專(zhuān)利名稱(chēng)：倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，且特別涉及一種具有防護(hù)膠膜的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其中防護(hù)膠膜配置于芯片的背面，用以預(yù)防芯片的背面受到外力的破壞，同時(shí)提供較佳的導(dǎo)熱效果至芯片。
請(qǐng)參考

圖1，其繪示常見(jiàn)的第一種倒裝片球格陣列型芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。芯片封裝結(jié)構(gòu)100主要包括一芯片110、多個(gè)凸塊120及一承載器130等。其中，芯片110具有一工作表面(active surface)112及對(duì)應(yīng)的一背面114，其中芯片110的工作表面112泛指芯片110的具有工作組件(activedevice)的一面，并且芯片110還具有多個(gè)焊墊116，其配置于芯片110的工作表面112，用以作為芯片110的信號(hào)輸出入的媒介。此外，承載器130，例如為一具有內(nèi)建線路的基板(substrate)，并具有一頂面132及對(duì)應(yīng)的一底面134，且承載器130還具有多個(gè)凸塊墊(bump pad)136，其位置分別對(duì)應(yīng)于這些焊墊116的位置。另外，這些凸塊120則分別配置介于這些焊墊116之一及其所對(duì)應(yīng)的這些凸塊墊136之一，用以分別電性連接這些焊墊116之一及其所對(duì)應(yīng)的這些凸塊墊136之一。
請(qǐng)同樣參考圖1，底膠(underfill)140填充于芯片110的工作表面112及承載器130的頂面132所構(gòu)成的空間，用以保護(hù)焊墊116、凸塊120及凸塊墊136的裸露出的部分，并同時(shí)緩沖芯片110與承載器130之間因受熱所產(chǎn)生熱應(yīng)變(thermal strain)的差異。此外，承載器130還具有多個(gè)焊球墊(ball pad)138，其同樣以面陣列的方式配置于承載器130的底面134，并將焊球(ball)150分別配置于每一焊球墊138上。因此，芯片110的焊墊116可經(jīng)由凸塊120，而電性及機(jī)械性連接至承載器130的凸塊墊136，再經(jīng)由承載器130的內(nèi)部線路而向下繞線(routing)至承載器130的底面134的焊球墊138，最后利用焊球墊138上的焊球150，而電性及機(jī)械性連接至下一層級(jí)(next level)的電子裝置，例如一印刷電路板(PCB)。
請(qǐng)同時(shí)參考圖1、圖2，其中圖2繪示常見(jiàn)的第二種倒裝片球格陣列型芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。首先如圖1所示，芯片封裝結(jié)構(gòu)100乃是將底膠140填充于芯片110的工作表面112及承載器130的頂面132所構(gòu)成的空間，用以保護(hù)焊墊116、凸塊120及凸塊墊136的裸露出的部分。此外，圖1的芯片封裝結(jié)構(gòu)100的底膠140雖可保護(hù)焊墊116、凸塊120及凸塊墊136的裸露出的部分，但是卻無(wú)法有效地保護(hù)芯片110的背面114，使得芯片110的背面114容易受到外力所破壞，因而在芯片110的背面114留下細(xì)微的裂痕(未繪示)。值得注意的是，在反復(fù)循環(huán)地施加高熱于芯片110之后，裂痕的大小及深度必然逐漸地增加，導(dǎo)致芯片110的內(nèi)部電路最后將受到裂痕的影響而失去其原有的功能。
接著如圖2所示，芯片封裝結(jié)構(gòu)102則是以模造(molding)的方式將封膠(molding compound)142成形于芯片110及承載器130上，并將封膠142填充于芯片110的工作表面112及承載器130的頂面132所構(gòu)成的空間，且包覆至芯片110的側(cè)緣及背面114。因此，芯片110的表面(包括背面114)均可受到封膠142的保護(hù)。值得注意的是，由于封膠142的材質(zhì)的熱傳導(dǎo)系數(shù)(Coefficient of Thermal Expansion，CTE)較差，所以芯片110于運(yùn)作時(shí)所產(chǎn)生的熱能不容易經(jīng)由封膠142而散逸至外界。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，用以預(yù)防芯片的背面受到外力的破壞，同時(shí)提供較佳的導(dǎo)熱效果至芯片，故可提升此芯片封裝結(jié)構(gòu)的電氣效能，并可提高此芯片封裝結(jié)構(gòu)的使用壽命。
基于上述目的，本實(shí)用新型提出一種倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其至少具有一承載器、一芯片、多個(gè)凸塊、一防護(hù)膠膜(protection film)及一底膠。其中，承載器具有一頂面及多個(gè)凸塊墊，而這些凸塊墊配置于承載器的頂面。此外，芯片則具有一工作表面及對(duì)應(yīng)的一背面，且芯片還具有多個(gè)焊墊，其配置于芯片的工作表面。另外，這些凸塊則分別配置介于這些焊墊之一及其所對(duì)應(yīng)的這些凸塊墊之一。并且，防護(hù)膠膜配置于芯片的背面，而底膠則填充于芯片的工作表面及承載器的頂面所構(gòu)成的空間。值得注意的是，防護(hù)膠膜的材質(zhì)為彈性佳、耐熱性佳及散熱性佳的材質(zhì)。此外，防護(hù)膠膜還可具有多個(gè)散熱粒子，其摻雜于防護(hù)膠膜之內(nèi)。
同樣基于本實(shí)用新型的上述目的，本實(shí)用新型還提出一種倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其至少具有一承載器、一芯片、多個(gè)凸塊、一防護(hù)膠膜及一封膠。其中，承載器具有一頂面及多個(gè)凸塊墊，而這些凸塊墊配置于承載器的頂面。此外，芯片則具有一工作表面及對(duì)應(yīng)的一背面，且芯片還具有多個(gè)焊墊，其配置于芯片的工作表面。另外，這些凸塊則分別配置介于這些焊墊之一及其所對(duì)應(yīng)的這些凸塊墊之一。并且，防護(hù)膠膜配置于芯片的背面，而封膠則填充于芯片的工作表面及承載器的頂面所構(gòu)成的空間，并包覆芯片及防護(hù)膠膜的側(cè)緣，且暴露出防護(hù)膠膜的遠(yuǎn)離芯片的一面。同樣地，防護(hù)膠膜的材質(zhì)為彈性佳、耐熱性佳及散熱性佳的材質(zhì)。此外，防護(hù)膠膜還可具有多個(gè)散熱粒子，其摻雜于防護(hù)膠膜之內(nèi)。
為讓本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。
請(qǐng)同樣參考圖3，底膠240填充于芯片210的工作表面212及承載器230的頂面232所構(gòu)成的空間，用以保護(hù)焊墊216、凸塊220及凸塊墊236的裸露出的部分，并同時(shí)緩沖芯片210與承載器230之間因受熱所產(chǎn)生熱應(yīng)變的差異。此外，當(dāng)芯片封裝結(jié)構(gòu)200應(yīng)用于倒裝片球格陣列型(FC/BGA)的芯片封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，承載器230將可具有多個(gè)焊球墊238，其同樣以面陣列的方式配置于承載器230的底面234，并將焊球250分別配置于每一焊球墊238上。因此，芯片210的焊墊216可經(jīng)由凸塊220，而電性及機(jī)械性連接至承載器230的凸塊墊236，再經(jīng)由承載器230的內(nèi)部線路而向下繞線至承載器230的底面234的焊球墊238，最后利用焊球墊238上的焊球250，而電性及機(jī)械性連接至下一層級(jí)(next level)的電子裝置，例如一印刷電路板(PCB)。另外，芯片封裝結(jié)構(gòu)200也可應(yīng)用于倒裝片針格陣列型(FC/PGA)的芯片封裝結(jié)構(gòu)，或是其它倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)。值得注意的是，芯片封裝結(jié)構(gòu)200的承載器230除了可以是一具有內(nèi)建線路的基板之外，也可為其它型態(tài)的承載結(jié)構(gòu)，例如一可承載芯片210的導(dǎo)線架(lead-frame)或軟性電路板等。
請(qǐng)同樣參考圖3，為了要預(yù)防芯片210的背面214不會(huì)受到外力所破壞，同時(shí)提供較佳的導(dǎo)熱效果至芯片210，芯片封裝結(jié)構(gòu)200將還具有一防護(hù)膠膜218，其配置于芯片210的背面214。值得注意的是，防護(hù)膠膜218的材質(zhì)必須具有彈性及韌性，故當(dāng)外界的壓力施加于防護(hù)膠膜218上時(shí)，具有彈性及韌性的防護(hù)膠膜218將可隨即對(duì)應(yīng)產(chǎn)生形變，并將外界的壓力分散至芯片210的背面214上，用以預(yù)防外界過(guò)大的壓力在芯片210的背面214留下裂痕。因此，芯片210的背面214將不易受外界的壓力而產(chǎn)生裂痕，在反復(fù)循環(huán)地施加高熱于芯片210之后，芯片210的背面214將不再具有裂痕用以增加其大小及深度，所以芯片210的內(nèi)部電路將不會(huì)受到裂痕的影響而失去其原有的功能，故可提高芯片封裝結(jié)構(gòu)200的使用壽命。
請(qǐng)同樣參考圖3，在芯片封裝結(jié)構(gòu)200的制作過(guò)程及后續(xù)組裝過(guò)程的期間，防護(hù)膠膜218極有可能需要被升溫至攝氏兩百度以上，所以防護(hù)膠膜218的材質(zhì)必須對(duì)應(yīng)具有耐高溫的特性，用以避免防護(hù)膠膜218在經(jīng)過(guò)高熱處理之后，使其本身結(jié)構(gòu)發(fā)生老化(氧化)或脆化等現(xiàn)象。此外，為了提供良好的導(dǎo)熱效果與芯片210，防護(hù)膠膜218的材質(zhì)則可具有良好的散熱特性，使得芯片210于運(yùn)作時(shí)所產(chǎn)生的部分熱能，可以經(jīng)由防護(hù)膠膜218而散逸至外界，因而有效提升芯片封裝結(jié)構(gòu)200的電氣效能。
請(qǐng)同樣參考圖3，由于聚酰亞胺樹(shù)脂(Poly-Imide，PI)具有良好的彈性、韌性、耐熱性及散熱性，故可選擇聚酰亞胺樹(shù)脂作為防護(hù)膠膜218的材質(zhì)。此外，除了選擇具有較佳的散熱特性的材料來(lái)作為防護(hù)膠膜218的材質(zhì)以外，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，還可將許多散熱粒子(particle)摻雜分布于防護(hù)膠膜218之內(nèi)，用以提升防護(hù)膠膜218的本身結(jié)構(gòu)的散熱特性，而這些散熱粒子的材質(zhì)例如有二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、銅及其它散熱性佳的材質(zhì)。
請(qǐng)同時(shí)參考圖3、圖4，其中圖4繪示本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的第二種倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。芯片封裝結(jié)構(gòu)200與芯片封裝結(jié)構(gòu)202在結(jié)構(gòu)上幾近雷同，故請(qǐng)參考圖3的芯片封裝結(jié)構(gòu)200及其相關(guān)說(shuō)明，于此不再多作贅述，下文僅針對(duì)兩者的不同處來(lái)加以說(shuō)明。首先，圖3的芯片封裝結(jié)構(gòu)200的底膠240填充于芯片210的工作表面212及承載器230的頂面232所構(gòu)成的空間，此外，圖4的芯片封裝結(jié)構(gòu)202的封膠242除了填充于芯片210的工作表面212及承載器230的頂面232所構(gòu)成的空間以外，還包覆芯片210及防護(hù)膠膜218的側(cè)緣，并且暴露出防護(hù)膠膜218的遠(yuǎn)離芯片210的一面，用以增加防護(hù)膠膜218的散熱面積，此乃芯片封裝結(jié)構(gòu)200與芯片封裝結(jié)構(gòu)202之間最大的不同處。此外，還可利用防護(hù)膠膜218的遠(yuǎn)離芯片210的一面來(lái)直接接觸外界的散熱器(未繪示)，進(jìn)而提升防護(hù)膠膜218其對(duì)于芯片210的散熱效率。
本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例還提出一種具有防護(hù)膠膜的芯片的制作過(guò)程，請(qǐng)依序參考圖5A--5C，其繪示本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的一種具有防護(hù)膠膜的芯片的制作過(guò)程流程圖。首先如圖5A所示，提供一晶片(wafer)300，其具有一工作表面302及對(duì)應(yīng)的一背面304，其中晶片300的工作表面302具有多組集成電路(Integration Circuit，IC)(未繪示)，接著如圖5B所示，形成一防護(hù)膠膜310于晶片300的背面304，其中形成防護(hù)膠膜310的方法可采用卷帶貼合法(film taping)、滾壓涂布法(roller coating)、旋轉(zhuǎn)涂布法(spin coating)或其它種類(lèi)的涂布法(coating)等。再者如圖5C所示，依照各組集成電路(IC)的分布區(qū)域來(lái)切割晶片300成為多個(gè)芯片300a，使得防護(hù)膠膜310也對(duì)應(yīng)切割成數(shù)個(gè)部分，而分別留置于這些芯片300a的背面304，故可使得每顆芯片300a的背面304均具有防護(hù)膠膜310。
請(qǐng)同樣參考圖5A--5C，如圖5C所示，為了制作凸塊320于芯片300a的工作表面302的焊墊306上，可如圖5A所示，預(yù)先制作凸塊320于在晶片300的工作表面302的焊墊306上，或如圖5B所示，在形成防護(hù)膠膜310于晶片300的背面304以后，始制作凸塊320于在晶片300的工作表面302的焊墊306上。然無(wú)論如何，最后皆可得到同一倒裝片芯片結(jié)構(gòu)301，其至少包括芯片300a、防護(hù)膠層310及凸塊306等，其中防護(hù)膠膜310配置于芯片300a的背面304，而凸塊320則分別配置于芯片300a的工作表面302上的焊墊306。
綜上所述，本實(shí)用新型的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)乃是在其芯片的背面額外增設(shè)一層防護(hù)膠膜，其中此防護(hù)膠膜可以具有良好的彈性及韌性，用以預(yù)防芯片的背面受到外力的破壞，而此防護(hù)膠膜還可具有良好的耐熱性，用以容忍外界所施加于防護(hù)膠膜的高熱，且此防護(hù)膠膜尚可具有良好的散熱性，用以提供提供較佳的導(dǎo)熱效果至芯片。因此，本實(shí)用新型的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)可通過(guò)在芯片的背面額外增設(shè)一防護(hù)膠膜，用以預(yù)防芯片的背面受到外力的破壞，同時(shí)提供較佳的導(dǎo)熱效果至芯片，故可提升此芯片封裝結(jié)構(gòu)的電氣效能，還可提高此芯片封裝結(jié)構(gòu)的使用壽命。
雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用于限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，可作一些等效變化和變動(dòng)，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少包括一承載器，具有一頂面及數(shù)個(gè)凸塊墊，其中這些凸塊墊配置于該頂面；一芯片，具有一工作表面及對(duì)應(yīng)的一背面，且該芯片還具有數(shù)個(gè)焊墊，其中這些焊墊配置于該工作表面；數(shù)個(gè)凸塊，分別配置介于這些焊墊之一及其所對(duì)應(yīng)的這些凸塊墊之一；以及一防護(hù)膠膜，配置于該芯片的該背面。
2.如權(quán)利要求1所述的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一底膠，其填充于該芯片的該工作表面及該承載器的該頂面所構(gòu)成的空間。
3.如權(quán)利要求1所述的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一封膠，其填充于該芯片的該工作表面及該承載器的該頂面所構(gòu)成的空間，并包覆該芯片及該防護(hù)膠膜的側(cè)緣，且暴露出該防護(hù)膠膜的遠(yuǎn)離該芯片的一面。
4.如權(quán)利要求1所述的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該承載器包括一基板。
5.如權(quán)利要求1所述的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該防護(hù)膠膜的材質(zhì)包括具有彈性的材質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1所述的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該防護(hù)膠膜的材質(zhì)包括具有耐熱性的材質(zhì)。
7.如權(quán)利要求1所述的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該防護(hù)膠膜的材質(zhì)包括具有散熱性的材質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1所述的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該防護(hù)膠膜的材質(zhì)包括聚酰亞胺樹(shù)脂。
9.如權(quán)利要求1所述的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該防護(hù)膠膜還具有數(shù)個(gè)散熱粒子，其摻雜于該防護(hù)膠膜之內(nèi)。
10.如權(quán)利要求9所述的倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，這些散熱粒子的材質(zhì)選自于由二氧化硅、氧化鋁及銅所組成族群中的一種材質(zhì)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種倒裝片型芯片封裝結(jié)構(gòu)，至少具有一承載器、一芯片、多個(gè)凸塊及一防護(hù)膠膜。承載器具有一頂面及多個(gè)凸塊墊，而凸塊墊配置于承載器的頂面，且芯片具有一工作表面及對(duì)應(yīng)的一背面，并具有多個(gè)配置于芯片的工作表面的焊墊。此外，凸塊則分別配置介于這些焊墊之一及其所對(duì)應(yīng)的這些凸塊墊之一，而防護(hù)膠膜則配置于芯片的背面，用以避免芯片受到外界所破壞。
文檔編號(hào)H01L23/29GK2570981SQ0225429
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2002年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月19日
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