TWI231578B - Anti-warpage package and method for making the same - Google Patents
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Description
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【發明所屬之技術領域】 更特別有關於一種可防 本發明係有關於一種封裝結構， 止翹曲之封裝結構及以其製造方法 【先前技術】 於半導體的封裝加工製程中’ 一般可約略分為晶圓切 割、黏晶、銲線、封膠、印字、包裝。其中，封膠 (molding)的主要目的為防止濕氣由外部侵入/鱼外部 電氣絕緣、有效地將内部產生之熱排出於外部以及提供 夠手持之形體。一封膠過程大體上為將模具置於一具有 導體晶片或電子7G件之基板上，再將固態的封膠塑料 (Epoxy Molding Compound; EMC)加熱溶融成液態，經由 柱塞（plunger )施予壓力進入該模具之模穴裡，使得 膠塑料密封住該基板上之晶片或電子元件以形成一完八 密之封膠體，待封膠體硬化之後，再進行脫模完成封：： 當一封裝構造大量生產時，一般係將複數個半導體晶片 或電子元件設置於一封裝基板上，以同時進行封膠製程， 接著’再對該封裝基板進行切割，以形成複數個封裝^ 兀。然而，由於該封膠製程所使用之封膠塑料與該封穿美 板之熱膨脹係數不同，因此在封膠後的硬化（curing) = ^ 中’該封裝基板與該封膠塑料間係會隨溫度變化而產生不 同的膨騰或收縮量而導致該封裝基板產生應力而趣曲 (warpage);且當硬化時的溫度越高或時間越長，該封事 基板所產生的翹曲就越大，使得後續切割製程難以進行衣。 1231578 五、發明說明（2) 再者，由於 上，因此亦 元件上，而 片或電子元 然而，對 言，如··平 式；封裝基 透明封膠樹 溫度膨脹係 膠製程時， 有鑑於此 構，用以解 【發明内容 本發明之 解決因封裝 本發明之 以防止因封 裝構造之產 為達上述 構，該封裝 數個晶片係 環繞固定於 區域上；其 可防止該等 該半導 會產生 若該彎 件的損 於以上 面柵格 板之翹 脂作為 數係比 封裝基 ，便有 決封膠 體晶片或電子元 一彎曲力矩施加 曲力矩太大，其 壞。 述封裝方式完成 陣列（Land Gri 曲現象係更為嚴 其封膠塑料，而 一般無透明之封 板之趣曲係會更 需要提供一種可 製程時對基板所 件係結合 在該半導 甚至會造 封裝構造 d Array； 重，因為 通常該透 膠塑料更 為嚴重。 防止趣曲 造成的翹 在封裝基板 體晶片或電子 成該半導體晶 的光學元件而 LGA )封裝方 其必須利用一 明封膠樹脂之 高，因此於封 之封裝基板結 曲問題。 目的係 基板翹^ 另一目 裝基板 能與穩 目的， 結構係 設置於 該複數 特徵係 晶片進 提供一 曲所造 的係提 翹曲所 定性。 本發明 包含複 該封裝 個晶片 在於藉 行封膠 種可防止趣曲之封 成之問題及缺點。 供一種製造封裝構 造成之問題及缺點 裝結構，用以 造之方法，用 ，進而提高封 提供一種可防止翹 數個晶片以及一加 基板之上表面，而 所對應之封裝基板 由該加固構件之設 製程時於基板上所 曲之封裝結 固構件，該複 該加固構件係 下表面的周圍 置與封膠，係 造成之翹曲應 00722.ptd 第6頁 1231578 五、發明說明（3) 力。 本發明另提供一種製造封裝構造之方法，該方法包含步 驟如下：提供一封裝基板；設置複數個晶片於該基板之上 表面上’並設置一加固構件環繞固定於該等晶片所對應之 該基板下表面的周圍區域上；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六對應該 等B曰片’该下模界定一澆道模穴對應該加固構件，而該注 膠口係位於該封膠模具之邊緣，且舆該上模穴與該下模穴 相通，將該封裝基板置於該封膠模具之上模與下模之間， 使該封裝模穴對應該等晶片，而該澆道模穴對應該加固構 ，，由該注膠口注入一封膠塑料，以對該封裝基板之該等 =f f該加固構件進行封膠；以及切割該封裝基板，以將 二寻曰曰片切成個別之封裝單元，並藉此將該加固構件切 之^ ί本發明之可防止翹曲之封裝結構以及製造封裝構造 美/ ，係藉由一加固構件之設置與封膠，進而平衡封裝 U :曰曰片設置區域於封膠時所產生的翹曲應力，以有2 知决因=裝基板彎曲所造成之問題及缺點。 有放 為：蟲本發明之上述和其他目㈤、特徵、和優點能更明 ，’、、、 文將配合所附圖示，作詳細說明如ητ。 【貫施方式】 封Ϊ!1 播2及3圖所示’係分別為根據本發明-實施例之 :=構之頂視圖、底視圖及沿第丨圖線Α_Α之剖視 …-基板主體1〇,其係包含了一上表面12及—下表面
1231578 五、發明說明（4) 1 4，該上表面1 2上係界定了兩個晶片設置區域1 6，且該每 一晶片設置區域1 6上係設置有複數個晶片1 8，其中該複數 個晶片1 8係以陣列方式排列於該晶片設置區域1 6上。該基 板主體1 0係另界定了兩個各別圍繞於該兩晶片設置區域1 6 之周圍區域20，而對應該周圍區域20之下表面14的區域上 係設置有一加固環22，如第2圖所示。 第4圖係用以說明該加固環22設置於該基板主體1 0之方 式，其中該加固環22之底部24上係具有複數個定位梢26向 外突出，且該複數個定位梢2 6較佳係平均的分散突出於該 底部24上；另外，該下表面η上係具有複數個定位孔28， 其位置係對應於該複數個定位梢26，而該加固環22係藉由 該複數個定位梢2 6與該複數個定位孔28接合而緊固地定位 於該基板主體1 0之下表面丨4上。較佳地，該加固環之底部 24係可塗上一黏膠，使得該加固環22可更牢固地接合於該 基板主體10之下表面14上。 根據本發明實施例中之加固環22，其材料係由耐高溫之 塑膠或金屬材質所製成，其耐高溫程度係必須至少可耐封 膠塑料之溶融溫度，如此以達到本發明防止基板翹曲之目 請參考第5圖，係為第3圖 具30中之剖面示圖。於本實 面1 4係朝上，而該上表面i 2 封膠模具3 0係具有一下模3 2 中δ亥下模3 2係相對於該封裝 中之基板主體10置於'封膠模 施例中，該基板主體1 〇之下表 係朝下而置於該模具3 〇中。該 、一上模34及一注膠口 36，其 基板10之上表面12，且具有兩
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曰Ϊ 八38分別對應並容納該兩晶片設置區域1 6上之該等 :以界定一注膠空間40，用以注入一封膠塑料覆蓋 2 θθ片18上；而該上模34係相對於該封裝基板10之下 I ☆ f ’且具有兩環形澆道（Runner )模穴42分別對應 亚谷j忒兩加固環22，以界定另—注膠空間Μ，用以注入 -封膠塑料覆蓋於該兩加固環22上；另夕卜，該注膠口 36係 f於該封膠模具30之上模34，且係藉由其它注膠通道（未 頦不）而與該封裝模穴38及該澆道模穴42相通。再者，當 =基板主體1〇進行封膠製程時，係'由該注膠口 36注入一封 膠，料46，以填滿該封裝模穴38及該澆道模穴42所界定之 庄膠工間40、44 ’使得該等晶片18與該加固環22被該封膠 塑料46覆盍於其内，如第β圖所示。 應瞭解到，該基板主體丨〇之下表面丨4朝上而置於該模具 30内進仃 >主膠之目的，係可防止該加固環22於注膠過程時 從该基板主體1 〇之下表面丨4脫落之問題發生。然而，若該 加固環=藉由任何固定機制如：卡榫以及上述之定位梢26 與黏膠等而牢固地固定於該基板主體1 0之下表面1 4時，該 基板主體10之下表面14亦可朝下而置於一相對的模具中進 行注膠。 當该封裝基板結構完成封膠製程且經過一硬化（curing) 製程後’其頂透視圖及底透視圖係如第7及8圖所示。該基 板主，10亡表面12上之該等晶片18與下表面14上之加固環 22係分別藉由該封膠塑料46硬化後所形成的加固封膠體48 與晶片封膠體50所覆蓋。最後，對該基板主體進行切割製
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程’以將該等晶片18切成個別之封裝單元，並藉由該 掉 制程將該加固構件沿線c—c ' D—D 二σ 及D1-D1切割移除 本I月之貝轭例較佳係應用於光學平面柵格陣列形式 \vJptic3i Land Grid Arr。', er^‘· 中；如繁7图所一 y，pt lcal LGA )之封裝結構 M 回不，备本發明之封裝基板結構係用以製造 光4*平面拇格陣列形式之射获έ士嫉 』办式之封衣結構時，該等晶片1 8係為光 ^ ί丹π而^包覆該等晶片18之封膠塑料46係為一透明 曰。應瞭解到，本發明之封裝基板結構係可有效防
-透明封膠樹脂與封裝基板因熱膨脹係數相差太大所產 生的基板翹曲現象。 曰如第9及1 〇圖所示，其係顯示了根據本發明之具有四個 曰日片汉置區域之封裝基板結構於封膠製程後之頂透視圖及 底透視圖。於此實施例中，該基板主體1 0之上表面1 2係具 ^四個晶片设置區域1 6，每一晶片設置區域1 6上係設置了 複數個晶片1 8 ;另外，於每一晶片設置區域1 6所對應之基 板主體下表面1 4的周圍區域上，係分別設置一加固環2 2環 繞固定於其上’以加強該基板主體1 0之結構強度；接著， 進行了注膠製程，以形成晶片封膠體50覆蓋於該等晶片18 上’並同時形成加固封膠體48覆蓋於每一加固環22上。最 後’該封裝基板結構係藉由晶片切割製程將每一加固環2 2 切除’並將該等晶片1 8切成個別之封裝單元。 因此’根據上述實施例係可瞭解到，本發明係可應用於 具有複數個晶片設置區域之一封裝基板上，藉由在該每一
I23l578 五、發明說明（7) 曰曰片設置區域所 膠製程時，該封 报據本發明之 藉由複數個加固 I達到本發明防 到’本發明之加 的區域範圍，其 亦可為兩個或兩 根據本發明之 固條於封裝基板 結構強度；另外 更可均衡一封膠 係數不一致所造 曲現象。 雖然本發明已 定本發明，任何 範圍内，當可作 圍當視後附之申 相對的下表面上設 裝基板所產生的翹 另一實施例，係可 條2 2 a所取代，如 止封裝基板翹曲之 固環或加固條於基 所對應的晶片設置 個以上。 特徵在於設置了加 之下表面上，其不 ’對晶片與加固構 塑料對該封裝基板 成的翹曲應力，進 以前述較佳實施例 熟習此技藝者，在 各種之更動與修改 請專利範圍所界定 加固環，防止了 曲現象。 將第1 0圖中之加固 ill圖所示，其亦3 目的。再者，應瞭 板主體下表面14所 區域並不限於一個 固構件如：加固環 但可加強該封裝基 件同時進行封膠製 之上下表面由於熱 而防止該封裝基板 揭示，然其並非用 不脫離本發明之精 。因此本發明之保 者為準。 在注 環22 Γ同 解 圍繞 ，其 或加 板之 程， 膨脹 之翹 以限 神和 護範 1231578
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Claims (1)
1231578 六、申請專利範圍 1、 一種可防止翹曲之封裝結構，其包含： 一基板主體，具有一上表面與一下表面，且該上表面具 有至少一晶片設置區域； 複數個晶片，設置於該晶片設置區域上；以及 一加固構件，其係環繞固定於該晶片設置區域所對應之 基板主體下表面的周圍區域上。 2、 依申請專利範圍第1項之封裝結構，另包含一晶片封 膠體與一加固封膠體，該晶片封膠體係包覆於該晶片設置 區域之該等晶片上，且該加固封膠體係包覆於該周圍區域 之加固構件上。 3、 依申請專利範圍第2項之封裝結構，其中該晶片封膠 體與該加固封膠體係由透明封膠樹脂形成。 4、 依申請專利範圍第3項之封裝結構，其中該等晶片係 為光學元件。 5、 依申請專利範圍第1項之封裝結構，其中該等晶片係 以陣列方式排列設置於該晶片設置區域上。 6、 依申請專利範圍第1項之封裝結構，其中該基板主體 之下表面上係界定了複數個定位孔，且該加固構件之底部 係具有複數個定位梢，分別接合於該等定位孔中，使得該
00722.ptd 第14頁 1231578 六、申請專利範圍 加固構件緊固地定位於該基板主體之下表面上。 7、 依申請專利範圍第1項之封裝結構，其中該加固構件 係為一加固環。 8、 依申請專利範圍第7項之封裝結構，其中該加固構件 係由金屬製成。 9、 依申請專利範圍第7項之封裝結構，其中該加固構件 係由塑膠製成。 1 0、依申請專利範圍第1項之封裝結構，其中該加固構件 係由複數個加固條所組成。 11、依申請專利範圍第1 〇項之封裝結構，其中該加固構件 係由金屬製成。 1 2、依申請專利範圍第1 0項之封裝結構，其中該加固構件 係由塑膠製成。 1 3、一種製造封裝構造之方法，其包含下列步驟： 提供一封裝基板，具有一上表面及一下表面，該上表面 具有至少一晶片設置區域； 設置複數個晶片於該晶片設置區域上，以及設置一加固
00722.ptd 第15頁 1231578 六、申請專利範圍 構件環繞固定於該晶片設置區域所對應之封裝基板下表 的周圍區域 上； 提供一封 該下模界定 模穴對應該 且與該封裝 將該封裝 封裝模穴對 由該注膠 片與該加固 切割該封 並藉此將該 膠模具，其具有一下模、一上模及一注膠口， 一封裝模穴對應該等晶片，該上模界定一淹道 加固構件，而該注膠口係位於該封膠模具上， 模穴及該澆道模穴相通； 基板置於該封膠模具之下模與上模之間，使該 應該等晶片，而該澆道模穴對應該加固構件； 口注入一封膠塑料，以對該封裝基板之該 曰曰 構件進行封膠；以及 I基板’以將該等晶片切成個別之封裝單元， 加固構件切除。 14、 依申請專利範圍第13項之方法，其中由該注膠口 :封膠塑料時，該封裝基板之下表面係朝上，而該上 係朝下’使該封裝基板以倒置方式注入該封膠塑料。 15、 依申請專利範圍第13項之方法，《中該封膠 一透明封膠樹脂。 了你為 16 學元 =申請專利範圍第15項之方法，纟中該等晶片係為先 1 7、依申請專利範圍第1 3項之方法，其中該個別之封裝單
1231578 六、申請專利範圍 元係為平面柵格陣列形式之封裝結構（LGA package)。 1 8依申睛專利範圍第1 3項之方法，其中該封梦| 4 表面上係界定了複數個定位孔，且該加固 1 土 下 有複數個定位梢，分別接合於該等定位 牛之底部係具 構件緊固地定位於該封裝基板之下表面上。，使得該加固 1 9、依申請專利範圍第丨3項之方法，发 一加固環。 ’、邊加固構件係為 金屬製成。 2:二申請專利範圍笫19項之方法’“該加固構件係由 塑膠製成 2二：申請專利範圍第19項之方法’"該-固構件係由 2—2、依申請專利範圍第13項之方法，其 禝數個加固條所組成。 Μ加固構件係由 23、依申請專利範圍第22項之方法，发 金屬製成。 ” 加固構件係由 2 4、依申請專利範圍第2 2項之方法，其 话日姻习 I、 ' 塑膠製成。 該加 固構件係由
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