封装结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种半导体元件及其制造方法，尤其涉及一种封装(package)结构及其制造方法。

背景技术

传统半导体封装的内部接合方式可分为引线接合(wire bonding)、带式自动键合(tape automated bonding，TAB)与倒装芯片结合(flip chip bonding)，其中引线接合由于工艺成熟、成本低、布线弹性高，是目前应用最广的接合技术。然而，引线接合的缺点是有输入/输出(Input/Output，简称I/O)引脚数的限制。此外，在先进工艺封装希望封装尺寸微小化的情况下，因为使用引线接合有弧高及距离的限制，因此使得封装尺寸无法往微小化来前进。

发明内容

本发明提供一种封装结构及其制造方法，其可使得封装尺寸更微小化。

本发明提出一种封装结构，包括引线框架(lead frame)结构、管芯(die)、黏合剂层与至少一条三维打印(3D printing)导线。引线框架结构包括载板与引线框架。载板具有凹槽。引线框架设置在载板上。管芯设置在凹槽中。管芯包括至少一个接垫(pad)。黏合剂层设置在管芯的底面与载板之间以及管芯的侧壁与载板之间。三维打印导线设置在引线框架、黏合剂层与接垫上，且电性连接于引线框架与接垫之间。

本发明提出一种封装结构的制造方法，包括以下步骤。提供引线框架结构。引线框架结构包括载板与引线框架。载板具有凹槽。引线框架设置在载板上。将黏合剂填入凹槽中。将管芯放置在凹槽中，使得黏合剂由管芯的底面与载板之间溢出至管芯的侧壁与载板之间，而形成黏合剂层。管芯包括至少一个接垫。使用三维打印工艺在引线框架、黏合剂层与接垫上形成至少一条三维打印导线。三维打印导线电性连接于引线框架与接垫之间。

基于上述，在本发明所提出的封装结构及其制造方法中，将管芯设置在凹槽中，且使用三维打印导线将引线框架与接垫进行电性连接，因此不存在引线接合的弧高及距离的限制，进而可缩小管芯与引线框架的间距并降低封装结构的厚度，以使得封装尺寸微小化。此外，由于不存在引线接合的弧高及距离的限制，因此有利于增加I/O引脚数。另外，通过本发明所提出的封装结构及其制造方法，可省略重布线层(redistribution layer，RDL)工艺与引线接合工艺等工艺，因此可有效地简化工艺。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1E为本发明一实施例的封装结构的制造流程立体图；

图2A至图2E为沿着图1A至图1E中的I-I’剖面线的剖面图。

附图标号说明：

10:封装结构

100:引线框架结构

102:载板

104:引线框架

104a:引线

106:黏合剂

106a:黏合剂层

108:管芯

110:接垫

112:三维打印导线

114:包封体

200:喷头

BP1,BP2:底部

BS:底面

R:凹槽

SW:侧壁

TS1,TS2,TS3:顶面

具体实施方式

图1A至图1E为本发明一实施例的封装结构的制造流程立体图。图2A至图2E为沿着图1A至图1E中的I-I’剖面线的剖面图。

请参照图1A与图2A，提供引线框架结构100。引线框架结构100包括载板102与引线框架104。载板102可用以固定与承载引线框架104。载板102具有凹槽R。凹槽R可用以容置管芯。载板102可覆盖部分引线框架104，而使得载板102高于引线框架104。载板102的材料可包括模塑化合物(molding compound)，如环氧模塑化合物(epoxy molding compound，EMC)。

引线框架104设置在载板102上。引线框架104的底部BP2可低于载板102的底部BP1。引线框架104可包括多个引线104a。引线框架104的材料可包括铜合金或铁镍合金。

请参照图1B与图2B，将黏合剂106填入凹槽R中。黏合剂106的材料可包括丙烯酸黏合剂、聚氨酯黏合剂、硅胶黏合剂或橡胶黏合剂等。

请参照图1C与图2C，将管芯108放置在凹槽R中，使得黏合剂106由管芯108的底面BS与载板102之间溢出至管芯108的侧壁SW与载板102之间，而形成黏合剂层106a。亦即，部分黏合剂层106a可位在管芯108的侧壁SW上。管芯108可为集成电路(integrated circuit，IC)元件。管芯108包括至少一个接垫110。在本实施例中，接垫110的数量是以多个为例，但只要接垫110的数量为至少一个即属于本发明所涵盖的范围。

在本实施例中，管芯108的顶面TS1的高度可等于引线框架104的顶面TS2的高度，因此有利于后续使用三维打印工艺形成导线。此处的“等高”一词所指的是“实质上等高”，亦即可存在可容许的误差。在其他实施例中，管芯108的顶面TS1的高度可高于引线框架104的顶面TS2的高度。另外，黏合剂层106a的顶面TS3可等于或高于管芯108的顶面TS1与引线框架104的顶面TS2，因此有利于后续使用三维打印工艺形成导线。在黏合剂层106a的顶面TS3高于管芯108的顶面TS1与引线框架104的顶面TS2的情况下，黏合剂层106a不会完全覆盖接垫110与引线框架104，以防止黏合剂层106a在后续三维打印工艺中阻碍引线框架104与接垫110之间的电性连接。

另一方面，凹槽R与管芯108可具有相同的上视形状。在本实施例中，凹槽R与管芯108的上视形状是以矩形为例，但本发明并不以此为限。凹槽R的上视面积可大于管芯108的上视面积，以利于将管芯108放置在凹槽R中。凹槽R的上视面积可为管芯108的上视面积等比例放大1.05倍至1.5倍。在一些实施例中，凹槽R的上视面积可为管芯108的上视面积等比例放大1.1倍至1.3倍。

请参照图1D与图2D，使用三维打印工艺在引线框架104、黏合剂层106a与接垫110上形成至少一条三维打印导线112。三维打印导线112电性连接于引线框架104与接垫110之间。举例来说，可利用三维打印机的喷头200进行列印。三维打印导线112可直接设置在引线框架104的顶面TS2、黏合剂层106a的顶面TS3与管芯108的顶面TS1上。三维打印导线112的数量可依据接垫110的数量进行调整。三维打印导线112的材料可包括导电墨水，如纳米银墨水或纳米铜银合金墨水等金属墨水。

请参照图1E与图2E，可形成覆盖管芯108、三维打印导线112与部分引线框架结构100的包封体114。包封体114的材料可包括模塑化合物，如环氧模塑化合物。包封体114的形成方法例如是模塑(molding)工艺。

以下，通过图1D、图1E、图2D与图2E来说明本实施例的封装结构10。此外，虽然封装结构10的形成方法是以上述方法为例进行说明，但本发明并不以此为限。

请参照图1D、图1E、图2D与图2E，封装结构10包括引线框架结构100、管芯108、黏合剂层106a与至少一条三维打印导线112。此外，封装结构10还可包括包封体114。引线框架结构100包括载板102与引线框架104。载板102具有凹槽R。引线框架104设置在载板102上。管芯108设置在凹槽R中。管芯108包括至少一个接垫110。黏合剂层106a设置在管芯108的底面BS与载板102之间以及管芯108的侧壁SW与载板102之间。三维打印导线112设置在引线框架104、黏合剂层106a与接垫110上，且电性连接于引线框架104与接垫110之间。包封体114覆盖管芯108、三维打印导线112与部分引线框架结构100。此外，封装结构10中的各构件的材料、设置方式、形成方法与功效已于上述实施例进行详尽地说明，于此不再说明。

基于上述实施例可知，在上述封装结构10及其制造方法中，将管芯108设置在凹槽R中，且使用三维打印导线112将引线框架104与接垫110进行电性连接，因此不存在引线接合的弧高及距离的限制，进而可缩小管芯108与引线框架104的间距并降低封装结构10的厚度，以使得封装尺寸微小化。此外，由于不存在引线接合的弧高及距离的限制，因此有利于增加I/O引脚数。另外，通过上述封装结构10及其制造方法，可省略重布线层工艺与引线接合工艺等工艺，因此可有效地简化工艺。

综上所述，在上述实施例的封装结构及其制造方法中，可利用三维打印导线将引线框架与接垫进行电性连接，因此可使得封装尺寸更微小化且可有效地简化工艺。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。