专利名称：降低基板翘曲的芯片倒装封装结构及其制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种芯片倒装封装结构及其制作方法，且特别是有关 于一种适用于降低基板翘曲的芯片倒装封装结构及其制作方法。
背景技术：
芯片倒装封装为目前最广泛使用的半导体封装技术。在芯片倒装封装技术中，通常会形成一底胶(imderfill)填充于倒装芯片与基板之间。而在进 行烘烤工艺使底胶熟化时，由于基板与底胶的热膨胀系数不同，因此，会 导致基板发生翘曲的情形。此外，在回焊(reflow)工艺后，晶粒与基板的热 膨胀系数差异(CTE dismatch )也是造成基板翘曲的原因。为防止基板发生 翘曲的情形，通常会在基板上设置散热片及散热环，以降低基板翘曲的程 度。图1所示为公知的一种芯片倒装封装结构的剖面示意图。请参考图1 所示，此芯片倒装封装结构100主要包含一基板110、 一倒装芯片120、 一底胶130以及一散热板140。其中，基板110具有一上表面111以及一 下表面112，而倒装芯片120位于基板110的上表面111。此倒装芯片120 具有一主动面121以及一背面122。主动面121上形成有多个凸块123， 以接合倒装芯片120与基板UO。底胶130填充于倒装芯片120与基板110之间。而散热板140是由一导热接口物质124热耦合于倒装芯片120的背 面122，以加强倒装芯片120的散热效果。且散热板140具有一结合部141， 此结合部14是系以一黏着胶113结合于基板110的上表面111的周围。 最后，于基板110的下表面112设置多个焊球i50，以供外接一电路板。虽然在基板110上设置具有结合部141的散热板140可降低基板110 的翘曲现象，然而，散热板的使用对于大尺寸产品的翘曲状况的改善有限， 且亦会导致生产成本的增加。此外，在封装工艺中需将散热板140的结合 部141平整地贴附于基板110的上表面111亦增加工艺的困难度。发明内容本发明的目的是提供一种降低基板翘曲的覆晶封装结构及其制作方 法，以解决覆晶封装结构中基板翘曲的问题。为实现上述目的，本发明提出一种降低基板翘曲的覆晶封装结构，其 包括一基板、 一芯片(realdie)、多个第一凸块、 一虚芯片(dummy die)以及 多个第二凸块。基板具有一第一表面以及与其相对的一第二表面。芯片是 位于基板的第一表面上，且具有一主动面。这些第一凸块是配置于芯片的 主动面与基板的第一表面之间，使芯片由这些第一凸块电性连接于基板的 第一表面。虚芯片是位于基板的第二表面上，且对应于芯片。多个第二凸 块是配置于虚芯片与基板的第二表面之间，使虚芯片由这些第二凸块连接 于基板的第二表面。在本发明的一实施例中，虚芯片的尺寸小于芯片的尺寸。在本发明的一实施例中，降低基板翘曲的覆晶封装结构还包括一第一底胶以及一第二底胶。第一底胶填充于芯片与基板的第一表面之间，并包 覆上述第一凸块。而此第二底胶填充于虚芯片与基板的第二表面之间，且 包覆上述第二凸块。在本发明的一实施例中，第二底胶的玻璃化转换温度大于第一底胶的 玻璃化转换温度。本发明还提出一种降低基板翘曲的覆晶封装结构，其包括一基板、一 芯片、多数个第一凸块、 一第一底胶以及一第二底胶。基板具有一第一-表 面以及与其相对的一第二表面。芯片是位于基板的第一表面上，且具有一 主动面。这些第一凸块是配置于芯片的主动面与基板的第一表面之间，使 芯片由这些第一凸块电性连接于基板的第一表面。第一底胶填充于芯片及 基板的第一表面，且包覆上述第一凸块。第二底胶设置于基板的第二表面， 且对应于第一底胶。其中，第二底胶的玻璃化转换温度大于第一底胶的玻 璃化转换温度。在本发明的一实施例中，降低基板翘曲的覆晶封装结构还包括一虚芯 片以及多个第二凸块。其中，虚芯片位于基板的第二表面上，且对应于芯 片。而这些第二凸块配置于虚芯片与基板的第二表面之间，使虚芯片由这 些第二凸块连接于基板的第二表面。在本发明的一实施例中，虚芯片的尺寸小于芯片的尺寸。 本发明还提出一种降低基板翘曲的覆晶封装结构的制作方法，包括下 列步骤。首先，提供一基板、 一芯片以及一虚芯片。其中，此基板具有一 第一表面以及与其相对的一第二表面，该芯片具有一主动面以及多数个配 置于主动面上的第一凸块，且虚芯片的一表面上配置有多个第二凸块。之后，将芯片的主动面与基板的第一表面相对，并回焊这些第一凸块，使芯 片由这些第一凸块而以芯片倒装接合的方式配置于基板的第一表面上。最 后，将虚芯片配置于基板的第二表面上，并回焊这些第二凸块，使虚芯片 由这些第二凸块而以芯片倒装接合的方式配置于基板的第二表面上。在本发明的一实施例中，芯片倒装封装结构的制作方法还包括下列步 骤。首先，填充一第一底胶于芯片与基板的第一表面之间，以使第一底胶 包覆这些第一凸块。之后，进行一加热工艺，以固化第一底胶。在本发明的一实施例中，芯片倒装封装结构的制作方法还包括下列步 骤。首先，填充一第二底胶于虚芯片与基板的第二表面之间，以使第二底 胶包覆这些第二凸块。之后，进行一加热工艺，以固化第二底胶。在本发明的一实施例中，第二底胶的玻璃化转换温度大于第一底胶的 玻璃化转换温度。在本发明的一实施例中，虚芯片的尺寸小于芯片的尺寸。本发明还提出一种降低基板翘曲的覆晶封装结构的制作方法，包括下 列步骤。首先，提供一基板以及一芯片。其中，此基板具有一第一表面以 及与其相对的一第二表面；此芯片具有一主动面以及多数个配置于主动面上的第一凸块。之后，将芯片的主动面与基板的第一表面相对，并回焊这 些第一凸块，使芯片由这些第一凸块而以覆晶接合的方式配置于基板的第 一表面上。接下来，填充一第一底胶于芯片与基板的第一表面之间，以使 第一底胶包覆这些第一凸块。之后，进行一加热工艺，以固化第一底胶。 接着，于基板的第二表面上形成一对应于第一底胶的第二底胶。最后，进 行一加热工艺，以固化第二底胶。在本发明的一实施例中，第二底胶的玻璃化转换温度大于第一底胶的 玻璃化转换温度。本发明的降低基板翘曲的覆晶封装结构及其制作方法主要是在基板 的背面设置一与其芯片倒装接合的虚芯片及/或进行底胶的填充、烘烤工 艺，使基板产生反向的翘曲，以抑制基板在经过回焊及点胶工艺后所产生 的翘曲，进而解决公知的芯片倒装封装结构中基板翘曲的问题。
图1为公知的一种芯片倒装封装结构的剖面示意图。图2A 2H为根据本发明的一实施例的一种降低基板翘曲的芯片倒装 封装结构的制作方法的流程剖面示意图。图3A 3F为根据本发明的另一实施例的一种降低基板翘曲的芯片倒 装封装结构的制作方法的流程剖面示意图。附图中主要组件符号说明100:芯片倒装封装结构110:基板m:上表面112:下表面113:黏着胶120:倒装芯片121:主动面122:背面123:凸块130:底胶140:散热板141:结合部 210:基板 210a:第一表面 210b:第二表面 220:芯片 220a:主动面 222:第一凸块 230:虚芯片 230a:表面 232:第二凸块 240:第一底胶 250、 250，第二底胶具体实施方式
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，特举较佳 实施例并配合附图作详细说明如下。图2A 2H为根据本发明的一实施例的一种降低基板翘曲的芯片倒装 封装结构的制作方法的流程剖面示意图。首先，请参考图2A所示，提供 一基板210、 一芯片220以及一虚芯片230。此基板210具有一第一表面210a以及与其相对的一第二表面210b;此芯片220具有一主动面220a以 及多个配置于主动面220a上的第一凸块222;而虚芯片230的表面230a 上配置有多个第二凸块232。之后，如图2B所示，将芯片220的主动面220a与基板210的第一表 面210a相对，并回焊这些第一凸块222，使芯片220由这些第一凸块222 而以芯片倒装接合的方式配置于基板210的第一表面210a上。如图2B所 示，由于基板210与芯片220的热膨胀系数不同，因此，基板210在经过 回焊工艺后会有向下翘曲的现象。为改善基板210在经过回焊工艺后所产生的向下翘曲的现象，如图2C 所示，本发明先将基板210倒置，之后，将虚芯片230配置于基板210的 第二表面210b上，且回焊这些第二凸块232，使虚芯片230由这些第二凸 块232而以芯片倒装接合的方式配置于基板210的第二表面210b上。如 图2D所示，由于基板210与虚芯片230的热膨胀系数不同，所以，基板 210在经过回焊工艺后同样会有向下翘曲的现象，而即可由此克服先前图 2B中基板210所产生的翘曲，并将基板210扳平。如此，即完成本发明 的降低基板翘曲的芯片倒装封装结构的制作方法的大致流程。更进一步而 言，虚芯片230配置于基板210的第二表面210b上的位置是对应于芯片 220配置于基板210的第一表面210a上的位置，且虚芯片230的尺寸最好 是小于芯片220的尺寸，以有助于将基板210原先所产生的翘曲扳平。为保护连接于基板210与芯片220之间的第一凸块222免于受损及受 潮，在完成图2D所示的步骤后，如图2E所示，可于芯片220与基板210 的第一表面210a之间填充一第一底胶240，以使第一底胶240包覆这些第一凸块222。之后，请参考图2F所示，进行一加热工艺，以固化此第一底 胶240。然而，第一底胶240在经过加热工艺后，如图2F所示，基板210会 再度产生向下翘曲的现象。因此，请参考图2G所示，可先将基板210倒 置，并于虚芯片230与基板210的第二表面210b之间填充一第二底胶250， 以使第二底胶250包覆这些第二凸块232。之后，如图2H所示，进行一 加热工艺，以固化此第二底胶250。由于第二底胶250在经过加热工艺后， 基板210会再度产生向下翘曲的现象，所以，可由此克服先前图2F中基 板210所产生的翘曲，并将基板210扳平。由于所选用的第二底胶250其 材料特性会影响到基板210翘曲的程度，所以，使用者可选用具有不同玻 璃化转换温度的第二底胶250，以改善并控制基板210翘曲的程度。在本 发明的一实施例中，第二底胶250的玻璃化转换温度最好是大于第一底胶 240的玻璃化转换温度。如此，在第二底胶250经过点胶、加热的工艺后， 基板210所产生的翘曲程度可抑制第一底胶240烘烤后所产生的基板210 翘曲的现象，进而将基板210扳平。图3A 3F为根据本发明的另一实施例的一种降低基板翘曲的芯片倒 装封装结构的制作方法的流程剖面示意图。首先，请参考图3A所示，提 供一基板210以及一芯片220。此基板210具有一第一表面210a以及与其 相对的一第二表面210b;而此芯片220具有一主动面220a以及多个配置 于主动面220a上的第一凸块222。之后，请参考图3B所示，将芯片220 的主动面220a与基板210的第一表面210a相对，并回焊这些第一凸块222, 使芯片220由这些第一凸块222而以芯片倒装接合的方式配置于基板210的第一表面210a上。如图3B所示，由于基板210与芯片220的热膨胀系数不同，因此，基板210在经过回焊工艺后会有向下翘曲的现象。为保护连接于基板210与芯片220之间的第一凸块222免于受损及受 潮，在完成图3B所示的步骤后，如图3C所示，在芯片220与基板210 的第一表面210a之间填充一第一底胶240，以使第一底胶240包覆这些第 一凸块222。之后，请参考图3D所示，进行一加热工艺，以固化此第一 底胶240。如图3D所示，在经过第一底胶240的填充及加热工艺后，基 板210向下翘曲的程度更为明显。接下来，请参考图3E所示，于基板210的第二表面210b上形成一对 应于第一底胶240的第二底胶250'。最后，请参考图3F所示，进行一加 热工艺，固化此第二底胶250'，以此第二底胶250'的填充及加热工艺克服 先前图3D的步骤中所造成的基板210翘曲的现象，进而将基板210扳平。综上所述，本发明的降低基板翘曲的芯片倒装封装结构及其制作方 法主要是在基板的背面设置一与其芯片倒装接合的虚芯片及/或进行底胶 的填充、烘烤工艺，使基板产生反向的翘曲，以抑制基板在经过回焊及点 胶工艺后所产生的翘曲，进而将基板扳平。此外，使用者可选择不同尺寸 的虚芯片以及具有不同玻璃化转换温度的底胶，以控制基板反向翘曲的程 度，进而将基板扳平。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明， 本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润 饰，因此本发明的保护范围当视申请的权利要求范围所界定内容为准。
权利要求
1、一种降低基板翘曲的芯片倒装封装结构，其特征在于，包括基板，具有第一表面以及与其相对的第二表面；芯片，位于所述基板的该第一表面上，且具有一主动面；多数个第一凸块，配置于所述芯片的所述主动面与所述基板的所述第一表面之间，使所述芯片由所述的第一凸块电性连接于所述基板的所述第一表面；虚芯片，位于所述基板的所述第二表面上，且对应所述芯片；以及多数个第二凸块，配置于所述虚芯片与所述基板的所述第二表面之间，使所述虚芯片由所述第二凸块连接于所述基板的所述第二表面。
2、 如权利要求1所述的降低基板翘曲的芯片倒装封装结构，其特征 在于，所述虚芯片的尺寸小于所述芯片的尺寸。
3、 如权利要求1所述的降低基板翘曲的芯片倒装封装结构，其特征 在于，包括第一底胶以及第二底胶，其中所述第一底胶填充于所述芯片与 所述基板的第一表面之间，并包覆所述第一凸块，而所述第二底胶填充于 所述虚芯片与所述基板的第二表面之间，且包覆所述第二凸块。
4、 如权利要求3所述的降低基板翘曲的芯片倒装封装结构，其特征 在于，所述第二底胶的玻璃化转换温度大于所述第一底胶的玻璃化转换温 度。
5、 一种降低基板翘曲的芯片倒装封装结构，其特征在于，包括 基板，具有第一表面以及与其相对的第二表面；芯片，位于所述基板的所述第一表面上，且具有主动面；多数个第一凸块，配置于所述芯片的所述主动面与所述基板的所述第 一表面之间，使所述芯片由所述第一凸块电性连接于所述基板的所述第一表面；第一底胶，填充于所述芯片及所述基板的所述第一表面，及包覆所述 第一凸块；以及第二底胶，设置于所述基板的所述第二表面，且对应于所述第一底胶， 其中所述第二底胶的玻璃化转换温度大于所述第一底胶的玻璃化转换温
6、 如权利要求5所述的降低基板翘曲的芯片倒装封装结构，其特征 在于，包括一虚芯片以及多个第二凸块，其中所述虚芯片位于所述基板的 所述第二表面上，且对应所述芯片，而所述第二凸块配置于所述虚芯片与 所述基板的所述第二表面之间，使所述虚芯片由所述第二凸块连接于所述 基板的所述第二表面。
7、 如权利要求6所述的降低基板翘曲的芯片倒装封装结构，其特征 在于，所述虚芯片的尺寸小于所述芯片的尺寸。
8、 一种降低基板翘曲的芯片倒装封装结构的制作方法，其特征在于， 包括提供基板、芯片以及虚芯片，其中所述基板具有第一表面以及与其相 对的第二表面，所述芯片具有主动面以及多数个配置于所述主动面上的第 一凸块，且所述虚芯片的表面上配置有多数个第二凸块；将所述芯片的所述主动面与所述基板的所述第一表面相对，并回焊所述第一凸块，使所述芯片由所述第一凸块而以芯片倒装接合的方式配置于所述基板的所述第一表面上；以及将所述虚芯片配置于所述基板的所述第二表面上，并回焊所述第二凸 块，使所述虚芯片由所述第二凸块而以芯片倒装接合的方式配置于所述基 板的所述第二表面上。
9、 如权利要求8所述的降低基板翘曲的芯片倒装封装结构的制作方法，其特征在于，包括填充第一底胶于所述芯片与所述基板的所述第一表面之间，以使所述第一底胶包覆所述第一凸块；进行加热工艺，以固化所述第一底胶；填充第二底胶于所述虚芯片与所述基板的所述第二表面之间，以使所 述第二底胶包覆所述第二凸块；以及进行加热工艺，以固化所述第二底胶。
10、 如权利要求9所述的降低基板翘曲的芯片倒装封装结构的制作方 法，其特征在于，所述第二底胶的玻璃化转换温度大于所述第一底胶的玻 璃化转换温度。
11、 如权利要求8所述的降低基板翘曲的芯片倒装封装结构的制作方 法，其特征在于，所述虚芯片的尺寸小所述芯片的尺寸。
12、 一种降低基板翘曲的芯片倒装封装结构的制作方法，其特征在于， 包括提供基板以及芯片，其中所述基板具有第一表面以及与其相对的第二 表而，所述芯片具有一主动面以及多数个配置于所述主动面上的第-一凸块；将所述芯片的所述主动面与所述基板的所述第一表面相对，并回焊所 述第一凸块，使所述芯片由所述第一凸块而以芯片倒装接合的方式配置于所述基板的该第一表面上；填充第一底胶于所述芯片与所述基板的所述第一表面之间，以使所述 第一底胶包覆所述第一 凸块；进行加热工艺，以固化所述第一底胶；于所述基板的所述第二表面上形成一对应于所述第一底胶的第二底 胶；以及进行加热工艺，以固化该第二底胶。
13、如权利要求12所述的降低基板翘曲的芯片倒装封装结构的制作 方法，其特征在于，所述第二底胶的玻璃化转换温度大于所述第一底胶的
全文摘要
一种降低基板翘曲的芯片倒装封装结构，其包括一基板、一芯片(realdie)、多个第一凸块、一虚芯片(dummy die)以及多个第二凸块。基板具有一第一表面以及与其相对的一第二表面。芯片位于基板的第一表面上，且具有一主动面。这些第一凸块配置于芯片的主动面与基板的第一表面之间，使芯片由这些第一凸块电性连接于基板的第一表面。虚芯片位于基板的第二表面上，且对应于芯片。多个第二凸块配置于虚芯片与基板的第二表面之间，使虚芯片由这些第二凸块连接于基板的第二表面。
文档编号H01L23/488GK101246869SQ200810088588
公开日2008年8月20日 申请日期2008年3月28日 优先权日2008年3月28日
发明者林希耘, 沈启智, 邓仁棋, 陈仁川 申请人:日月光半导体制造股份有限公司