三維半導體組裝板的製作方法

2023-06-09 17:51:21

專利名稱：三維半導體組裝板的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種半導體組裝板，尤指一種三維半導體組裝板，其包含凸塊/凸緣層為主的支撐板、無芯增層電路(coreless build-up circuitry)及內建電子元件。
背景技術：
當增層電路層設於一厚芯覆銅箔層壓板(Copper Clad Laminate, CCL)的雙表面時，高效能三維半導體組件一般包含:與一高密度連線襯底相接的中介層。由厚環氧樹脂浸膠玻璃纖維(thick epoxy-resin-1mpregnated glassfiber)所製成的該層壓板核心，其用於提供全板的機械剛性。圖1為一傳統三維覆晶組件的剖視圖，依照先前技術，其中一層壓核心封入一高密度連線襯底13中，且一中介層15設置在該高密度連線襯底13上，以作為一預設覆晶17的連接媒介。參照圖1，該高密度連線襯底13包括一核心層131、一上下式增層電路132、層間連接區133 (微孔)及一鍍通孔134，該鍍通孔134連接設置於該核心層131兩側的增層電路132。近年來，電子裝置的趨勢，如移動上網裝置(MIDs)、多媒體裝置及筆記本電腦筆記本的需求為更快、更輕的設計。在一般信號的頻帶中，電路路徑越短，信號完整性越好。因此，為了促進電子裝置的信號傳導特性，必須降低層間連接區的尺寸，如襯底中微孔和鍍通孔(PTH)的直徑。一般在芯覆銅箔層壓板中的鍍通孔經由機械式CNC鑽孔機所形成，而為了增加電線密度需減少鍍通孔的直徑，因此，常有嚴重的技術限制且耗費較大。因此，用於封裝襯底的無芯襯底可使裝置具有較薄、較輕及較快的設計。然而，由於無芯板不具有提供所需撓曲剛性的核心層，與具有核心層的傳統板相比，無芯板在熱壓下更容易受到彎曲變形問題影響。此外，核心層一般設計作為接地/電源面連同散熱裝置的目的，而移除核心層的無芯增層電路，對該半導體裝置的電效能和熱效能可能會有不利的影響，尤其是在元件進行高頻率傳輸或接收的時候。Chen等人的美國專利案號7，435，618,Cho的美國專利案號7，517，730,Chen的美國專利案號7，626，270、Lin等人的美國專利案號7，754，598、Muthukumar的美國專利案號7，851，269及Cho的美國專利案號7，981，728揭露了多種形成具有信號傳導特性的無芯襯底的方法，該無芯襯底是通過避免芯板在核心中具有內通孔，以改善信號傳導特性。由於典型的絕緣材料為一環氧樹脂或聚亞醯胺的薄介電層，即使結合浸膠玻璃纖維，上述材料對於支撐半導體組件所需的機械剛性仍有疑慮，且該組件常因彎曲變形問題而使優良率損失偏聞。Nakamura等人的美國專利案號7，164，198及Chen的美國專利號7，586，188揭示了一種無芯封裝襯底，其中如固體金屬塊或陶瓷襯底的加固層(re-enforcement)或加強層(StifTener)設置於該無芯襯底的表面，並具有一開口以容納半導體晶片組。就此而言，該加固層的目的在於提供無芯增層電路足夠地支撐，以防彎曲變形。雖然創造出一支撐平臺可解決彎曲變形問題，刻蝕一厚金屬塊或於該薄增層電路上設置一加強層過於費工，且會造成許多優良率下降的問題，例如:因厚金屬塊被過度刻蝕、或凹穴的接合材料被犧牲而導致邊界線不易控制，進而使無芯襯底的接觸墊受到汙染。此外，由於加強層與無芯增層電路間產生側向位移、空隙及打線不均的現象，難以將加強層精準對位至增層襯底中。據此，該組件會有優良率損失偏高、可靠度低及成本過高的問題。Towel等人的美國專利案號6，555，906、Ou等人的美國專利案號6，750，397及Chia的美國專利案號8，058，723揭露了一種組件，其於形成增層電路之前，先將半導體晶片容置於一金屬支撐架(如:金屬塊)的凹穴內。由於金屬塊中的凹穴經由刻蝕、微加工或磨除部分材料而形成，因此其主要缺點包括產量偏低。此外，金屬塊的凹穴尺寸及深度控制不均，會造成產量低的問題，因此不適合大量生產。此外，一旦移除該金屬支撐架，該組件將再次彎曲變形，而界面處的空隙和裂痕都可能對可靠度造成嚴重影響。Walk的美國專利案號7，042，077及Yamasaki等人的美國專利案號7，161，242揭露了一種三維組件，其中一中介層設置於一具有基材加強的無芯襯底。與其他先前技術相同，設置該加強基底會導致嚴重的產量及可靠度問題。綜觀現今可用於高I/O及高效能半導體裝置的三維封裝結構的各種發展狀態及其限制，目前亟需一種無芯封裝組裝板，其可提供優異的信號完整性、良好的散熱性、低彎曲變形程度並維持低製備成本。

發明內容
本發明提供一種半導體組裝板，其包括一支撐板、一無芯增層電路及一內建電子元件。在本發明的優選實施例中，該支撐板包括一凸塊和一凸緣層；該凸塊定義出一穿孔。該內建電子元件延伸進入該穿孔，並電性連接至該無芯增層結構，及被該凸塊側向包圍。該無芯增層電路自該凸緣層及該內建電子元件延伸，並提供該內建電子元件的信號路由。該支撐板可提供該無芯增層電路的機械支撐力、接地/電源面及散熱裝置。根據本發明，該支撐板包括一凸塊、一凸緣層、一黏著層及一穿孔，其中(i)該凸塊鄰接該凸緣層並與該凸緣層一體成型，且自該凸緣層朝一第一垂直方向延伸；(ii)該凸緣層自該凸塊朝垂直於該第一垂直方向的側面方向側向延伸；(iii)該穿孔延伸進入該凸塊，且由該凸塊的一側壁側向覆蓋該穿孔；以及(iv)該黏著層包含一開口，且該凸塊延伸進入該開口，及該黏著層接觸該凸塊及該凸緣層，並自該凸塊側向延伸至該組裝板的外圍邊緣。該黏著層可側向覆蓋、包圍且同形被覆該凸塊的一側壁，且於鄰接該凸緣層處具有一第一厚度(於第一/第二垂直方向)、及於鄰接該凸塊處具有一第二厚度(垂直於該第一/第二垂直方向的側面方向)，其與該第一厚度不同。該凸塊及該凸緣層可由任何金屬材料製成。例如，該凸塊及該凸緣層可必須由銅、鋁、或銅/鎳/鋁所組成。該凸塊及該凸緣層也可由經鍛燒的銅、鋁、或銅/鎳/鋁核心所組成，並設置由金、銀及/或鎳所組成的表面接點。該內建電子元件包括一或多個第一接觸墊及一或多個第二接觸墊，可延伸進入該穿孔並機械性連接至該凸塊。因此，該內建電子元件可設置於該穿孔內、或延伸至該穿孔的內外側。任何情況下，凸塊於側面方向包圍該電子裝置，以及該內建電子元件的該第一接觸墊通過該穿孔而朝該第一垂直方向顯露。據此，該內建電子元件可還包括一或多個如貫穿孔的連接單元，其電性連接面朝該第一垂直方向的該第一接觸墊與面朝該第二垂直方向的該第二接觸墊。接續設置的增層電路可包括一第一介電層及一或多個第一導線。例如，該第一介電層自該內建電子元件及該凸緣層朝該第二垂直方向延伸，並可延伸至該組裝板的外圍邊緣。據此，該凸塊及該凸緣層可設置於該黏著層與該第一介電層之間。該第一介電層包括一或多個第一盲孔，其鄰接該內建電子元件的該第二接觸墊，且可選擇性地鄰接該凸緣層以用於接地。一或多個第一導線設置於該第一介電層上(例如:自該第一介電層朝該第二垂直方向延伸，並於該第一介電層上側向延伸)，且朝該第一垂直方向延伸進入該第一盲孔，以提供該內建電子元件的該第二接觸墊的信號路由，及選擇性地電性連接該凸緣層。尤其，該第一導線可直接接觸該第二接觸墊，以提供該內建電子元件的信號路由，因此該內建電子元件及該內建電路間的電性連接可無焊墊存在。若需要額外的信號路由，接續設置的增層電路可包括另一介電層、另一盲孔層、及另一導線層。例如:該增層電路可還包括一第二介電層、一或多個第二盲孔及一或多個第二導線。其中，該設置有一或多個第二盲孔的該第二介電層設置於該第一介電層及該第一導線上(例如:自該第一介電層及該第一導線朝該第二垂直方向延伸)，並可延伸至該組裝板的外圍邊緣；該第二盲孔鄰接該第一導線；一或多個第二導線設置於該第二介電層上(例如:自該第二介電層朝該第二垂直方向延伸，並於該第二介電層上側向延伸)，且朝該第一垂直方向延伸進入該第二盲孔，以電性連接該第一導線。此外，該第一盲孔及該第二盲孔可具有相同尺寸，且該第一介電層、該第一導線、該第二介電層及該第二導線可具有平坦的延伸表面，其面向該第二垂直方向。該增層電路可包括一或多個端子焊墊，以提供電性連接下一層組件或另一電子元件，如:半導體晶片、塑料封裝或另一半導體組件。該端子焊墊朝該第二垂直方向延伸至該第一導線或超出該第一導線，且該端子焊墊包含一顯露的接觸面，其面朝該第二垂直方向；例如:該端子焊墊可鄰接該第二導線並與該第二導線一體成型。此外，該第一導線與該第二導線可提供該端子焊墊與該內建電子元件的接觸墊，其中該接觸墊設置於該凸塊的該穿孔處。藉此，該電性接觸(例如:該內建電子元件的第一接觸墊與該增層電路的端子焊墊)可電性連接彼此，並設置於面朝相反垂直方向的相反表面，使該組裝板可用於一三維半導體組件。另一方面，本發明的支撐板可還包括一具有通孔的加強層，該凸塊延伸進入該黏著層的開口及該加強層的通孔，並與該加強層保持距離。該黏著層接觸該凸塊、該凸緣層及該加強層，且設置於該凸塊與該加強層間、及該凸緣層與該加強層間，並自該凸塊側向延伸至該組裝板的外圍邊緣。在任何情況下，該黏著層可設於該凸緣層與該加強層之間並延伸進入該凸塊與該加強層間的缺口，因此該黏著層可於鄰接該凸緣層處且具有一第一厚度(於該第一/第二垂直方向)、及於鄰接該凸塊處且具有一第二厚度(垂直於該第一/第二垂直方向的側面方向)，其與該第一厚度不同。該加強層可延伸至該組裝板的外圍邊緣，並由如芯覆銅箔層壓板的有機材料所製成；該加強層也可由金屬材料或導熱性材料(如氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁(AlN)、氮化矽(SiN)、矽(Si)等)所製成。或者，該加強層可為單層結構或多層結構，如電路板、多層陶瓷板、或襯底和導電層組成的層壓結構。該內建電子元件可設置於該開口及該通孔的空間內，並於該穿孔處機械性連接至該凸塊。例如，該內建電子元件可設置於該穿孔，且該增層電路可延伸至該穿孔內部及外側。此外，該第一介電層可延伸進入該內建電子元件的外圍邊緣與該凸塊間的缺口，使該內建電子元件可透過該第一介電層機械性連接至該凸塊。或者，該內建電子元件和該凸塊間的缺口可使用一固晶材料填滿，因此該第一介電層無需延伸進入該缺口，該內建電子元件可透過該固晶材料機械性連接至該凸塊。此外，當該內建電子元件設置於該穿孔內部及其於第二垂直方向的入口下方，該第一導線可更延伸貫穿該第一盲孔而進入該穿孔。該內建電子元件可為矽、玻璃或陶瓷中介層或半導體晶片。或者，該內建電子元件可為一包含半導體晶片的三維封裝結構。該凸塊可與該凸緣層一體成型，接觸並分隔該黏著層及該增層電路、設置於該黏著層及該增層電路之間、並與該黏著層及該增層電路保持距離。例如，凸塊與凸緣層可為單一金屬體，或於界面處包含單一金屬體，其中該單一金屬體可為銅。該凸塊可包含一鄰接凸緣層及該凸塊側壁的第一彎折角，且其自該凸塊側壁朝向該凸緣層彎曲。除此之外，該凸塊可還包括一鄰接該凸塊側壁的第二彎折角，其以第一垂直方向設於該內建電子元件下方，並自該凸塊側壁朝向該穿孔彎曲。該第二彎折角與該黏著層可於面對第一垂直方向的一表面處呈共平面。此外，該凸塊可還包括一底板，其鄰接並自該第二彎折角朝與該凸緣層相反的側面方向側向延伸；且該底板具有一開口，其與該穿孔對齊並顯露該第一接觸墊。該凸塊也可具有衝壓的不規則厚度特性。此外，該凸塊於凸緣層處的直徑或尺寸可大於該凸塊於與凸緣層相反的表面處的直徑或尺寸。例如，該凸塊可呈平頂錐柱形或金字塔形，其直徑或尺寸沿著第二垂直方向遞增。據此，由於黏著層朝第一垂直方向延伸進入凸塊與加強層間的缺口，因此鄰接凸塊處的黏著層厚度呈遞增趨勢。該凸塊也可為直徑固定的圓柱形。據此，黏著層於凸塊與加強層間的缺口處可具有固定厚度。凸塊的穿孔於第二垂直方向處的直徑或尺寸可大於該穿孔於第一垂直方向處的直徑或尺寸。例如，該穿孔於該由凸塊側壁所側向覆蓋的區域可呈平頂錐柱形或金字塔形，該穿孔直徑或尺寸沿著第二垂直方向遞增。或者，該穿孔於該由凸塊側壁所側向覆蓋的區域也可為一直徑固定的圓柱形。該穿孔的入口也可具有圓形、正方形或矩形的周緣。該穿孔也可具有與凸塊相符的形狀、延伸進入該開口及該通孔、於垂直方向貫穿該凸塊、及於側面方向延伸跨越該凸塊的大部分。該凸緣層可位於增層電路與黏著層間，接觸增層電路和黏著層，分隔增層電路和黏著層並使其保持距離。該凸緣層也可具有圓形、正方形或矩形的周緣。此外，該凸緣層可與組裝板的外圍邊緣保持距離或延伸至組裝板的外圍邊緣。本發明另提供一種三維半導體組件，其中半導體元件如晶片，可電性連接該內建電子元件的第一接觸墊。該半導體元件可通過多種連接媒介(包括:金凸塊或錫凸塊)，以電性連接穿孔顯露處的該第一接觸墊。該組件可為第一級或第二級單一晶片或多晶片裝置。例如，該組件可為包含單一晶片或多枚晶片的第一級封裝體。或者，該組件可為包含單一封裝體或多個封裝體的第二級模組，其中每一封裝體可包含單一晶片或多枚晶片。本發明具有多項優點。包括該凸塊、該凸緣層及該黏著層的該支撐板，其可提供該內建電子元件及該增層電路的電源/接地面、散熱裝置及堅固的機械支撐力。該加強層可提升該支撐板的機械支撐力。該組裝板及使用其的半導體組件為可靠、價格平實且極適合量產。與於高I/o元件間提供中介層、及具有核心層的高密度連接襯底的現有技術相比，本發明可大幅提升電效能、並可透過使用無芯增層電路減少產品厚度。本發明的上述及其他特徵與優點將於下文中通過各種優選實施例進一步加以說明。


圖1為現有的三維覆晶組件的剖視圖。圖2A及2B為本發明一實施例的凸塊與凸緣層剖視圖。圖2C及2D分別為圖2B的俯視圖及仰視圖。圖3A及3B為本發明一實施例的黏著層剖視圖。圖3C及3D分別為圖3B的俯視圖及仰視圖。圖4A及4B為本發明一實施例的包含襯底及導電層的加強層剖視圖。圖4C及4D分別為圖4B的俯視圖及仰視圖。圖5A至5E為本發明一實施例的支撐板製作方法剖視圖。圖6A至6L為本發明一實施例的包含內建電子元件、支撐板及無芯增層電路的組裝板製作方法剖視圖。圖7為本發明一實施例的組裝板包含半導體元件設置於內建電子元件的三維組件剖視圖。圖8為本發明另一實施例的包含無芯增層電路、內建電子元件、支撐板及擴大窗口的組裝板剖視圖。圖9及圖10為本發明再一實施例的包含無芯增層電路、內建電子元件及支撐板的組裝板剖視圖，其中支撐板使用襯底作為加強層。圖11及圖12為本發明又一實施例的包含無芯增層電路、內建電子元件及支撐板的組裝板剖視圖，其中支撐板使用導電層作為加強層。主要元件符號說明10金屬板13連線襯底I 5中介層16凸塊17覆晶18凸緣層20凹穴22，24 彎折角26漸縮側壁 28底板30黏著層32開口33加強層34襯底36導電層40通孔42缺口60被覆層91半導 體元件 100組裝板101-106支撐板110內建電子元件111第一表面112第二表面
113 膜114第一接觸墊115第二接觸墊131核心層132 增層電路133層間連接區134鍍通孔161窗口201 增層電路211第一介電層221第一盲孔241第一導線261第二介電層281第二盲孔291第二導線301防焊層311防焊層開孔341端子焊墊801多個凸塊802多個錫球Dl, D2距離Tl第一厚度T2第二厚度
具體實施例方式參考隨附附圖，本發明可通過下述優選實施例的詳細敘述更加清楚明了。《實施例1》圖2A及2B為本發明一實施例的凸塊與凸緣層製作方法剖視圖，而圖2C及2D分別為圖2B的俯視圖及仰視圖。圖2A為金屬板10的剖視圖，金屬板10包含相對的主要表面12及14。圖示的金屬板10是厚度為100微米的銅板。銅具有可撓性好及低成本等優點。金屬板10可由多種金屬製成，如銅、招、合金42、鐵、鎳、銀、金、其混合物及其合金。圖2B、2C及2D分別為金屬板10形成凸塊16、凸緣層18及凹穴20後的剖視圖、俯視圖及仰視圖。凸塊16及凹穴20由金屬板10以機械方式衝壓而成。因此，凸塊16為金屬板10受衝壓的部分，而凸緣層18則為金屬板10未受衝壓的部分。凸塊16鄰接凸緣層18，並與凸緣層18 —體成型，且自凸緣層18朝向下方向延伸。凸塊16包含彎折角22及24、漸縮側壁26與底板28。彎折角22及24因衝壓作業而彎折。彎折角22鄰接凸緣層18與漸縮側壁26，而彎折角24則鄰接漸縮側壁26與底板28。漸縮側壁26朝向上方向往外延伸，而底板28則沿著垂直於向上及向下方向的側面方向(如左、右)延伸。因此，凸塊16呈平頂金字塔形(類似一平截頭體)，其直逕自凸緣層18處朝底板28向下遞減，也就是自底板28處朝凸緣層18向上遞增。凸塊16的高度(相對於凸緣層18)為300微米，於凸緣層18處的尺寸為11微米X9微米，於底板28處的尺寸則為10.5微米X8.5微米。此外，凸塊16因衝壓作業而具有不規則的厚度。例如，因衝壓而拉長的漸縮側壁26比底板28為薄。為便於圖示，凸塊16在圖中具有均一厚度。呈平坦狀的凸緣層18沿側面方向自凸塊16側向延伸，其厚度為100微米。凹穴20面朝向上方向，且延伸進入凸塊16，並由凸塊16從向下方向覆蓋。凹穴20於凸緣層18處設有一入口。此外，凹穴20的形狀與凸塊16相符。因此，凹穴20也呈平頂金字塔形(類似一平截頭體)，其直逕自其位於凸緣層18的入口處朝底板28向下遞減，也就是自底板28處朝其位於凸緣層18的入口向上遞增。此外，凹穴20沿垂直及側面方向延伸跨越凸塊16的大部分，且凹穴20的深度為300微米。
圖3A及3B為本發明一實施例的黏著層製作方法剖視圖，而圖3C及3D分別為圖3B的俯視圖及仰視圖。圖3A為黏著層30的剖視圖，其中黏著層30為乙階(B-stage)未固化環氧樹脂的膠片(預浸片)，其為未經固化及圖案化的片體，厚150微米。黏著層30可為多種有機或無機電性絕緣體製成的各種介電膜或膠片(預浸片)。例如，黏著層30起初可為一膠片(預浸片)，其中樹脂型態的熱固性環氧樹脂摻入一加強材料後部分固化至中期。所述環氧樹脂可為FR-4，但其他環氧樹脂(如多官能與雙馬來醯亞胺-三氮雜苯(BT)樹脂等)也適用。在特定應用中，也適用氰酸酯、聚醯亞胺及聚四氟乙烯(PTFE)。該加強材料可為電子級玻璃(E-glass)，也可為其他加強材料，如高強度玻璃(S-glass)、低誘電率玻璃(D-glass)、石英、克維拉縴維(kevlar aramid)及紙等。該加強材料也可為織物、不織布或無方向性微纖維。可將諸如矽(研粉熔融石英)等填充物加入膠片(預浸料)中，以提升導熱性、熱衝擊阻抗力與熱膨脹匹配性。可利用市售預浸材，如美國威斯康星州奧克萊W.L.Gore&Associates的SPEEDBOARD C膠片(預浸料)即為一例。圖3B、3C及3D分別為具有開口 32的黏著層30剖視圖、俯視圖及仰視圖。開口 32為貫穿黏著層30且尺寸為11.1微米X9.1微米的窗口。開口 32以機械方式擎穿該膠片(預浸料)而形成，但也可以其他技術製作，如雷射切割等。圖4A及4B為本發明一實施例的層壓結構製作方法剖視圖，而圖4C及4D分別為圖4B的俯視圖及仰視圖。圖4A是一加強層33的剖視圖，其包含襯底34及導電層36。舉例說明，襯底34可為厚度150微米的玻璃-環氧樹脂材料，而與襯底34接觸、壓合且延伸於襯底34上方的導電層36可為未經圖案化且厚度30微米的銅板。圖4B、4C及4D分別為具有通孔40的加強層33剖視圖、俯視圖及仰視圖。通孔40為一窗口，其貫穿加強層33且尺寸為11.1微米X 9.1微米。通孔40以機械方式擎穿襯底34與導電層36而形成，但也可以其他技術製作，如雷射切割等。開口 32與通孔40具有相同尺寸。此外，開口 32與通孔40可以相同的衝頭在同一衝床上通過相同方式形成。襯底34在此繪示為一單層介電結構，但加強層33也可為一電性互連體，如多層印刷電路板或多層陶瓷板。據此，加強層33可包含內嵌電路層。圖5A至5E為本發明一實施例的支撐板製作方法剖視圖，如圖5E所示，該導熱板包含凸塊16、凸緣層18、黏著層30及加強層33。圖5A及5B中的結構呈凹穴向下的倒置狀態，以便於用重力將黏著層30及加強層33設置於凸緣層18上，而圖5C至5E中的結構依舊維持凹穴向下。之後，圖6A至61中的結構則再次翻轉至如圖2A至2D所示的凹穴向上狀態。簡單來說，凹穴20在圖5A至5E中朝下，而在圖6A至61中則朝上。儘管如此，該結構體的相對方位並未改變。無論該結構體是否倒置、旋轉或傾斜，凹穴20始終面朝第二垂直方向，並在第一垂直方向上由凸塊16覆蓋。同樣地，無論該結構體是否倒置、旋轉或傾斜，凸塊16都是朝第二垂直方向延伸至加強層33外，並自凸緣層18朝第一垂直方向延伸。因此，第一與第二垂直方向相對於該結構體而定向，彼此始終相反，且恆垂直於前述的側面方向。圖5A為黏著層30設置於凸緣層18上的結構剖視圖。黏著層30下降至凸緣層18上，使凸塊16向上插入並貫穿開口 32，最終則使黏著層30接觸並定位於凸緣層18。優選為，凸塊16插入且貫穿開口 32後對準開口 32且位於開口 32內的中央位置而不接觸黏著層30。圖5B為加強層33設置於黏著層上的結構剖視圖。將加強層33下降至黏著層30上，使凸塊16向上插入通孔40，最終則使加強層33接觸並定位於黏著層30。凸塊I6在插入(但並未貫穿)通孔40後對準通孔40且位於通孔40內的中央位置而不接觸襯底34。因此，凸塊16與加強層33之間具有一位於通孔40內的缺口 42。缺口 42側向環繞凸塊16，同時被加強層33側向包圍。此外，開口 32與通孔40相互對齊且具有相同尺寸。此時，加強層33安置於黏著層30上並與之接觸，且延伸於黏著層30上方。凸塊16延伸通過開口 32後進入通孔40。凸塊16比導電層36的頂面低30微米，且通過通孔40朝向上方向顯露。黏著層30接觸凸緣層18與襯底34且介於該兩者之間。黏著層30接觸襯底34但與導電層36保持距離。在此階段，黏著層30仍為乙階(B-stage)未固化環氧樹脂的膠片(預浸料)，而缺口 42中則為空氣。圖5C為黏著層30流入缺口 42中的結構剖視圖。黏著層30經由施加熱及壓力而流入缺口 42中。在此圖中，迫使黏著層30流入缺口 42的方法對導電層36施以向下壓力及/或對凸緣層18施以向上壓力，也就是將凸緣層18與襯底34相對壓合，藉以對黏著層30施壓；在此同時也對黏著層30加熱。受熱的黏著層30可在壓力下任意成形。因此，位於凸緣層18與加強層33間的黏著層30受到擠壓後，改變其原始形狀並向上流入缺口 42。凸緣層18與加強層33持續朝彼此靠合，直到黏著層30填滿缺口 42為止。此外，黏著層30仍位於凸緣層18與襯底34之間，且持續填滿凸緣層18與加強層33間縮小的間隙。舉例說明，可將凸緣層18及導電層36設置於一壓合機的上、下壓臺(圖未示)之間。此外，可將一上擋板及上緩衝紙(圖未示)夾置於導電層36與上壓臺之間，並將一下擋板及下緩衝紙(圖未示)夾置於凸緣層18與下壓臺之間。以此構成的疊合體由上到下依次為上壓臺、上擋板、上緩衝紙、襯底34與導電層36、黏著層30、凸緣層18、下緩衝紙、下擋板及下壓臺。此外，可利用從下壓臺向上延伸並穿過凸緣層18對位孔(圖未示)的工具接腳(圖未示)，將此疊合體定位於下壓臺上。而後，將上、下壓臺加熱並彼此靠合，藉此對黏著層30加熱並施壓。擋板可將壓臺的熱分散，使熱均勻施加於凸緣層18與加強層33乃至於黏著層30。緩衝紙則將壓臺的壓力分散，使壓力均勻施加於凸緣層18與加強層33乃至於黏著層30。起初，加強層33接觸並向下壓合至黏著層30上。隨著壓臺持續動作與持續加熱，凸緣層18與加強層33間的黏著層30受到擠壓並開始熔化，因而向上流入缺口 42，並於通過襯底34後抵達導電層36。例如，未固化環氧樹脂遇熱熔化後，被壓力擠入缺口 42中，但加強材料及填充物仍留在凸緣層18與加強層33之間。黏著層30在通孔40內上升的速度大於凸塊16，終至填滿缺口42。黏著層30也上升至略高於通孔40的位置，並在壓臺停止動作前，溢流至凸塊16頂面及導電層36頂面。若膠片(預浸片)厚度略大於實際所需厚度便可能發生上述狀況。如此一來，黏著層30便在凸塊16頂面及導電層36頂面形成一覆蓋薄層。壓臺在觸及凸塊16後停止動作，但仍持續對黏著層30加熱。黏著層30於缺口 42內向上流動的方向如圖中向上粗箭號所示，凸塊16與凸緣層18相對於襯底34的向上移動如向上細箭號所示，而襯底34相對於凸塊16與凸緣層18的向下移動則如向下細箭號所示。圖 為黏著層30已固化的結構剖視圖。舉例說明，壓臺停止移動後仍持續夾合凸塊16與凸緣層18並供熱，藉此將已熔化而未固化的乙階(B-stage)環氧樹脂轉換為丙階(C-stage)固化或硬化的環氧樹脂。因此，環氧樹脂以類似現有多層壓合的方式固化。環氧樹脂固化後，壓臺分離，以便將結構體從壓合機中取出。固化的黏著層30可在凸塊16與加強層33之間以及凸緣層18與加強層33之間提供牢固的機械性連接。黏著層30可承受一般操作壓力而不致變形損毀，遇過大壓力時則僅暫時扭曲。此外，黏著層30可吸收凸塊16與加強層33之間以及凸緣層18與加強層33之間的熱膨脹不匹配。在此階段，凸塊16與導電層36大致共平面，而黏著層30與導電層36則延伸至面朝向上方向的頂面。例如，凸緣層18與加強層33間的黏著層30厚度為120微米，比其初始厚度150微米減少30微米；也就是凸塊16在通孔40中升高30微米，而加強層33則相對於凸塊16下降30微米。凸塊16的高度300微米基本上等同於導電層36(30微米)、襯底34 (150微米)與下方黏著層30 (120微米)的結合高度。此外，凸塊16仍位於開口 32與通孔40內的中央位置並與加強層33保持距離，而黏著層30則填滿凸緣層18與加強層33間的空間並填滿缺口 42。黏著層30在缺口 42內延伸跨越加強層33。換句話說，缺口42中的黏著層30朝向上方向及向下方向延伸並跨越缺口 42外側壁的加強層33厚度。黏著層30也包含缺口 42上方的薄頂部分，其接觸凸塊16的頂面與導電層36的頂面，並在凸塊16上方延伸10微米。圖5E為研磨移除凸塊16、黏著層30及導電層36頂部後的結構剖視圖。例如，利用旋轉鑽石砂輪及蒸餾水處理結構體的頂部。起初，鑽石砂輪僅對黏著層30進行研磨。持續研磨時，黏著層30則因受磨表面下移而變薄。最後，鑽石砂輪將接觸凸塊16與導電層36 (不一定同時接觸)，因而開始研磨凸塊16與導電層36。持續研磨後，凸塊16、黏著層30及導電層36均因受磨表面下移而變薄。研磨持續至去除所需厚度為止。之後，以蒸餾水衝洗結構體去除汙物。上述研磨步驟將黏著層30的頂部磨去20微米，將凸塊16的頂部磨去10微米，並將導電層36的頂部磨去10微米。厚度減少對凸塊16或黏著層30均無明顯影響，但導電層36的厚度卻從30微米大幅縮減至20微米。在研磨後，凸塊16、黏著層30及導電層36會於襯底34上方面朝向上方向的平滑拼接側頂面上呈共平面。在此階段中，如圖5E所示，支撐板101包括凸塊16、凸緣層18、黏著層30及加強層33。凸塊16於彎折角22處與凸緣層18鄰接，並自凸緣層18朝向上方向延伸，且與凸緣層18—體成型。凸塊16進入開口 32及通孔40，並位於開口 32與通孔40內的中央位置。此外，凸塊16的頂部與黏著層30的鄰接部分呈共平面。凸塊16與加強層33保持距離，並呈尺寸沿向下延伸方向遞增的平頂金字塔形。凹穴20面朝向下方向，並延伸進入凸塊16、開口 32及通孔40，且始終位於凸塊16、開口 32及通孔40內的中央位置。此外，凸塊16於向上方向覆蓋凹穴20。凹穴20具有與凸塊16相符的形狀，且沿垂直及側面方向延伸跨越凸塊16的大部分，並維持平頂金字塔形，其尺寸自位於凸緣層18處的入口向上遞減。
凸緣層18自凸塊16側向延伸，同時延伸於黏著層30、加強層33、開口 32與通孔40下方，並與黏著層30接觸，但與加強層33保持距離。黏著層30在缺口 42內與凸塊16及加強層33接觸，並位於凸塊16與加強層33之間，同時填滿凸塊16與加強層33間的空間。此外，黏著層30在缺口 42外則與加強層33及凸緣層18接觸。黏著層30沿側面方向覆蓋且包圍凸塊16的漸縮側壁26，並自凸塊16側向延伸至組件外圍邊緣並固化。據此，黏著層30於鄰接凸緣層18處具有第一厚度Tl，而於鄰接凸塊16處具有第二厚度T2，其中第一厚度Tl與第二厚度T2不同。也就是，凸緣層18與加強層33間垂直方向上的距離D1，不同於凸塊16與加強層33間側面方向上的距離D2。此外，當黏著層30延伸離開凸緣層18而進入凸塊16與加強層33間的缺口 42時，由於凸塊16朝凸緣層18延伸時的尺寸呈遞增狀態，因此黏著層30於鄰接凸塊16處的厚度也呈現遞增趨勢。支撐板101可通過單一凸塊或多個凸塊來容納多個半導體元件(如中介層及晶片)，而非僅可容納單一半導體元件。因此，可將多個半導體元件設置於單一凸塊上，或將半導體元件分別設置於不同凸塊上。若欲在支撐板101上形成多個凸塊以容納多個半導體元件，則可在金屬板10上衝壓出額外的凸塊16，並調整黏著層30以包含額外的開口 32，同時調整加強層33以包含額外的通孔40。圖6A至6L為本發明一實施例的包含支撐板、內建電子元件及增層電路的組裝板製作方法剖視圖。如圖6L所示，半導體組件100包括支撐板101、內建電子元件110、增層電路201及防焊層301。內建電子兀件110包括第一表面111、相對於第一表面111的第二表面112、位於第一表面111的第一接觸墊114、位於第二表面112的第二接觸墊115、及貫穿孔(圖未示)，其電性連接第一接觸墊114及第二接觸墊115。內建電子元件110可為矽中介層或陶瓷中介層，其包含自第一接觸墊114的細節距至第二接觸墊的粗節距成扇形散開的跡線圖案。支撐板101包括凸塊16、凸緣層18、黏著層30、加強層33、被覆層60及穿孔21。該穿孔21延伸貫穿凸塊16及被覆層60，並自第一垂直方向顯露內建電子元件110，且由凸塊16的漸縮側壁26側向覆蓋。增層電路201包括第一介電層211、第一導線241、第二介電層261及包含端子焊墊341的第二導線291。圖6A為圖5E反轉後的支撐板101剖視圖。圖6B為支撐板101通過膜113將內建電子元件110設置於凸塊16上的剖視圖。將於第一表面111上包含有第一接觸墊114及於第二表面112上包含有第二接觸墊115的內建電子元件110下降至凹穴20中以固定，最終則使內建電子元件110經由膜113定位至凸塊16上。詳細而言，凸塊116從下方覆蓋內建電子元件110，並提供用於容置內建電子元件110的凹形空間。膜113會與凸塊16及內建電子元件110接觸，並夾置於凸塊16與內建電子元件110之間。膜113設置於內建電子元件110的第一表面111，接著利用一抓取頭及一自動化圖案辨識系統，以步進重複的方式將內建電子元件110以第一表面111放置於凸塊116內。內建電子元件110的厚度為275微米，膜113的厚度為20微米，因此，內建電子元件110與下方膜113的結合高度為295微米，此高度比凹穴20的深度(300微米)少5微米。內建電子元件110的長度為10微米、寬度為8微米。
接著，在支撐板101及內建電子元件110上形成增層電路，其步驟如下所述。圖6C為具有第一介電層211的結構剖視圖。第一介電層211 (如環氧樹脂、玻璃-環氧樹脂、聚醯亞胺及其類似材料)設置於內建電子元件第二表面112、第二接觸墊115、凸塊16及凸緣層18上。第一介電層211延伸進入凹穴20並填滿凹穴20中的剩餘空間，且朝下方延伸至內建電子元件第一表面111外，俾於凹穴20內與凸塊16、內建電子元件110及膜113接觸，並於凹穴20內夾置於凸塊16與內建電子元件110之間。第一介電層211也於凹穴20外與凸緣層18接觸，並與黏著層30保持距離。第一介電層211可通過各種技術來製作，其包括壓合、輥輪塗布、旋轉塗布及噴塗沉積法。於沉積前，可對第一介電層211進行等離子體刻蝕，或使用附著力促進劑(圖未示)塗布第一介電層211，以提高黏著力。在此，第一介電層211可具有約50微米的厚度。圖6D為第一介電層211形成有第一盲孔221的結構剖視圖。第一盲孔221穿過第一介電層211，且對準並顯露接觸墊114及凸緣層18的選定部位。該些第一盲孔221可通過各種技術形成，其包括雷射鑽孔、等離子體刻蝕及光刻工藝。可使用脈衝雷射，以提高雷射鑽孔效能。或者，也可使用雷射掃描光束搭配金屬屏蔽。在此，第一盲孔221具有約50微米的直徑。參見圖6E，將第一導線241形成於第一介電層211上，其中第一導線241自第一介電層211向上延伸，並於第一介電層211上側向延伸，同時向下延伸進入第一盲孔221，以與第二接觸墊115及凸緣層18形成電性接觸。可通過各種技術沉積單層或多層的第一導線241，其包括電解電鍍、無電電鍍、蒸鍍、濺射及其組合。舉例說明，可先將結構體浸入一活化劑溶液中，因而使第一介電層211可與無電鍍銅產生觸媒反應，接著以無電電鍍方式形成薄銅層，以作為晶種層，然後再以電鍍方式將具有預定厚度的第二銅層鍍於晶種層上，以沉積形成第一導線241作為第一導電層。或者，於沉積電鍍銅層於晶種層上之前，可利用派射方式，於第一介電層211上及第一盲孔221上內成作為晶種層的薄膜(如鈦/銅)。一旦達到預定厚度，對第一導電層(電鍍銅層與晶種層的結合體)進行圖案化，以形成第一導線241。第一導線241可通過各種技術(包括溼刻蝕、電化學刻蝕、雷射輔助刻蝕及其組合)進行圖案化。又如圖6E所示，凸塊16、黏著層30及導電層36上更形成有被覆層60。被覆層60可通過製作第一導線241所使用的相同活化劑溶液、無電電鍍銅晶種層、及電鍍銅層沉積而成。優選地，被覆層60與第一導線241通過相同方式同時沉積相同材料，而形成具有與第一導線241相同厚度的被覆層60。未經圖案化銅層的被覆層60沉積於凸塊16、黏著層30及導電層36的側向底面上並與導電層36接觸，且從下方覆蓋此三者。為便於圖示，凸塊16、導電層36及被覆層60均以單層顯示。由於銅為同質被覆，凸塊16與被覆層60間的界線及導電層36與被覆層60間的界線(均以虛線繪示)可能不易察覺甚至無法察覺。然而，黏著層30與被覆層60間的界線則清楚可見。為便於圖示，第一導線241於剖視圖中繪示為一連續電路跡線。第一導線241可提供X與Y方向的水平信號路由，並可通過第一盲孔221以提供垂直信號路由(由上至下)。此外，第一導線241可電性連接半導體晶片110及凸緣層18。在此階段中，如圖6E所示，支撐板101包括凸塊16、凸緣層18、黏著層30、加強層33及被覆層60。支撐板101及內建電子元件110上的增層電路包括第一介電層211及第一導線241。圖6F為形成第二介電層261的結構剖視圖，其中第二介電層261設置於第一導線241及第一介電層211上。第二介電層261與第一介電層211 —樣,可通過各種技術沉積，其包括膜壓合、旋轉塗布、輥輪塗布及噴塗沉積法，且厚度為50微米。優選地，第一介電層211與第二介電層261是使用相同方法和相同材料以形成具有相同厚度的介電層。圖6G為第二介電層261形成有第二盲孔281的結構剖視圖。第二盲孔281穿透第二介電層261,並顯露第一導線241的選定部位。第二盲孔281與第一盲孔221 —樣,可通過各種技術形成，其包括雷射鑽孔、等離子體刻蝕及光刻工藝，且第二盲孔281的直徑為50微米。優選地，第一盲孔221與第二盲孔281使用相同方法形成且具有相同尺寸。圖6H為形成第二導線291於第二介電層261上的結構剖視圖，其中第二導線291自第二介電層261向上延伸，並於第二介電層261上側向延伸，且向下延伸進入第二盲孔281，以與第一導線241電性接觸，進而電性連接內建電子元件110與凸緣層18。第二導線291可通過各種技術如電解電鍍、無電電鍍、蒸鍍、濺射及其組合沉積作為第二導電層，然後通過各種技術包括溼刻蝕、電化學刻蝕、雷射輔助刻蝕及其組合進行圖案化。優選地，第一導線241與第二導線291使用相同方法和相同材料而形成具有相同厚度的導線。在此階段中，如圖6H所示，增層電路201包含第一介電層211、第一導線241、第二介電層261及第二導線291。凸塊16於彎折角22處鄰接凸緣層18，並於彎折角24及底板28處鄰接塗覆層60。凸塊16自塗覆層60朝向上方向延伸，自凸緣層18朝向下方向延伸，並與凸緣層18 —體成型。凸塊16延伸進入開口 32及通孔40後，仍位於開口 32及通孔40內的中央位置。凸塊16的底部與黏著層30其接觸塗覆層60的相鄰部分共平面。凸塊16也接觸黏著層30，並與加強層33保持距離，同時維持平頂金字塔形，其尺寸自塗覆層60處朝凸緣層18向上遞增。黏著層30在缺口 42內接觸且介於凸塊16與加強層33之間，並填滿凸塊16與襯底34間的空間。黏著層30在缺口 42外則接觸襯底34與凸緣層18，同時接觸塗覆層60，並自凸塊16側向延伸至支撐板101的外圍邊緣。此時黏著層30已固化。黏著層30沿側面方向覆蓋且包圍凸塊16的彎折角22，24與漸縮側壁26，且於向上方向覆蓋塗覆層60位於凸塊16周緣外的部分，同時也於向上方向覆蓋加強層33且於向下方向覆蓋凸緣層18。黏著層30鄰接凸緣層18處具有第一厚度，而鄰接凸塊16處則具有第二厚度，其中第一厚度與第二厚度不同。圖61為防焊層301設置於第二介電層261及第二導線291上的結構剖視圖。防焊層301包括顯露第二導線291選定部位的防焊層開孔311，以定義出端子焊墊341。端子焊墊341可用於形成導電連接件(如焊料凸塊、錫球、接腳及其類似物)，以與外部元件或印刷電路板(PCB)導通。防焊層開孔311可通過各種技術形成，其包括光刻工藝、雷射鑽孔及等離子體刻蝕。圖6J為支撐板101表面形成有窗口 161的結構剖視圖，窗口 161是對其內建電子元件110的第一表面111，且窗口 161通過移除凸塊16的底板28的選定部位、及塗覆層60鄰接底板28的選定部位而形成，進而形成於垂直方向延伸貫穿凸塊16及塗覆層60的穿孔21，其於側向方向延伸跨過大部分的凸塊16，且凸塊16的漸縮側壁26側向覆蓋穿孔21。窗口 161從下方顯露膜113及第一介電層211鄰接部分的底板28。窗口 161可通過各種技術包括溼刻蝕、電化學刻蝕、雷射輔助刻蝕及其組合而形成。窗口 161的尺寸為10.25微米X8.25微米。圖6K為圖6J反轉後的結構剖視圖。圖6L為從內建電子元件110的第一表面111移除膜113的結構剖視圖。膜113可經由UV光分解，使膜113可從內建電子元件110的第一表面111分離，進而通過窗口 161從上方顯露內建電子兀件Iio的第一表面111。在此階段中，如圖6L所示，組裝板100包括增層電路201、內建電子元件110及支撐板101，其中穿孔21形成於支撐板101並顯露內建電子元件110。支撐板101包括凸塊
16、凸緣層18、黏著層30、加強層33及塗覆層60。凸塊16包括彎折角22及24、漸縮側壁26及底板28的選定部位。圖7為半導體兀件91通過多個凸塊801於窗口 161處設置於內建電子兀件110上的三維堆疊結構剖視圖。多個凸塊801可包括各種材料如:錫、金或其合金。多個錫球802可通過多種技術設置於增層電路201的表面，如利用網印法塗上錫膏後再進行回火工藝或現有電鍍技術。《實施例2》圖8為本發明另一實施例的具有延伸窗口 161的組裝板100剖視圖。在本實施例中，組裝板的製作方法與實施例1所述大致相同，只是不同處在於:窗口 161通過移除彎折角24、凸塊16的全部底板28、及塗覆層60鄰接彎折角24與底板28的選定部位。窗口 161的尺寸為11微米X 9微米。《實施例3-4》圖9及圖10為使用襯底34作為加強層33的組裝板剖面圖，其中無疊合導電層。在此些實施例中，不疊合導電層，而單獨使用襯底34作為加強層33。支撐板103及104的製作方法分別與實施例1所述的支撐板101及102相同。例如，黏著層30設置於凸緣層18上，單獨使用襯底34的加強層33設置於黏著層30上，經由施加熱及壓力而使黏著層30流動接著固化，而後於側表面研磨凸塊16、黏著層30及襯底34使其平整。最後，如圖9所示，黏著層30接觸襯底34及凸緣層18並設置於襯底34與凸緣層18之間，側向覆蓋及環繞彎折角22，24及漸縮側壁26，且從上方延伸超過漸縮側壁26、內建電子元件110的第一表面111及第一介電層211。此外，黏著層30於彎折角24處與襯底34及凸塊16共平面。或者，如圖10所示，黏著層30接觸襯底34及凸緣層18並設置於襯底34與凸緣層18之間，側向覆蓋及環繞彎折角22及漸縮側壁26，且從上方延伸超過凸塊16、內建電子元件Iio的第一表面111及第一介電層211。此外,黏著層30環繞窗口 161的外圍邊緣。《實施例5-6》圖11及圖12為使用導電層作為加強層的組裝板剖視圖。在此些實施例中，使用厚導電層36作為加強層33，其中省略襯底。例如，導電層36的厚度為130微米(而非30微米)，如此一來便可防止導電層36彎曲或晃動。支撐板105及106的製作方法分別與實施例1所述的支撐板101及102大致相同，其中可為導電層36作適當調整。例如，黏著層30設置於凸緣層18上，導電層36單獨設置於黏著層30上，經由施加熱及壓力而使黏著層30流動接著固化，而後於側表面研磨凸塊16、黏著層30及導電層36使其平整。最後，如圖11所示，黏著層30接觸導電層36及凸緣層18並設置於導電層36與凸緣層18之間，側向覆蓋及環繞彎折角22，24及漸縮側壁26，且從上方延伸超過漸縮側壁26、內建電子元件110的第一表面111及第一介電層211。此外，黏著層30於彎折角24處與導電層36及凸塊16共平面。或者，如圖12所示，黏著層30接觸導電層36及凸緣層18並設置於導電層36與凸緣層18之間，側向覆蓋及環繞彎折角22及漸縮側壁26，且從上方延伸超過凸塊16、內建電子兀件110的第一表面111及第一介電層211。此外,黏著層30環繞窗口 161的外圍邊緣。上述的三維半導體組件與組裝板僅為說明範例，本發明還可通過其他多種實施例實現。此外，上述實施例可基於設計及可靠度的考慮，彼此混合搭配使用或與其他實施例混合搭配使用。例如，加強層可包括陶瓷材料或環氧類層壓體，且可嵌埋有單層導線或多層導線。支撐板可包含多個內建電子元件，且增層電路可包括額外的導線以設置額外的內建電子元件。例如，支撐板可包括一個具有穿孔的凸塊以容置內建電子元件，也可包括多個凸塊，其分別具有凹穴以容置被動元件。如上述實施例所示，本案的半導體元件可獨自使用一內建電子元件，或與其他半導體元件共享一內建電子元件。例如，可將單一半導體元件設置於一內建電子元件上，或將多個半導體元件設置於一內建電子元件上。舉例而言，可將四枚排列成2x2陣列的小型晶片黏附於內建電子元件，而內建電子元件可包括額外的接觸墊以連接更多的晶片焊墊。相比每一晶片設置一內建電子元件，此作法更具有經濟效益。本案的半導體元件可為已封裝或未封裝晶片。此外，該半導體元件可為裸晶片、柵格陣列封裝(LGA)或方形扁平無引腳封裝(QFN)等。可利用多種連接媒介(如金凸塊或錫凸塊)將半導體元件機械性連接及電性連接至內建電子元件。此外，凸塊可依內建電子元件而量身訂做，例如，凸塊的底板可為正方形或矩形，俾與內建電子元件的形狀相同或相似。 支撐板可提供內建電子元件及增層電路堅固的機械支撐力，且加強層可提供支撐板足夠地支撐力。此外，支撐板中的黏著層可於凸塊/凸緣層與加強層間提供一致的界線。凸塊/凸緣層可在研磨金屬時、設置內建電子元件時、及形成增層電路時防止支撐板彎曲變形。在本文中，「鄰接」一詞意思是元件一體成型形成單一個體或相互接觸(彼此無間隔或未隔開)。例如，凸塊鄰接凸緣層，但並未鄰接加強層。「重疊」一詞意思是位於上方並延伸於一下方元件的周緣內。「重疊」包含延伸於該周緣之內、外或坐落於該周緣內。例如，在凹穴朝上的狀態下，本案的凸緣層重疊於加強層，這是因一假想垂直線可同時貫穿該凸緣層與該加強層，不論凸緣層與加強層之間是否存有另一同樣被該假想垂直線貫穿的元件(如黏著層)，且也不論是否有另一假想垂直線僅貫穿凸緣層而未貫穿加強層(也就是位於加強層的凹穴內)。同樣地，黏著層重疊於加強層，凸緣層重疊於黏著層，且黏著層被加強層重疊。此外，「重疊」與「位於上方」同義，「被重疊」則與「位於下方」同義。「接觸」一詞意思是直接接觸。例如，加強層接觸黏著層但並未接觸凸塊。「覆蓋」一詞意思是於垂直及/或側面方向上完全覆蓋。例如，在凹穴朝上的狀態下，若凸塊的底板未移除，則凸塊從下方覆蓋內建電子元件，但內建電子元件並未從上方覆蓋凸塊。
「層」字包含圖案化及未圖案化的層體。例如，當加強層包括導電層且襯底設置於黏著層上時，導電層可為襯底上一空白未圖案化的平板。此外，「層」可包含多個疊合層。「開口」、「通孔」與「穿孔」等詞同指貫穿孔洞。例如，凹穴朝下的狀態下，凸塊插入黏著層的開口後，其朝向上方向從黏著層中露出。同樣地，凸塊插入層壓結構的通孔後，其朝向上方向從加強層中露出。「插入」一詞意思是元件間的相對移動。例如，「將凸塊插入通孔中」包含:凸緣層固定不動而由加強層朝凸緣層移動；加強層固定不動而由凸緣層朝加強層移動；或凸緣層與加強層兩者彼此靠合。又例如，「將凸塊插入(或延伸至)通孔內」包含:凸塊貫穿(穿入並穿出)通孔；以及凸塊插入但未貫穿(穿入但未穿出)通孔。「彼此靠合」一語意思是元件間的相對移動。例如，「凸緣層與加強層彼此靠合」包含:凸緣層固定不動而由加強層朝凸緣層移動；加強層固定不動而由凸緣層朝加強層移動；以及凸緣層與加強層相互靠近。「對準」一詞意思是元件間的相對位置。例如，當黏著層已設置於凸緣層上、加強層已設置於黏著層上、凸塊已插入並對準開口且通孔已對準開口時，無論凸塊插入通孔或位於通孔下方且與其保持距離，凸塊均已對準通孔。「設置於」一語包含與單一或多個支撐元件間的接觸與非接觸。例如，內建電子元件設置於凸塊上，不論此內建電子元件實際接觸該凸塊或與該凸塊以膜相隔。「黏著層於缺口內…」一語意思是位於缺口中的黏著層。例如，「黏著層於缺口內延伸跨越加強層」意思 是缺口內的黏著層延伸跨越加強層。同樣地，「黏著層於缺口內接觸且介於凸塊與加強層之間」意思是缺口中的黏著層接觸且介於缺口內側壁的凸塊與缺口外側壁的加強層之間。「電性連接(或連接)」一詞意思是直接或間接電性連接(或連接)。例如，半導體元件的接觸墊鄰接且電性連接至第一導線，同時與第二導線保持距離，且通過第一導線而電性連接至第二導線。「上方」一詞意思是向上延伸，且包含鄰接與非鄰接元件以及重疊與非重疊元件。例如，在凹穴朝下的狀態下，凸塊延伸於凸緣層上方，鄰接於凸緣層並自凸緣層突伸而出。「下方」一詞意思是向下延伸，且包含鄰接與非鄰接元件以及重疊與非重疊元件。例如，在凹穴朝上的狀態下，凸塊延伸於凸緣層下方，鄰接凸緣層並自凸緣層向下突伸而出。同樣地，凸塊即使並未鄰接加強層或被加強層重疊，其仍可延伸於加強層下方。「第一垂直方向」及「第二垂直方向」並非取決於電子組件(或組裝板)的定向，凡本領域技術人員即可輕易了解其實際所指的方向。例如，凸塊朝第二垂直方向垂直延伸至加強層外，並朝第一垂直方向垂直延伸至凸緣層外，此與組裝板是否倒置無關。同樣地，凸緣層沿一側向平面自凸塊「側向」延伸，此與組件是否倒置、旋轉或傾斜無關。因此，該第一及第二垂直方向彼此相對且垂直於側面方向，此外，側向對齊的元件在垂直於第一與第二垂直方向的側向平面上彼此共平面。此外，當凹穴向上時，第一垂直方向為向下方向，第二垂直方向為向上方向；當凹穴向下時，第一垂直方向為向上方向，第二垂直方向為向下方向。本發明的組裝板及使用其的半導體組件具有多項優點。該組裝板及半導體組件的可靠度高、價格平實且極適合量產。與於高I/o元件間提供中介層、及具有核心層的高密度連接襯底的現有技術相比，本發明可大幅提升電效能、並可通過使用無芯增層電路減少產
品厚度。本案的製作方法具有高度適用性，且以獨特、進步的方式結合運用各種成熟的電性連接、熱連接及機械性連接技術。此外，本案的製作方法不需昂貴工具即可實施。因此，相比於傳統封裝技術，此製作方法可大幅提升產量、優良率、效能與成本效益。在此所述的實施例為例示之用，其中該些實施例可能會簡化或省略本技術領域已熟知的元件或步驟，以免模糊本發明的特點。同樣地，為使附圖清晰，附圖也可能省略重複或非必要的元件及元件符號。本領域技術人員針對本文所述的實施例當可輕易思及各種變化及修改的方式。例如，前述的材料、尺寸、形狀、大小、步驟的內容與步驟的順序都僅為範例。本領域技術人員可在不悖離如隨附權利要求所定義的本發明精神與範疇的條件下，進行變化、調整與均等技藝。
權利要求
1.一種三維半導體組裝板，其特徵在於，包括: 一支撐板，包含一凸塊、一凸緣層、一加強層、一黏著層及一穿孔，其中(i)該凸塊鄰接該凸緣層並與該凸緣層一體成型，且自該凸緣層朝一第一垂直方向延伸；(ii)該凸緣層自該凸塊朝垂直於該第一垂直方向的側面方向側向延伸；(iii)該穿孔延伸進入該凸塊，且由該凸塊的一側壁側向覆蓋該穿孔；(iv)該加強層包含一通孔，且該凸塊延伸進入該通孔；以及(V)該黏著層包含一開口，且該凸塊延伸進入該開口，及該黏著層接觸該凸塊、該凸緣層及該加強層，並設於該凸塊與該加強層之間及該凸緣層與該加強層之間，並自該凸塊側向延伸進入該組裝板的外圍邊緣； 一內建電子元件，包含一第一接觸墊及一第二接觸墊並延伸進入該穿孔，其中該第一接觸墊面朝該第一垂直方向，及該第二接觸墊面朝一第二垂直方向；以及 一無芯增層電路，自該內建電子元件及該凸緣層朝該第二垂直方向延伸，且包含一第一介電層、一第一盲孔及一第一導線，其中該第一介電層中的該第一盲孔對準該內建電子元件的該第二接觸墊，且該第一導線自該第一介電層朝該第二垂直方向延伸，並朝該第一垂直方向延伸貫穿該第一盲孔而直接接觸該第二接觸墊。
2.根據權利要求1所述的三維半導體組裝板，其特徵在於，該內建電子元件與該無芯增層電路間的電性連接無焊料存在。
3.根據權利要求1所述的三維半導體組裝板，其特徵在於，該無芯增層電路的該第一介電層還延伸進入該穿孔，並設於該內建電子元件的外圍邊緣與該凸塊之間。
4.根據權利要求1所述的三維半導體組裝板，其特徵在於，該無芯增層電路透過對準該凸緣層的另一第一盲孔，而於該凸緣層與該支撐板熱連接及電性連接，且該第一導線朝該第一垂直方向延伸貫穿該另一第一盲孔。
5.根據權利要求1所述的三維半導體組裝板，其特徵在於，該無芯增層電路還包括: 一第二介電層，其自該第一介電層及該第一導線朝該第二垂直方向延伸，且包含對準該第一導線的一第二盲孔；以及 一第二導線，其自該第二介電層朝該第二垂直方向延伸並於該第二介電層上側向延伸，且朝該第一垂直方向穿過該第二盲孔延伸進入該第一導線，以電性連接該第一導線。
6.根據權利要求1所述的三維半導體組裝板，其特徵在於，該內建電子元件為一中介層，其具有一貫穿孔以電性連接該第一接觸墊與該第二接觸墊。
7.—種三維半導體組裝板，其特徵在於，包括: 一支撐板，包含一凸塊、一凸緣層、一黏著層及一穿孔，其中(i)該凸塊鄰接該凸緣層並與該凸緣層一體成型，且自該凸緣層朝一第一垂直方向延伸；(ii)該凸緣層自該凸塊朝垂直於該第一垂直方向的側面方向側向延伸；(iii)該穿孔延伸進入該凸塊，且由該凸塊的一側壁側向覆蓋該穿孔；以及(iv)該黏著層包含一開口，且該凸塊延伸進入該開口，及該黏著層接觸該凸塊及該凸緣層，並側向覆蓋、包圍且同形被覆該組裝板的外圍邊緣； 一內建電子元件，包含一第一接觸墊及一第二接觸墊並延伸進入該穿孔，其中該第一接觸墊面朝該第一垂直方向，及該第二接觸墊面朝一第二垂直方向；以及 一無芯增層電路，自該內建電子元件及該凸緣層朝該第二垂直方向延伸，且包含一第一介電層、一第一盲孔及一第一導線，其中該第一介電層中的該第一盲孔對準該內建電子元件的該第二接觸墊；且該第一導線自該第一介電層朝該第二垂直方向延伸，並朝該第二垂直方向穿過該第一盲孔延伸，及直接接觸該第二接觸墊。
8.根據權利要求7所述的三維半導體組裝板，其特徵在於，該內建電子元件與該無芯增層電路間的電性連接無焊料存在。
9.根據權利要求7所述的三維半導體組裝板，其特徵在於，該無芯增層電路的該第一介電層還延伸進入該穿孔，並設於該內建電子元件的外圍邊緣與該凸塊之間。
10.根據權利要求7所述的三維半導體組裝板，其特徵在於，該無芯增層電路透過對準該凸緣層的另一第一盲孔，而於該凸緣層與該支撐板熱連接及電性連接，且該第一導線朝該第一垂直方向延伸貫穿該另一第一盲孔。
11.根據權利要求7所述的三維半導體組裝板，其特徵在於，該無芯增層電路還包括: 一第二介電層，其自該第一介電層及該第一導線朝該第二垂直方向延伸，且包含對準該第一導線的一第二盲孔；以及 一第二導線，其自該第二介電層朝該第二垂直方向延伸並於該第二介電層上側向延伸，且朝該第一垂直方向穿過該第二盲孔延伸進入該第一導線，以電性連接該第一導線。
12.根據權利要求7所述的三維半導體組裝板，其特徵在於，該內建電子元件為一中介層，其具有一 貫穿孔以電性連接該第一接觸墊與該第二接觸墊。
全文摘要
本發明有關於一種包含支撐版、無芯增層電路以及內建電子元件的三維半導體組裝板。該支撐板包含一凸塊、一凸緣層、一加強層及設於該凸塊中的一穿孔。該內建電子元件延伸進入該穿孔並電性連接至該增層電路。該增層電路自該凸緣層與該內建電子元件延伸，並提供該內建電子元件的信號路由。該支撐板提供該無芯增層電路的機械支撐力、接地/電源面及散熱裝置。
文檔編號H01L23/14GK103107144SQ20121044264
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月7日 優先權日2011年11月10日
發明者林文強, 王家忠 申請人:鈺橋半導體股份有限公司