[发明专利]半导体封装结构及其形成方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种半导体芯片的封装，特别有关于一种嵌入半导体芯片至封装体的结构及方法。

背景技术

在半导体工业中，集成电路一般形成于晶片上，其中，在同一片晶片上的多个半导体芯片可同时形成，因此，这些半导体芯片随后可从晶片上切割出来，然而由于这些半导体芯片体积既小且易碎，因此在使用这些芯片之前必须先予以封装。

图1显示传统的封装体，其包括半导体芯片(晶粒)2，其可通过凸块(solderbumps)6附着于封装基底4上，封装基底4包括核心层8及多个建构在核心层8上下两侧的互连线层，晶粒2和核心层8被互连线层所分隔。晶粒2附着在核心层8的一侧，而在其相对的另一侧，则形成球栅阵列(BGA)的锡球10以连接封装基底4至其他的电子元件，例如主机板(motherboard)，晶粒2和球栅阵列的锡球10通过互连线层的金属线和插塞进行电耦接。插塞12则形成于核心层8中以从核心层8的一侧电连接至另一侧。

传统封装体的问题如下。首先，形成凸块的成本很高，且如果凸块连接失败也容易使封装工艺遭遇到高的合格率损失。其次，晶粒2一般具有的热膨胀系数(CTE)大约为2.3至4.2，另一方面，核心层8由于一般由双马来亚酰胺-三氮杂苯树脂(Bismaleimide-Triazine；BT)形成，其热膨胀系数大约为15，因此，在热循环工艺之下，不匹配的热膨胀系数所导致施加在晶粒2和凸块6上的应力，会使得晶粒2产生翘曲，及/或使得凸块连接失败。第三，由于使用核心层8，封装体的厚度会有所增加，其中包括BGA锡球10、封装基底4、晶粒2在内的整个封装体的总厚度可达2.3mm，此种过厚的厚度并不符合未来的规格需求，因此需要一种新颖的封装结构来解决上述问题。

发明内容

为实现上述目的，提出本发明。

有鉴于此，本发明的实施例公开一种半导体封装结构，包括：基板层，其成分包括合金42材料；晶粒，附着于基板层的第一侧面上；及互连线结构，位于晶粒上，其中互连线结构包括插塞及连接晶粒的导线。

如上所述的半导体封装结构，其还包括第二基板层，该第二基板层成分包括合金42材料，位于该第一基板层的第一侧面上，其中该晶粒形成于该第二基板层的开口中。

如上所述的半导体封装结构，其还包括额外的电子元件，附着于该第一基板层的第一侧面上且连接到该互连线结构。

如上所述的半导体封装结构，其中该互连线结构包括插塞以直接连接到该晶粒。

如上所述的半导体封装结构，其中该第一基板层相对于该第一侧面的第二侧面不含互连线结构。

本发明的另一实施例公开一种半导体封装结构，包括：第一基板层，其成分包括合金42材料；第二基板层，附着于第一基板层的第一侧面上；开口，位于第二基板层中；晶粒，位于开口中，且附着于第一基板层的第一侧面上；第一绝缘层，位于晶粒及第二基板层上；多个第一插塞，位于绝缘层中且实体性接触晶粒；及互连线结构，位于第一绝缘层上，其中，互连线结构包括：第二绝缘层，多个第二插塞及导线，位于第二绝缘层中，其中至少有部分的第二插塞及导线连接到所述第一插塞；及多个球栅阵列锡球，位于互连线结构的上表面。

如上所述的半导体封装结构，其中该第二基板层成分包括合金42材料。

如上所述的半导体封装结构，其中该第一绝缘层包括ABF增层膜材料。

如上所述的半导体封装结构，其还包括额外的电子元件，附着于该第一基板层的第一侧面上，且通过第三插塞连接到该互连线结构，其中，该互连线结构和第三插塞间的连接不含凸块。

如上所述的半导体封装结构，其中该第一基板层相对于该第一侧面的第二侧面不含互连线结构。

本发明实施例的优点在于合金42材料和半导体晶粒有近似的热膨胀系数，因此由封装体施加给晶粒的应力可以减少。

为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1显示传统的封装体，其中互连线层形成于核心层的两侧。

图2至图10显示本发明优选实施例的制造过程剖面图。

其中，附图标记说明如下：

2半导体芯片(晶粒)     6凸块             4封装基底

8核心层               10球栅阵列锡球    12插塞

20基板层              24基板层          22粘着材料