[發(fā)明專利]芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711431906.9
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108695265A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭惟元;李正中;鄭少斐;陳文龍
• 申請（專利權(quán)）人: 財團法人工業(yè)技術(shù)研究院;創(chuàng)智智權(quán)管理顧問股份有限公司
• 主分類號: H01L23/29
• 分類號: H01L23/29;H01L23/31;H01L21/56
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發(fā)明公開一種芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。上述芯片封裝結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在芯片周圍的框架、填入于芯片和框架之間空隙的填充材以及覆蓋于芯片、框架和填充材之上的保護層。其中填充材的楊氏模數(shù)分別小于芯片的楊氏模數(shù)、框架的楊氏模數(shù)和保護層的楊氏模數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種封裝結(jié)構(gòu)，且特別是涉及一種芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體封裝的方式分為陶瓷封裝和樹脂封裝兩種方式。陶瓷封裝具有防潮性佳、壽命長，但成本費用高；樹脂封裝具有成本低、產(chǎn)量大且性能符合市場需求，故目前是以樹脂封裝為主。一般樹脂封裝用的高分子材料有環(huán)氧樹脂(Epoxy)、聚酰亞胺(Polyimide；PI)、酚醛樹脂(Phenolics)、硅氧樹脂(Silicones)等。這四種材料中，除散熱量大的動力元件必須用成本較高的硅氧樹脂外，大部分都采用環(huán)氧樹脂。使用在封裝膠中的環(huán)氧樹脂有雙酚A系(Bisphenol-A)、酚醛環(huán)氧樹脂(Novolac epoxy)、環(huán)狀脂肪族環(huán)氧樹脂(Cyclicaliphatic epoxy)、環(huán)氧化丁二烯(epoxydized butadiene)等。目前使用的半導(dǎo)體封裝材料以磷甲酚醛的多環(huán)性環(huán)氧樹脂(O-Creso Novolac Epoxy Resin；CNE)為主。

但是，對于面板級封裝制作工藝，在模封后，因模封材料熱膨脹系數(shù)和芯片以及基板的熱膨脹系數(shù)不同，易造成封裝體的翹曲(warpage)，進而造成不易進行后續(xù)的取下制作工藝與導(dǎo)致可靠度不佳的問題。此外，若使用高粘度模封材料，因封裝制作工藝所造成的熱變形與殘留應(yīng)力，使得位于芯片側(cè)邊的模封材料易產(chǎn)生剝離(peeling)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一實施例提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)包括重布線路層、芯片、框架、填充材和保護層。其中，重布線路層具有一上表面。芯片設(shè)置于重布線路層的上表面上，并電連接重布線路層。框架設(shè)置于重布線路層的上表面上，且環(huán)繞芯片。填充材設(shè)置于重布線路層的上表面上，且位于框架和芯片之間。保護層覆蓋于芯片、框架和填充材之上。填充材的楊氏模數(shù)分別小于芯片、框架和保護層的楊氏模數(shù)，且填充材的填充厚度至少為保護層厚度的1.5倍。

本發(fā)明另一實施例提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)包括重布線路層、芯片、框架、填充材和保護層。其中，重布線路層具有一上表面。芯片設(shè)置于重布線路層的上表面上，并電連接重布線路層。框架設(shè)置于重布線路層的上表面上，且環(huán)繞芯片。低粘度的填充材設(shè)置于重布線路層的上表面上，且位于框架和芯片之間。保護層覆蓋于芯片、框架和填充材之上。填充材的楊氏模數(shù)分別小于芯片、框架和保護層的楊氏模數(shù)。

依照另一實施例，填充材的熱膨脹系數(shù)小于30ppm/℃。

依照另一實施例，填充材上表面的高度低于或等于芯片上表面的高度。

依照另一實施例，填充材的熱膨脹系數(shù)小于該框架與該保護層的熱膨脹系數(shù)。

依照另一實施例，填充材包括位于芯片底表面至重布線路層上表面之間的第一填充材，和位于芯片側(cè)面至框架之間的第二填充材。

依照另一實施例，第一填充材的流動性小于或等于第二填充材的流動性。

依照另一實施例，第一填充材的粘度大于或等于第二填充材的黏度。

依照另一實施例，保護層的材料包括金屬、陶瓷或熱固性環(huán)氧樹脂。

依照另一實施例，框架的材料包括金屬、陶瓷或熱固性環(huán)氧樹脂。

本發(fā)明一實施例也提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法包括形成重布線路層，然后在重布線路層上接合多個芯片。接著，在重布線路層上形成多個環(huán)繞芯片的框架，再于框架與芯片間的空隙中填入填充材。在芯片、框架和填充材之上形成保護層后，依照所需進行單體化制作工藝。

為讓本發(fā)明的內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附的附圖作詳細(xì)說明如下。