專利名稱：堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種封裝構(gòu)造，特別是有關(guān)于ー種堆疊封裝的下封裝體的封裝構(gòu)造。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，隨著電子裝置的尺寸減小，半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)為了滿足各種高密度封裝的需求，逐漸發(fā)展出各種不同型式的封裝設(shè)計，其中各種不同的系統(tǒng)封裝(system in package,SIP)設(shè)計概念常用于架構(gòu)高密度封裝產(chǎn)品。近年來，針對各種電子設(shè)備應(yīng)用等已經(jīng)引入了堆疊式半導(dǎo)體(package on package, POP)封裝。此種堆疊式半導(dǎo)體封裝是將已經(jīng)分別完成封裝エ藝的多個半導(dǎo)體封裝構(gòu)造經(jīng)過堆疊形成一個封裝整體，從而減小了整體的封裝尺 寸。然而，所述堆疊式半導(dǎo)體封裝在實際使用上仍具有下述問題，例如為了降低整體的封裝高度(例如小于I毫米)，此種堆疊式封裝構(gòu)造所使用的載板，特別是下封裝體的載板，其厚度亦需符合薄型化的趨勢。由于下封裝體的載板本身材料與載板上方的封膠體材料兩者之間的熱膨脹系數(shù)(CTE)不匹配，因此在制造過程中以及在使用過程中產(chǎn)生高溫時，下封裝體的載板即容易熱脹冷縮而發(fā)生翹曲(warpage)，從而導(dǎo)致如芯片崩裂(crack)、載板線路斷裂等問題，并嚴(yán)重的影響芯片的可靠性與封裝加工的質(zhì)量及良品率(yield) ο故，有必要提供ー種封裝構(gòu)造，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供ー種封裝構(gòu)造，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的堆疊封裝下封裝體翹曲問題。本實用新型的主要目的在于提供一種堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其可以平衡堆疊封裝下封裝體的載板與封膠體兩者材料之間的熱膨脹系數(shù)，減小載板翹曲的機率，以增加封裝體的可靠度與穩(wěn)定性，并提高封裝加工的質(zhì)量及良品率。為達(dá)成本實用新型的前述目的，本實用新型一實施例提供一種堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其中所堆疊封裝下封裝體構(gòu)造包含ー載板、至少ー芯片、數(shù)個焊墊以及ー強化金屬環(huán)。所述載板包含一上表面。所述至少一芯片位于所述載板的上表面并電性連接至所述載板。所述數(shù)個焊墊位于所述載板的上表面。所述強化金屬環(huán)位于所述載板的上表面，并設(shè)置于所述芯片及所述焊墊之間。再者，本實用新型一實施例提供另ー種堆疊封裝構(gòu)造，其中所述堆疊封裝構(gòu)造包含一下封裝體以及ー上封裝體。所述下封裝體包含ー載板、至少ー芯片、數(shù)個焊墊以及一強化金屬環(huán)。所述載板包含一上表面。所述至少一芯片位于所述載板的上表面并電性連接至所述載板。所述數(shù)個焊墊位于所述載板的上表面。所述強化金屬環(huán)位于所述載板的上表面，并設(shè)置于所述芯片及所述焊墊之間。所述上封裝體通過所述焊墊電性連接至所述下封裝體的載板。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的封裝構(gòu)造，這樣可以平衡堆疊封裝下封裝體的載板與封裝膠兩者材料之間的熱膨脹系數(shù)，從而減小堆疊封裝下封裝體的載板翹曲機率，増加封裝體的可靠度與穩(wěn)定性，并提高封裝加工的質(zhì)量及良品率。

圖I是本實用新型一實施例堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造的示意圖。圖IA是本實用新型一實施例堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造的局部放大示意圖。圖2是本實用新型一實施例堆疊封裝構(gòu)造組裝前的示意圖。圖3是本實用新型一實施例堆疊封裝構(gòu)造的示意圖。 圖4是本實用新型另ー實施例堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造的局部放大示意圖。圖5是本實用新型又一實施例堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造的局部放大示意圖。
具體實施方式
為讓本實用新型上述目的、特征及優(yōu)點更明顯易懂，下文特舉本實用新型較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。再者，本實用新型所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「側(cè)面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本實用新型，而非用以限制本實用新型。圖I為本實用新型一實施例的堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造的示意圖，圖IA為圖I的局部放大圖。請參照圖I及圖IA所示，本實用新型一實施例的下封裝體構(gòu)造100主要包含載板110、芯片120、凸塊(bumps) 130、底膠140、第一金屬球150、封膠體160、強化金屬環(huán)170以及錫球180。在本實施例中，載板110用以承載芯片120，芯片120通過凸塊130以倒裝芯片(flip chip)方式電性連接至載板110，底膠140用以填充芯片120與載板110之間的間隙。第一金屬球150位于載板110的上表面115,強化金屬環(huán)170也位于載板110的上表面115，且封膠體160包覆芯片120、強化金屬環(huán)170，并在第一金屬球150的位置形成凹槽190曝露出第一金屬球150用以與ー上封裝體電性連接。更詳細(xì)來說，在本實施例中，載板110可為一有機基板(organic substrate),包含線路層111、核心層112、阻焊層113、導(dǎo)通孔114、絕緣層117以及焊墊118，其中核心層112為一中間層，線路層111位于核心層112的上下兩面用以導(dǎo)電、傳導(dǎo)信號或接地，一般由銅箔層蝕刻而成，并且上下兩面的線路層111通過導(dǎo)通孔114電性連接，導(dǎo)通孔114中一般鍍有導(dǎo)電材質(zhì)，如銅等。在核心層112的上表面或下表面，線路層111可能有兩層或以上，此時相鄰的兩層線路層111之間可以另外夾設(shè)有絕緣層117。同一線路層111的相鄰線路之間則具有阻焊層113，用以進行絕緣以及保護。焊墊118于上表面115曝露出來，用以放置第一導(dǎo)電金屬球150，第一導(dǎo)電金屬球150通過焊墊118電性連接至載板110。在圖I及圖IA中線路層111及阻焊層113僅是用以示意，并不代表其實際布局的圖案設(shè)計。載板110下表面上116上形成數(shù)個錫球180對外進行電性連接。但是本發(fā)明并不限于此，載板110亦可是其它類型的載板，如陶瓷載板(ceramic substrate)或引線框架(Ieadframe),亦可通過引腳(lead)或針腳(pin)等方式對外進行電性連接。[0020]在本實施例中，芯片120通過凸塊130以倒裝方式與載板110進行電性連接，底膠140用以填充芯片120與載板110之間的間隙，但是并不限于此，例如亦可采用如打線方式(wire bonding)接合。同時,下封裝體構(gòu)造100中也可以包含多個芯片120,并可選擇以上下堆疊或水平鄰接的方式放置于載板110的上表面115上。在本實施例中，焊墊118位于載板110上表面115的邊緣位置，并圍繞(環(huán)繞)芯片120所在的區(qū)域，其中焊墊118例如可以用數(shù)組(array)的方式排列在芯片120所在的區(qū)域的周圍。但是，本發(fā)明并不限于此種布局方式，焊墊118的數(shù)量以及環(huán)繞的層數(shù)亦可根據(jù)設(shè)計的需求做相應(yīng)的調(diào)整，并且焊墊118可以根據(jù)設(shè)計需要位于載板110的上表面115的任何位置。再者，封膠體160位于載板110上表面115側(cè)，用以包覆芯片120、強化金屬環(huán)170，并在焊墊118的位置形成凹槽190，以曝露出焊墊118，用以通過焊墊118與放置于其上的第一金屬球150與一上封裝體電性連接。在本實施例中，強化金屬環(huán)170位于載板110上表面115,并設(shè)置于焊墊118與芯 片120之間的區(qū)域，此種布局可以更好的平衡下封裝體構(gòu)造100的整體應(yīng)カ分布。本發(fā)明可根據(jù)焊墊118在載板110的上表面115上的布局需要，對強化金屬環(huán)170做相應(yīng)的布局位置及形狀的調(diào)整。本實施例中，強化金屬環(huán)170的高度不限，可以高于、低于或等于芯片120放置于載板110上的高度，在后述的實施例中將針對ー些不同的設(shè)計進行說明，此處不再贅述。再者，強化金屬環(huán)170的寬度根據(jù)焊墊118與芯片120之間的間隙寬度進行設(shè)計。強化金屬環(huán)170并無固定的形狀，可以為ー連續(xù)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，或非連續(xù)結(jié)構(gòu)，強化金屬環(huán)170的橫截面可以為一矩形、圓形、梯形、三角形或其它任意形狀，且強化金屬環(huán)170的俯視形狀亦可以為一矩形、圓形、梯形、三角形或其它任意形狀。圖2為本實用新型一實施例的堆疊封裝構(gòu)造組裝前的示意圖，圖3為本實用新型一實施例的堆疊封裝構(gòu)造的示意圖。請參照圖2及圖3所示，堆疊封裝構(gòu)造300是由下封裝體構(gòu)造100與上封裝體構(gòu)造200堆疊形成。上封裝體構(gòu)造200包含第二金屬球250，通過第二金屬球250與下封裝體構(gòu)造100進行電性連接。上封裝體構(gòu)造200可以為任何類型之封裝形式，只需于下表面形成第二金屬球250即可。在下封裝體構(gòu)造100與上封裝體構(gòu)造200經(jīng)過凹槽190對位放置后，接著可通過回焊等方式使第一金屬球150與第二金屬球250相結(jié)合，如此即可在堆疊封裝下封裝體構(gòu)造100與上封裝體構(gòu)造200之間形成導(dǎo)電柱310以實現(xiàn)電性連接，并完成堆疊封裝構(gòu)造300的組裝。本實施例中，上封裝體構(gòu)造200也可以采用與下封裝體構(gòu)造100類似的結(jié)構(gòu)，以便于再向上堆疊更多的封裝結(jié)構(gòu)。請參照圖4所示，本實用新型另ー實施例的堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造的局部放大示意圖，在本實施例中，強化金屬環(huán)170的高度被設(shè)計成高于芯片120放置于載板110后的高度，在利用封膠體160覆蓋芯片120以及強化金屬環(huán)170后，可通過ー研磨步驟，研磨去除下封裝體構(gòu)造100的一部份封膠體160。在研磨后,最終形成下封裝體構(gòu)造100的封膠體160的上表面161曝露出強化金屬環(huán)170的上表面171。在本實施例中，強化金屬環(huán)170的上表面171曝露于封膠體160之外，因此可以增加對下封裝體構(gòu)造100的載板110進行散熱的散熱效率。請參考請參照圖5所示，本實用新型又一實施例的堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造的局部放大示意圖，在本實施例中，強化金屬環(huán)170的高度被設(shè)計成高于或等于芯片120放置于載板110后的高度，在利用封膠體160覆蓋芯片120以及強化金屬環(huán)170后，可通過ー研磨步驟，研磨去除下封裝體構(gòu)造100的一部份封膠體160。在研磨后，最終形成下封裝體構(gòu)造100的封膠體160的上表面161同時曝露出強化金屬環(huán)170的上表面171以及芯片120的上表面121。在本實施例中，強化金屬環(huán)170的上表面171與芯片120的上表面121均曝露于封膠體160之外，因此可以進ー步增加對下封裝體構(gòu)造100的載板110進行散熱的散熱效率。如上所述，相較于現(xiàn)有堆疊式封裝構(gòu)造雖能減小封裝體積、增加封裝密度，卻也常因為封裝結(jié)構(gòu)的翹曲，而導(dǎo)致芯片崩裂、載板線路崩裂等缺點，圖I的本實用新型的堆疊封裝下封裝體構(gòu)造通過在所述載板110上増加了強化金屬環(huán)170，其確實可以有效改善載板110與封膠體160之間的熱膨脹系數(shù)差異過大導(dǎo)致的載板110翹曲問題，通過減小載板110翅曲的機率，進而提聞封裝的可Φ性與穩(wěn)定性，并提聞封裝加工的質(zhì)量及良品率。本實用新型已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本實用新型的范例。必需指出的是，已公開的實施例并未限制本實用新型的范圍。相反地，包含于權(quán)利要求書的精神及范圍的修改及均等設(shè)置均包括于本實用新型的范圍內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求1.一種堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其特征在于所述堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造包含 ー載板，包含一上表面； 至少ー芯片，位于所述載板的上表面并電性連接至所述載板； 數(shù)個焊墊，位于所述載板的上表面；以及 一強化金屬環(huán)，位于所述載板的上表面，并設(shè)置于所述芯片及所述焊墊之間。
2.如權(quán)利要求I所述的堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其特征在于所述芯片位于所述載板的上表面的ー芯片放置區(qū)域，所述強化金屬環(huán)圍繞所述芯片放置區(qū)域。
3.如權(quán)利要求I所述的堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其特征在于所述強化金屬環(huán)為ー連續(xù)結(jié)構(gòu)或ー非連續(xù)結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I所述的堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其特征在于所述堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造更包含數(shù)個第一導(dǎo)電金屬球位于所述的上表面，所述第一導(dǎo)電金屬球鄰接所述焊墊并通過所述焊墊電性連接至所述載板。
5.如權(quán)利要求4所述的堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其特征在于所述堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造更包含一封膠體，包覆至少部分所述芯片、至少部分所述強化金屬環(huán)，并曝露出所述第一導(dǎo)電金屬球。
6.如權(quán)利要求5所述的堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其特征在于所述封膠體曝露出所述強化金屬環(huán)的ー上表面。
7.如權(quán)利要求5所述的堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其特征在于所述封膠體曝露出所述芯片的一上表面。
8.如權(quán)利要求4所述的堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其特征在于所述第一導(dǎo)電金屬球用以電性連接所述堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造與一上封裝體構(gòu)造，所述上封裝體構(gòu)造包含數(shù)個第二導(dǎo)電金屬球，以電性連接所述下封裝體構(gòu)造的第一導(dǎo)電金屬球。
9.如權(quán)利要求I所述的堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其特征在于所述強化金屬環(huán)的材料選自銅環(huán)、鋁環(huán)或其合金環(huán)體。
10.一種堆疊封裝構(gòu)造，其特征在于所述堆疊封裝構(gòu)造包含 一下封裝體，其包含 ー載板，包含一上表面； 至少ー芯片，位于所述載板的上表面并電性連接至所述載板； 數(shù)個焊墊，位于所述載板的上表面 '及 一強化金屬環(huán)，位于所述載板的上表面，并設(shè)置于所述芯片及所述焊墊之間；以及 一上封裝體，通過所述焊墊電性連接至所述下封裝體的載板。
專利摘要本實用新型公開一種堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造，其包含一載板具有一上表面。至少一芯片，位于所述載板的上表面并電性連接至所述載板。數(shù)個焊墊，位于所述載板的上表面。一強化金屬環(huán)，位于所述載板的上表面，并設(shè)置于所述芯片及所述焊墊之間。所述強化金屬環(huán)用以防止所述堆疊封裝的下封裝體構(gòu)造因熱脹冷縮發(fā)生翹曲。
文檔編號H01L23/498GK202633285SQ201220221170
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者黃東鴻, 唐和明, 李英志 申請人:日月光半導(dǎo)體股份有限公司