电子封装件及其制法的制作方法

1.本发明有关一种半导体封装制程，尤指一种具散热机制的电子封装件及其制法。


背景技术：

2.为了确保电子产品和通信设备的持续小型化和多功能性，半导体封装需朝尺寸微小化发展，以利于多引脚的连接，并具备高功能性。例如，于先进制程封装中，常用的封装型式如2.5d封装制程、扇出(fan-out)布线配合嵌埋桥接(embedded bridge)元件的制程(简称fo-eb)等，其中，fo-eb相对于2.5d封装制程具有低成本及材料供应商多等优势。
3.图1及图1-1为现有fo-eb的半导体封装件1的示意图。如图1及图1-1所示，该半导体封装件1于一具有介电层100与线路层101的基板结构10上以覆晶方式(经由导电凸块13)设置多个半导体芯片11,12，再以封装层18包覆该些半导体芯片11,12。
4.现有半导体封装件1中，以该基板结构10经由多个焊球17接置于一电路板1a上。
5.然而，该些半导体芯片11,12于运转时所产生的热，需通过该封装层18的胶体，才能将热传导至该基板结构10上(或者，需通过该基板结构10的介电层100传导至外部环境)，因而容易聚热，故无法达到散热的需求。
6.因此，如何克服上述现有技术的种种问题，实已成目前亟欲解决的课题。


技术实现要素：

7.鉴于上述现有技术的种种缺陷，本发明提供一种电子封装件及其制法，能快速散逸至外界环境而不会聚热。
8.本发明的电子封装件包括：线路结构，其具有相对的第一侧与第二侧，且于该第一侧形成有第一金属层；第一电子元件，其配置于该线路结构的第一侧并接触结合该第一金属层；第二电子元件，其配置于该线路结构的第二侧且表面具有第二金属层；以及至少一导热柱，其配置于该线路结构的第二侧上并延伸至该线路结构中，以热导通该第一金属层与该第二金属层。
9.本发明还提供一种电子封装件的制法，包括：提供第一电子元件与一线路结构，该线路结构具有相对的第一侧与第二侧，该第一电子元件配置于该线路结构的第一侧，并于该第一侧与该第一电子元件之间形成有第一金属层，以令该第一电子元件接触结合该第一金属层；将第二电子元件与至少一导热柱配置于该线路结构的第二侧上，且该导热柱延伸至该线路结构中；以及于该第二电子元件的表面上形成有第二金属层，以令该导热柱热导通该第一金属层与该第二金属层。
10.前述的电子封装件及其制法中，还包括经由包覆层包覆该第一电子元件。
11.前述的电子封装件及其制法中，还包括经由封装层包覆该第二电子元件。
12.前述的电子封装件及其制法中，还包括经由承载结构承载该第一电子元件，以令该第一电子元件电性连接该承载结构。例如，该承载结构上配置有多个导电柱，以令该导电柱电性连接该承载结构与该线路结构。
13.由上可知，本发明的电子封装件及其制法中，主要经由该导热柱热导通该第一金属层与该第二金属层，以将该第一电子元件与该第二电子元件的热同时导出，故相比于现有技术，本发明的第一电子元件与该第二电子元件于运转时所产生的热，能快速散逸至外界环境而不会聚热，因而能达到散热的需求。
附图说明
14.图1为现有半导体封装件的剖面示意图。
15.图1-1为图1的上视平面示意图。
16.图2a至图2d为本发明的电子封装件的制法的剖视示意图。
17.图3为图2d的后续制程的剖视示意图。
18.附图标记说明
19.1:半导体封装件
20.1a,3a:电路板
21.10:基板结构
22.100:介电层
23.101:线路层
24.11,12:半导体芯片
25.13:导电凸块
26.17:焊球
27.18:封装层
28.2:电子封装件
29.2a:封装模块
30.20:承载结构
31.201:线路层
32.202:绝缘层
33.21:第一电子元件
34.21a:作用面
35.21b:非作用面
36.211:导电凸块
37.212:绝缘材
38.22:包覆层
39.22a:表面
40.22c:侧面
41.23:导电柱
42.23a:端面
43.24:第一金属层
44.25:线路结构
45.25a:第一侧
46.25b:第二侧
47.25c:侧面
48.250:介电层
49.251:线路重布层
50.252:导热线路
51.26:导热柱
52.26a:端面
53.27:第二电子元件
54.27a:作用面
55.27b:非作用面
56.271:导电凸块
57.272:绝缘材
58.28:封装层
59.28a:表面
60.29:第二金属层
61.30:导电元件
62.9:支撑板。
具体实施方式
63.以下经由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
64.须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等的用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴。
65.图2a至图2d为本发明的电子封装件2的制法的剖面示意图。
66.如图2a所示，提供一封装模块2a，其包含有一承载结构20、至少一设于该承载结构20上的第一电子元件21、一包覆该第一电子元件21的包覆层22及多个嵌埋于该包覆层22中的导电柱23。
67.所述的承载结构20例如为具有核心层与线路结构的封装基板、无核心层(coreless)形式线路结构的封装基板、具导电硅穿孔(through-silicon via，简称tsv)的硅中介板(through silicon interposer，简称tsi)或其它板型，其包含至少一绝缘层200及至少一结合该绝缘层200的线路层201，如至少一扇出(fan out)型重布线路层(redistribution layer，简称rdl)。应可理解地，该承载结构20也可为其它承载芯片的基材，如导线架(lead frame)、晶圆(wafer)、或其它具有金属布线(routing)的板体等，并不限于上述。
68.于本实施例中，该承载结构20配置于一支撑板9上，且该支撑板9例如为半导体材
料(如硅或玻璃)的板体。
69.所述的第一电子元件21为主动元件，如半导体芯片，其具有相对的作用面21a与非作用面21b，该作用面21a具有多个电极垫，以经由多个如焊锡材料、金属柱(pillar)或其它等的导电凸块211利用覆晶方式设于该承载结构20上并电性连接该线路层201，且以如底胶或非导电底部填充薄膜(ncf)等绝缘材212包覆该些导电凸块211；或者，该第一电子元件21可经由多个焊线(图未示)以打线方式电性连接该承载结构20的线路层201；抑或，该第一电子元件21可直接接触该承载结构20的线路层201。有关第一电子元件21电性连接承载结构20的方式繁多，并不限于上述。
70.所述的包覆层22为绝缘材，如聚酰亚胺(polyimide，简称pi)、干膜(dry film)、如环氧树脂(epoxy)的封装胶体或封装材(molding compound)。
71.于本实施例中，可经由整平制程，使该包覆层22的表面22a齐平该第一电子元件21的非作用面21b与该导电柱23的端面23a，以令该第一电子元件21的非作用面21b与该导电柱23的端面23a外露于该包覆层22的表面22a。例如，该整平制程经由研磨方式，移除该第一电子元件21的部分材料、该导电柱23的部分材料与该包覆层22的部分材料。
72.所述的导电柱23形成于该承载结构20上并电性连接该线路层201，且形成该导电柱23的材料为如铜的金属材或焊锡材。
73.如图2b所示，将一第一金属层24接触结合于该第一电子元件21的非作用面21b上，且形成一线路结构25于该包覆层22与该第一金属层24上，并于该线路结构25中形成至少一连通该第一金属层24的导热柱26，并使该导热柱26由该线路结构25内向外凸伸出该线路结构25。
74.于本实施例中，该线路结构25包括多个介电层250及设于该介电层250上的多个线路重布层(redistribution layer，简称rdl)251，且最外层的介电层250可作为防焊层，且令最外层的线路重布层251外露于该防焊层，从而供作为电性接触垫。例如，形成该线路重布层251的材料为铜，且形成该介电层250的材料为如聚对二唑苯(polybenzoxazole，简称pbo)、聚酰亚胺(polyimide，简称pi)、预浸材(prepreg，简称pp)等的介电材、或如绿漆、油墨等的防焊材。
75.此外，该线路结构25中配置至少一接触该第一金属层24的导热线路252，以令该导热柱26延伸至该线路结构25的介电层250中而接触该导热线路252。例如，该导热线路252与该线路重布层251采用相同制程，以于制作该线路重布层251时，可一并制作该导热线路252。
76.另外，该线路结构25具有相对的第一侧25a与第二侧25b，且该第一电子元件21、该导电柱23与该第一金属层24相对配置于该线路结构的第一侧25a，其中，该线路重布层251电性连接该导电柱23。
77.如图2c所示，设置至少一第二电子元件27于该线路结构25上，再以一封装层28包覆该第二电子元件27与该导热柱26并包覆该线路结构25的侧面25c与该包覆层22的侧面22c。
78.于本实施例中，该第二电子元件27为主动元件、被动元件或其二者组合，且该主动元件为例如半导体芯片，而该被动元件为例如电阻、电容及电感，并无特别限制。例如，该第二电子元件27具有相对的作用面27a与非作用面27b，该作用面27a具有多个电极垫，以经由
多个如焊锡材料、金属柱(pillar)或其它等的导电凸块271利用覆晶方式设于该线路结构25的线路重布层251上并电性连接该线路重布层251，且以如底胶或非导电底部填充薄膜(ncf)等绝缘材272包覆该些导电凸块271；或者，该第二电子元件27可经由多个焊线(图未示)以打线方式电性连接该线路结构25的线路重布层251；抑或，该第二电子元件27可直接接触该线路结构25的线路重布层251。有关第二电子元件27电性连接线路结构25的方式繁多，并不限于上述。
79.另外，该封装层28为绝缘材，如聚酰亚胺(polyimide，简称pi)、干膜(dry film)、如环氧树脂(epoxy)的封装胶体或封装材(molding compound)，其可用压合(lamination)或模压(molding)的方式形成于该线路结构25上。应可理解地，形成该包覆层22与封装层28的材料可相同或相异。
80.另外，可经由整平制程，使该封装层28的表面28a齐平该第二电子元件27的非作用面27b与该导热柱26的端面26a，以令该第二电子元件27的非作用面27b与该导热柱26的端面26a外露于该封装层28的表面28a。例如，该整平制程经由研磨方式，移除该第二电子元件27的部分材料、该导热柱26的部分材料与该封装层28的部分材料。
81.如图2d所示，形成一第二金属层29于该第二电子元件27的非作用面27b与该封装层28上，使该第二金属层29接触结合该导热柱26。
82.于本实施例中，该第二金属层29与该第一金属层24的材料可相同或相异，使该第一金属层24、导热线路252、该导热柱26与该第二金属层29作为该第一电子元件21与该第二电子元件22的散热路径。
83.于后续制程中，即可移除该支撑板9，以形成本发明的电子封装件2，其中，该电子封装件2可以该承载结构20经由多个导电元件30接置于一电路板3a上，如图3所示。
84.因此，本发明的制法中，主要经由该导热柱26形成于该第一金属层24与该第二金属层29之间，以将该第一电子元件21与该第二电子元件27的热同时导出，故相比于现有技术，本发明的电子封装件2的第一电子元件21与该第二电子元件27于运转时所产生的热，能快速散逸至外界环境而不会聚热，因而能达到散热的需求。
85.本发明还提供一种电子封装件2，其包括：一线路结构25、第一电子元件21、第二电子元件27以及导热柱26。
86.所述的线路结构25具有相对的第一侧25a与第二侧25b，且于该第一侧25a形成有第一金属层24。
87.所述的第一电子元件21配置于该线路结构25的第一侧25a并接触结合该第一金属层24。
88.所述的第二电子元件27配置于该线路结构25的第二侧25b且表面(非作用面27b)具有第二金属层29。
89.所述的导热柱26配置于该线路结构25的第二侧25b上并延伸至该线路结构25中，以热导通该第一金属层24与该第二金属层29。
90.于一实施例中，该电子封装件2还包括一包覆该第一电子元件21的包覆层22。
91.于一实施例中，该电子封装件2还包括一包覆该第二电子元件27的封装层28。
92.于一实施例中，该电子封装件2还包括一承载该第一电子元件21的承载结构20，以令该第一电子元件21电性连接该承载结构20。例如，该承载结构20上配置有多个导电柱23，
以令该导电柱23电性连接该承载结构20与该线路结构25。
93.综上所述，本发明的电子封装件及其制法，经由该导热柱热导通该第一金属层与该第二金属层，以将该第一电子元件与该第二电子元件的热同时导出，故本发明的第一电子元件与该第二电子元件于运转时所产生的热，能快速散逸至外界环境而不会聚热，因而能达到散热的需求。
94.上述实施例仅用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。