[发明专利]芯片封装结构和方法

说明书

本发明涉及芯片封装结构和相应以及封装方法，封装结构主要包括基板具有相对设置的第一表面和第二表面；芯片，包括功能面和与功能面相对设置的非功能面，芯片非功能面安装在基板的第一表面上；填充材料，设置在基板的第一表面上并围绕芯片；硬质盖板，覆盖在芯片的功能面上；芯片、基板、填充材料和硬质盖板具有互相匹配的热膨胀系数；相对于现有技术获得的进步是能够减少芯片的翘曲。

技术领域

本发明涉及一种芯片封装结构和构建此种封装结构的方法，特别是热封装装芯片领域。

背景技术

芯片在封装过程中将固定有芯片的基板放入压膜设备中在压膜设备中注入或封装料流体或熔融封装料形成流体封装芯片和基板经冷却形成封装模组，在某些应用需求中需要在封装模组的表面覆盖硬质盖板。在现有的封装方法中，芯片表面的硬质盖板会使用粘接剂将硬质盖板与芯片表面结合在一起，然后再采用高温烘烤将粘接剂固化。

当前的封装方法的缺点有：

1.工艺速度慢，效率低，步骤多包括表面清洗、上胶、贴盖板、烘烤等步骤；

2.工艺不稳定，良率低；如粘接剂的厚度不稳定，导致最终产品表面不平整；如封装材料的热膨胀系数大于基板的热膨胀系数大于芯片的热膨胀系数导致芯片高度不稳定，封装表面产生内凹翘曲，在贴合硬质盖板前需要先进磨平。

针对上述现有技术存在的缺点，申请号为：20510336488.X，名称为：一种IC封装方法及其封装结构的中国专利提出了新的封装方法：

芯片以阵列的方式排布在基板上，并通过焊线或硅通孔工艺使得芯片电性连接固定于基板上；将硬质盖板预先放入压膜设备中，随后撒入封装料随后固定有芯片基板被放入压膜设备，压膜设备中熔融封装流体材料进入基板上芯片外围空间，封装材料还覆盖芯片的表面此部分封装材料体积较少；由于材料本身的特性，封装材料、基板、芯片和硬质盖板的热膨胀系数分别具有大(20ppm/℃)、中(10～15ppm/℃)、小(4ppm/℃)、小(小于10ppm/℃)的取值。热膨胀系数较大的封装材料与热膨胀系数小的芯片收缩速度不同而产生″W″型翘曲即芯片的中心部分向外凸出芯片与芯片之间的部分向内凹陷。在指纹芯片模组等应用中，翘曲的封装材料能够透过硬质盖板的油墨层显像出不均匀的色差，影响电子产品的美观度和可靠性。

因此本申请旨在改进芯片封装过程中的翘曲问题同时提高工艺速度改良工艺稳定性。

发明内容

为解决上述技术问题本发明提供一种芯片封装结构以改善半导体封装过程中的翘曲问题，并同时提供一种整板封装结构，并且本发明还提供一种构造封装结构的方法。

为达到上述目的本发明提供一种芯片封装结构，包括：

基板，具有相对设置的第一表面和第二表面；

芯片，包括功能面和与功能面相对设置的非功能面，且芯片的非功能面安装在基板的第一表面上；

填充材料，设置在基板的第一表面上并围绕芯片；

硬质盖板，具有相对设置的第一表面和第二表面，硬质盖板覆盖在芯片的功能面上；

封装料，用于连接芯片、填充材料及硬质盖板；

芯片、基板、填充材料和硬质盖板具有互相匹配的热膨胀系数，其中，芯片与填充材料的热膨胀系数及厚度均相等。

优选地，芯片、基板、填充材料和硬质盖板的热膨胀系数小于15ppm/℃。

优选地，填充材料是芯片在封装时由熔融的流体固化形成的，芯片、基板、硬质盖板和填充材料的热膨胀系数小于15ppm/℃。

优选地，填充材料是预制的硬质结构。

优选地，预制的硬质结构上开设有收容芯片的孔。