提升锡球寿命的芯片封装结构与芯片阵列区块制造技术

一种提升锡球寿命的芯片封装结构与芯片阵列区块，涉及封装结构，应用于考量母板层级的温度循环测试时的封装结构设计中。芯片封装结构包含一基板、位于基板第一表面的芯片、分布于第一表面并介于第一表面与芯片之间的芯片粘着材料、包覆芯片与第一表面的塑封材料。其中芯片线路面可以朝上或朝下，芯片封装结构与芯片阵列区块利用增加杨氏模数相对较低的芯片粘着材料占有的面积，使得未被芯片覆盖的基板表面也涂布上芯片粘着材料，利用较低杨氏模数的芯片粘着材料吸收温度循环测试中产生的不匹配热应力，以减少锡球破裂、提升锡球寿命以增加锡球于母板层级测试中的可靠度。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种封装结构，特别涉及一种考量母板层级的温度循环测试的封装结构设计。
技术介绍
随着半导体产业的高度发展，电子产品在IC元件的设计上朝向多脚与多功能化的需求发展，而在元件外观上也朝着轻、薄、短、小的趋势发展。因此，在封装制程上也面临许多挑战，诸如基板的设计日趋复杂、封装材料的选用、薄型封装翘曲变形、散热性与结构强度等问题，都是目前封装产业所遭遇急欲解决的难题。图1所示为现有技术的FBGA-BOC(Board-On-Chip)的正面透视示意图。以单一芯片封装体为例，基板100上设置沟槽110，且基板100上具有粘着剂涂布范围112，芯片则设置于粘着剂涂布范围112上，锡球114则分布于粘着剂涂布范围112内，也有可能超出粘着剂范围外。参照图2，一般而言，如此的封装结构120设置完芯片与塑封材料后，会将该封装结构120的锡球114焊接至母板130(board)上，进行高温与低温转换的温度循环测试(board T/C testing)，测试中封装结构120各材料及母板130因为材料的热膨胀系数不匹配的问题，容易产生热应力。锡球114因本身材料最为脆弱，因此锡球114破裂是最常遇到的破坏模式。此时讯号传输的电阻值增加，可能导致开路(open)，甚至整个元件失效。因此，如何确保锡球在测试中的可靠度是很重要的课题之一。
技术实现思路
为了减少封装结构在母板层级的温度循环测试时应力不匹配的问题，提供一种封装结构，将芯片粘接所用的芯片粘着材料网印范围延伸至整个基板表面，可吸收不匹配的热应力。本技术的技术方案提供一种提升锡球寿命的芯片封装结构，其中包含一基板具有一第一表面与一第二表面分别位于基板的相反侧；一芯片位于第一表面；一芯片粘着材料分布于基板的整个第一表面上；及一塑封材料包覆芯片与第一表面，其中芯片粘着材料的杨氏模数小于芯片的杨氏模数。本技术的技术方案提供一种提升锡球寿命的芯片阵列区块，多个芯片阵列间隔地分布于一基板上，其中每一芯片阵列中间隔地分布多个芯片；及一芯片粘着材料位于整个基板上。上述的提升锡球寿命的芯片阵列区块，其中芯片粘着材料的杨氏模数小于基板的杨氏模数。上述的提升锡球寿命的芯片阵列区块，其中芯片粘着材料的杨氏模数小于任一芯片的杨氏模数。上述的提升锡球寿命的芯片阵列区块，其中基板为一球栅阵列封装载板。上述的提升锡球寿命的芯片阵列区块，其中芯片粘着材料的杨氏模数小于该塑封材料的杨氏模数。本技术相较于现有技术有如下的有益效果本技术利用杨氏模数较小的芯片粘着材料分布于封装结构中，藉以吸收热应力，如此可减少锡球破裂的问题产生。附图说明图1所示为现有的WBGA实施例的芯片封装结构的正面透视示意图；图2所示为一般母板层级温度循环测试的样品侧面示意结构；图3所示为根据本技术的一实施例的芯片阵列区块的正面透视示意图；图4所示为根据本技术的一实施例的线路面朝下芯片封装结构的侧面示意图；图5所示为根据本技术的另一实施例的线路面朝上芯片封装结构的侧面示意图。具体实施方式图3所示为根据本技术的一实施例的芯片阵列区块的正面透视示意图。多个芯片阵列12间隔地分布于一载板5上，其中每一芯片阵列12中间隔地分布多个芯片14。在一实施例中，基板10具有多个沟槽16对应每一芯片阵列12，且每一沟槽16对应至少任一芯片14以提供芯片14电连接时用。其次，芯片粘着材料18介于芯片14与基板10之间，也可分布于每一芯片阵列12的任两芯片14之间。换言之，芯片粘着材料18的一部分18a与芯片14重叠，即位于芯片14的下方，芯片粘着材料18的另一部分18b则位于每一芯片阵列12中的芯片14之间暴露出的表面。可以理解的，基板10上的芯片阵列12可以具有相同或相异数目的芯片14，或是位于基板1o相反侧的两个表面。其次，芯片阵列12中所具有的芯片14可以是相同的芯片，也不排除功能或形态不同的芯片14置于一芯片阵列12中。一般封装制程时，以芯片阵列12进行封装制程，主要包含涂布(包含网印、点胶或上干膜的方式)芯片粘着材料18于芯片阵列12范围、芯片粘接(die attach)、打线、包覆塑封材料、植球然后切割。图4所示为根据本技术的一实施例的芯片封装结构的侧面示意图。芯片封装结构中，芯片14与芯片粘着材料18位于基板10的第一表面101上，其中芯片粘着材料18分布于第一表面101上并介于第一表面101与芯片14之间。塑封材料20则包覆芯片14与第一表面101，其中被芯片14暴露出的芯片粘着材料18介于塑封材料20与第一表面101之间。再者，基板10的第二表面102位于第一表面101的相反侧，其上分布若干导电垫22未受防焊漆24覆盖，锡球26则位于导电垫22上。再者，以细间隙球闸阵列FBGA(fine pitch BGA)或FBGA-BOC(Board On Chip)为例，基板10上设有沟槽，其位于芯片14的范围内，藉以提供通道容置导电连接线28。导电连接线28，例如金线，电连接芯片14至基板10的导电垫22。根据本使用新型的精神可应用于芯片线路面朝上或芯片线路面朝下的球栅阵列构装(Die Face Up or Die Face Down，BGA)，例如应用于芯片线路面朝上的封装时，芯片粘着材料18涂布(包含网印、点胶或上干膜的方式)范围不仅在于芯片粘接处，也包含第一表面101的暴露出的部分，如图5所示，第一表面101上尚包含防焊漆24与被暴露出的导电垫22，故当网印芯片粘着材料18在第一表面101上时也暴露出导电垫22，再以一道或多道的打线步骤将导电连接线28电连接芯片14的导电连接垫30与第一表面101上的导电垫22。就一般材料而言，当应用于温度循环测试中时，杨氏模数，例如小于1000MPa的芯片粘着材料18小于封装结构中的其他材料的杨氏模数，例如基板10(硬质材料约200000到300000MPa，软质基板约小于15000MPa)、芯片14(100000～150000MPa)或塑封材料20(15000～25000MPa)，因此可吸收不同材料因热涨冷缩不匹配(thermal mismatch)所造成的热应力。如此一来，可降低锡球26所承受的热应力，减少锡球26的变形，增加封装结构在母板层级温度循环测试中的寿命，进而提升封装产品在母板层级的可靠度。根据上述，一种芯片的封装结构，芯片位于基板的第一表面。芯片粘着材料分布于第一表面上并介于第一表面与芯片之间，塑封材料包覆芯片与第一表面，其中部分芯片粘着材料介于塑封材料与第一表面之间。应用于芯片阵列区块(block of die array)时，多个芯片阵列间隔地分布于基板上，每一芯片阵列中间隔地分布多个芯片。芯片粘着材料介于多个芯片与基板之间，且分布于每一芯片阵列的任两芯片之间。以上所述的实施例仅为说明本技术的技术思想及特点，其目的在使本领域普通技术人员能够了解本技术的内容并据以实施，当不能以此限定本技术的权利要求范围，即凡是依本创作所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本技术的权利要求范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升锡球寿命的芯片封装结构，其特征在于包含：　　　　基板，其具有第一表面与第二表面，分别位于所述基板的相反侧；　　　　芯片，其位于所述第一表面上；　　　　芯片粘着材料，其分布于所述基板的所述第一表面上并介于所述第一表面与所述芯片之间；及　　　　塑封材料，其包覆所述芯片与所述第一表面，其中部分所述芯片粘着材料介于所述塑封材料与所述第一表面之间。

【技术特征摘要】
1.一种提升锡球寿命的芯片封装结构，其特征在于包含基板，其具有第一表面与第二表面，分别位于所述基板的相反侧；芯片，其位于所述第一表面上；芯片粘着材料，其分布于所述基板的所述第一表面上并介于所述第一表面与所述芯片之间；及塑封材料，其包覆所述芯片与所述第一表面，其中部分所述芯片粘着材料介于所述塑封材料与所述第一表面之间。2.如权利要求1所述的提升锡球寿命的芯片封装结构，其特征在于所述芯片粘着材料的杨氏模数小于所述芯片的杨氏模数。3.如权利要求1所述的提升锡球寿命的芯片封装结构，其特征在于所述芯片粘着材料的杨氏模数小于所述基板的杨氏模数。4.如权利要求1所述的提升锡球寿命的芯片封装结构，其特征在于所述芯片粘着材料的杨氏模数小于所述塑封材料的杨氏模数。5.一种提升锡球寿命的芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：范文正，
申请(专利权)人：力成科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]