[发明专利]整合表面黏着型组件的封装结构

说明书

技术领域

本发明为一种将表面黏着型组件经由真空热压合技术所进行的整合封装结构，提供承载与结构保护的功能，并确保讯号与能量的传递。

背景技术

随着半导体产业的高度发展，未来电子产品强调轻薄短小、高速、高脚数等特性，以导线架为基础的传统封装型态将渐不适用，因此在封装制程上亦面临诸多挑战，诸如封装材料的选用、封装制程中金线数目的高密度集积化，以及模流充填时所产生的金线偏移与薄形封装翘曲变形等问题，都是产业界目前所遭遇，而需投入研究的范畴。

在习知的半导体芯片封装方面，打线接合封装(Wire Bonding)或覆晶接合封装(Flip-Chip)是一般常见的封装技术。

打线接合封装是将芯片直接黏贴于介电基板表面，采用打线接合制程将芯片的接点与介电基板表面的焊垫(Pad)形成电性连接，应用压模灌胶技术(Molding)将环氧树脂材料(Epoxy)加以封装，以保护芯片避免受到化学或机械外力的破坏，再藉由植球数组(Ball Grid Array)技术提供介电基板与外界装置的电性连接。

至于覆晶封装则是将锡铅凸块或锡球的金属导体，应用回焊(Reflow)制程使金属导体黏着于芯片接点表面，接着将芯片上的金属导体对应匹配放置于介电基板的焊垫上，再经回焊制程形成电性接合，接着采用底胶填充(Underfill Dispensing)制程，让封胶流体布满芯片与介电基板的间隙，再藉由植球数组技术提供介电基板与外界装置的电性连接。

在覆晶封装底胶填充的制程中，因采单边填胶方式所以必须花费一段时间才能让封胶流体布满介电基板与覆芯片的间隙。此外，芯片、介电基板、金属导体和充填材料的热膨胀系数有相当大的差异性。

其中芯片的热膨胀系数大约为百万分之2.3/度(2.3ppm/℃)，FR-4介电基板的热膨胀系数则为百万分之18/度(18ppm/℃)，焊锡凸块的热膨胀系数为百万分之24/度(24ppm/℃)，而环氧树脂的膨胀系数为百万分之70/度(70ppm/℃)。尤其是芯片与介电基板的热膨胀系数差异最大，当温度出现变化时，会产生不一致的热膨胀效应而使得整个封装出现变形的现象，并且会在覆晶与基板的焊锡连接上出现剪应力，一般焊锡熔点约在摄氏180～400度之间，容易达到其降服点而对整体封装的结构产生破坏性。另外，在传统的打线接合封装的制程中，于进行灌胶制程后，有时会因为黏度强度不足而出现分层的现象。

目前在电路布设方面，线路载板是经常使用的构装组件，所述线路载板大多是印刷电路板或芯片载板等线路载板。一般的线路载板主要是由多层图案化线路层及多层介电层交替迭合所构成，其中介电层配置于任二相邻的图案化线路层之间，而这些图案化线路层可藉由贯穿介电层的镀通孔道或导电孔道而彼此电性连接。

由于线路载板具有布线细密、组装紧密以及良好的性能等优势，因此线路载板已广泛应用于电子封装结构中，特别是植球数组技术的封装体。当讯号在线路载板传递时，可藉由被动组件(例如电阻、电容、电感等)消除噪声以及稳定电路来改善讯号传输的质量，另外在天线线路的布线方面，亦可藉由被动组件的设置作为电性阻抗匹配及频率调整的目的，但所述被动组件是设置在线路载板的表面，使得线路载板体积增大而无法达到缩小体积的目的。此外，随着电子产品功能性的多样化，将使得线路载板的体积变大，同样地无法达到轻薄短小的目的。

发明内容

本发明整合表面黏着型组件的封装结构的主要目的在于将芯片天线与被动组件封装结构模块化，藉由改变被动组件值的大小，得以调整频率范围的自由度以及性能，提高天线特性阻抗与系统端阻抗匹配，以达符合电性特性的要求，并且减少占用印刷电路板面积，来缩小整体的体积，以增加印刷电路板的利用空间。

本发明的次要目的在于改善结构封胶与介电基板的结合强度，提供承载与结构保护的功能，避免物理性质的破坏和化学性质的侵蚀，确保讯号与能量的传递，并发展出一种全新不同的半导体封装制程，且能降低生产成本。

本发明的另一目的在于将不同的芯片或已封装完成的迭层芯片或其它电子组件整合于同一封装模块内(例如射频模块或其它整合型系统芯片)成为复合式的封装体，提供承载与结构保护的功能，确保讯号与能量的传递。