專利名稱：芯片封裝結(jié)構(gòu)及凸塊制程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種芯片封裝結(jié)構(gòu)與凸塊制程，且特別是有關(guān)于一種藉由凸塊及包圍在其外圍的粘著材料以電性連接兩個基板的芯片封裝結(jié)構(gòu)和凸塊制程。
背景技術(shù)：
隨著集成電路的輸入/輸出接點的增多，芯片(芯片即為晶片，以下皆稱為芯片)封裝技術(shù)變得越來越多樣化。這歸因于倒裝芯片(FC)互連技術(shù)極小化芯片封裝尺寸并減少信號傳輸路徑等的事實。應(yīng)用倒裝芯片互連技術(shù)的最常用的芯片封裝結(jié)構(gòu)包括諸如倒裝芯片球柵格陣列(FC/BGA)和倒裝芯片針腳柵格陣列(FC/PGA)等芯片封裝結(jié)構(gòu)。
倒裝芯片互連技術(shù)采用這樣一種方法，即通過在芯片的主動表面上設(shè)置多數(shù)個焊墊，并在所述焊墊上分別形成多數(shù)個凸塊，來界定區(qū)域陣列。接著，將芯片倒裝，以分別連接芯片的焊接凸塊與設(shè)置在諸如電路基板的承載器上的多數(shù)個接觸墊。因此，芯片通過凸塊電性連接并機(jī)械連接至所述承載器。另外，芯片可以通過承載器的內(nèi)部電路電性連接至外部電子裝置。通常，凸塊具有若干種類型，例如焊料凸塊、金凸塊、銅凸塊、導(dǎo)電高分子凸塊、高分子凸塊等。
請參閱圖1所示，繪示為具有高分子凸塊的芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。芯片封裝結(jié)構(gòu)100包括第一基板110、多數(shù)個高分子凸塊120、芯片130與焊料140。第一基板110具有表面110a，在表面110a上設(shè)置有多數(shù)個接觸墊112。芯片130具有主動表面130a，在主動表面130a上設(shè)置有多數(shù)個焊墊132。由具有導(dǎo)電特性的高分子材料制成的高分子凸塊120分別配置在接觸墊112與焊墊132之間，以電性連接基板110與芯片130。由于高分子凸塊120并不附著于接觸墊112，因此需要焊料140來將高分子凸塊120固定在基板110上。焊料140的表面A附著于接觸墊112，且其表面B附著于高分子凸塊120。因此.當(dāng)芯片封裝結(jié)構(gòu)受到外力或熱應(yīng)力(未圖示)的作用時，焊料140會由接觸墊112上脫離，且高分子凸塊120將不再電性連接至接觸墊112。因此，將會降低芯片封裝結(jié)構(gòu)的可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，此芯片封裝結(jié)構(gòu)是利用多數(shù)個凸塊以電性連接一芯片與一基板，此外，并藉由具有B階特性的粘著材料以包圍凸塊，進(jìn)而改善芯片封裝結(jié)構(gòu)的可靠度。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種凸塊制程。首先，在基板表面上形成多數(shù)個凸塊，接著，形成一具有B階特性的粘著材料以分別包圍上述凸塊，進(jìn)而確?；迮c另一基板之間的電性連接關(guān)系。
基于上述目的或其他目的，本發(fā)明提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，其包括第一基板、第二基板、多數(shù)個凸塊與粘著材料。第一基板具有多數(shù)個第一焊墊。第二基板設(shè)置在第一基板的上方，且具有多數(shù)個第二焊墊。多數(shù)個凸塊分別配置在第一焊墊或第二焊墊之上，且第二基板通過上述凸塊而電性連接至第一基板。具有B階特性的粘著材料配置于第一基板與第二焊墊之間，且包圍每一個凸塊。
在本發(fā)明的一實施例中，凸塊包括結(jié)線凸塊或電鍍凸塊。
在本發(fā)明的一實施例中，粘著材料為一粘著層，且粘著層為非導(dǎo)電。
在本發(fā)明的一實施例中，粘著材料包括多數(shù)個粘著塊，且粘著塊可為導(dǎo)電或非導(dǎo)電。
在本發(fā)明的一實施例中，第一基板與第二基板二者可皆為芯片。
在本發(fā)明的一實施例中，第一基板可為一承載器，且第二基板可為一芯片。
在本發(fā)明的一實施例中，具有B階特性的粘著塊其玻璃轉(zhuǎn)化溫度是介于-40℃與175℃之間。
在本發(fā)明的一實施例中，芯片封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括一承載器與多數(shù)條打線導(dǎo)線。第一基板與第二基板設(shè)置在此承載器上，且第一基板通過所述打線導(dǎo)線電性連接至承載器。
基于上述目的或其他目的，本發(fā)明提供一種凸塊制程，其包括提供具有多數(shù)個焊墊的基板；在每一焊墊上形成凸塊；在此基板上形成具有雙階特性的熱固性粘著材料，以包圍每一凸塊；預(yù)固化此具有雙階特性的熱固性粘著材料，以形成具有B階特性的粘著材料。
在本發(fā)明的一實施例中，凸塊包括結(jié)線凸塊或電鍍凸塊。
在本發(fā)明的一實施例中，具有雙階特性的熱固性粘著材料是藉由網(wǎng)版印刷、印刷、噴涂、旋涂或浸漬形成。
在本發(fā)明的一實施例中，熱固性粘著材料為熱固性粘著層。
在本發(fā)明的一實施例中，熱固性粘著材料包括多數(shù)個熱固性粘著塊。
在本發(fā)明的一實施例中，具有雙階特性的熱固性粘著材料藉由曝露于紫外光而預(yù)固化。
在本發(fā)明的一實施例中，具有雙階特性的熱固性粘著材料藉由加熱而預(yù)固化。
在本發(fā)明的一實施例中，具有B階特性的粘著材料其玻璃轉(zhuǎn)化溫度介于-40℃與175℃之間。
綜上所述，本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)是利用具有B階特性的粘著材料來包圍凸塊?；迨峭ㄟ^凸塊、或通過凸塊及包圍在其外圍的粘著材料以電性連接至另一基板。粘著材料的上端與下端分別附著于上基板與下基板的焊墊。因此，當(dāng)芯片封裝結(jié)構(gòu)受到外力或熱應(yīng)力的作用時，包圍在凸塊外圍的粘著材料即可確保上基板與下基板之間的電性連接，進(jìn)而提升芯片封裝結(jié)構(gòu)的可靠度。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1繪示為習(xí)知的具有高分子凸塊的芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖2繪示為本發(fā)明的第一實施例的芯片封裝結(jié)構(gòu)的的剖視圖。
圖3繪示據(jù)本發(fā)明的第二實施例的芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖4繪示為本發(fā)明的一個實施例的堆疊式芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖5A至圖5D繪示為本發(fā)明的凸塊制程的制作流程剖視圖。
100芯片封裝結(jié)構(gòu)110第一基板110a表面 112接觸墊120高分子凸塊 130芯片130a主動表面 132焊墊140焊料200芯片封裝結(jié)構(gòu)200’芯片封裝結(jié)構(gòu) 210第一基板210’第一芯片 212第一焊墊220第二基板220’第二芯片222第二焊墊230凸塊230a結(jié)線凸塊 230b電鍍凸塊240粘著材料240a粘著塊240b粘著層 310基板312焊墊320凸塊320a結(jié)線凸塊 330粘著材料330a熱固性粘著塊 340具有B階特性的粘著塊400堆疊式芯片封裝結(jié)構(gòu) 410承載器420打線導(dǎo)線430粘著層S1表面 S2表面S3表面
具體實施例方式
請參閱圖2所示，繪示為本發(fā)明的第一實施例的芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)200主要包括第一基板210、第二基板220、多數(shù)個凸塊230與具有B階特性的粘著材料240。本發(fā)明利用凸塊230來電性連接第一基板210與第二基板220。另外，包圍凸塊230的具有B階特性的粘著材料240是用以增加第一基板210與第二基板220之間的粘附力，進(jìn)而提高芯片封裝結(jié)構(gòu)200的可靠度。
在第一基板210的表面S1上配置有多數(shù)個第一焊墊212。第二基板220配置在第一基板210上方，在其表面S2上也配置有多數(shù)個第二焊墊222。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一基板210與第二基板220二者可皆為芯片。另外，第一基板210可為一承載器，例如印刷電路板(PCB)，而第二基板220可為一芯片。本發(fā)明對于第一基板210與第二基板220的型式不作任何限制。凸塊230分別配置在第一焊墊212或第二焊墊222上，且每一個凸塊230的上端與第二焊墊222接觸，且其下端與第一焊墊212接觸。在此實施例中，凸塊230是結(jié)線凸塊230a，且結(jié)線凸塊230a可以是金結(jié)線凸塊。因此，第二基板220通過結(jié)線凸塊230a電性連接至第一基板210。
具有B階特性的粘著材料240配置在第一焊墊212與第二焊墊222之間。在這個實施例中，粘著材料240為多數(shù)個粘著塊240a。每一粘著塊240包圍一個凸塊230，且粘著塊240a的上端與下端分別附著于第二焊墊222與第一焊墊212。因此，當(dāng)向芯片封裝結(jié)構(gòu)200施加外力時，包圍凸塊230的粘著材料240適宜確保第一基板210與第二基板220之間的電性連接，且另外，芯片封裝結(jié)構(gòu)200的可靠度得到提高。根據(jù)這個實施例，粘著塊240a可導(dǎo)電或非導(dǎo)電。如果粘著塊240a導(dǎo)電，則第二基板220也可通過粘著塊240a電性連接至第一基板210。另外，具有B階特性的粘著材料240的玻璃轉(zhuǎn)化溫度在-40℃與175℃之間。
請參閱圖3所示，繪示據(jù)本發(fā)明的第二實施例的芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。芯片封裝結(jié)構(gòu)200’大致上是與圖2所示的芯片封裝結(jié)構(gòu)200雷同。而這兩種芯片封裝結(jié)構(gòu)不同之處在于，在第二實施例中，凸塊230為電鍍凸塊230b，且粘著材料240是具有非導(dǎo)電特性的粘著層240b。電鍍凸塊230b的材料可包括金。同樣地，配置在第一基板210與第二基板220之間的粘著層240b適宜確保第一基板210與第二基板220之間的電性連接。因此，芯片封裝結(jié)構(gòu)200’的可靠度得到改善。
然而，第一實施例的結(jié)線凸塊230a也可應(yīng)用于第二實施例中，以取代電鍍凸塊230b。同樣地，第二實施例的非導(dǎo)電的粘著層240b也可應(yīng)用于第一實施例中，以取代粘著塊240a。
圖2與圖3所示的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于堆疊式芯片封裝結(jié)構(gòu)。圖4繪示為本發(fā)明的一個實施例的堆疊式芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。請參閱圖4所示，堆疊式芯片封裝結(jié)構(gòu)400主要包括承載器410、第一芯片210’、第二芯片220’、多數(shù)個凸塊230、粘著材料240與復(fù)數(shù)條打線導(dǎo)線420。由于第一芯片210’、第二芯片220’、凸塊230與粘著材料240的配置與第一實施例相同，所以，在此不再重述。在這個實施例中，第一芯片210’是藉由粘著層430固定于承載器410上，且通過打線導(dǎo)線420電性連接至承載器410。
圖5A至圖5D繪示為本發(fā)明的凸塊制程的制作流程剖視圖。本文所述的凸塊制程采用上述第一實施例作為實例進(jìn)行說明。首先，請參閱圖5A所示，提供一具有多數(shù)個焊墊312的基板310?；?10可為一承載器，例如PCB、芯片等。此焊墊312是配置于基板310的表面S3上。接著，請參看圖5B，在每一焊墊312上形成凸塊320，凸塊320的材料包括金?；?10可通過凸塊320電性連接至另一基板(未圖示)。在這個實施例中，凸塊320是結(jié)線凸塊320a。除圖5B所示的結(jié)線凸塊320a以外，也可使用圖3所示的電鍍凸塊230b來取代結(jié)線凸塊320a，以電性連接基板310與另一承載器。
隨后，請參閱圖5C所示，在基板310上形成一具有雙階(A階與B階)特性的熱固性粘著材料330，以包圍每一凸塊320。在這個實施例中，熱固性粘著材料330包括多數(shù)個熱固性粘著塊330a。熱固性粘著塊330a的材料可為聚酰亞胺(polyimide)、聚喹啉(polyquinolin)、苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)等材料。另外，熱固性粘著塊330a可導(dǎo)電或非導(dǎo)電，且這些熱固性粘著塊330a不僅可通過網(wǎng)版印刷形成，也可通過印刷、噴涂、旋涂或浸漬等方式形成。在這個步驟中，熱固性混合物為液體或凝膠狀態(tài)，因此易于涂覆在基板310的表面S3上。在本發(fā)明的另一實施例中，熱固性粘著材料330也可為圖3所示的具有非導(dǎo)電特性的粘著層240b。因此，本發(fā)明對于熱固性粘著材料330的型式不作任何限制。
最后，請參閱圖5D所示，預(yù)固化具有雙階特性的熱固性粘著塊330a，以形成多數(shù)個具有B階特性的粘著塊340。至此，完成本發(fā)明的凸塊制程。在這個實施例中，具有雙階特性的熱固性粘著塊330a可藉由曝露于紫外光500或通過加熱而預(yù)固化，以形成具有B階特性的粘著塊340。具有B階特性的粘著塊340的玻璃轉(zhuǎn)化溫度是介于-40℃與175℃之間。此外，具有B階特性的粘著塊340在室溫下為固態(tài)，且不具有粘著性。
綜上所述，本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)利用具有B階特性的粘著塊來包圍凸塊?；逋ㄟ^凸塊、或通過凸塊與包圍凸塊的粘著材料電性連接至另一基板。粘著材料的上端與下端分別附著于上基板與下基板的焊墊。因此，當(dāng)芯片封裝結(jié)構(gòu)受到外力或熱應(yīng)力的作用時，包圍凸塊的粘著材料可用以確保上基板與下基板之間的電性連接，進(jìn)而提升芯片封裝結(jié)構(gòu)的可靠度。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其包括一第一基板，其具有多數(shù)個第一焊墊；一第二基板，配置在該第一基板上方，且具有多數(shù)個第二焊墊；多數(shù)個凸塊，其分別配置在該些第一焊墊或該些第二焊墊上，該第二基板透過該凸塊而電性連接至該第一基板；以及一具有B階特性的粘著材料，配置于該些第一焊墊與該些第二焊墊之間，且包圍各該凸塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中該些凸塊包括結(jié)線凸塊或電鍍凸塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的粘著材料為一粘著層，且該粘著層為非導(dǎo)電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的粘著材料包括多數(shù)個粘著塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第一基板與該第二基板皆為芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第一基板為一承載器，且該第二基板為一芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于其更包括一承載器與復(fù)數(shù)條打線導(dǎo)線，其中該第一基板與該第二基板配置在該承載器上，且該第一基板透過該些打線導(dǎo)線而電性連接至該承載器。
8.一種凸塊制程，其特征在于其包括提供一具有多數(shù)個焊墊的基板；于各該焊墊上形成一凸塊；于該基板上形成一具有雙階特性的熱固性粘著材料，以包圍各該凸塊；以及預(yù)固化該具有雙階特性的熱固性粘著材料，以形成一具有B階特性的粘著材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的凸塊制程，其特征在于其中該些凸塊包括結(jié)線凸塊或電鍍凸塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的凸塊制程，其特征在于其中所述的具有雙階特性的熱固性粘著材料藉由曝露于紫外光或是加熱而預(yù)固化。
全文摘要
一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，其包括一第一基板、一第二基板、多數(shù)個凸塊以及一粘著材料。其中，第一基板具有多個第一焊墊，第二基板配置于第一基板的上方，且具有多個第二焊墊，上述凸塊分別配置在所述第一焊墊或所述第二焊墊上，且第二基板是透過凸塊而電性連接至第一基板，具有B階特性的粘著材料配置于第一焊墊與第二焊墊之間，且包圍每一凸塊。上述凸塊可為結(jié)線凸塊或電鍍凸塊。
文檔編號H01L21/02GK1956179SQ20051011721
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者林俊宏, 沈更新 申請人:南茂科技股份有限公司, 百慕達(dá)南茂科技股份有限公司