[发明专利]具有调节件及防裂结构的导线架衬底及其覆晶组体

说明书

本发明公开了一种具有调节件及防裂结构的导线架衬底及其覆晶组体，该导线架衬底包括一调节件、多个金属引线、一树脂层及一防裂结构。该树脂层提供调节件与金属引线间的机械接合力，且金属引线设于调节件外围侧壁周围。该防裂结构包括连续交错纤维片，其覆盖调节件/树脂界面，故可避免或防止沿着调节件/树脂界面引起的剥离或形成于树脂层内的裂痕延伸进入结构顶面，以可确保覆晶组体的信号完整度。

技术领域

本发明是关于一种导线架衬底及其覆晶组体，尤指一种具有调节件且调节件/树脂界面上设有防裂结构的导线架衬底及其覆晶组体。

背景技术

高效能微处理器及ASIC需要高效能线路板，以信号互连。然而，随着功率增加，半导体芯片所产生的大量热会使元件效能劣化，并对芯片造成热应力。Wang等人的美国专利案号8,859,908、Sun的美国专利案号8,415,780、Wang等人的美国专利案号9,185,791及Lee的美国专利案号 9,706,639公开各种封装衬底，其将散热元件设置于树脂层压板的贯穿开口中，以使半导体芯片所产生的热可直接通过下方的散热元件散出。如图1 所示，该散热元件12是接合至周围的树脂层压板14，其通常是经由两者间的黏着剂17相互接合。然而，由于散热元件12与树脂层压板14间有极大的热膨胀系数(CTE)不匹配现象，故散热元件12与树脂层压板14间的接触区域容易龟裂。在此情况下，路由电路19必须设于衬底的树脂层压板部位，而设于散热元件的半导体芯片只能经由接合线，连接至树脂层压板。这些接合线将半导体芯片I/O垫(图未示)电性连接至树脂层压板上的路由电路，并与界面龟裂区相隔，以避免电断离。因此，这些衬底并不适用于覆晶组体，其中覆晶组体中的路由电路必须设于该散热元件上，且延伸越过界面界线至树脂层压板部位上。

有鉴于最近衬底的各种发展阶段及限制，目前亟需根本改善用于覆晶组体的衬底热-机械性质。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种导线架衬底，其设有高导热性且低热膨胀系数(CTE)的调节件。该调节件不仅可对组装于上的芯片提供有效的散热途径，且可减少覆晶芯片与衬底间CTE不匹配导致焊球裂损的瑕疵，进而确保覆晶的可靠度。

本发明的另一目的是提供一种导线架衬底，其防裂结构覆盖于调节件 /树脂界面，并侧向延伸至调节件及树脂层上。该防裂结构包含有连续交错纤维片，故可避免或防止沿着调节件/树脂界面引起的剥离或形成于树脂层中的裂痕延伸进入结构顶面。因此，可确保衬底的路由线及覆晶组体的信号完整度。

依据上述及其他目的，本发明提供一种导线架衬底，其包括：多个金属引线，其具有顶端及底端；一调节件，其具有平坦且平行的顶侧及底侧、位于该顶侧的顶部接触垫及位于该底侧的底部接触垫，该调节件设置于这些金属引线所环绕的一指定位置内，其中该调节件的热导率大于10W/mk，且热膨胀系数小于10ppm/℃；一树脂层，其填充于这些金属引线间的空间中，并贴合至该调节件的外围侧壁；以及一第一防裂结构，其包括一第一连续交错纤维片，该第一连续交错纤维片覆盖该调节件与该树脂层间的界面，并进一步侧向延伸于该调节件的该顶侧、这些金属引线的这些顶端及该树脂层的顶面上，并覆盖该调节件的该顶侧、这些金属引线的这些顶端及该树脂层的该顶面。

在另一形式中，本发明更提供一种覆晶组体，其包括：上述导线架衬底；以及一半导体芯片，其通过多个凸块，电性连接至该导线架衬底，这些凸块设于该半导体芯片与该导线架衬底间的空间，其中至少一凸块重叠于该调节件上，并通过该第一防裂结构上的一第一路由线，电性连接至这些金属引线。

本发明的导线架衬底具有许多优点。举例来说，于树脂层中提供低 CTE调节件是特别具有优势的，其原因在于，调节件的CTE可与半导体芯片的CTE相匹配。因此，可避免发生与芯片/衬底CTE不匹配有关的互连凸块裂损问题。此外，提供含有连续交错纤维片的防裂结构可发挥保护作用，以避免沿着调节件/树脂界面发生剥离(与调节件与树脂间CTE不匹配有关)，且该纤维片可进一步防止形成于树脂层内的任何裂痕延伸至衬底表面而破坏顶部路由线。