芯片封装材料、芯片封装结构及封装方法技术

本申请公开了一种芯片封装材料，包括含萘环的环氧树脂，结合特定比例的固化剂，有效降低封装材料的翘曲，明显改善含有铜屏蔽层的芯片因铜屏蔽层材质较软容易发生反向翘曲的缺陷。并且，本申请通过加入核壳结构的硅橡胶粉末作为增韧剂，进一步调整该封装材料的翘曲，适应不同尺寸和不同电磁屏蔽层厚度的芯片封装，提高了封装材料的可用性。进一步地，本申请提供了含电磁屏蔽层的芯片的封装结构和封装方法，该封装结构工艺简单，可广泛应用于芯片的封装，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
芯片封装材料、芯片封装结构及封装方法


[0001]本申请涉及半导体封装
，尤其涉及一种芯片封装材料、芯片封装结构及封装方法。

技术介绍

[0002]在电子器件领域，电子产品内部集成电路芯片的集成度越来越高，电子产品也越来越小型化，但其功能却越发强大，由此而产生的电磁波强度也相应提高，而且一些芯片对电磁干扰非常敏感，例如射频芯片，尤其是高频射频芯片，电磁干扰会影响这些芯片的正常性能，甚至会直接或间接引发电子元器件、电气设备产生误动操作或系统失灵。因而必须对其做好电磁屏蔽保护。
[0003]目前对于芯片较为常见的电磁屏蔽方式包括在封装结构中设置金属外壳或者在芯片表面形成金属屏蔽层等。但是，随着半导体及电子技术的快速发展，在半导体电路等领域，芯片封装小型化需求愈专利技术显。这对芯片封装技术提出了更高的要求，金属外壳作为电磁屏蔽结构已过于增大芯片封装结构体积，不适合小尺寸芯片封装。因此，在芯片上设置电磁屏蔽层已成为一种常见的芯片电磁屏蔽结构。其中，铜被广泛应用在芯片的金属电磁屏蔽层中，但因为铜的材质较软，当其设置在芯片背面时，容易发生向上的翘曲，影响芯片封装结构的稳定性。
[0004]当前，成本低、成型性好、具有良好耐久性的新型树脂类封装材料已成为逐步代替陶瓷、金属等传统的封装材料。常见的树脂类封装材料主要为热固性树脂，如环氧树脂、酚醛树脂、硅橡胶等，其中环氧树脂封装材料以其高可靠性、低成本、生产和封装工艺简单等特点，现已广泛应用于半导体器件、集成电路等领域。但是，环氧树脂种类和材料组成直接影响着封装材料的性能。现有的环氧类封装材料难以满足具有铜电磁屏蔽层的芯片的应用需求。因此，仍有必要开发一种适合于具有电磁屏蔽层的芯片的封装材料。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种芯片封装材料、芯片封装结构及封装方法，可矫正芯片背面电磁屏蔽层的向上翘曲，具有优异的界面粘着性能和良好的高温流动性。
[0006]本申请提供如下技术方案:一方面，本申请提供一种芯片封装材料，以重量份计包括如下组分：环氧树脂 5
‑
15重量份，固化剂 5
‑
15重量份，固化促进剂 0.1
‑
1重量份，二氧化硅 60
‑
85重量份，偶联剂 0.5
‑
2.5重量份，稀释剂 0.1
‑
15重量份；其中，所述环氧树脂包括如式（I）所示的结构单元：
（I），式（I）中，R1和R2独立地选自C1
‑
C10的烷基、C6
‑
C20的芳香基或C5
‑
C10杂芳基。
[0007]可选的，在本申请的一些实施例中，所述环氧树脂的环氧当量为135
‑
165g/eq。
[0008]可选的，在本申请的一些实施例中，所述环氧树脂包括如式（II）所示的结构单元， (II)。
[0009]可选的，在本申请的一些实施例中，所述芯片封装材料还包括增韧剂0.1
‑
10重量份，其中所述增韧剂为具有核壳结构的硅橡胶粉末，其中所述核壳结构的核为硅橡胶，壳为硅树脂。
[0010]可选的，在本申请的一些实施例中，所述增韧剂的粒径为2
‑
60μm。
[0011]可选的，在本申请的一些实施例中，所述增韧剂为信越化学KMP600 、KMP601、KMP602、或KMP605的至少一种。
[0012]可选的，在本申请的一些实施例中，所述二氧化硅的粒径范围为0.1
‑
75μm。
[0013]可选的，在本申请的一些实施例中，所述固化剂选自四氢苯酐、六氢苯酐、甲基六氢苯酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐及苯酚
‑
芳烷基酚醛树脂中的至少一种。
[0014]可选的，在本申请的一些实施例中，所述芯片封装材料还包括着色剂0.02
‑
0.1重量份。
[0015]另一方面，本申请还提供一种芯片封装结构，包括基板、倒装于基板的芯片，以及覆盖于所述芯片背面的封装层，其中，所述芯片的背面沿基板往芯片背面的方向设置有电磁屏蔽层，所述封装层包括如上所述的封装材料。
[0016]可选的，在本申请的一些实施例中，所述电磁屏蔽层包括沿基板往芯片背面的方向一侧依次层叠设置的钛金属层、铜金属层和锡金属层。
[0017]可选的，在本申请的一些实施例中，所述封装层与所述锡金属层接触。
[0018]可选的，在本申请的一些实施例中，所述封装层的厚度为50
‑
210μm。
[0019]相应地，本申请还提供一种芯片封装方法，包括如下步骤：提供待封装的芯片，其中所述芯片倒装于基板上；提供封装材料；以及在所述芯片的背面施用所述封装材料，固化，形成封装层；
其中，所述芯片的背面沿基板往芯片背面的方向设置有电磁屏蔽层，所述封装层包括如上所述的封装材料。
[0020]有益效果：本申请的封装材料包括式（I）所示的环氧树脂，结合特定比例的其他成分，提供了一种低应力、低翘曲的封装材料。本申请通过特殊的带萘环结构的环氧树脂与特定比例的固化剂复配，有效降低封装材料的翘曲，明显改善含有铜屏蔽层的芯片因铜材质较软容易发生反向翘曲的缺陷。并且，本申请通过加入核壳结构的硅橡胶粉末做为增韧剂，进一步调整该封装材料的翘曲，适应不同尺寸和不同电磁屏蔽层厚度的芯片封装，提高了封装材料的可用性。进一步地，本申请提供了含电磁屏蔽层的芯片的封装结构和封装方法，该封装结构工艺简单，可广泛应用于特种芯片的封装，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请实施例提供的芯片封装结构示意图；图2为本申请实施例中背面设置有电磁屏蔽层的芯片的电磁屏蔽层结构示意图。
具体实施方式
[0023]面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。本专利技术的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本专利技术范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到5的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，以及所数范围内的单一数字，例如1、2、3、4或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装材料，其特征在于，以重量份计包括如下组分：环氧树脂 5
‑
15重量份，固化剂 5
‑
15重量份，固化促进剂0.1
‑
1重量份，二氧化硅60
‑
85重量份，偶联剂0.5
‑
2.5重量份，稀释剂0.1
‑
15重量份；其中，所述环氧树脂包括如式（I）所示的结构单元：（I），式（I）中，R1和R2独立地选自C1
‑
C10的烷基、C6
‑
C20的芳香基或C5
‑
C10杂芳基。2.根据权利要求1所述的芯片封装材料，其特征在于，所述环氧树脂的环氧当量为135
‑
165g/eq。3.根据权利要求1或2所述的芯片封装材料，其特征在于，所述环氧树脂包括如式（II）所示的结构单元， (II)。4.根据权利要求1或2所述的芯片封装材料，其特征在于，所述芯片封装材料还包括增韧剂0.1
‑
10重量份。5.根据权利要求4所述的芯片封装材料，其特征在于，其中所述增韧剂为具有核壳结构的硅橡胶粉末，其中所述核壳结构的核为硅橡胶，壳为硅树脂；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍得，胡宗潇，廖述杭，苏峻兴，
申请(专利权)人：武汉市三选科技有限公司，
类型：发明
国别省市：