜上所述，本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法通過兩段圖案化處理形成具有多個(gè)焊墊及金屬墊的第二圖案化金屬層，其中，金屬墊的最大厚度大于焊墊的厚度，且等于防焊層的最大厚度，以使金屬墊背離第二表面的底表面與防焊層背離第二表面的下表面為共平面。如此，在進(jìn)行打線接合以及封膠處理時(shí)，通過金屬墊的底表面與防焊層的下表面共平面的配置，可在基板與芯片承受正向應(yīng)力時(shí)提供均勻的支撐，因而可避免應(yīng)力集中的問題，進(jìn)而可減少基板翹曲及芯片龜裂的現(xiàn)象發(fā)生。因此，本發(fā)明確實(shí)可有效提高封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)可靠度以及制程的良率。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。