TWI364821B - Package structures - Google Patents

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TWI364821B
TWI364821B TW096112850A TW96112850A TWI364821B TW I364821 B TWI364821 B TW I364821B TW 096112850 A TW096112850 A TW 096112850A TW 96112850 A TW96112850 A TW 96112850A TW I364821 B TWI364821 B TW I364821B
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Shin Puu Jeng
Hao Yi Tsai
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Taiwan Semiconductor Mfg
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Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 struct 本發明係關於半導體、结構（semiconductor
Ure) ’且特別是關於封裝結構（package structure)。 【先前技術】 制著電子產品的發展，半導體科技已廣泛地應用於 记憶體、中央處理器（cpu)、液晶顯示裝置（LCD)、 用、'令一極體（LED)、雷射二極體以及其他裝置或晶片組等 電^為了達到兩積集度與高速度之目標，半導體基底 之尺寸持績縮減。此外，亦研發出了多種不同之封 技術以改善積體電路之表現。 照第^ 1Α 了 1習知封裝結構之上視情形。請參 圖’於一印刷電路板（PCB)100上安裝有一晶粒 形。印η ¥刷電路板1〇0與晶粒110具有正方形之外 103。a I電路板_具有兩對相互平行之侧* 101與 晶粒1曰1 曰(Γ 11〇具有兩辦相互平行之侧邊111與113。於 結其仙+ 、丨开^成有複數個凸塊（bumps，未顯示），藉以連 行於相，丨i1禾圖不）。側邊111與113係分別平 則沿著對fe01與ι〇3。此外，印刷電路板100之邊角105 葬A方向Μ而對準於晶粒110之邊角115。 错由如第1A圖所示 11〇 , . ^ 下之封裝結構的使用，形成於晶粒 義形成於印刷電路板10〇 “路可透過複數個凸塊（未顯示）而電性連結於定 上之電路繞線。因此，於晶粒 0503-A32824TWF/ShawnChang 1364821 110上之電路所產生之訊號可因而傳遞至印刷電路板100 處並接著傳遞至電性連結於印刷電路板100之另一基板 或印刷電路板（未顯示）。然而，於可靠度測試時或測試之 後，可發現形成於晶粒110與基板1〇〇間凸塊（未顯示） 之剝落情形（delamination)。如此之剝落凸塊通常稱為”白 凸塊（white bump)”。 第1B圖則顯示了另一習知封裝結構之上視情形。請 參照弟1B圖，於印刷電路板120之一邊角區處安裝有一 _ 靜態隨機存取記憶體（簡稱為SRAM)130。於印刷電路板 120之中央部則安裝有一中央處理器（簡稱為CPU)140。 印刷電路板120、SRAM130與CPU140皆具有正方形之 外形。印刷電路板120具有兩對相互平行之侧邊121與 123。SRAM 130與CPU140則分別具有兩對相互平行之 側邊131、133與141、143。於SRAM130與印刷電路板 120之間則形成有複數個凸塊（未顯示），而於CPU140與 印刷電路板120之間則形成有複數個凸塊（未顯示），藉以 籲 分別連結另一晶粒與基板（未顯示）。側邊131與133分別 平行於侧邊121與123。此外，印刷電路板120之邊角 125係沿著對角線方向而對準於晶片130之邊角135。 藉由如第1B圖所示之封裝結構，形成於SRAM130 • 與CPU140上之電路可電性耦接於定義形成於印刷電路 板120上之繞線線路。換句話說，SRAM130與CPU140 上產生之電路訊號可傳輸至印刷電路板120且接著傳輸 至電性耦接於印刷電路板120之另一基板或印刷電路 0503-A32824TWF/ShawnChang 6 1364821 板。如此具有經過旋轉並設置於印刷電路板120邊角之 CPU140之封裝結構之尺寸可小於具有邊緣平行於 SRAM130邊緣而設置之CPU(未顯示）之封裝結構之尺 寸。然而，於可靠度測試時，仍可發現到於SRAM130與 印刷電路板120之間之凸塊及/或介於CPU140與印刷電 路板間之凸塊可能自封裝結構處而剝落掉落。 因此，便需要一種較佳之封裝結構。 【發明内容】 有鑑於此，本發明提供了較佳之封裝結構。 依據一實施例，本發明之封裝結構包括： 一基底，包括一對第一平行邊以及一對第二平行 邊；一第一晶粒，裝置於該基底上，該第一晶粒包括一 對第三平行邊與一對第四平行邊，其中該對第三平行邊 與該對第四平行邊分別不平行於該對第一平行邊與該對 第二平行邊；以及至少一第二晶粒，裝置於該第一晶粒 上。 依據另一實施例，本發明之封裝結構包括： 一基底，包括一對第一平行邊以及一對第二平行 邊，其中該基底包括至少一邊角區與至少一中央區；至 少一第一晶粒，裝置於該基底之該中央區上，該第一晶 粒包括一對第三平行邊與一對第四平行邊；以及至少一 第二晶粒，裝置於該基底之該邊角區上，該第二晶粒包 括一對第五平行邊與一對第六平行邊，其中該對第五平 0503-A32824TWF/ShawnChang 7 1364821 行邊與該對第 對第二平行邊 平仃邊不平行於該對第一 平行邊以及該 實施例’本發明之封裝結構包括： -曰路二至少一第—晶粒’裝置於該基底上，兮第 行邊與—對第二平行邊;… -第一曰曰粒’裝置於該第一晶粒上 2第三平行邊與-對第四平行邊，
第四平行邊不平行於該對第—平行邊 更明發明之上述和其他目的、特徵、和優點能 月』易懂’下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖示， 作詳細說明如下： 【實施方式】 第2A圖為一示意圖，顯示了依據本發明一實施例之 封裝結構之上視情形。請參照第2A圖，於基底2〇〇上安 裝有一晶粒210。基底200可包括兩對相互平行之側邊 201與203。晶粒210可包括兩對相互平行之侧邊2丨丨與 213。在此，侧邊211與213則不平行於側邊2〇 1與203。 基底200可包括數個邊角2〇5,而晶粒210包括數個邊角 215。於部份之實施例中，基底2〇〇之邊角2〇5此時不對 準於晶粒210之邊角215，即通過基底200之邊角205之 對角線並不通過晶粒210之邊角215。 基底200可為如印刷電路板、塑膠基板、陶瓷基板、 〇503-A32824TWF/ShawnChang 8 1364821 矽基板、三五（ΙΙΙ-ν)族化合物基板、如液晶顯示裝置、電 * 漿裝置、電激發光裝置或發光二極體基板之顯示基板（於 下文中統稱為基板200)。 於部份實施例中，當基底200上裝置有晶粒210時， 基底200可包括設置於對應於晶粒210表面之基底200 ^ 表面上之數個球栅陣列封裝物（BGA，未顯示）。 晶粒210可為或具有複數個裝置、二極體、電晶體 及/或電路形成於其上之矽基板、三五族基板、如液晶顯 _ 示裝置、電激發光裝置或發光二極體基板之顯示基板。 晶粒210可經由打線接合及/或覆晶接合方式裝置於基底 200之上。藉由覆晶程序形成之封裝結構通稱為一覆晶球 柵陣列封裝物（FCBGA)。換句話說，上述覆晶球柵陣列 封裝物包括設置於基底200與晶粒210間之複數個凸 塊。於部份實施例中，基底200與晶粒210兩者間具有 不同之熱膨脹係數。 第2Β圖與第2D圖顯示了如第1圖所示之習知封裝 • 結構中所裝置之晶粒110沿著al與bl方向之應力模擬 結果，而第2C圖與第2E圖則顯示了如第2A圖所示之 實施例之封裝結構中所裝置之晶粒210沿著a2-b2方向之 應力模擬結果。 可發現到，由於基底200與晶粒210間熱膨脹係數 上的差異，當晶粒210安裝於基底200上之後，晶粒210 與基底200分別處於不同之應力（如膨脹或壓縮）狀態。 請參照第2B圖與第2C圖，裝置於基底100上之晶 0503-A32824TWF/ShawnChang 9 1364821 .粒U〇於方向al之側邊111處遭遇了約為124MPa最大 應力。裝置於基底200上之晶粒21〇則於方向b2上之晶 粒210之中央區處遭遇了約為815Mpa之一最大應力。 而如第2C圖與第2E圖所示，晶粒11〇於方向H :晶粒 11〇之中央區處遭遇了約為107MPa之最大應力，而晶粒 .210則於方向a2上接近邊角215與中央區等區域處遭遇 了約為80.3MPa之最大應力。 基於前述模擬結果，可發現晶粒21〇之側邊211與 • 213較佳地不平行於基底200之側邊201與203。此外， 晶粒210之邊角215於對角線方向上較佳地不對準於基 底200之邊角205。藉由如第2八圖所示之非對角線型態 - 設置晶粒210於基底200上，位於邊角、如第2A圖所^ - 之211、213及/或晶粒210之邊角215處之應力可因而降 低。 於部份實施例中，至少基底2〇〇之側邊2〇1與2〇3 之一的尺寸dl約為42毫米（mm)或更多，而至少晶粒21〇 之側邊211與213之一的尺寸d2約為2〇毫米或更多。 於其他實施例中，基底200具有約為42*42平方毫米之 尺寸，而晶粒210具有約為20*2〇平方毫米之尺寸。於 其他實施例中，至少基底200與晶粒21〇之一為矩形。' 熟悉此技藝者當能瞭解，基板與晶粒其中之一可為正方 形，而基板與晶粒之另一則具有一非正方形、矩形之外 形，當晶粒之邊緣係平行於基底之各別邊緣時，晶粒與 基板可視為相互對準，而當晶粒之邊緣並不平行於基底 0503-A32824TWF/ShawnChang 10 1364821 之邊緣時’晶粒與基板可視為相互不對準。 於部份實施例中，此些基底200之平行側邊2〇1與 203之一與晶粒210之平行側邊211與213之一之間具有 介於約15〜45度之一夾角0。 弟3圖續' 示了依據本發明另一實施例之一封裝結構 之上視情形。請參照第3圖，基底300包括一對相互平 行之側邊301與303，其中基底300包括至少一邊角區 307與至少一中央區3〇9。於基底300之中央區309處則 至少裝置有一晶粒320。晶粒320可包括一對相互平行之 側邊321與323。於基底300之邊角區307處則裝置有至 少一晶粒310。晶粒310包括一對相互平行之側邊311與 313’其中晶粒310之侧邊311與313並不平行於基底300 之側邊301與303。此外，晶粒310包括複數個邊角315， 而基底300包括複數個邊角305。於其他實施例中，晶粒 310之邊角315並不對準於基底310之邊角305。 在此’基底300與晶粒310、320間之關係類似於先 前於第2A圖内所示之基底200與晶粒210間之關係。可 發現到由於基底300與晶粒310、320間之熱膨脹係數差 異於基底300之邊角區307處較於基底300之中央區309 處來的嚴重。因此於設置晶粒310時，晶粒310之側邊 311與313並不平行於基底301與303之邊緣，以期望降 低於基底300之邊角區307處之晶粒310的應力。於其 他實施例中’晶粒310之設置中，晶粒310之邊角315 並不對準於基底300之邊角，以期望地降低晶粒310之 0503-A32824TWF/ShawnChang 11 1364821 應力。 於部份實施例中，晶粒320之側邊321、323可分別 不平行於基底300之側邊，以期望降低晶粒320之應力。 於其他實施例中，沿著對角方向上，晶粒320之邊角325 可不對準於基底300之邊角。 第4A圖則顯示了依據本發明之又一實施例之封裝 結構之上視情形。請參照第4A圖，於晶粒210上則裝置 有至少一晶粒420。如第4A圖所示之堆疊結構通常稱為 堆疊模組封裝物（stacked-module package, SMP)。晶粒 420 可小於如第2A圖所示之晶粒210。晶粒420可包括一對 相互平行之侧邊421與423。於部份實施例中，側邊421 與423晶粒420分別不平行於晶粒210之側邊211與 213。再者，於部份實施例中，晶粒420的側邊421、423 之一與基底200的側邊211、213之一之間具有介於約 15〜45度之一夾角Φ。 於部份實施例中，晶粒420之邊角425並不對準於 晶粒210之邊角215。於其他實施例中，晶粒420之側邊 421與423則分別平行於基底200之邊201與203。於另 一實施例中，晶粒420之邊角425則沿對角方向上對準 於基底之邊角205。 第4B圖顯示了依據本發明又一實施例之堆疊結構 之上視情形。請參照第4B圖，於晶粒210上裝置有一晶 粒430。晶粒430可相似於如第2B圖所示之晶粒210。 於如第4B圖所示之實施例中，晶粒430可包括一對相互 0503-A32824TWF/ShawnChang 12 1364821 平行之側邊431與433，其分別平行於侧邊211與213。 ' 於部份之實施例中，晶粒430之邊角435不對準於基底 200之邊角205。如此安置於晶粒210上之晶粒430為期 望的，晶粒430及/或210之應力於可靠度測試時及/或測 試之後將不會造成封裝結構之毁損。 第4C圖顯示了依據本發明又一實施例之堆疊結構 之上視情形。請參照第4C圖，於基底400上安置有至少 * 一晶粒440與至少一晶粒450。基底400、晶粒440與450 • 可分別相似於如第2A圖所示之基底200與晶粒210。基 底400可包括一對相互平行之側邊401與403，晶粒440 則可包括一對相互平行之側邊441與443,晶粒450可包 括一對相互平行之側邊451與453。於部份實施例中，侧 邊451與453不平行於側邊441與443。於部份實施例中， 晶粒450之側邊451與453之一與晶粒440之側邊44卜 443之一之間具有介於約15〜45度之一夾角Θ。於部份之 實施例中，當基底400與晶粒440之應力為重要時，晶 • 粒440之側邊441與443係分別平行於基板400之側邊 401 與 403 ° 於部份之實施例中，晶粒450之側邊451、453分別 不平行於基底400之側邊401、403。於部份之實施例中， 晶粒450之邊角455不對準於基底400之邊角405。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之 精神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明 0503-A32824TWF/ShawnChang 13 1364821 之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
0503-A32824TWF/ShawnChang 14 【圖式簡單說明】 =ΙΑ’圖顯示了習知封 第2A圖為一示意圖偁之上視，月形， 封裂結構的±視情形； 、了㈣本發明-實施例之 第2Β圖與第2D圖為 農結構上之晶粒η。沿著二方二， 果； ~ bl方向上之應力模擬結 第2C圖與第2E圖為安裝 封裝結構上之曰敕21〇 、如弟2A圖所示之習知 結果；#上之日日粒21〇沿者aqb2方向上之應力模擬 弟3圖為一上視圖，顯+ 7 /·»· 之一封裝結構； …、了依據本發明另-實施例 之為—上_，顯示了依據本發明又-實施例 之㈣了域本糾^實施例 第4C圖為一上視圖，顯示了依據本發明又一實施例 之一封裝結構之上視情形。 【主要元件符號說明】 100〜印刷電路板； 110〜晶粒； 115〜晶粒之邊角； 101、103〜印刷電路板之侧邊 105〜印刷電路板之邊角； 111、113〜晶粒之側邊; 0503-A32824TWF/ShawnChang 15 1364821 120〜印刷電路板； 121、123〜印刷電路板之側邊； 125〜印刷電路板之邊角； 131、133〜SRAM之側邊； 135〜SRAM之邊角； 141、143〜CPU之側邊； 200〜基底；
201、203〜基底200之側邊； 205〜基底200之邊角； 211、213〜晶粒210之側邊； 215〜晶粒210之邊角； dl〜基底200之側邊之一的尺寸； d2〜晶粒210之側邊的尺寸； al、a2〜方向； bl、b2〜對角線； 0〜基底之侧邊之一與晶粒之侧邊之一的夾角； 3 00〜基底，
130〜SRAM ; 140〜CPU ; 145〜CPU之邊角； 210〜晶粒； 301、303〜基底300之側邊； 305〜基底300之邊角； 307〜基底300之邊角區； 309〜基底300之中央區； 310〜晶粒； 311、313〜晶粒310之側邊； 315〜晶粒310之邊角； 320〜晶粒； 321、323〜晶粒320之側邊； 325〜晶粒320之邊角； 420〜晶粒； 0503-A32824TWF/ShawnChang 16 1364821 421、423〜晶粒420的側邊； 425〜晶粒420的邊角； Φ〜晶粒420的侧邊之一與基底200的側邊之一的夾 43 0〜晶粒， 431、433〜晶粒430之侧邊； 435〜晶粒430之邊角；
440〜晶粒； 450〜晶粒； 441、443〜晶粒440之側邊； 445〜晶粒440之邊角； 451、453〜晶粒450之側邊； 455〜晶粒450之邊角。
0503-A32824TWF/ShawnChang 17

Claims (1)

  1. ί36、4821
    .第96丨丨285〇琴申請專利範圍修正本 十、申請專利範圍： 1. 一種封裝結構，包括： 基底’包括一對第一承;i- j ,、，τ, -第-晶粒’裝置於亨美丁 一對第二平行邊; 對第三平行邊盥一斟笙 ^ 弟日日粒包括一 與該對第四平行邊分 :千仃邊 第二平行邊；以及 伙料$—传邊與該對 2少-第二晶粒，裝置於該第一晶粒上 曰 -對苐五平行邊與—對第六平 』^曰 平行邊與該對第六平行邊分別平行於該對第—二 == 該對第二平行邊。 了罘十仃邊與 針筮專利範圍第1項所述之封裝結構，1中該 對第一平㈣與該對第二平行叙— 平= 以及該對第四平行邊之一，門目士人 ί弟一千订邊 角。 丁遺之之間具有介於15〜45度之一夾 3.如申請專利範圍第！項所述 Ζ五平行邊與該對第六平行邊不平行“ 邊與該對第四平行邊。 了弟一千仃 對第I.二申Γ專利範圍第3項所述之封裝結構，其中該 與該對第丄卓荇邊 -、該對第五平行邊 5由t: 之間具有介於15〜45度之-夾角。 •申明專利範圍第1項所述之封士禮，甘士 — 基底包括複數個第一邊角，兮第 ，、中該 邊角，而該…邊角不針晶粒包括複數個第二 乐瓊角不對準於該些第二邊角。 〇503-A32824TWFl/mul| 18
    。參。1?瓣換頁 請專纖料 . • t 一種封裝結構，包括\ 邊，’包括—對第一平行邊以及一對第二平行 2小〜基底包括至少―邊角區與至少-中央區； 第一曰i二第—晶粒’裝置於該基底之該中央區上，該 該對第—正 士第二平行邊與一對第四平行邊，其中 邊以及騎第邊對第;;平行邊平行於該對第一平行 « 第一曰粒，裝置於該基底之該邊角區上，該 弟-4包括—對第 該對第五平行邊㈣Μ理…冑弟”千仃邊’其中 行邊以及㈣帛平行衫平躲㈣第一平 對第封裝結構，其中該 與該對第二平行邊:ϋ于有邊入之=該對第一平行邊 至少6销狀封裝轉，更包括 日日祖，裝置於該第二晶粒上。 第三裝結構，其令該 對第七平行邊與該對第八二第八平行邊，而該 ‘邊與該對第六平行邊。T 、’仃於该對第五平行 對第七平t _第9項所述之封«結構’ 1中今 對第七千仃邊與該對第八平行邊之一 m 與該對第六平行叙— 平行邊 角。 啕"於15〜45度之一夾 〇503-A32824TWFl/mull B34821 ίΡ替捧！ fmm- 、第96112850號申請專利範圍修正本 .U.如申請專利範圍第9項所述之抽… α如中請專利範圍第6項所述之封裝結構，盆中該 括複數個第-邊角，該第二晶粒包括複數個第: 邊角，該些第一邊角不對準於該些第二邊角。 I3. 一種封裝結構，包括： 一基底； 括-一晶粒，裝置於該基底上，該第-晶粒包 括對第一平行邊與一對第二平行邊；以及 至少一第二晶粒，裝置於該第一晶粒上，i 二晶粒無凸出於該第—晶粒邊緣之外，該第二晶粒包括Χ — 對第三平行邊與-對帛四平行邊，其+ 第四平行邊不平行於該對第一平行邊與射= 14:如中請專利範圍第13項所述之封裝結構， 該對第三平行邊與該對第四平行邊之—與該對第 f與該對第二平行邊之—之間具有介於15〜45度之一^ 15. 如中請專·㈣13項所述之封裝結構， 括—對第五平行邊與—對第六平行邊，而;少 該對第五平行邊與該對第六平行狀— _ 第一平行邊與該對第二平行邊之一。 至"該對 16. 如申請專利範圍第13項所述之封裝結構，其中 〇503-A32824TWFl/mull 20 Y 13648^- 99年12月13曰修正替換頁 年9裘換頁 ~~—第9bli‘28~50號!申請專利範圍修正本 該第一晶片更包括複數個第一邊角，該第二晶粒包括複 數個第二邊角，該第一邊角不對準於該第二邊角。
    0503-A32824TWFl/mull 21
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