CN102064137A - 具有金属边框的半导体结构 - Google Patents

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李俊洋
翟军
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Abstract

本发明公开一种具有金属边框的半导体结构。该半导体结构包括一基板、至少一芯片及一金属边框。该基板具有一第一表面。该芯片位于该基板的第一表面，且电连接至该基板。该金属边框具有一第一部分及一第二部分，该第一部分位于该基板的第一表面，且具有一第一热膨胀系数。该第二部分位于该第一部分上，该第二部分的材质不同于该第一部分的材质，且具有一第二热膨胀系数，该第二热膨胀系数大于该第一热膨胀系数。由此，可防止该基板产生翘曲现象，以提升良率。

Description

具有金属边框的半导体结构
技术领域
本发明涉及一种半导体结构，特别是涉及一种具有金属边框的半导体结构。
背景技术
参考图1，显示现有具有金属边框的半导体结构。该现有半导体结构1包括一基板11、至少一芯片12、一金属边框13。该基板11具有一第一表面111。该芯片12位于该基板11的第一表面111，且电连接至该基板11。该基板11为有机基板，其内包括至少一金属层(图中未示)及至少一介电层(图中未示)。然而，该金属层及该介电层的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion，CTE)不同，导致该基板11经加热冷却后，容易产生翘曲(Warpage)现象。该金属边框13位于该基板11的第一表面111，其作用为使该基板11经加热冷却后，该基板11的形变程度受制于该金属边框13，以减少上述该基板11翘曲的情况。
该现有具有金属边框的半导体结构1的缺点如下。若该金属边框13的材质为铝(Al)，可有效减少该基板11的翘曲现象，但因为铝的热膨胀系数(约为23.2ppm/℃)较大，其形变程度较剧烈，而导致该金属边框13与该基板11之间产生脱层(Delamination)现象。又，若该金属边框13的材质为铜(Cu)，因为铜的热膨胀系数(约为16.8ppm/℃)较小，其形变程度较缓和，所以该金属边框13与该基板11之间不致产生脱层现象，但该基板11仍会产生翘曲现象，且该金属边框13也会产生翘曲现象。
因此，有必要提供一种具有金属边框的半导体结构，以解决上述问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种具有金属边框的半导体结构。该半导体结构包括一基板、至少一芯片及一金属边框。该基板具有一第一表面。该芯片位于该基板的第一表面，且电连接至该基板。该金属边框具有一第一部分及一第二部分，该第一部分位于该基板的第一表面，且具有一第一热膨胀系数。该第二部分位于该第一部分上，该第二部分的材质不同于该第一部分的材质，且具有一第二热膨胀系数，该第二热膨胀系数大于该第一热膨胀系数。
本发明更提供一种具有金属边框的半导体结构。该半导体结构包括一基板、至少一芯片及一金属边框。该基板具有一第一表面。该芯片位于该基板的第一表面，且电连接至该基板。该金属边框具有一第一部分及一第二部分，该第一部分位于该基板的第一表面，该第二部分位于该第一部分上，该第一部分的宽度小于该第二部分的宽度。
由此，可防止该基板产生翘曲现象，以提高合格率。
附图说明
图1为现有具有金属边框的半导体结构的立体图；
图2至图3为本发明具有金属边框的半导体结构的第一实施例的立体图及剖面示意图；
图4至图5为本发明具有金属边框的半导体结构的第二实施例的立体图及剖面示意图；
图6至图7为本发明具有金属边框的半导体结构的第三实施例的立体图及剖面示意图；及
图8至图9为本发明具有金属边框的半导体结构的第四实施例的立体图及剖面示意图。
主要组件符号说明
1    现有具有金属边框的半导体结构
2    本发明具有金属边框的半导体结构的第一实施例
3    本发明具有金属边框的半导体结构的第二实施例
4    本发明具有金属边框的半导体结构的第三实施例
5    本发明具有金属边框的半导体结构的第四实施例
11   基板
12   芯片
13   金属边框
21    基板
22    芯片
23    金属边框
111   第一表面
211   第一表面
231   第一部分
232   第二部分
233   第三部分
具体实施方式
参考图2及图3，显示本发明具有金属边框的半导体结构的第一实施例的立体图及剖面示意图。该具有金属边框的半导体结构2包括一基板21、至少一芯片22及一金属边框23。该基板21具有一第一表面211。该芯片22位于该基板21的第一表面211，且电连接至该基板21。在本实施例中，该基板11为有机基板，该芯片22以覆晶接合方式设置于该基板21的第一表面211。
该金属边框23具有一第一部分231及一第二部分232。该第一部分231位于该基板21的第一表面211，且具有一第一热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion，CTE)。该第二部分232位于该第一部分231上，该第二部分232的材质不同于该第一部分231的材质，且具有一第二热膨胀系数，该第二热膨胀系数大于该第一热膨胀系数。在本实施例中，该金属边框23围绕该芯片22。该金属边框23的厚度小于该芯片22的厚度。该第一部分231利用一第一黏胶(图中未示)黏附于该基板21的第一表面211，该第二部分232利用一第二黏胶(图中未示)黏附于该第一部分231。该第一部分231及该第二部分232的外型相同。该第一部分231的材质为铜(Cu)，该第二部分232的材质为铝(Al)。
由此，该基板21的形变程度受制于该第一部分231，且该第一部分231的形变程度受制于该第二部分232，以防止该基板21产生翘曲(Warpage)现象。此外，该第一部分231的第一热膨胀系数小于该第二部分232的第二热膨胀系数，亦即，该第一部分231的形变程度较该第二部分232的形变程度缓和，所以第一部分231与该基板21之间不致产生脱层(Delamination)现象。
参考图4及图5，其显示本发明具有金属边框的半导体结构的第二实施例的立体图及剖面示意图。本实施例的具有金属边框的半导体结构3与第一实施例的具有金属边框的半导体结构2(图2及图3)大致相同，其中相同的组件赋予相同的编号。本实施例与第一实施例不同处在于该具有金属边框的半导体结构3中，该金属边框23更包括一第三部分233。在本实施例中，该第三部分233位于该第二部分232上，该第三部分233的材质不同于该第一部分231及该第二部分232的材质，且具有一第三热膨胀系数，该第三热膨胀系数大于该第二热膨胀系数。由此，本实施例的具有金属边框的半导体结构3防止该基板21翘曲的效果较第一实施例的具有金属边框的半导体结构2来得显著。
参考图6及图7，显示本发明具有金属边框的半导体结构的第三实施例的立体图及剖面示意图。该具有金属边框的半导体结构4包括一基板21、至少一芯片22及一金属边框23。该基板21具有一第一表面211。该芯片22位于该基板21的第一表面211，且电连接至该基板21。在本实施例中，该基板21为有机基板，该芯片22以覆晶接合方式设置于该基板21的第一表面211。该金属边框23具有一第一部分231及一第二部分232，该第一部分231位于该基板21的第一表面211，该第二部分232位于该第一部分231上，该第一部分231的宽度小于该第二部分232的宽度。在本实施例中，该金属边框23围绕该芯片22。该金属边框23的厚度小于该芯片22的厚度。该金属边框23的剖面形状为倒L形。该第一部分231及该第二部分232的材质相同。
由此，该基板21的形变程度受制于该金属边框23，以防止该基板21产生翘曲(Warpage)现象。此外，该第一部分231的宽度小于该第二部分232的宽度，使减少该金属边框23与该基板21的第一表面211的接触面积，以利配置较多组件(图中未示)于该基板21的第一表面211上。
参考图8及图9，其显示本发明具有金属边框的半导体结构的第四实施例的立体图及剖面示意图。本实施例的具有金属边框的半导体结构5与第三实施例的具有金属边框的半导体结构4(图6及图7)大致相同，其中相同的组件赋予相同的编号。本实施例与第三实施例不同处在于该具有金属边框的半导体结构5中，该金属边框23的该第一部分231及该第二部分232的材质不同。在本实施例中，该第一部分231的材质为铜(Cu)，该第二部分232的材质为铝(Al)。该第一部分231利用一第一黏胶(图中未示)黏附于该基板21的第一表面211，该第二部分232利用一第二黏胶(图中未示)黏附于该第一部分231。该第一部分231具有一第一热膨胀系数，该第二部分232具有一第二热膨胀系数，该第二热膨胀系数大于该第一热膨胀系数。由此，本实施例的具有金属边框的半导体结构5防止该基板21翘曲的效果较第三实施例的具有金属边框的半导体结构4来得显著。
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，熟悉此技术的人士对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如附上的权利要求所列。

Claims (18)

1.一种具有金属边框的半导体结构，其特征在于包括：
基板，具有第一表面；
至少一芯片，位于该基板的第一表面，且电连接至该基板；及
金属边框，具有第一部分及第二部分，该第一部分位于该基板的第一表面，且具有第一热膨胀系数，该第二部分位于该第一部分上，该第二部分的材质不同于该第一部分的材质，且具有第二热膨胀系数，该第二热膨胀系数大于该第一热膨胀系数。
2.如权利要求1的半导体结构，其中该芯片以覆晶接合方式设置于该基板的第一表面。
3.如权利要求1的半导体结构，其中该金属边框围绕该芯片。
4.如权利要求1的半导体结构，其中该金属边框的厚度小于该芯片的厚度。
5.如权利要求1的半导体结构，其中该第一部分利用一第一黏胶黏附于该基板的第一表面，该第二部分利用一第二黏胶黏附于该第一部分。
6.如权利要求1的半导体结构，其中该第一部分及该第二部分的外型相同。
7.如权利要求1的半导体结构，其中该第一部分的材质为铜(Cu)，该第二部分的材质为铝(Al)。
8.如权利要求1的半导体结构，其中该金属边框还包括第三部分，位于该第二部分上，该第三部分的材质不同于该第一部分及该第二部分的材质，且具有一第三热膨胀系数，该第三热膨胀系数大于该第二热膨胀系数。
9.一种具有金属边框的半导体结构，其特征在于包括：
基板，具有第一表面；
至少一芯片，位于该基板的第一表面，且电连接至该基板；及
金属边框，具有第一部分及第二部分，该第一部分位于该基板的第一表面，该第二部分位于该第一部分上，该第一部分的宽度小于该第二部分的宽度。
10.如权利要求9的半导体结构，其中该芯片以覆晶接合方式设置于该基板的第一表面。
11.如权利要求9的半导体结构，其中该金属边框围绕该芯片。
12.如权利要求9的半导体结构，其中该金属边框的厚度小于该芯片的厚度。
13.如权利要求9的半导体结构，其中该金属边框的剖面形状为倒L形。
14.如权利要求9的半导体结构，其中该第一部分利用一第一黏胶黏附于该基板的第一表面，该第二部分利用一第二黏胶黏附于该第一部分。
15.如权利要求9的半导体结构，其中该第一部分及该第二部分的材质相同。
16.如权利要求9的半导体结构，其中该第一部分及该第二部分的材质不同。
17.如权利要求16的半导体结构，其中该第一部分的材质为铜(Cu)，该第二部分的材质为铝(Al)。
18.如权利要求9的半导体结构，其中该第一部分具有第一热膨胀系数，该第二部分具有第二热膨胀系数，该第二热膨胀系数大于该第一热膨胀系数。
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