專利名稱：球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，特別是一種具 有復合基板的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著終端消費性電子產(chǎn)品朝向"輕、薄、短、小"及多 功能化發(fā)展的趨勢，IC構(gòu)裝技術(shù)亦朝向高密度化、小型化、高腳數(shù)化 的方向前進，為了實現(xiàn)小型化與窄腳距的封裝、以及改善散熱等問題，目前球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)(Ball Grid Array, BGA)、覆晶(Flip Chip)、芯片 尺寸封裝(Chip Scale Package, CSP)等先進構(gòu)裝技術(shù)已成為主流。圖1A是一現(xiàn)有技術(shù)的窗型球柵陣列(Window BGA, WBGA)封裝 結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，圖1B是其仰視示意圖， 一芯片(chip)10設置于一 基板(substrate)20的上表面上，芯片10的主動面(active surface)朝下且 其中央?yún)^(qū)域具有多個接觸點(contact point)102，基板20的中央?yún)^(qū)域具有 一通孔，且基板20的下表面具有多個焊墊(bondingpad)202，多個焊線 (wire)30電性連接接觸點102與焊墊202; —第一封裝膠體(molding compound) 32設置于基板10的上表面以包覆及保護芯片10， 一第二封 裝膠體34設置于基板20的下表面以包覆及保護通孔、焊線30、接觸 點102及焊墊202。接續(xù)上述說明，基板20的下表面設有多個焊球墊(soldering pad)204，多個焊球(solderball)38分別設置于焊球墊204上，此焊球38 作為輸入/輸出(input/output， 1/0)端，使載設于封裝結(jié)構(gòu)中的芯片10得 以電性連接一外界裝置(圖中未示)，例如以表面黏著技術(shù)(Surface Mount Technology, SMT)完成此窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)與一印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)的構(gòu)裝及電性連接，因為在進行表面黏著時 容易受到外來力量的擠壓，造成封裝結(jié)構(gòu)的角落周緣崩裂及內(nèi)部的芯 片10受損，因此多個第三封裝膠體36設置于基板20的下表面以增強 封裝結(jié)構(gòu)的強度，防止封裝結(jié)構(gòu)在進行表面黏著制程時角落周緣崩裂、 基板20翹曲(warp)及內(nèi)部的芯片IO受損。然而，因為封膠(molding)制程的限制，此種封裝結(jié)構(gòu)具有數(shù)項缺 點，請參考圖1C，其為一現(xiàn)有技術(shù)的窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)的仰視示 意圖，因為封膠模具的模穴必須有?？撞拍芄嗄?，所以第三封裝膠體 36的寬度不能太細，而且在封膠制程容易造成溢膠362而產(chǎn)生焊球40 消失的現(xiàn)象，因此焊球38的數(shù)量與配置受到限制，因而降低了封裝結(jié) 構(gòu)的品質(zhì)與效益，而且第三封裝膠體36增加了封膠模具的復雜度與成 本。發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)的封裝結(jié)構(gòu)在進行表面黏著制程時容易發(fā)生角 落周緣崩裂、基板翹曲及內(nèi)部的芯片受損的缺點，本發(fā)明的目的之一 是提出一種具有復合基板的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，有效地 增強封裝結(jié)構(gòu)的強度。為了解決現(xiàn)有技術(shù)以封裝膠體增強封裝結(jié)構(gòu)強度的缺點，封裝膠 體的寬度不能太細、封膠制程容易溢膠而產(chǎn)生焊球消失的現(xiàn)象、焊球 的數(shù)量與配置受到限制、及封膠模具復雜而成本昂貴，本發(fā)明的目的 之一是提出一種具有復合基板的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，可 以有效地增強封裝結(jié)構(gòu)的強度，而且焊球的布局空間可以更大而不會 產(chǎn)生焊球消失的現(xiàn)象。本發(fā)明的目的之一是提供各種型式的復合基板以增強封裝結(jié)構(gòu)的 強度，第二基板黏貼于第一基板的下表面的周緣，第二基板可以是一 片中央?yún)^(qū)域具有一穿孔的基板，也可以由多個小基板所組成，小基板 可以是任意的形狀，例如方形、條形及L形，而且小基板的數(shù)量沒有 限制。本發(fā)明的目的之一是提供一種具有復合基板的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu) 及其封裝方法以增強封裝結(jié)構(gòu)的強度，可以應用于各種不同型式的球 柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，包括窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)、細間距球柵陣列(Fine pitch BGA, FBGA)封裝結(jié)構(gòu)、超細間距球柵陣歹U(Very Fine pitch BGA， VFBGA)封裝結(jié)構(gòu)、微型球柵陣列(microBGA, u BGA)封裝結(jié)構(gòu)及疊置 式多芯片球柵陣列(Stacked-type Multi-Chip Package BGA， St-MCP BGA) 封裝結(jié)構(gòu)。為達上述目的，本發(fā)明的一實施例提供一種球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，包括 一第一基板，其具有一上表面及一相對于上表面的一下表面； 多個焊球，其分別設置于焊球墊上； 一第二基板，其黏貼于第一基板 的下表面的周緣，且暴露出焊球；至少一芯片，其設置于第一基板的 上表面上，且與第一基板電性連接；及一第一封裝膠體，其設置于第 一基板的上表面且包覆芯片。本發(fā)明的有益效果在于，具有復合基板的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)及其 封裝方法，可以有效地增強封裝結(jié)構(gòu)的強度，而且焊球的布局空間可 以更大而不會產(chǎn)生焊球消失的現(xiàn)象。


圖IA是一現(xiàn)有技術(shù)的窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖； 圖IB是一現(xiàn)有技術(shù)的窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)的仰視示意圖； 圖IC是一現(xiàn)有技術(shù)的窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)的仰視示意圖； 圖2A是本發(fā)明一實施例的窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖； 圖2B是本發(fā)明一實施例的窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)的仰視示意圖； 圖3A、圖3B、圖3C、及圖3D是本發(fā)明一實施例的窗型球柵陣 列封裝結(jié)構(gòu)的制程步驟示意圖4A是本發(fā)明一實施例的復合基板的仰視示意圖； 圖4B是本發(fā)明一實施例的復合基板的仰視未意圖； 圖4C是本發(fā)明一實施例的復合基板的仰視示意圖；圖5是本發(fā)明一實施例的細間距球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖中符號說明10、 50、 90心片102、 502、 902接觸點20基板202、 602、 1002焊墊204、 604、 1004焊球墊30、 70、 110焊線32、 72第一封裝膠體34、 74第二封裝膠體36第三封裝膠體362溢膠38、 40、 78、 118焊球60、 100第一基板62、 64、 66、 68、 102第二基板112封裝膠體Sl黏晶制程S2焊線制程S3封膠制程S4植球制程具體實施方式
圖2A是本發(fā)明一實施例的窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖， 圖2B是其仰視示意圖，本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)具有復合基板， 一芯片50 設置于一第一基板60的上表面上，芯片50的主動面朝下且其中央?yún)^(qū)
域具有多個接觸點502，第一基板60的中央?yún)^(qū)域具有一通孔，且第一 基板60的下表面具有多個焊墊602，多個焊線70電性連接接觸點502 與焊墊602; —第一封裝膠體72設置于第一基板60的上表面以包覆及 保護芯片50， 一第二封裝膠體74設置于第一基板60的下表面以包覆 及保護通孔、焊線70、接觸點502及焊墊602。接續(xù)上述說明，第一基板60的下表面設有多個焊球墊604，多個 焊球78分別設置于焊球墊604上，此焊球78作為輸入/輸出端，使載 設于封裝結(jié)構(gòu)中的芯片50得以電性連接一外界裝置(圖中未示)，例如 以表面黏著技術(shù)完成此窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)與一印刷電路板的構(gòu)裝 及電性連接； 一第二基板62黏貼于第一基板60的下表面的周緣且暴 露出焊球78，用以增強封裝結(jié)構(gòu)的強度，并防止封裝結(jié)構(gòu)在進行表面 黏著制程時角落周緣崩裂、第一基板60翹曲及內(nèi)部的芯片50受損。圖3A、圖3B、圖3C、及圖3D是本實施例的窗型球柵陣列封裝 結(jié)構(gòu)的制程步驟示意圖，第一步驟是黏晶制程Sl，將芯片50黏著于第 一基板60的上表面，在執(zhí)行此黏晶制程S1之前，第二基板62已黏貼 于第一基板60的下表面的周緣；第二步驟是焊線制程S2，以焊線70 電性連接芯片50下表面的接觸點502與第一基板60下表面的焊墊602; 第三步驟是封膠制程S3，將一第一封裝膠體72設置于第一基板的上表 面且包覆芯片50，及將一第二封裝膠體74設置于第一基板60的下表 面且包覆焊線70、接觸點502及焊墊602;第四步驟是植球制程S4， 將焊球78設置于焊球墊604上。在一實施例中，焊線70的材質(zhì)為金(Au)，第一封裝膠體72與第 二封裝膠體74的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂(epoxy)，焊球78的材質(zhì)為錫(Sn);芯 片50以一黏晶材料(die attach material)或一黏性薄膜(adhesive film)黏 著于第一基板60的上表面；第一基板60與第二基板62為硬式(rigid) 或軟式(flexible)基板，且第二基板62以膠合或壓合的方式黏貼于第一 基板60的下表面的周緣，而第二基板62的厚度小于焊球78加上焊球 墊604的高度，亦即小于封裝體與外界裝置間的黏著高度(stand-off height)。因此，本發(fā)明的特征之一是本發(fā)明的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)具有復合 基板，第二基板黏貼于第一基板的下表面的周緣，其寬度可以很細， 所以悍球的布局空間可以更大而不會產(chǎn)生焊球消失的現(xiàn)象，因此，本 發(fā)明的具有復合基板的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)可以有效地增強封裝結(jié)構(gòu)的 強度，并防止封裝結(jié)構(gòu)在進行表面黏著制程時角落周緣崩裂、基板翹 曲及內(nèi)部的芯片受損。請再參考圖2B，第二基板62是一片中央?yún)^(qū)域具有一穿孔的基板， 本領(lǐng)域技術(shù)人員當可了解，根據(jù)本發(fā)明的精神，第二基板亦可由多個 小基板所組成，小基板可以是任意的形狀，數(shù)量也沒有限制；如圖4A 的本發(fā)明一實施例的復合基板的仰視示意圖所示，第二基板64由六片方形的小基板所組成；請參考圖4B，第二基板66由四片條形的小基板 所組成；請參考圖4C，第二基板68由兩片L形的小基板所組成。除了前述實施例的窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)以外，本領(lǐng)域技術(shù)人員 當可了解，本發(fā)明的具有復合基板的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)及其制程可以應用于各種不同型式的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，圖5是本發(fā)明一實施例的 細間距球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖， 一芯片90設置于一第一基板 100的上表面上，芯片90的主動面朝上且其周緣區(qū)域具有多個接觸點 902，第一基板100的上表面具有多個焊墊1002，多個焊線110電性連 接接觸點902與焊墊1002; —封裝膠體112設置于第一基板100的上 表面以包覆及保護芯片90。接續(xù)上述說明，第一基板100的下表面設有多個焊球墊1004，多 個焊球118分別設置于焊球墊1004上，此焊球118作為輸入/輸出端， 使載設于封裝結(jié)構(gòu)中的芯片90得以電性連接一外界裝置(圖中未示)， 例如以表面黏著技術(shù)完成此窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)與一印刷電路板的
構(gòu)裝及電性連接； 一第二基板102黏貼于第一基板100的下表面的周 緣且暴露出焊球118，用以增強封裝結(jié)構(gòu)的強度，并防止封裝結(jié)構(gòu)在進 行表面黏著制程時角落周緣崩裂、第一基板100翹曲及內(nèi)部的芯片卯 受損。同理，根據(jù)本發(fā)明的精神，本領(lǐng)域技術(shù)人員當可了解，本發(fā)明的 具有復合基板的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)及其制程也可以應用于超細間距球 柵陣列封裝結(jié)構(gòu)、微型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)及疊置式多芯片球柵陣列封 裝結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。以上所述的實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點，其目的在 使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，當不能以之限 定本發(fā)明的專利范圍，即大凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的均等變化 或修飾，仍應涵蓋在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含一第一基板，其具有一上表面及一相對于該上表面的一下表面， 且該下表面設有多個焊球墊；多個焊球，其分別設置于所述的焊球墊上；一第二基板，其黏貼于該第一基板的該下表面的周緣，且暴露出 所述的焊球；至少一芯片，其設置于該第一基板的該上表面上，且與該第一基 板電性連接；及一第一封裝膠體，其設置于該第一基板的該上表面且包覆該芯片。
2. 如權(quán)利要求l所述的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，包含一窗型球柵陣列 封裝結(jié)構(gòu)，其中，該芯片的一主動面朝向該第一基板的該上表面且其 中央?yún)^(qū)域具有多個接觸點，該第一基板的中央?yún)^(qū)域具有一通孔，且該第一基板的該下表面具有多個焊墊，該窗型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)更包含 多個焊線以電性連接所述的接觸點與所述的焊墊；及 一第二封裝膠體，其設置于該第一基板的該下表面且包覆該通孔、所述的焊線、所述的接觸點及所述的焊墊。
3.如權(quán)利要求l所述的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，包含一細間距球柵陣 列封裝結(jié)構(gòu)，其中，該芯片的一主動面遠離該第一基板的該上表面且 其周緣區(qū)域具有多個接觸點，該第一基板的該上表面的周緣區(qū)域具有 多個焊墊，該細間距球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)更包含多個焊線以電性連接所 述的接觸點與所述的焊墊。
4. 如權(quán)利要求l所述的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，包含一超細間距球柵 陣列封裝結(jié)構(gòu)、 一微型球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)或一疊置式多芯片球柵陣列 封裝結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求1所述的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，其中，該第一基板與 該第二基板為硬式或軟式基板。
6. 如權(quán)利要求l所述的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，其中，該第二基板的 厚度小于所述的焊球加上所述的焊球墊的高度。
7. 如權(quán)利要求l所述的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，其中，該第二基板為 一片中央?yún)^(qū)域具有一穿孔的基板。
8. 如權(quán)利要求l所述的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，其中，該第二基板由 多個小基板所組成。
9. 如權(quán)利要求8所述的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，其中，所述的小基板 的形狀為方型、條形或L型。
10. 如權(quán)利要求1所述的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，其中，該第二基板 以膠合或壓合的方式黏貼于該第一基板。
11. 如權(quán)利要求1所述的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，其中，該芯片以一 黏晶材料或一黏性薄膜黏著于該第一基板的該上表面。
12. —種球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，其特征在于，包含步驟 黏晶制程，將一芯片黏著于一第一基板的上表面，其中，該第一基板的下表面設有多個焊球墊， 一第二基板黏貼于該第一基板的該下 表面的周緣且暴露出所述的焊球墊；焊線制程，其用以電性連接該芯片與該第一基板；封膠制程，將一封裝膠體設置于該第一基板的該上表面且包覆該芯片；及植球制程，將多個焊球分別設置于所述的焊球墊上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有復合基板的球柵陣列封裝結(jié)構(gòu)，包括一第一基板，其具有一上表面及一相對于上表面的一下表面，且下表面設有多個焊球墊；多個焊球，其分別設置于焊球墊上；一第二基板，其黏貼于第一基板的下表面的周緣，且暴露出焊球；至少一芯片，其設置于第一基板的上表面上，且與第一基板電性連接；及一第一封裝膠體，其設置于第一基板的上表面且包覆芯片。此封裝結(jié)構(gòu)可以有效地增強封裝結(jié)構(gòu)的強度，并防止封裝結(jié)構(gòu)在進行表面黏著制程時角落周緣崩裂、第一基板翹曲及內(nèi)部的芯片受損。
文檔編號H01L23/488GK101145549SQ200610151879
公開日2008年3月19日 申請日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月13日
發(fā)明者林基正 申請人:力成科技股份有限公司