专利名称：封装结构及封装其的封胶模块与封胶模具的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种封装结构及封装其的封胶模块(encapsulating module)与 封胶模具(encapsulating mold)，且特别是有关于一种其封胶具有平滑曲面的封装结构及 封装其的封胶模块与封胶模具。
背景技术：
在封装基板的过程中往往需要应用封胶模具。封胶模具具有一模穴及一抵接面， 抵接面在抵接住基板后，再填充封胶至模穴内，封胶在冷却凝固后便固定于基板上。然而，一般封胶模具的抵接面与模穴的交接处多为轮廓剧烈变化的外型，例如是 尖角。如此会发生许多问题。以下列举其中几个缺点作说明第一、在封胶模具抵接至基板瞬间，抵接面与模穴的交接处最先接触到基板，若交 接处为轮廓剧烈变化的外型，例如是尖角。此尖角对基板的作用形成切割作用，使基板承受 极高应力。基板上的表面处理层以及金属结构，例如是走线、接垫等因此受到破坏。举例来 说，请参照图1，其绘示已知具有尖角的封胶模具的封装示意图。封胶模具200的抵接面202 与模穴204的交接处为轮廓剧烈变化的尖角P1，此尖角P1使基板206对应的部位也呈现尖 角P2。由于封装结构的尖角P2承受高应力，导致基板206上的表面处理层(未绘示)，例 如是绿漆的剥落或破坏。第二、若交接处为轮廓剧烈变化的外型，例如是尖角，则极易挤压基板上质地较软 的表面处理层，使被挤压的表面处理层因此隆起而导致剥落。第三、就模具理论来讲，模具上外型剧烈变化的部位，例如是尖角部位，其容易在 封胶冷却凝固的过程中形成热点(hot spot)，此会降低模具寿命。第四、模具中产生热点的部位，也会对应地影响到封装结构的品质。
发明内容
本发明有关于一种封装结构及封装其的封胶模块与封胶模具。封胶模具具有一用 以抵接基板的抵接面及一模穴。模穴具有一平滑曲面，其与该抵接面相连接。如此，当抵接 面抵接于基板上时，与基板接触的是平滑曲面而不是已知技术中的尖角P1，因此可降低基 板所承受的应力值，所制作出的封装结构也不会有过多的残留应力。根据本发明的第一方面，提出一种封胶模块。封胶模块用以与一封胶底模搭配，以 封装一设置有芯片的基板，以将基板及芯片封装成为一封装结构。封胶模块包括一封胶底 模及一封胶模具。封胶底模用以承载基板，封胶模具则具有一抵接面、一第一平滑曲面及一 模穴。第一平滑曲面具有一曲率半径并与抵接面连接且位于模穴的开口处。其中，当封胶 模具与封胶底模合模以夹持基板时，抵接面抵接基板。根据本发明的第二方面，提出一种封胶模块。封胶模块用以与一封胶底模搭配，以 封装一设置有芯片的基板，以将基板及芯片封装成为一封装结构。封胶模块包括一封胶底 模及一封胶模具。封胶底模用以承载基板，封胶模具则具有一抵接面、一第一平滑曲面及一模穴。第一平滑曲面为一椭圆曲面的一部分并与抵接面连接且位于模穴的开口处。其中， 当封胶模具与封胶底模合模以夹持基板时，抵接面抵接基板。根据本发明的第三方面，提出一种封胶模具。封胶模具用以封装一设置有芯片的 基板，以将基板及芯片封装成为一封装结构。封胶模具具有一抵接面、一第一平滑曲面及一 模穴。第一平滑曲面具有一曲率半径并与抵接面连接且位于模穴的开口处。其中，当封胶 模具与封胶底模合模以夹持基板时，抵接面抵接基板。根据本发明的第四方面，提出一种封胶模具。封胶模具用以封装一设置有芯片的 基板，以将基板及芯片封装成为一封装结构。封胶模具具有一抵接面、一第一平滑曲面及一 模穴。第一平滑曲面为一椭圆曲面的一部分并与抵接面连接且位于模穴的开口处。其中， 当封胶模具与封胶底模合模以夹持基板时，抵接面抵接基板。根据本发明的第五方面，提出一种封装结构。封装结构应用一封胶模具封装完成。 封胶模具具有一抵接面、一第一平滑曲面及一模穴。第一平滑曲面具有一曲率半径并与抵 接面连接且位于模穴的开口处。封装结构具有一第二平滑曲面并包括一基板、一芯片及一 封胶。封胶设置于基板上，封胶具有一外侧面，第二平滑曲面连接外侧面与基板且第二平滑 曲面的外形与第一平滑曲面的外形相对应。根据本发明的第六方面，提出一种封装结构。封装结构应用一封胶模具封装完成。 封胶模具具有一抵接面、一第一平滑曲面及一模穴。第一平滑曲面为一椭圆曲面的一部分 并与抵接面连接且位于模穴的开口处。封装结构具有一第二平滑曲面并包括一基板、一芯 片及一封胶。封胶设置于基板上，封胶具有一外侧面，第二平滑曲面连接外侧面与基板且第 二平滑曲面的外形与第一平滑曲面的外形相对应。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详 细说明如下
图1(已知技艺)绘示已知具有尖角的封胶模具的封装示意图。图2绘示依照本发明较佳实施例的封胶模具示意图。图3绘示应用图2的封胶模具所封装出的封装结构示意图。图4绘示图2中局部A的放大示意图。 图5绘示依照本发明另一实施例的封胶模具的示意图。
图6绘示图3中局部B的放大示意图。
主要组件符号说明100,200 封胶模具102 芯片104,206 基板106 封装结构108,202 抵接面110,204 模穴112 封胶114:第一平滑曲面
116:外则面118:第二平滑曲面120 空间122 封胶底模124 基板表面126 底面128 封胶模块130:凹陷处132 第一平滑曲面的一部分134:内壁顶面136:内壁侧面138、142:连接处140 封胶顶面a:凹陷量A、B:局部D1、D2:预设距离P1、P2:尖角T1 边界线T2、T3、T4、T5、T6 相切处
具体实施例方式在本发明的封装结构及封装其的封胶模块与封胶模具中，封胶模具具有一用以抵 接基板的抵接面、一平滑曲面及一模穴。平滑曲面与抵接面相连接且位于模穴的开口处。如 此，在封装工艺中，当抵接面抵接于基板上时，与基板接触的是外型平缓的平滑曲面，因此 可降低基板所承受的应力值，所制作出的封装结构也不会有过多的残留应力。并且，平滑曲 面位于抵接面与模穴的交接处，此对于确保或增加模具寿命有正面的帮助。以下提出较佳实施例作为本发明的说明，然而实施例所提出的内容，仅为举例说 明之用，而绘制的附图为配合说明，并非作为限缩本发明保护范围之用。再者，实施例的图 标亦省略不必要的组件，以利清楚显示本发明的技术特点。请同时参照图2及图3，图2绘示依照本发明较佳实施例的封胶模具示意图，图3 绘示应用图2的封胶模具所封装出的封装结构示意图。如图2所示，封胶模块128用以封 装一设置有芯片102的基板104，使其成为一封装结构106。封胶模块128包括一封胶模具 100及一封胶底模122。封胶底模122用以承载基板104，而封胶模具100具有一抵接面108 及一模穴110。封胶模具100可与封胶底模122搭配，而将基板104夹持于封胶模具100与 封胶底模122之间。进一步地说，当封胶模具100与封胶底模122合模时，抵接面108抵接 至基板104上，使基板104被夹持于封胶模具100与封胶底模122之间。模穴110则用以 容纳一封胶112 (绘示于图3)，以使封胶112设置于基板104的基板表面124上并包覆芯片 102。请同时参照图4，其绘示图2中局部A的放大示意图。如图4所示，封胶模具100具有一与模穴110接触的第一平滑曲面114。第一平滑曲面114与抵接面108相切的 (tangent)。由于第一平滑曲面114与抵接面108相切，故当封胶模具100抵接至基板104 时，与基板104接触的是第一平滑曲面114中与抵接面108相切的边界线T1，而非已知技 术中较易破坏基板104的剧烈转折外型，例如是尖角。如此，可保持了基板104上的表面处 理层及金属结构的完整性。其中，表面处理层例如是绿漆，金属结构例如是接垫或走线。并 且，外型平缓的第一平滑曲面114也不会像已知技术中的尖角会过度挤压基板104上质地 较软的表面处理层，因此也避免表面处理层过度隆起而导致剥落。此外，再如图4所示，在封装工艺中，当呈熔融状态的封胶填充进模穴110 (绘示于 图2)内时，呈熔融状态的封胶填充进基板104与第一平滑曲面114间的空间120内并得以 与第一平滑曲面114接触，使得呈熔融状态的封胶与封胶模具100的接触面积增加。如此， 填充进空间120内的封胶可分担封胶模具100施加于基板104的力量，此有助于降低基板 104所承受的应力。进一步地也降低了封胶模具对基板104上的表面处理层及金属结构的 施力，使表面处理层及金属结构不会因施力过大而破坏。此外，如图4所示，模穴110的一内壁顶面134与模穴110的一内壁侧面136相连 接。内壁顶面134面对基板104，内壁侧面136与第一平滑曲面114连接，较佳地是相切，而 内壁顶面134与内壁侧面136的连接处138相距第一平滑曲面114与抵接面108的相切处 T5 一预设距离D1，此预设距离D1例如是介于0. 78至1. 85mm之间。此外，虽然图4绘示与基板104接触的是第一平滑曲面114中与抵接面108相切 的边界线T1，然而当封胶模具100与封胶底模122合模时，第一平滑曲面114中与基板104 接触的也可以是部分的第一平滑曲面114。举例来说，请参照图5，其绘示依照本发明另一 实施例的封胶模具的示意图。图5的第一平滑曲面114以相切处T3至相切处T4的范围为 例作说明。当封胶模具100与封胶底模122(绘示于图2)合模时，若封胶模具100的施力 稍大，也可能造成基板表面124略为凹陷而呈现出一凹陷处130。然由于第一平滑曲面114 中与基板表面124接触的是外型平缓的第一平滑曲面114的一部分132，而非已知技术中 的尖角，所以较不会使基板104承受过大的应力而导致凹陷量a过大。再加上填充进空间 120(绘示于图4)内的封胶也分担了封胶模具100的部份施力，所以凹陷处130的凹陷量a 甚小。如此，对于保持基板104上面处理层及金属结构的完整性有正面的助益。并且，基板104的凹陷处130呈现的是对应至第一平滑曲面114的一部分132的 平缓外型，因此较不会发生图1的已知技术中尖角P2会发生的应力集中现象。此外，第一平滑曲面114可以是任意外型的平滑(smooth)曲面，其与任一截面的 交线(line of intersection)连续(continuity)且可微分(Differentiability)的。举 例来说，第一平滑曲面114可以是部分的圆形曲面，其曲率半径介于0. 1 — 2.0公厘(mm) 之间，较佳地是0.6mm。或者，第一平滑曲面114也可以是部分的椭圆曲面，其长轴径介于 0. 1—1. 17mm之间，而其短轴径介于0. 1 — 1.0mm之间。请参照图6，其绘示图3中局部B的放大示意图。当封胶112设置于基板104后， 封装结构106的一第二平滑曲面118与封胶112的一外侧面116及基板表面124连接，且 第二平滑曲面118与第一平滑曲面114相对应。其中，第二平滑曲面118以相切处T2至相 切处T6的范围为例作说明。此外，如图6所示，当封胶112形成后，封胶112的外侧面116与封胶112的封胶顶面140相连接。第二平滑曲面118与基板表面124的相切处T2相距封胶顶面140与外 侧面116的连接处142—预设距离D2，预设距离D2的值与预设距离D1的值相同，且其范围 介于0. 78至1.85mm之间。在封装工艺中，呈熔融状态的封胶填充进基板104与封胶模具100的第一平滑曲 面114间的空间120。在呈熔融状态的封胶冷却凝固之后，封装结构106形成第二平滑曲面 118。由于第一平滑曲面114的外型平滑的，所以第二平滑曲面118也是平滑的。并且，第 二平滑曲面118与基板表面124亦是相切的，例如是相切于图6的相切处T2。进一步地说，若第一平滑曲面114是部分的圆形曲面，则第二平滑曲面118亦是相 对应的圆形曲面。若第一平滑曲面114是部分的椭圆曲面，则第二平滑曲面118亦是相对 应的椭圆曲面。并且，第二平滑曲面118的尺寸当然地也与第一平滑曲面114相对应。本实施例所指称的封装结构可以是球格数组(ball grid array, BGA)封装结构， 其具有数个锡球(未绘示)设置于图3的封装结构106的底面126上。然此非用以限制本 发明，只要是应用上述实施例所揭示的封胶模具所制造的封装结构，都是本实施例所指称 的封装结构。本发明上述实施例所揭露的封装结构及封装其的封胶模块与封胶模具，具有多项 优点，以下仅列举部分优点说明如下第一、在封装工艺中，当抵接面抵接于基板上时，与基板接触的是第一平滑曲面的 一部分或第一平滑曲面中与抵接面的相切部位，因此可降低基板所承受的应力值。如此，可 保持基板上的表面处理层及金属结构的完整性。第二、与基板上质地较软的表面处理层接触的是外型平缓的第一平滑曲面的一部 分或第一平滑曲面中与抵接面的相切部位。因此，基板上质地较软的表面处理层不会被过 度挤压，可避免质地较软的表面处理层过度隆起而导致剥落。第三、模穴与抵接面的交接处为外型平缓的第一平滑曲面的一部分或第一平滑曲 面中与抵接面的相切部位，而不是外型变化较剧烈的尖角。因此，封胶模具在封胶冷却凝固 的过程中的传热较顺利，不易形成热点，对确保或增加模具寿命有正面的帮助。第四、由于封胶模具中模穴与抵接面的交接处不易形成热点，所制作出的封装结 构不会有过多的残留应力，因此可确保或提升封装结构的品质。第五、在填充呈熔融状态的封胶的过程中，填充进基板与第一平滑曲面间的空间 的封胶，可分担封胶模具施加于基板的力量，此有助于降低基板所承受的应力。进一步地也 降低了封胶模具对基板上的表面处理层及金属结构的施力，使表面处理层及金属结构不会 因施力过大而遭破坏。综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本 发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更 动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
权利要求
一种封胶模块(encapsulating module)，用以封装一设置有一芯片的基板，以将该基板及该芯片封装成为一封装结构，该封胶模块包括一封胶底模，用以承载该基板；以及一封胶模具(encapsulating mold)，具有一抵接面、一第一平滑(smooth)曲面及一模穴，该第一平滑曲面具有一曲率半径并与该抵接面连接且位于该模穴的开口处，其中，当该封胶模具与该封胶底模合模以夹持该基板时，该抵接面抵接该基板。
2.如权利要求1所述的封胶模块，其中该第一平滑曲面与该抵接面相切。
3.如权利要求1所述的封胶模块，其中该曲率半径介于0.1-2. 0mm之间。
4.如权利要求1所述的封胶模块，其中该第一平滑曲面与一截面的交线(lineof intersection)连续(continuity)且可微分(Differentiability)的。
5.一种封胶模块，用以封装一设置有一芯片的基板，以将该基板及该芯片封装成为一 封装结构，该封胶模块包括一封胶底模，用以承载该基板；以及一封胶模具，具有一抵接面、一第一平滑曲面及一模穴，该第一平滑曲面为一椭圆曲面 的一部分并与该抵接面连接且位于该模穴的开口处，其中，当该封胶模具与该封胶底模合 模以夹持该基板时，该抵接面抵接该基板。
6.一种封胶模具，用以与一封胶底模搭配，以封装一设置有一芯片的基板，以将该基板 及该芯片封装成为一封装结构，该封胶模具具有一抵接面、一第一平滑曲面及一模穴，该第 一平滑曲面具有一曲率半径并与该抵接面连接且位于该模穴的开口处，其中，当该封胶模 具与该封胶底模合模以夹持该基板时，该抵接面抵接该基板。
7.一种封装结构，其应用一封胶模具封装完成，该封胶模具具有一抵接面、一第一平 滑曲面及一模穴，该第一平滑曲面具有一曲率半径并与该抵接面连接且位于该模穴的开口 处，该封装结构具有一第二平滑曲面并包括一基板；一芯片，设置于该基板；以及一封胶，设置于该基板上，该封胶具有一外侧面，该第二平滑曲面连接该外侧面与该基 板，该第二平滑曲面的外形与该第一平滑曲面的外形相对应。
8.如权利要求7所述的封装结构，其中该基板具有一基板表面，该封胶及该芯片设置 于该基板表面，该第二平滑曲面与该基板表面连接。
9.如权利要求8所述的封装结构，其中该第二平滑曲面与该基板表面相切。
10.如权利要求9所述的封装结构，其中该封胶具有一与该外侧面连接的封胶顶面，该 第二平滑曲面与该基板表面的相切处相距该封胶顶面与该外侧面的连接处一预设距离。
11.如权利要求10所述的封装结构，其中该预设距离介于0.78至1. 85mm之间。
12.如权利要求7所述的封装结构，其中该曲率半径介于0.1 — 2. 0mm之间。
13.如权利要求29所述的封装结构，其中该第二平滑曲面与一截面的交线连续且可微 分的。
14.一种封装结构，其应用一封胶模具封装完成，该封胶模具具有一抵接面、一第一平 滑曲面及一模穴，该第一平滑曲面为一椭圆曲面的一部分并与该抵接面连接且位于该模穴 的开口处，该封装结构具有一第二平滑曲面并包括一基板；一芯片，设置于该基板；以及一封胶，设置于该基板上，该封胶具有一外侧面，该第二平滑曲面连接该外侧面与该基 板且该第二平滑曲面的外形与该第一平滑曲面的外形相对应。
15.如权利要求14所述的封装结构，其中该基板具有一基板表面，该封胶及该芯片设 置于该基板表面，该第二平滑曲面与该基板表面连接。
16.如权利要求15所述的封装结构，其中该第二平滑曲面与该基板表面相切。
17.如权利要求16所述的封装结构，其中该封胶具有一与该外侧面连接的封胶顶面， 该第二平滑曲面与该基板表面的相切处相距该封胶顶面与该外侧面的连接处一预设距离。
18.如权利要求17所述的封装结构，其中该预设距离介于0.78至1. 85mm之间。
19.如权利要求14所述的封装结构，其中该第一平滑曲面的长轴径介于0.1-1. 17mm 之间，该第一平滑曲面的短轴径介于0. 1—1. 0mm之间。
20.如权利要求14所述的封装结构，其中该第二平滑曲面与一截面的交线连续且可微 分的。
全文摘要
一种封装结构及封装其的封胶模块与封装模具。封胶模具用以封装一设置有芯片的基板，以将基板及芯片封装成为一封装结构。封胶模具具有一抵接面、一平滑曲面及一模穴。平滑曲面具有一曲率半径并与抵接面连接且位于模穴的开口处。当封胶模具与一封胶底模合模以夹持基板时，抵接面抵接基板。
文档编号H01L21/56GK101859690SQ20091013416
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月10日 优先权日2009年4月10日
发明者张宸宗, 林志远, 沈政昌 申请人:日月光半导体制造股份有限公司