專利名稱：半導體芯片、制造半導體芯片的方法及半導體芯片封裝件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體芯片封裝件，更具體地說，其中屏蔽導電膜通過過孔連接至地線，本發明還涉及一種半導體芯片封裝件的制造方法。
背景技術：
用于諸如手機等移動通信設備中的高頻模塊由高頻電路構成，所述高頻電路包括高頻半導體器件和形成于高頻電路的基板上的外圍電路。
通常，在電子器件中傳播的電流在其周圍感應出電場和磁場，從而因電勢差而產生一空間(space)。在該空間處，電場隨時間而變化并在其周圍形成電磁場。即，不管器件的感應如何，電流流動而產生電磁噪音，所述電磁噪音是一種多余能量。
這種電磁噪音如果通過路徑傳輸給其它器件，會導致器件性能下降和故障。
為了屏蔽電磁噪音并保護半導體器件，已經采用了形成屏蔽膜的屏蔽技術。
圖1a和1b示出了根據現有技術的屏蔽結構。
圖1a是示出了具有高頻半導體器件12的高頻模塊的橫截面視圖，所述高頻半導體器件位于基板11上，由金屬帽13屏蔽。
在圖1a所示的高頻模塊的傳統屏蔽結構中，如果減小金屬帽13的厚度，金屬帽就不能維持其強度而容易翹曲，從而可能接觸高頻器件。為了防止由金屬帽13與高頻器件之間的接觸造成的短路，應該在金屬帽13下方保留一定間隔，以容納可能翹曲的金屬帽13。例如，金屬帽應該形成為100μm的厚度，而其內部間隔應該設計為80μm的厚度。這個物理體積不利于高頻模塊的小型化。
圖1b是示出了另一高頻模塊的橫截面視圖，其中在樹脂模塑之后通過金屬膜15而形成屏蔽膜。
在圖1b中，高頻半導體器件12安裝在基板11上，并進行樹脂模塑而氣密。然后通過使用金屬膜15在模制件14的表面上形成屏蔽膜。
與采用金屬帽的情況相比，這種方法使得物理體積更小。然而，由于形成在模制件上的金屬膜未連接至基板的地線，因此在屏蔽效應方面沒有意義。
發明內容
本發明旨在解決現有技術中的上述問題，因此本發明的一方面在于提供一種半導體芯片，所述半導體芯片具有形成于其上的屏蔽層，當半導體芯片安裝在基板上時，所述屏蔽層連接至地線，從而提高了屏蔽效果，并確保芯片以最小體積安裝，還提供一種具有半導體芯片的半導體封裝件。
本發明的另一方面在于提供制造所述半導體芯片的方法，所述半導體芯片具有形成于晶片上的屏蔽層。
根據本發明的一個方面，本發明提供了一種半導體芯片，包括本體，具有其上形成有電路圖案的頂表面、與頂表面相對的下表面、以及多個側表面；多個電極焊盤，形成在本體的頂表面上，以連接至外部端子；屏蔽導電膜，形成在本體的除形成有電路圖案的頂表面之外的表面上；以及過孔，延伸穿過本體，以將一個電極焊盤與導電膜連接。
連接至導電過孔的電極焊盤可以連接至外部地線并接地。
導電膜僅形成在本體的下表面上。
根據本發明的另一方面，本發明提供了一種半導體芯片封裝件，包括如上所述的半導體芯片；基板，其上形成有接地引線圖案和多個引線圖案；以及多個凸塊，所述凸塊設置在半導體芯片的對應電極焊盤與基板的對應引線圖案之間，以電連接半導體芯片和基板。
連接至過孔的電極焊盤連接在基板的接地引線圖案上。
導電膜僅形成在半導體芯片的下表面上。
根據本發明的再一方面，本發明提供了一種制造半導體芯片的方法，該方法包括
在包括單位芯片區域(unit chip area)的晶片中形成過孔，以進行從電極焊盤至晶片下表面的連接，所述電極焊盤位于形成有電路圖案的晶片的頂表面上，所述晶片下表面與頂表面相對，從而在每個單位芯片區域中形成至少一個過孔；用導電材料填充過孔；在晶片下表面上形成導電膜，以接觸填充在過孔中的導電材料；將晶片切割成單位芯片。
該制造方法還可以包括在切割的半導體芯片側表面上形成屏蔽導電材料。
通過下面結合附圖的詳細描述，本發明的上述及其它目的、特點和其它優點將更容易理解，附圖中圖1a和圖1b是示出了根據現有技術的屏蔽結構的橫截面視圖；圖2是示出了根據本發明實施例的半導體芯片封裝件的橫截面視圖；圖3a是示出了根據本發明另一實施例的半導體芯片的透視圖，而圖3b是示出了半導體芯片封裝件的橫截面視圖；以及圖4a至圖4d是示出了制造圖3a半導體芯片的方法的透視圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖對本發明的示例性實施例進行詳細描述。
圖2是示出了根據本發明實施例的半導體芯片封裝件的橫截面視圖，所述半導體芯片封裝件具有安裝在基板上的半導體芯片。
參照圖2，半導體芯片20倒裝接合(flip-bond)在基板21上。
半導體芯片20具有本體22，所述本體在其頂表面22a上設置有多個電極焊盤28。
導電膜25形成在半導體芯片本體22的未形成電極焊盤的下表面22b和側表面上。而且，過孔27穿過本體22的頂表面22a和一個側表面。
封裝基板21可以通過與制造印刷電路板(PCB)相同的過程制造，或者通過高溫化學清洗(HTCC)或低溫共燒陶瓷(LTCC)方法制造。
電路圖案設置在封裝基板21上，以輸入和輸出信號，并且形成過孔，以分別與電路圖案上的電極焊盤相連接，從而形成接地引線圖案。接地引線圖案構造成將上層和下層上的電極焊盤電連接在一起。
如圖2所示，由金屬制成的多個凸塊23形成在設置于封裝基板21上的電路圖案的引線圖案上，而半導體芯片通過凸塊23安裝在電極焊盤28上。倒裝接合的半導體芯片使得電極焊盤28能夠通過凸塊23電連接至封裝基板21上的引線圖案。
在半導體芯片中，本體22的頂表面22a上的電極焊盤28通過凸塊23連接至基板21，一些凸塊是連接至基板地線的接地凸塊23a。形成在基板21的引線圖案29與半導體芯片的電極焊盤28之間的凸塊23由金、銅、鋁、或其合金制成，并用于連接基板的引線和半導體芯片。
接地凸塊23a與過孔27中填充有導電材料的導電過孔直接接觸，并用于電連接導電膜25和地線。當然，盡管導電過孔27a直接連接至凸塊23，但是，如果將導電過孔27a電連接至基板上的接地凸塊23a，就可以實現本發明的該特征。
通過這種方式，形成在半導體芯片本體22的下表面22b和側表面上的導電膜25電連接至地線。因此，使得從半導體芯片產生的電磁波流向地線，從而被阻斷。這相應地抑制了噪音的發生。此外，這屏蔽了從外界感應給半導體芯片的電磁波，從而抑制了來自電磁波的干擾。
為了在半導體芯片的下表面22b和側表面上容易形成導電膜25，將導電漆直接涂覆或噴涂在半導體芯片的頂表面和側表面上。
圖3a是示出了根據本發明實施例的半導體芯片的透視圖。
參照圖3a，半導體芯片具有本體，該本體在其形成有圖案的頂表面32a上設置有電極焊盤38，以及在其下表面32b上設置有金屬膜35。金屬膜35具有過孔37，所述過孔穿過半導體芯片的本體32。金屬膜35與過孔37中填充有導電材料的導電過孔37a接觸。過孔37連接至半導體芯片本體32的頂表面32a上的電極焊盤38。
過孔37可以通過激光處理或諸如活性離子蝕刻的干法蝕刻形成。過孔37可以具有各種形狀，諸如圓形、三角形和多邊形。過孔37可以具有一致的橫截面。可替換地，過孔37可以具有與其頂表面32a近似成比例的更大或更小的橫截面。
過孔37填充有導電材料，以形成導電過孔37a，并且該過孔延伸至半導體芯片32的頂表面32a上的電極焊盤，以電連接導電膜35和基板上的地線。
導電過孔37a可以通過電鍍形成，并且導電材料采用所有可電鍍的金屬，諸如金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎳(Ni)、和鎢(W)。
可替換地，導電過孔37a可以通過真空蒸發、濺射、化學氣相沉積以及通過裝填和燒結導電膠而形成。用于填充過孔37的導電材料例如為金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鎢(W)、及其合金。
為了在半導體芯片本體32的下表面32b上容易形成導電膜35，將導電漆直接涂覆或噴涂在半導體芯片本體的下表面上。
圖3b示出了具有安裝在基板上的半導體芯片的半導體芯片封裝件的橫截面圖。
參照圖3b，半導體芯片倒裝接合在基板31上。
半導體芯片具有本體32，所述本體在其頂表面32a上設置有多個電極焊盤38。
導電膜35形成在半導體芯片本體32的未形成電極焊盤的下表面32b上。而且，過孔37穿過半導體芯片本體32的頂表面32a和下表面32b。
此外，半導體芯片本體32的頂表面32a上的電極焊盤38通過凸塊33連接至基板31上的引線圖案39，其中一些凸塊是連接至基板上的地線的接地凸塊33a。形成在基板31的引線圖案39與半導體芯片的電極焊盤38之間的凸塊由金、銅、鋁、或其合金制成，并用于將基板的導線與芯片連接。
接地凸塊33a直接與過孔37中填充有導電材料的導電過孔37a接觸，并用于將導電膜35電連接至基板上的地線。當然，盡管導電過孔37a直接連接在另一個凸塊33上，但如果將導電過孔37a電連接至基板上的接地凸塊33a，就可以實現本發明的該特征。
盡管沒有示出，可以形成阻擋金屬膜，以方便在接地凸塊33a與導電過孔37a之間進行接合，并防止因使用芯片而伴隨產生的熱量引起裂紋，從而確保芯片的可靠性。阻擋金屬膜可以由選自以下組中的一種材料制成鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、Ti/TiN和Ta/TaN。阻擋金屬膜優選地通過化學氣相沉積法形成。
過孔37填充有導電材料，以形成導電過孔37a，并且該過孔延伸至接地凸塊33a，所述接地凸塊形成于設置在半導體芯片本體32的頂表面32a上的電極焊盤上，以將導電膜35與基板上的地線電連接。
通過這種方式，形成在半導體芯片本體32的下表面32b上的導電膜35電連接至地線。因此，使得從半導體芯片產生的電磁波流向地線，從而被阻斷。這相應地抑制了噪音的發生。此外，這屏蔽了從外界感應給半導體芯片的電磁波，從而抑制了來自電磁波的干擾。
當在各個半導體芯片上設置相互隔離的導電膜材料時，導電膜35可以僅形成在半導體芯片本體32的下表面32b上。
此處，至少一個過孔穿過半導體芯片本體32的頂表面和下表面，并填充有導電材料。然后導電膜形成在半導體芯片本體的下表面上，以與導電材料接觸。導電膜35可以通過直接涂覆或噴涂用于屏蔽電磁波的導電漆而容易地形成。
可替換地，在導電膜形成于半導體芯片下表面上的結構中，過孔和導電膜形成于被切割成單位芯片之前的晶片上，然后將晶片切割成單位芯片。因此，這簡化了制造方法。
圖4a至圖4d示出了在晶片上制造圖3a的半導體芯片的制造方法。
為了在晶片上制作其中具有導電膜的半導體芯片，準備好晶片，在晶片上的每個單位晶片區域中形成至少一個過孔，在過孔中填充導電材料，在晶片的下表面上形成導電膜，并將晶片切割成單位芯片。
參照圖4a，在每個單位芯片區域上形成過孔，以進行從晶片頂表面上的電極焊盤至晶片下表面的連接，晶片頂表面上形成有電路圖案和電極焊盤。圖4a是晶片的下表面朝上的透視圖。過孔47通過機械拋光或激光處理形成。為實現本發明的一個方面，必須在每個單位芯片區域上形成至少一個過孔。此處，過孔連接至設置在電路圖案周圍(未示出)的一個電極焊盤，所述電路圖案形成于晶片的頂表面上。即，電極焊盤連接至基板的地線。
參照圖4b，用導電材料填充形成于每個單位芯片區域上的過孔47，以形成導電過孔47a。這使得半導體芯片本體42的下表面上的導電膜45能夠電連接至基板的地線。
參照圖4c，在晶片的下表面上形成導電膜。導電膜45可以通過直接涂覆或噴涂用于屏蔽電磁波的導電漆而形成。與在每個單位芯片上形成半導體膜的情況相比，這簡化了工序并且節省了材料成本。
此處，導電膜45與過孔47中填充有導電材料的導電過孔47a直接接觸。優選地，導電膜45由與填充在過孔47中的材料相同的導電材料制成。
參照圖4d，將晶片切割成每個單位芯片，以生產根據本發明的半導體芯片。在半導體芯片本體42的下表面上形成導電膜45，并使導電膜與填充在過孔47中的導電材料相接觸。因此，導電過孔47a連接導電膜45和基板的地線。
此外，可選地，可以在切割的半導體芯片的側表面上形成屏蔽導電材料，以增強導電膜的屏蔽效果。
盡管未示出，切割的半導體芯片倒裝接合在基板上，以將導電過孔連接至基板的地線，從而生產根據本發明的半導體芯片封裝件。
實施例和附圖僅是示例性的，并不限制本發明。因此，可以以不同方式設置導電膜和過孔。
如上所述，根據本發明的示例性實施例，當半導體芯片安裝在基板上時，屏蔽金屬膜連接至地線，以增強電磁波的屏蔽效果，并確保芯片以最小體積安裝。
另外，可以在晶片上制造半導體芯片，以簡化制造過程。
盡管已經結合優選實施例示出并描述了本發明，但是對本領域技術人員很顯然，在不脫離由所附權利要求限定的本發明精神和范圍的條件下，可以進行修改和變換。
權利要求
1.一種半導體芯片，包括本體，具有其上形成有電路圖案的頂表面、與所述頂表面相對的下表面以及多個側表面；多個電極焊盤，形成在所述本體的頂表面上，以連接至外部端子；屏蔽導電膜，形成在所述本體的除形成有所述圖案的頂表面之外的表面上；以及導電過孔，延伸穿過所述本體，以將一個所述電極焊盤與所述導電膜連接。
2.根據權利要求1所述的半導體芯片，其中，連接至所述導電過孔的所述電極焊盤接地。
3.根據權利要求1所述的半導體芯片，其中，所述導電膜僅形成于所述本體的下表面上。
4.一種半導體芯片封裝件，包括半導體芯片，所述芯片包括本體，具有其上形成有電路圖案的頂表面、與所述頂表面相對的下表面以及多個側表面；多個電極焊盤，形成在所述本體的頂表面上，以連接至外部端子；屏蔽導電膜，形成于所述本體的除形成有所述圖案的頂表面之外的表面上；以及導電過孔，延伸穿過所述本體，以將一個所述電極焊盤與所述導電膜連接，基板，所述基板上形成有接地引線圖案和多個引線圖案；以及多個凸塊，設置在所述半導體芯片的各個所述電極焊盤與所述基板的各個引線圖案之間，以將所述半導體芯片與所述基板電連接。
5.根據權利要求4所述的半導體芯片封裝件，其中，連接至所述過孔的所述電極焊盤連接在所述基板的所述接地引線圖案上。
6.根據權利要求4所述的半導體芯片封裝件，其中，所述導電膜僅形成于所述半導體芯片的下表面上。
7.一種制造半導體芯片的方法，該方法包括在包括單位芯片區域的晶片中形成過孔，以進行從所述晶片的頂表面上的電極焊盤至所述晶片下表面的連接，所述晶片的頂表面上形成有電路圖案，所述晶片下表面與所述頂表面相對，從而在每個單位芯片區域中形成至少一個過孔；用導電材料填充所述過孔；在所述晶片的下表面上形成導電膜，以與填充在所述過孔中的導電材料接觸；以及將所述晶片切割成單位芯片。
8.根據權利要求7所述的制造方法，還包括在切割的半導體芯片的側表面上形成屏蔽導電材料。
全文摘要
在半導體芯片中，本體具有其上形成有圖案的頂表面、與頂表面相對的下表面以及多個側表面。多個電極焊盤形成于本體的頂表面上，以連接至外部端子。屏蔽導電膜形成于本體的除形成有圖案的頂表面之外的表面上。導電過孔延伸穿過本體，以連接一個電極焊盤和導電膜。
文檔編號H01L21/50GK101075594SQ20071008013
公開日2007年11月21日 申請日期2007年2月12日 優先權日2006年5月16日
發明者李泰秀, 樸胤輝 申請人:三星電機株式會社