電子封裝件及封裝用的基板的制作方法

本發明有關一種封裝結構，尤指一種電子封裝件及封裝用的基板。

背景技術：

隨著電子產業的蓬勃發展，許多高階電子產品都逐漸朝往輕、薄、短、小等高集積度方向發展，且隨著封裝技術的演進，芯片的封裝技術也越來越多樣化，半導體封裝件的尺寸或體積也隨之不斷縮小，藉以使該半導體封裝件達到輕薄短小的目的。

圖1為現有封裝結構1的剖面示意圖。如圖1所示，該封裝結構1包括：一封裝基板10、一覆晶結合于該封裝基板10上的半導體芯片12、以及用以包覆該半導體芯片12的封裝膠體13。

所述的封裝基板10具有多個電性接觸墊100，各該電性接觸墊100周圍形成有鈍化層101，且各該電性接觸墊100上形成有一凸塊底下金屬層(underbumpmetallurgy，簡稱ubm)102，如圖1’及圖1”所示。

所述的半導體芯片12是通過多個焊錫凸塊11結合于各該電性接觸墊100上的凸塊底下金屬層102上。

然而，現有封裝結構1于封裝過程中，該封裝基板10為整版面(即量產尺寸)，且該封裝基板10于布設該半導體芯片12的位置周圍容易產生應力集中區域k(如圖1a及圖1a’所示的角落處，其中，參考圖1a’可知，越靠近角落，應力越集中，即圖中點的密度)，故于溫度循環(temperaturecycle)或應力變化時，如通過回焊爐、或經歷落摔等制程或測試時，該封裝基板10與該半導體芯片12(或封裝膠體13)之間容易因熱膨脹系數(coefficientofthermalexpansion，簡稱cte)差異(mismatch)，而使該封裝基板10容易發生翹曲(warpage)，進而導致發生植球(即封裝基板10下側的焊球14)掉落、焊球14不沾錫(non-wetting)或基板本體裂開等問題。

此外，翹曲的情況也會造成該半導體芯片12發生碎裂，致使產品良率降低。

因此，如何克服上述現有技術的問題，實已成目前亟欲解決的課題。

技術實現要素：

鑒于上述現有技術的缺失，本發明提供一種電子封裝件及封裝用的基板，以防止基板本體翹曲。

本發明的封裝用的基板，包括：基板本體，其具有相鄰接的第一區域及第二區域，且該第一區域上具有多個電性接觸墊；以及材料層，其形成于該第二區域上，以防止該基板本體翹曲。

本發明還提供一種電子封裝件，其包括：基板本體，其具有相鄰接的第一區域及第二區域，且該第一區域上具有多個電性接觸墊；材料層，其形成于該第二區域上，以防止該基板本體翹曲；以及電子元件，其結合于該些電性接觸墊上。

前述的電子封裝件及其封裝用的基板中，該基板本體為半導體板材、陶瓷材或有機材。

前述的電子封裝件及其封裝用的基板中，該基板本體中具有多個電性連接該些電性接觸墊的導電穿孔。

前述的電子封裝件及其封裝用的基板中，該第二區域位于該基板本體的角落。

前述的電子封裝件及其封裝用的基板中，該材料層復形成于該第一區域中，使該第一區域分隔成至少二區塊。

前述的電子封裝件及其封裝用的基板中，該材料層的布設位置為該基板的應力集中區域。

前述的電子封裝件及其封裝用的基板中，該電性接觸墊周圍形成有鈍化層。例如，該鈍化層的材質與該材料層的材質相同。

前述的電子封裝件及其封裝用的基板中，該電性接觸墊上形成有凸塊底下金屬層。

前述的電子封裝件及其封裝用的基板中，該電性接觸墊復形成于該第二區域上。例如，該第二區域上的電性接觸墊外露或嵌埋于該材料層。

由上可知，本發明的電子封裝件及封裝用的基板中，主要通過該材料層形成于該電子元件的預設位置周圍，以于封裝過程中，防止該基板本體翹曲，故相比于現有技術，本發明的電子封裝件及基板能避免該基板本體發生植球掉落或裂開等問題。

此外，因能避免該基板本體發生翹曲的情況，故相比于現有技術，本發明的電子元件不會發生碎裂，因而能提升產品良率。

附圖說明

圖1為現有電子封裝件的剖面示意圖；

圖1’為圖1的局部放大圖；

圖1a為圖1的上視示意圖；

圖1a’為圖1a的應力分布示意圖；

圖2a為本發明的電子封裝件的第一實施例的剖面示意圖；

圖2a’為圖2a的局部放大圖；

圖2a”為圖2a的上視示意圖；

圖2b為圖2a”的另一實施例；

圖2b’為圖2b的另一實施例；

圖2b”為圖2a的另一實施例的上視示意圖；

圖3a至圖3e為本發明的電子封裝件的第二實施例的制法的剖面示意圖；以及

圖3b’為圖3b的另一實施例。

符號說明：

1封裝結構

10封裝基板

100電性接觸墊

101,201鈍化層

102,202,33凸塊底下金屬層

11焊錫凸塊

12半導體芯片

13封裝膠體

14焊球

2,3電子封裝件

2a基板

20,30’基板本體

200第一電性接觸墊

200’第二電性接觸墊

21,21’,21”材料層

22電子元件

220,320,32導電元件

23封裝層

30承載件

300導電穿孔

301絕緣層

31線路結構

310介電層

311線路層

312,312’絕緣保護層

9封裝基板

a第一區域

b第二區域

k應力集中區域。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明也可通過其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基于不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。

須知，本說明書所附圖所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供本領域技術人員的了解與閱讀，并非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本創作所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本創作所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“一”、“第一”、“第二”等用語，也僅為便于敘述的明了，而非用以限定本創作可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的范疇。

請參閱圖2a、圖2a’、圖2a”、圖2b、圖2b’及圖2b”為本發明的電子封裝件2的第一實施例的示意圖。

如圖2a所示，所述的電子封裝件2包括：一封裝用的基板2a、一結合于該基板2a上的電子元件22、以及一用以包覆該電子元件的封裝層23，其中，該基板2a包含一基板本體20、以及一結合于該基板本體20上的材料層21。

所述的基板本體20具有一第一區域a及位于該第一區域a周圍的多個第二區域b，且該第一區域a上具有多個第一電性接觸墊200，而該第二區域b上具有多個第二電性接觸墊200’。

于本實施例中，該基板本體20為陶瓷板材、絕緣板、金屬板或有機板材，即一般封裝基板。

此外，各該第一電性接觸墊200周圍形成有鈍化層201，且各該第一電性接觸墊200上形成有一凸塊底下金屬層(underbumpmetallurgy，簡稱ubm)202。

又，該些第二區域b位于該基板本體20的角落，如圖2a”所示。

所述的材料層21形成于各該第二區域b上。

于本實施例中，形成該材料層21的材質為氧化硅或氮化硅，且該材料層21未覆蓋該些第二電性接觸墊200’。

此外，該材料層21的材質亦可與該鈍化層201的材質相同，例如，該鈍化層201的材質為聚亞酰胺(polyimide，簡稱pi)、苯并環丁烯(benezocy-clobutene，簡稱bcb)或聚對二唑苯(polybenzoxazole，簡稱pbo)、環氧樹脂(epoxy)或聚合物(polymer)等，故能同時制作，以節省制作時間。

又，該材料層21的布設位置為該基板2a的應力集中區域。

所述的電子元件22通過多個導電元件220結合于該些第一電性接觸墊200的凸塊底下金屬層202上。

于本實施例中，該導電元件220含有焊錫材料或銅凸塊，且該電子元件22為主動元件、被動元件或其二者組合，其中，該主動元件為例如半導體芯片，而該被動元件為例如電阻、電容及電感。

此外，該材料層21’也可覆蓋該第二區域b的第二電性接觸墊200’，如圖2b所示。或者，該些第二電性接觸墊200’除了前述嵌埋于該材料層21’中，也可依需求外露于該材料層21’，如圖2b’所示，使該電子元件22的部分結構覆蓋于該第二區域b上方并電性連接部分該第二電性接觸墊200’。

又，該基板2a可依需求設置多個電子元件22，如圖2b”所示。具體地，于設置該些電子元件22之前，該材料層21”還可形成于該第一區域a中，使該第一區域a分隔成兩個新的區塊(如圖2b所示)，以于各該區塊上分別設有該些電子元件22，致使該材料層21’,21”的布設位置為該基板2a的應力集中區域。

另外，于圖2a中，應可理解地，該電子元件22也可通過多個導電元件220結合于該些第二電性接觸墊200’上。

所述的封裝層23為如環氧樹脂(epoxy)的封裝膠體或介電材。

本發明的電子封裝件2及其基板2a，是通過該材料層21,21’,21”形成于該電子元件22布設處的周圍(即置晶區周圍)，如圖2a”所示的一個置晶區、或如圖2b”所示的兩個置晶區，即該材料層21,21’,21”形成于該基板2a于封裝制程中的應力集中區域，以于封裝過程中，防止該基板本體20翹曲，故能避免該基板本體20發生植球掉落或裂開等問題。具體地，當該基板本體20遇到溫度循環或應力變化時，如通過回焊爐、或經歷落摔等制程或測試，該基板本體20與該電子元件22(或封裝層23)之間不會因熱膨脹系數(cte)差異而使該基板本體20發生翹曲(warpage)。

此外，因能避免該基板本體20發生翹曲的情況，故該電子元件22不會發生碎裂，因而能提升產品良率。

又，通過該材料層21,21’,21”的設計，能保護落摔或其它應力集中狀況時，直接造成該基板本體20的碎裂。

另外，該基板本體20未整面鋪設該材料層21,21’,21”(或鈍化層201)，其原因在于若該基板本體20整面鋪設該材料層21,21’,21”(或鈍化層201)，會造黃光制程偏移、以及因鈍化層201偏移而產生的未潤濕(non-wetting)等問題。

圖3a至圖3e為本發明的電子封裝件3的第二實施例的制法的剖面示意圖。本實施例與第一實施例的差異在于該基板本體30’的實施例，其它結構大致相同，故以下詳細說明相異處，而不再贅述相同處。

如圖3a所示，提供一承載件30，且自其表面向內延伸形成有多個導電柱以作為導電穿孔300。

于本實施例中，該承載件30為如硅材、玻璃等的半導體板材，且該導電柱為金屬柱，如銅柱。

此外，于制作該導電穿孔300時，先于該承載件30的表面上形成多個通孔，再形成一絕緣層301于該承載件30與該通孔的孔壁上，之后將導電材(如銅材)填入該通孔中，以令該導電材形成該導電柱，且經由整平制程，使該導電柱的上端面齊平該絕緣層301的表面。

又，可依需求采用不同的制程制作該導電穿孔300，并不限于上述。

如圖3b所示，形成一線路結構31于該承載件30的表面上。

于本實施例中，該線路結構31包含多個介電層310、多個形成于該介電層310上的線路層311、以及一形成于最外層介電層310上的絕緣保護層312。

此外，最外層的該線路層311具有多個外露于該絕緣保護層312的第一電性接觸墊200及第二電性接觸墊200’，以于各該第一電性接觸墊200上結合如焊錫材料或銅凸塊的導電元件320，且可選擇性形成凸塊底下金屬層(ubm)202于各該第一電性接觸墊200上，以利于結合該導電元件320。

又，于對應各該第一電性接觸墊200周圍形成有鈍化層201，且于該承載件30角落的絕緣保護層312上形成有材料層21。

另外，于另一實施例中，如圖3b’所示，該材料層21的材質與該鈍化層201的材質相同，故能同時制作，以節省制作時間。

如圖3c所示，至少一電子元件22通過該導電元件220,320設于該些第一電性接觸墊200上，使該電子元件22電性連接該些第一電性接觸墊200。接著，形成一封裝層23于該絕緣保護層312上，以令該封裝層23包覆該電子元件22。

如圖3d所示，研磨該承載件30的部分材質，以外露該絕緣層301與該導電穿孔300，以令該承載件30成為硅中介板(throughsiliconinterposer，簡稱tsi)，以令該承載件30與線路結構31作為基板本體30’。

接著，形成另一絕緣保護層312’于該基板本體30’下側，且該絕緣保護層312’外露該些導電穿孔300的下端面。之后，結合多個導電元件32于該些導電穿孔300的下端面上，且該些導電元件32電性連接各該導電穿孔300。

于本實施例中，該導電元件32含有焊錫材料或銅凸塊，且可選擇性于該導電元件32下方形成有凸塊底下金屬層(ubm)33。

如圖3e所示，后續即可將該電子封裝件3以其導電元件32設于一封裝基板9上。

本發明的電子封裝件3通過該材料層21的設計，以防止該基板本體30’翹曲，故能避免該基板本體30’發生植球掉落或裂開等問題，且能避免該電子元件22發生碎裂，因而能提升產品良率。

綜上所述，本發明的電子封裝件及封裝用的基板，主要通過該材料層形成于該基板的置晶區周圍，以防止該基板本體翹曲，故能避免因基板本體翹曲所衍生的問題。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何本領域技術人員均可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明的權利保護范圍，應如權利要求書所列。