[發明專利]芯片封裝結構和方法

有效

• 申請號: 201611192303.3
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108231700B
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 李揚淵;皮孟月
• 申請（專利權）人: 蘇州邁瑞微電子有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L21/56
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

本發明涉及芯片封裝結構和相應以及封裝方法，封裝結構主要包括基板具有相對設置的第一表面和第二表面；芯片，包括功能面和與功能面相對設置的非功能面，芯片非功能面安裝在基板的第一表面上；填充材料，設置在基板的第一表面上并圍繞芯片；硬質蓋板，覆蓋在芯片的功能面上；芯片、基板、填充材料和硬質蓋板具有互相匹配的熱膨脹系數；相對于現有技術獲得的進步是能夠減少芯片的翹曲。

技術領域

本發明涉及一種芯片封裝結構和構建此種封裝結構的方法，特別是熱封裝裝芯片領域。

背景技術

芯片在封裝過程中將固定有芯片的基板放入壓膜設備中在壓膜設備中注入或封裝料流體或熔融封裝料形成流體封裝芯片和基板經冷卻形成封裝模組，在某些應用需求中需要在封裝模組的表面覆蓋硬質蓋板。在現有的封裝方法中，芯片表面的硬質蓋板會使用粘接劑將硬質蓋板與芯片表面結合在一起，然后再采用高溫烘烤將粘接劑固化。

當前的封裝方法的缺點有：

1.工藝速度慢，效率低，步驟多包括表面清洗、上膠、貼蓋板、烘烤等步驟；

2.工藝不穩定，良率低；如粘接劑的厚度不穩定，導致最終產品表面不平整；如封裝材料的熱膨脹系數大于基板的熱膨脹系數大于芯片的熱膨脹系數導致芯片高度不穩定，封裝表面產生內凹翹曲，在貼合硬質蓋板前需要先進磨平。

針對上述現有技術存在的缺點，申請號為：20510336488.X，名稱為：一種IC封裝方法及其封裝結構的中國專利提出了新的封裝方法：

芯片以陣列的方式排布在基板上，并通過焊線或硅通孔工藝使得芯片電性連接固定于基板上；將硬質蓋板預先放入壓膜設備中，隨后撒入封裝料隨后固定有芯片基板被放入壓膜設備，壓膜設備中熔融封裝流體材料進入基板上芯片外圍空間，封裝材料還覆蓋芯片的表面此部分封裝材料體積較少；由于材料本身的特性，封裝材料、基板、芯片和硬質蓋板的熱膨脹系數分別具有大(20ppm/℃)、中(10～15ppm/℃)、小(4ppm/℃)、小(小于10ppm/℃)的取值。熱膨脹系數較大的封裝材料與熱膨脹系數小的芯片收縮速度不同而產生″W″型翹曲即芯片的中心部分向外凸出芯片與芯片之間的部分向內凹陷。在指紋芯片模組等應用中，翹曲的封裝材料能夠透過硬質蓋板的油墨層顯像出不均勻的色差，影響電子產品的美觀度和可靠性。

因此本申請旨在改進芯片封裝過程中的翹曲問題同時提高工藝速度改良工藝穩定性。

發明內容

為解決上述技術問題本發明提供一種芯片封裝結構以改善半導體封裝過程中的翹曲問題，并同時提供一種整板封裝結構，并且本發明還提供一種構造封裝結構的方法。

為達到上述目的本發明提供一種芯片封裝結構，包括：

基板，具有相對設置的第一表面和第二表面；

芯片，包括功能面和與功能面相對設置的非功能面，且芯片的非功能面安裝在基板的第一表面上；

填充材料，設置在基板的第一表面上并圍繞芯片；

硬質蓋板，具有相對設置的第一表面和第二表面，硬質蓋板覆蓋在芯片的功能面上；

封裝料，用于連接芯片、填充材料及硬質蓋板；

芯片、基板、填充材料和硬質蓋板具有互相匹配的熱膨脹系數，其中，芯片與填充材料的熱膨脹系數及厚度均相等。

優選地，芯片、基板、填充材料和硬質蓋板的熱膨脹系數小于15ppm/℃。

優選地，填充材料是芯片在封裝時由熔融的流體固化形成的，芯片、基板、硬質蓋板和填充材料的熱膨脹系數小于15ppm/℃。

優選地，填充材料是預制的硬質結構。

優選地，預制的硬質結構上開設有收容芯片的孔。