[发明专利]芯片封装结构及其制造方法

说明书

本发明公开一种芯片封装结构及其制造方法。上述芯片封装结构包括设置在芯片周围的框架、填入于芯片和框架之间空隙的填充材以及覆盖于芯片、框架和填充材之上的保护层。其中填充材的杨氏模数分别小于芯片的杨氏模数、框架的杨氏模数和保护层的杨氏模数。

技术领域

本发明涉及一种封装结构，且特别是涉及一种芯片封装结构及其制造方法。

背景技术

半导体封装的方式分为陶瓷封装和树脂封装两种方式。陶瓷封装具有防潮性佳、寿命长，但成本费用高；树脂封装具有成本低、产量大且性能符合市场需求，故目前是以树脂封装为主。一般树脂封装用的高分子材料有环氧树脂(Epoxy)、聚酰亚胺(Polyimide；PI)、酚醛树脂(Phenolics)、硅氧树脂(Silicones)等。这四种材料中，除散热量大的动力元件必须用成本较高的硅氧树脂外，大部分都采用环氧树脂。使用在封装胶中的环氧树脂有双酚A系(Bisphenol-A)、酚醛环氧树脂(Novolac epoxy)、环状脂肪族环氧树脂(Cyclicaliphatic epoxy)、环氧化丁二烯(epoxydized butadiene)等。目前使用的半导体封装材料以磷甲酚醛的多环性环氧树脂(O-Creso Novolac Epoxy Resin；CNE)为主。

但是，对于面板级封装制作工艺，在模封后，因模封材料热膨胀系数和芯片以及基板的热膨胀系数不同，易造成封装体的翘曲(warpage)，进而造成不易进行后续的取下制作工艺与导致可靠度不佳的问题。此外，若使用高粘度模封材料，因封装制作工艺所造成的热变形与残留应力，使得位于芯片侧边的模封材料易产生剥离(peeling)的问题。

发明内容

本发明一实施例提供一种芯片封装结构包括重布线路层、芯片、框架、填充材和保护层。其中，重布线路层具有一上表面。芯片设置于重布线路层的上表面上，并电连接重布线路层。框架设置于重布线路层的上表面上，且环绕芯片。填充材设置于重布线路层的上表面上，且位于框架和芯片之间。保护层覆盖于芯片、框架和填充材之上。填充材的杨氏模数分别小于芯片、框架和保护层的杨氏模数，且填充材的填充厚度至少为保护层厚度的1.5倍。

本发明另一实施例提供一种芯片封装结构包括重布线路层、芯片、框架、填充材和保护层。其中，重布线路层具有一上表面。芯片设置于重布线路层的上表面上，并电连接重布线路层。框架设置于重布线路层的上表面上，且环绕芯片。低粘度的填充材设置于重布线路层的上表面上，且位于框架和芯片之间。保护层覆盖于芯片、框架和填充材之上。填充材的杨氏模数分别小于芯片、框架和保护层的杨氏模数。

依照另一实施例，填充材的热膨胀系数小于30ppm/℃。

依照另一实施例，填充材上表面的高度低于或等于芯片上表面的高度。

依照另一实施例，填充材的热膨胀系数小于该框架与该保护层的热膨胀系数。

依照另一实施例，填充材包括位于芯片底表面至重布线路层上表面之间的第一填充材，和位于芯片侧面至框架之间的第二填充材。

依照另一实施例，第一填充材的流动性小于或等于第二填充材的流动性。

依照另一实施例，第一填充材的粘度大于或等于第二填充材的黏度。

依照另一实施例，保护层的材料包括金属、陶瓷或热固性环氧树脂。

依照另一实施例，框架的材料包括金属、陶瓷或热固性环氧树脂。

本发明一实施例也提供一种芯片封装结构的制造方法包括形成重布线路层，然后在重布线路层上接合多个芯片。接着，在重布线路层上形成多个环绕芯片的框架，再于框架与芯片间的空隙中填入填充材。在芯片、框架和填充材之上形成保护层后，依照所需进行单体化制作工艺。

为让本发明的内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。