[發明專利]芯片封裝結構及其制造方法

在審

• 申請號: 201711431906.9
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108695265A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 鄭惟元;李正中;鄭少斐;陳文龍
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院;創智智權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所 11105
• 代理人: 陳小雯

本發明公開一種芯片封裝結構及其制造方法。上述芯片封裝結構包括設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分別小于芯片的楊氏模數、框架的楊氏模數和保護層的楊氏模數。

技術領域

本發明涉及一種封裝結構，且特別是涉及一種芯片封裝結構及其制造方法。

背景技術

半導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，大部分都采用環氧樹脂。使用在封裝膠中的環氧樹脂有雙酚A系(Bisphenol-A)、酚醛環氧樹脂(Novolac epoxy)、環狀脂肪族環氧樹脂(Cyclicaliphatic epoxy)、環氧化丁二烯(epoxydized butadiene)等。目前使用的半導體封裝材料以磷甲酚醛的多環性環氧樹脂(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和芯片以及基板的熱膨脹系數不同，易造成封裝體的翹曲(warpage)，進而造成不易進行后續的取下制作工藝與導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力，使得位于芯片側邊的模封材料易產生剝離(peeling)的問題。

發明內容

本發明一實施例提供一種芯片封裝結構包括重布線路層、芯片、框架、填充材和保護層。其中，重布線路層具有一上表面。芯片設置于重布線路層的上表面上，并電連接重布線路層。框架設置于重布線路層的上表面上，且環繞芯片。填充材設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。填充材的楊氏模數分別小于芯片、框架和保護層的楊氏模數，且填充材的填充厚度至少為保護層厚度的1.5倍。

本發明另一實施例提供一種芯片封裝結構包括重布線路層、芯片、框架、填充材和保護層。其中，重布線路層具有一上表面。芯片設置于重布線路層的上表面上，并電連接重布線路層。框架設置于重布線路層的上表面上，且環繞芯片。低粘度的填充材設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。填充材的楊氏模數分別小于芯片、框架和保護層的楊氏模數。

依照另一實施例，填充材的熱膨脹系數小于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小于該框架與該保護層的熱膨脹系數。

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、陶瓷或熱固性環氧樹脂。

本發明一實施例也提供一種芯片封裝結構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。

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