專利名稱：防止翹曲的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種封裝結(jié)構(gòu)，更特別有關(guān)于一種防止翹曲的封裝結(jié)構(gòu)及以其制造方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體的封裝加工制程中，一般可約略分為晶圓切割、粘晶、焊線、封膠、印字、包裝。其中，封膠(molding)的主要目的為防止?jié)駳庥赏獠壳秩?、與外部電氣絕緣、有效地將內(nèi)部產(chǎn)生的熱排出于外部以及提供能夠手持的形體。一封膠過(guò)程大體上為將模具置于一具有半導(dǎo)體芯片或電子組件的基板上，再將固態(tài)的封膠塑料(Epoxy Molding Compound；EMC)加熱溶融成液態(tài)，經(jīng)由柱塞(plunger)施予壓力進(jìn)入該模具的模穴里，使得封膠塑料密封住該基板上的芯片或電子組件以形成一完全氣密的封膠體，待封膠體硬化之后，再進(jìn)行脫模完成封膠制程。
當(dāng)一封裝構(gòu)造大量生產(chǎn)時(shí)，一般是將復(fù)數(shù)個(gè)半導(dǎo)體芯片或電子組件設(shè)置于一封裝基板上，以同時(shí)進(jìn)行封膠制程，接著，再對(duì)該封裝基板進(jìn)行切割，以形成復(fù)數(shù)個(gè)封裝單元。然而，由于該封膠制程所使用的封膠塑料與該封裝基板的熱膨脹系數(shù)不同，因此在封膠后的硬化(curing)制程中，該封裝基板與該封膠塑料間是會(huì)隨溫度變化而產(chǎn)生不同的膨脹或收縮量而導(dǎo)致該封裝基板產(chǎn)生應(yīng)力而翹曲(warpage)；且當(dāng)硬化時(shí)的溫度越高或時(shí)間越長(zhǎng)，該封裝基板所產(chǎn)生的翹曲就越大，使得后續(xù)切割制程難以進(jìn)行。再，由于該半導(dǎo)體芯片或電子組件是結(jié)合在封裝基板上，因此亦會(huì)產(chǎn)生一彎曲力矩施加在該半導(dǎo)體芯片或電子組件上，而若該彎曲力矩太大，其甚至?xí)斐稍摪雽?dǎo)體芯片或電子組件的損壞。
然而，對(duì)于以上述封裝方式完成封裝構(gòu)造的光學(xué)組件而言，如平面柵格數(shù)組(Land Grid Array；LGA)封裝方式；封裝基板的翹曲現(xiàn)象是更為嚴(yán)重，因?yàn)槠浔仨毨靡煌该鞣饽z樹(shù)脂作為其封膠塑料，而通常該透明封膠樹(shù)脂的溫度膨脹系數(shù)是比一般無(wú)透明的封膠塑料更高，因此于封膠制程時(shí)，封裝基板的翹曲是會(huì)更為嚴(yán)重。
有鑒于此，便有需要提供一種防止翹曲的封裝基板結(jié)構(gòu)，用以解決封膠制程時(shí)對(duì)基板所造成的翹曲問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種防止翹曲的封裝結(jié)構(gòu)，用以解決因封裝基板翹曲所造成的問(wèn)題及缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制造封裝構(gòu)造的方法，用以防止因封裝基板翹曲所造成的問(wèn)題及缺點(diǎn)，進(jìn)而提高封裝構(gòu)造的產(chǎn)能與穩(wěn)定性。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種防止翹曲的封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)是包含復(fù)數(shù)個(gè)芯片以及一加固構(gòu)件，該復(fù)數(shù)個(gè)芯片是設(shè)置于該封裝基板的上表面，而該加固構(gòu)件是環(huán)繞固定于該復(fù)數(shù)個(gè)芯片所對(duì)應(yīng)的封裝基板下表面的周圍區(qū)域上；其特征是在于通過(guò)由該加固構(gòu)件的設(shè)置與封膠，是可防止該芯片進(jìn)行封膠制程時(shí)于基板上所造成的翹曲應(yīng)力。
本發(fā)明另提供一種制造封裝構(gòu)造的方法，該方法包含步驟如下提供一封裝基板；設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)芯片于該基板的上表面上，并設(shè)置一加固構(gòu)件環(huán)繞固定于該芯片所對(duì)應(yīng)的該基板下表面的周圍區(qū)域上；提供一封膠模具，其具有一上模、一下模及一注膠口，該上模界定一封裝模穴對(duì)應(yīng)該芯片，該下模界定一澆道模穴對(duì)應(yīng)該加固構(gòu)件，而該注膠口是位于該封膠模具的邊緣，且與該上模穴與該下模穴相通；將該封裝基板置于該封膠模具的上模與下模之間，使該封裝模穴對(duì)應(yīng)該芯片，而該澆道模穴對(duì)應(yīng)該加固構(gòu)件；由該注膠口注入一封膠塑料，以對(duì)該封裝基板的該芯片與該加固構(gòu)件進(jìn)行封膠；以及切割該封裝基板，以將該芯片切成個(gè)別的封裝單元，并通過(guò)此將該加固構(gòu)件切除。
根據(jù)本發(fā)明的防止翹曲的封裝結(jié)構(gòu)以及制造封裝構(gòu)造的方法，是通過(guò)由一加固構(gòu)件的設(shè)置與封膠，進(jìn)而平衡封裝基板的芯片設(shè)置區(qū)域于封膠時(shí)所產(chǎn)生的翹曲應(yīng)力，以有效解決因封裝基板彎曲所造成的問(wèn)題及缺點(diǎn)。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的頂視圖；圖2是為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的底視圖；圖3是為圖1中沿線A-A的剖視圖；圖4是用以說(shuō)明一加固環(huán)設(shè)置于一基板主體的方式；圖5是為圖3的基板主體置于一封膠模具中的剖面示圖；圖6是為圖5的基板主體于注入一封膠塑料后的剖面示圖；圖7是為封裝結(jié)構(gòu)完成封膠制程且經(jīng)過(guò)一硬化制程后的頂透視圖；圖8是為封裝結(jié)構(gòu)完成封膠制程且經(jīng)過(guò)一硬化制程后的底透視圖；圖9是顯示了具有四個(gè)芯片設(shè)置區(qū)域的封裝結(jié)構(gòu)于封膠制程后的頂透視圖；圖10是顯示了具有四個(gè)芯片設(shè)置區(qū)域的封板結(jié)構(gòu)于封膠制程后的底透視圖；圖11是為本發(fā)明的加固構(gòu)件的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
如圖1、2及3所示，是分別為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的頂視圖、底視圖及沿圖1線A-A的剖視圖。其顯示了一基板主體10，其是包含了一上表面12及一下表面14，該上表面12上是界定了兩個(gè)芯片設(shè)置區(qū)域16，且該每一芯片設(shè)置區(qū)域16上是設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)芯片18，其中該復(fù)數(shù)個(gè)芯片18是以數(shù)組方式排列于該芯片設(shè)置區(qū)域16上。該基板主體10是另界定了兩個(gè)各別圍繞于該兩芯片設(shè)置區(qū)域16的周圍區(qū)域20，而對(duì)應(yīng)該周圍區(qū)域20的下表面14的區(qū)域上是設(shè)置有一加固環(huán)22，如圖2所示。
圖4是用以說(shuō)明該加固環(huán)22設(shè)置于該基板主體10的方式，其中該加固環(huán)22的底部24上是具有復(fù)數(shù)個(gè)定位梢26向外突出，且該復(fù)數(shù)個(gè)定位梢26較佳是平均的分散突出于該底部24上；另外，該下表面14上是具有復(fù)數(shù)個(gè)定位孔28，其位置是對(duì)應(yīng)于該復(fù)數(shù)個(gè)定位梢26，而該加固環(huán)22是通過(guò)由該復(fù)數(shù)個(gè)定位梢26與該復(fù)數(shù)個(gè)定位孔28接合而緊固地定位于該基板主體10的下表面14上。較佳地，該加固環(huán)的底部24是可涂上一粘膠，使得該加固環(huán)22可更牢固地接合于該基板主體10的下表面14上。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的加固環(huán)22，其材料是由耐高溫的塑料或金屬材質(zhì)所制成，其耐高溫程度是必須至少可耐封膠塑料的溶融溫度，如此以達(dá)到本發(fā)明防止基板翹曲的目的。
請(qǐng)參考圖5，是為圖3中的基板主體10置于一封膠模具30中的剖面示圖。于本實(shí)施例中，該基板主體10的下表面14是朝上，而該上表面12是朝下而置于該模具30中。該封膠模具30是具有一下模32、一上模34及一注膠36，其中該下模32是相對(duì)于該封裝基板10的上表面12，且具有兩封裝模穴38分別對(duì)應(yīng)并容納該兩芯片設(shè)置區(qū)域16上的該芯片18，以界定一注膠空間40，用以注入一封膠塑料覆蓋于該芯片18上；而該上模34是相對(duì)于該封裝基板10的下表面14上，且具有兩環(huán)形澆道(Runner)模穴42分別對(duì)應(yīng)并容納該兩加固環(huán)22，以界定另一注膠空間44，用以注入一封膠塑料覆蓋于該兩加固環(huán)22上；另外，該注膠36是位于該封膠模具30的上模34，且是通過(guò)由其它注膠通道(未顯示)而與該封裝模穴38及該澆道模穴42相通。再，當(dāng)該基板主體10進(jìn)行封膠制程時(shí)，是由該注膠36注入一封膠塑料46，以填滿該封裝模穴38及該澆道模穴42所界定的注膠空間40、44，使得該芯片18與該加固環(huán)22被該封膠塑料46覆蓋于其內(nèi)，如圖6所示。
應(yīng)了解到，該基板主體10的下表面14朝上而置于該模具30內(nèi)進(jìn)行注膠的目的，是可防止該加固環(huán)22于注膠過(guò)程時(shí)從該基板主體10的下表面14脫落的問(wèn)題發(fā)生。然而，若該加固環(huán)22通過(guò)由任何固定機(jī)制如卡榫以及上述的定位梢26與粘膠等而牢固地固定于該基板主體10的下表面14時(shí)，該基板主體10的下表面14亦可朝下而置于一相對(duì)的模具中進(jìn)行注膠。
當(dāng)該封裝基板結(jié)構(gòu)完成封膠制程且經(jīng)過(guò)一硬化(curing)制程后，其頂透視圖及底透視圖是如圖7及8所示。該基板主體10上表面12上的該芯片18與下表面14上的加固環(huán)22是分別通過(guò)由該封膠塑料46硬化后所形成的加固封膠體48與芯片封膠體50所覆蓋。最后，對(duì)該基板主體進(jìn)行切割制程，以將該芯片18切成個(gè)別的封裝單元，并通過(guò)由該切割制程將該加固構(gòu)件沿線C-C、D-D、C1-C1及D1-D1切割移除掉。
本發(fā)明的實(shí)施例較佳是應(yīng)用于光學(xué)平面柵格數(shù)組形式(OpticalLand Grid Array；Optical LGA)的封裝結(jié)構(gòu)中；如圖7所示，當(dāng)本發(fā)明的封裝基板結(jié)構(gòu)是用以制造光學(xué)平面柵格數(shù)組形式的封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，該芯片18是為光學(xué)組件，而用以包覆該芯片18的封膠塑料46是為一透明封膠樹(shù)脂。應(yīng)了解到，本發(fā)明的封裝基板結(jié)構(gòu)是可有效防止一透明封膠樹(shù)脂與封裝基板因熱膨脹系數(shù)相差太大所產(chǎn)生的基板翹曲現(xiàn)象。
如圖9及圖10所示，其是顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有四個(gè)芯片設(shè)置區(qū)域的封裝基板結(jié)構(gòu)于封膠制程后的頂透視圖及底透視圖。于此實(shí)施例中，該基板主體10的上表面12是具有四個(gè)芯片設(shè)置區(qū)域16，每一芯片設(shè)置區(qū)域16上是設(shè)置了復(fù)數(shù)個(gè)芯片18；另外，于每一芯片設(shè)置區(qū)域16所對(duì)應(yīng)的基板主體下表面14的周圍區(qū)域上，是分別設(shè)置一加固環(huán)22環(huán)繞固定于其上，以加強(qiáng)該基板主體10的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；接著，進(jìn)行一注膠制程，以形成芯片封膠體50覆蓋于該芯片18上，并同時(shí)形成加固封膠體48覆蓋于每一加固環(huán)22上。最后，該封裝基板結(jié)構(gòu)是通過(guò)由芯片切割制程將每一加固環(huán)22切除，并將該芯片18切成個(gè)別的封裝單元。
因此，根據(jù)上述實(shí)施例是可了解到，本發(fā)明是可應(yīng)用于具有復(fù)數(shù)個(gè)芯片設(shè)置區(qū)域的一封裝基板上，通過(guò)由在該每一芯片設(shè)置區(qū)域所相對(duì)的下表面上設(shè)置加固環(huán)，防止了在注膠制程時(shí)，該封裝基板所產(chǎn)生的翹曲現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，是可將圖10中的加固環(huán)22通過(guò)由復(fù)數(shù)個(gè)加固條22a所取代，如圖11所示，其亦可同樣達(dá)到本發(fā)明防止封裝基板翹曲的目的。再，應(yīng)了解到，本發(fā)明的加固環(huán)或加固條于基板主體下表面14所圍繞的區(qū)域范圍，其所對(duì)應(yīng)的芯片設(shè)置區(qū)域并不限于一個(gè)，其亦可為兩個(gè)或兩個(gè)以上。
根據(jù)本發(fā)明的特征在于設(shè)置了加固構(gòu)件如加固環(huán)或加固條于封裝基板的下表面上，其不但可加強(qiáng)該封裝基板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；另外，對(duì)芯片與加固構(gòu)件同時(shí)進(jìn)行封膠制程，更可均衡一封膠塑料對(duì)該封裝基板的上下表面由于熱膨脹系數(shù)不一致所造成的翹曲應(yīng)力，進(jìn)而防止該封裝基板的翹曲現(xiàn)象。
雖然本發(fā)明已以前述較佳實(shí)施例揭示，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與修改。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種防止翹曲的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于包含一基板主體，具有一上表面與一下表面，且該上表面具有至少一芯片設(shè)置區(qū)域；復(fù)數(shù)個(gè)芯片，設(shè)置于該芯片設(shè)置區(qū)域上；以及一加固構(gòu)件，其是環(huán)繞固定于該芯片設(shè)置區(qū)域所對(duì)應(yīng)的基板主體下表面的周圍區(qū)域上。
2.如權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于還包含一芯片封膠體與一加固封膠體，該芯片封膠體是包覆于該芯片設(shè)置區(qū)域的該芯片上，且該加固封膠體是包覆于該周圍區(qū)域的加固構(gòu)件上。
3.如權(quán)利要求2所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該芯片封膠體與該加固封膠體是由透明封膠樹(shù)脂形成。
4.如權(quán)利要求3所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該芯片是為光學(xué)組件。
5.如權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該芯片是以數(shù)組方式排列設(shè)置于該芯片設(shè)置區(qū)域上。
6.如權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該基板主體的下表面上是界定了復(fù)數(shù)個(gè)定位孔，且該加固構(gòu)件的底部是具有復(fù)數(shù)個(gè)定位梢，分別接合于該定位孔中，使得該加固構(gòu)件緊固地定位于該基板主體的下表面上。
7.如權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該加固構(gòu)件是為一加固環(huán)。
8.如權(quán)利要求7所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該加固構(gòu)件是由金屬制成。
9.如權(quán)利要求7所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該加固構(gòu)件是由塑料制成。
10.如權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該加固構(gòu)件是由復(fù)數(shù)個(gè)加固條所組成。
11.如權(quán)利要求10所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該加固構(gòu)件是由金屬制成。
12.如權(quán)利要求10所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該加固構(gòu)件是由塑料制成。
13.一種制造封裝構(gòu)造的方法，其特征在于包含下列步驟提供一封裝基板，具有一上表面及一下表面，該上表面具有至少一芯片設(shè)置區(qū)域；設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)芯片于該芯片設(shè)置區(qū)域上，以及設(shè)置一加固構(gòu)件環(huán)繞固定于該芯片設(shè)置區(qū)域所對(duì)應(yīng)的封裝基板下表面的周圍區(qū)域上；提供一封膠模具，其具有一下模、一上模及一注膠口，該下模界定一封裝模穴對(duì)應(yīng)該芯片，該上模界定一澆道模穴對(duì)應(yīng)該加固構(gòu)件，而該注膠口是位于該封膠模具上，且與該封裝模穴及該澆道模穴相通；將該封裝基板置于該封膠模具的下模與上模之間，使該封裝模穴對(duì)應(yīng)該芯片，而該澆道模穴對(duì)應(yīng)該加固構(gòu)件；由該注膠口注入一封膠塑料，以對(duì)該封裝基板的該芯片與該加固構(gòu)件進(jìn)行封膠；以及切割該封裝基板，以將該芯片切成個(gè)別的封裝單元，并通過(guò)此將該加固構(gòu)件切除。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于由該注膠口注入一封膠塑料時(shí)，該封裝基板的下表面是朝上，而該上表面是朝下，使該封裝基板以倒置方式注入該封膠塑料。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于該封膠塑料是為一透明封膠樹(shù)脂。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于該芯片是為光學(xué)組件。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于該個(gè)別的封裝單元是為平面柵格數(shù)組形式的封裝結(jié)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于該封裝基板的下表面上是界定了復(fù)數(shù)個(gè)定位孔，且該加固構(gòu)件的底部是具有復(fù)數(shù)個(gè)定位梢，分別接合于該定位孔中，使得該加固構(gòu)件緊固地定位于該封裝基板的下表面上。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于該加固構(gòu)件是為一加固環(huán)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于該加固構(gòu)件是由金屬制成。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于該加固構(gòu)件是由塑料制成。
22.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于該加固構(gòu)件是由復(fù)數(shù)個(gè)加固條所組成。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于該加固構(gòu)件是由金屬制成。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于該加固構(gòu)件是由塑料制成。
全文摘要
一種防止翹曲的封裝結(jié)構(gòu)，包含復(fù)數(shù)個(gè)芯片以及一加固構(gòu)件，該復(fù)數(shù)個(gè)芯片是設(shè)置于該封裝基板的上表面，而該加固構(gòu)件是環(huán)繞固定于該芯片所對(duì)應(yīng)的封裝基板下表面的周圍區(qū)域上；其特征是在于通過(guò)由該加固構(gòu)件的設(shè)置與封膠，是可防止該芯片進(jìn)行封膠制程(molding process)時(shí)于基板上所造成的翹曲應(yīng)力。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1719589SQ20041006372
公開(kāi)日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2004年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月7日
發(fā)明者余國(guó)寵 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司