[發明專利]一種增進硅片級封裝(WLP)可靠度的封裝結構

無效

• 申請號: 200810082323.4
• 申請日: 2008-02-29
• 公開（公告）號: CN101256991A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 楊文焜;林殿方
• 申請（專利權）人: 育霈科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/29
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明是關于一種封裝結構，尤其是指一種增進硅片級封裝(WLP)可靠度的封裝結構。

背景技術

于半導體組件組裝中，一半導體芯片(亦關于一集成電路芯片或“晶粒”)可黏著于封裝基板上，無須導線架或焊線。此類芯片形成球型顆粒或焊料凸塊以固著于I/O焊墊。

于傳統封裝方法，一半導體晶粒與一封裝基板，經由一焊料熔接程序(solderjoining?operation)，以作為電路連接與機械固著。此晶粒對準并放置于一基板上的放置位置，以為此晶粒的錫球對準電氣接墊或預焊于此基板上。此基板一般為有機材料(organic?material)或薄片(laminate)所組成，以加熱方式使之成為合金(alloy)，并于此晶粒與此封裝基板間，形成電氣連結，接著此封裝冷卻硬化此連結。

一般而言半導體封裝于正常操作下，易受溫度循環影響，為增進封裝的熱性能與可靠度，經常使用緩沖層。緩沖層的目的在于限制基板，以防止電子組件于封裝操作中，因熱循環造成的基板與晶粒間的相對扭曲或移動。此種移動可能為此晶粒與基板材料間的不同的熱膨脹系數(coefficientsof?thermal?expansion，CTE)所造成，且在此晶粒或此封裝中所產生的應力，可能造成電路與機械失效。緩沖層的目的即在于，降低封裝中的各種單元間，由不同的CTE所產生的應力，其單元包含晶粒、基板。

此種封裝結構的問題，在于焊料熔接由高溫冷卻時，由于基材與晶粒的材料間不同的熱膨脹系數(CTE)，使得整個封裝遭受極高的應力。此固接材料于冷卻工藝中所承受的高應力，可能造成其變形或碎裂，導致封裝失效(package?malfunction)。

更進一步，此緩沖層位于數組錫球間，當封裝落下時，因其錫球的球部抗切強度(ball?shear?strength)高于其中的緩沖層，未必能承受沖擊，而造成緩沖層剝離。根據以上，目前急需一先進封裝與其方法，以增進其可靠度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硅片級封裝(WLP)封裝結構，以增進可靠度。

為實現上述目的，本發明提供的增進可靠度的封裝結構，其包含：

一柔軟區域其位于此封裝結構的DNP(中性點距離)區外側，其中該柔軟區域具有第一介電層以吸收熱應力；且

一堅硬區域其位于此封裝結構的DNP(中性點距離)區之內，其中在堅硬區域中的第二介電層材料，硬度高于第一介電層。

所述的封裝結構，其中，該DNP的長度于0.3mm的錫球約為3-4mm。

所述的封裝結構，其中，于上述堅硬區域的該第二介電層材料的CTE，其范圍在20-80ppm。

所述的封裝結構，其中，上述堅硬區域中的該第二介電層材料的伸長百分比，小于10％。

所述的封裝結構，其中，上述堅硬區域中的該第二介電層材料，可為苯環丁烯(BCB)、聚亞酰胺(PI)。

所述的封裝結構，其中，上述堅硬區域的球部抗切強度，大于此柔軟區域的球部抗切強度。

所述的封裝結構，其中，上述柔軟區域中的該第一介電層材料的伸長百分比，約為30-50％。

所述的封裝結構，其中，上述柔軟區域面積大于此堅硬區域的面積。

所述的封裝結構，其中，于上述柔軟區域的該第一介電層材料的熱膨脹系數大于100ppm。

所述的封裝結構，其中，于上述柔軟區域的該第一介電層，可為硅基介電質-硅氧烷高分子(Siloxane?Polymer，SINR)或道康寧WL5000/3000系列。

換言之，本發明的封裝結構，其具有錫球用以連接(焊接soldering?join)于印刷電路板，以增進硅片級封裝(Wafer?Level?Package，WLP)的可靠度，此封裝包含一柔軟區域，其位于此封裝結構中性點距離(distance?fromneutral?point，DNP)區域的外側，此柔軟區域具有彈性介電層，以吸收熱應力。一堅硬區域其位于封裝結構的DNP區域中，其堅硬區域中的介電層材料硬度高于柔軟區域，此DNP區域的定義可基于距離、錫球(solder?balls)的大小與金屬接墊(metal?pads)的開放空間。