專利名稱：芯片構(gòu)裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯片構(gòu)裝。
技術(shù)背景
在現(xiàn)今資訊爆炸的世界，集成電路已與日常生活有密不可分的關(guān)系，無論在食衣住行育樂方面，都常會用到集成電路元件所組成的產(chǎn)品。隨著電子科技的不斷演進(jìn)，更人性化、功能性更復(fù)雜的電子產(chǎn)品不斷推陳布新，然而各種產(chǎn)品無不朝向輕、薄、短、小的趨勢設(shè)計(jì)，以提供更便利舒適的使用。
集成電路antegrated Circuits, IC)的生產(chǎn)，主要分為三個(gè)階段硅芯片的制造、集成電路的制作以及集成電路的封裝(lockage)等。就集成電路的封裝而言，此即是完成集成電路成品的最后步驟。
一般而言，用于芯片構(gòu)裝的一承載器包含一導(dǎo)線架以及配置于導(dǎo)線架的一包覆材。由于包覆材可能因溫度變化等因素而產(chǎn)生水平或垂直應(yīng)力，使得其與導(dǎo)線架之間發(fā)生脫層(delamination)的狀況，而導(dǎo)致芯片構(gòu)裝失敗。目前多在導(dǎo)線架上以蝕刻或沖壓等方式加工，形成可增進(jìn)導(dǎo)線架與包覆材結(jié)合性的結(jié)構(gòu)。但此類方式存在最小尺寸限制、公差控制不易及施作區(qū)域受限等問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種芯片構(gòu)裝，其可降低承載器中本體與包覆材之間發(fā)生脫層的狀況。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種芯片構(gòu)裝，包括一承載器、一芯片及多個(gè)電連接件。承載器包括一本體、多個(gè)嵌固件及一包覆材。本體具有一功能區(qū)以及功能區(qū)以外的一覆蓋區(qū)。多個(gè)嵌固件接合至覆蓋區(qū)的一表面，其中各嵌固件相對于表面的一垂直投影超出各嵌固件與表面的一接合區(qū)之外。包覆材配置于本體上，以覆蓋覆蓋區(qū)以及這些嵌固件。芯片配置于功能區(qū)內(nèi)。電連接件連接芯片與本體。
基于上述，本發(fā)明的芯片構(gòu)裝利用接合于本體的覆蓋區(qū)的嵌固件來嵌合配置于本體上的包覆材，以增加包覆材與本體之間的密著性。
為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖作詳細(xì)說明如下。
圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例的承載器的剖面示意圖2是本發(fā)明的另一實(shí)施例的承載器的剖面示意圖3是本發(fā)明的又一實(shí)施例的承載器的剖面示意圖4是本發(fā)明的再一實(shí)施例的承載器的局部剖面示意圖5是本發(fā)明的再一實(shí)施例的承載器的俯視示意圖6是本發(fā)明的一實(shí)施例的一種芯片構(gòu)裝的剖面示意圖7是本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種芯片構(gòu)裝的剖面示意圖。
主要元件符號說明
60、70:芯片構(gòu)裝
100、200、300、400、500、600、700 承載器
110、210、310、410、610、710 本體
112、512、612 功能區(qū)
114、214、314、414、514、614 覆蓋區(qū)
114a、214a、314a、414a、614a、714a 表面
114b、214b、614b、714b 接合區(qū)
120、220、320、420、520、620、720 嵌固件
122 結(jié)線凸塊
130、230、330、430、530、630、730 包覆材
222、522 球形凸塊
322,524 勾線
322a 端
322b:中央段
422:頭部
424 頸部
440 粘著層
650 發(fā)光二極管芯片
660、760:電連接件
670 封膠體
680 光轉(zhuǎn)變層
750 芯片具體實(shí)施方式
請參閱圖1，其繪示應(yīng)用于芯片構(gòu)裝的一承載器100。承載器100包括一本體110、 多個(gè)嵌固件120及一包覆材130。本體110可為一線路基板或一導(dǎo)線架，本體110具有一功能區(qū)112以及功能區(qū)112以外的一覆蓋區(qū)114，且功能區(qū)112適于配置一芯片。多個(gè)嵌固件 120接合至覆蓋區(qū)114的一表面114a。各嵌固件120相對于表面11 的一垂直投影超出各嵌固件120與表面11 的一接合區(qū)114b之外。包覆材130配置于本體110上，以覆蓋覆蓋區(qū)114以及這些嵌固件120，并暴露出功能區(qū)112以形成一凹穴(cavity)而供芯片容置。在本實(shí)施例中，包覆材130的材質(zhì)可以是透明聚合物(transparent polymer)或是半透明聚合物(translucent polymer)，例如軟膠(soft gel)彈性物質(zhì)(elastomer)或是樹脂(resin)，其中樹脂可為環(huán)氧樹脂(印oxy resin)、硅膠(silicone)或是環(huán)氧-硅膠混合樹脂(印oxy-silicone hybrid resin)。但包覆材130的種類不以上述為限制。
本實(shí)施例選擇利用打線技術(shù)在承載器100的本體110的表面11 上形成結(jié)線凸塊122，以作為嵌固件120。嵌固件120的材質(zhì)可選擇為會與本體形成共晶的金屬，以使嵌固件120與本體110之間以例如共晶的方式接合。在此狀況下所形成的嵌固件120可承受例如至少100公克重的水平應(yīng)力或垂直應(yīng)力，而不脫離于本體110。
此外，在本實(shí)施例中，嵌固件120用以與接合區(qū)114b連接的部位內(nèi)縮，使得嵌固件 120相對于表面11 的垂直投影的面積大于接合區(qū)114b的面積。如此，在后續(xù)形成包覆材 130時(shí)，包覆材130可咬合于嵌固件120內(nèi)縮的部位，以使包覆材130不輕易與嵌固件120 分離。換言之，承載器100利用嵌固件120來增加了本體110與包覆材130之間的結(jié)合性及接合面積。當(dāng)溫度變化或其他因素而在包覆材130與嵌固件120之間產(chǎn)生水平或垂直方向應(yīng)力時(shí)，嵌固件120的設(shè)置可避免本體110與包覆材130之間發(fā)生脫層的狀況。
當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，嵌固件相對于表面的垂直投影的面積也可能不大于接合區(qū)的面積。本發(fā)明不限制嵌合件的形狀，概括而言，只要嵌固件相對于表面的垂直投影超出接合區(qū)的范圍，而包覆材得以填充于嵌固件上未與接合區(qū)連接的部分與表面之間的空隙， 使包覆材咬合于嵌合件，即可達(dá)到相同或類似的效果。下文更進(jìn)一步列舉多個(gè)實(shí)施例來說明嵌固件可能的態(tài)樣。
請參閱圖2，其繪示應(yīng)用于芯片構(gòu)裝的另一承載器。在本實(shí)施例中，嵌固件220為一球形凸塊222。在制作工藝上，可利用例如植球技術(shù)在覆蓋區(qū)214的表面21 形成球形凸塊222 (或金屬球)，以作為嵌固件220。在本實(shí)施例中，嵌固件220與本體210之間以共晶的方式接合，在其他實(shí)施例中，也可采用粘合等方式將嵌固件220結(jié)合于本體。并且，由于嵌固件220連接接合區(qū)214b的部位內(nèi)縮且被包覆材230咬合，使得包覆材230與嵌固件 220之間具有一定程度的結(jié)合性，因此可有效避免本體210與包覆材230之間發(fā)生脫層的狀況。
此外，如圖3的實(shí)施例所示，嵌固件320為一勾線322。制作工藝上，可在承載器 300的本體310上進(jìn)行打線制作工藝，以形成勾線322。此勾線322的兩端32 例如是以共晶的方式連接于表面31 ，而可承受例如至少100公克重的水平應(yīng)力或垂直應(yīng)力。并且， 勾線322具有一中央段322b位于表面31 上方。此勾線322的結(jié)構(gòu)同樣符合前述嵌固件的設(shè)計(jì)原則，即勾線322的中央段322b相對于表面31 的垂直投影超出勾線322的兩端 322a相對于表面31 的垂直投影之外。如此，后續(xù)形成的包覆材330可以包覆中央段322b 并且填入中央段322b與表面31 之間的空隙，使得嵌固件320與包覆材330之間存在較佳的結(jié)合性，可以有效避免因溫度變化或其他因素而在包覆材330與嵌固件320之間產(chǎn)生水平或垂直方向應(yīng)力，而使包覆材330脫離本體310。
在制作上述多個(gè)實(shí)施例的承載器時(shí)，可使用現(xiàn)有的打線設(shè)備或是植球設(shè)備在承載器的本體上上形成嵌固件。換言之，本發(fā)明的嵌固件的制作可以相容于既有制作工藝步驟與設(shè)備，不會造成制作成本上的額外負(fù)擔(dān)。
除此之外，本發(fā)明還可以采用其他可能的方式來形成嵌固件。例如，可先完成嵌固件的制作，再將嵌固件接合至承載器的本體上。此種制作方式可以提供嵌固件更多的設(shè)計(jì)彈性，例如采用各種可能的材質(zhì)或方法來制作嵌固件，而嵌固件的形狀也更多變。
請參閱圖4，此為應(yīng)用于芯片構(gòu)裝的再一實(shí)施例的承載器。在本實(shí)施例中，嵌固件 420包括一頭部422以及一頸部424，且頸部似4位于頭部422與覆蓋區(qū)414的表面41 之間，頭部422相對于表面41 的垂直投影的面積大于頸部422相對于表面41 的垂直投影的面積。在制作的方式上，可先將嵌固件420預(yù)先成形后，再以共晶或是粘合的方式固定于表面414a。在本實(shí)施例中，嵌固件420的材質(zhì)包括陶瓷或高分子材料，將嵌固件420的頸部似4通過一粘著層440配置于覆蓋區(qū)414的表面41 上。此外，包覆材430會填充于嵌固件420的頸部424的周圍，并卡合于頭部422。承載器400通過嵌固件420加強(qiáng)本體410 與包覆材430之間的結(jié)合性以避免發(fā)生脫層的狀況。
另外，制造者可視需求組合不同形狀的嵌固件以對本體與包覆材之間提供較佳的結(jié)合性。請參閱圖5，在圖5中，將包覆材隱藏以方便了解嵌固件的配置狀況。如圖5所示， 覆蓋區(qū)514圍繞著功能區(qū)512，且嵌固件520以環(huán)繞于功能區(qū)512的排列方式設(shè)置于覆蓋區(qū) 514。在本實(shí)施例中，嵌固件520包括球狀凸塊522及勾線524。以功能區(qū)512為中心，球狀凸塊522、勾線5 及球狀凸塊522分別以不同的半徑環(huán)繞功能區(qū)512。在本實(shí)施例中，球狀凸塊522可如同圖2的實(shí)施例中的球狀凸塊222，且勾線5M可如同圖3的實(shí)施例中的勾線322。在其他實(shí)施例中，承載器500也可以組合其他各種類型的嵌固件520，并以其他的方式排列于覆蓋區(qū)514，以使承載器500可通過嵌固件520加強(qiáng)本體510的特定區(qū)域與包覆材之間的結(jié)合性。
簡言之，嵌固件的形狀、材質(zhì)、制作方式、與本體之間的結(jié)合方式、組合及排列于本體上的方式均不以上述實(shí)施例為限。
上述的承載器可適用于各類型的芯片構(gòu)裝。以發(fā)光二極管的芯片構(gòu)裝為例，請參閱圖6，芯片構(gòu)裝60包括一承載器600、一發(fā)光二極管芯片650、多個(gè)電連接件660、一封膠體670及一光轉(zhuǎn)變層680。本實(shí)施例可采用圖1的承載器100來形成所述芯片構(gòu)裝60。具體而言，承載器600包括一本體610、多個(gè)嵌固件620及一包覆材630。本體610為一導(dǎo)線架，本體610具有一功能區(qū)612以及功能區(qū)612以外的一覆蓋區(qū)614。多個(gè)嵌固件620接合至覆蓋區(qū)614的一表面61 ，其中各嵌固件620相對于表面61 的一垂直投影超出各嵌固件620與表面61 的一接合區(qū)614b之外。包覆材630配置于本體610上，以覆蓋覆蓋區(qū) 614以及嵌固件620。在本實(shí)施例中，嵌固件620的形狀、材質(zhì)與制作方式前述圖1所示的實(shí)施例類似，此處不再贅述。
此外，發(fā)光二極管芯片650配置于功能區(qū)612內(nèi)。電連接件660例如是多條導(dǎo)線， 分別連接發(fā)光二極管芯片650與本體610，使得發(fā)光二極管芯片650可通過電連接件660電連接于本體610上。封膠體670填入凹穴內(nèi)，以覆蓋發(fā)光二極管芯片650與這些電連接件 660。如圖6所示，封膠體670頂部可選擇形成透鏡，以增加出光效果。封膠體670與芯片 650之間可設(shè)置包含光轉(zhuǎn)變物質(zhì)顆粒的光轉(zhuǎn)變層680，或者封膠體670本身可摻雜光轉(zhuǎn)變物質(zhì)顆粒，使得發(fā)光二極管芯片650射出的光線，例如藍(lán)光，可以被光轉(zhuǎn)變物質(zhì)顆粒轉(zhuǎn)換為不同顏色的光線，例如綠光、黃光或紅光，且發(fā)光二極管芯片650射出的光線與光轉(zhuǎn)變物質(zhì)顆粒發(fā)出的光線可相互混光為白光。
本實(shí)施例的芯片構(gòu)裝60利用嵌固件620來增加承載器600的本體610與包覆材 630之間的結(jié)合性及接合面積。當(dāng)溫度變化或其他因素而在包覆材630與嵌固件620之間產(chǎn)生水平或垂直方向應(yīng)力時(shí)，嵌固件620的設(shè)置可避免承載器600的本體610與包覆材630 之間發(fā)生脫層的狀況。
除了發(fā)光二極管的芯片構(gòu)裝之外，圖7更繪示應(yīng)用本發(fā)明的另一種芯片構(gòu)裝。如圖7所示，芯片構(gòu)裝70包括一承載器700、一芯片750及多個(gè)電連接件760。承載器700包括一本體710、多個(gè)嵌固件720及一包覆材730。本實(shí)施例的嵌固件720采用圖2實(shí)施例中的嵌固件220。具體而言，在本實(shí)施例中，本體710為一基板，嵌固件720結(jié)合于本體710 的一表面71 且芯片750通過電連接件760電連接至本體740。嵌固件720相對于表面 714a的一垂直投影超出嵌固件720與表面71 的一接合區(qū)714b之外。包覆材730覆蓋芯片750、嵌固件720以及電連接件760。嵌固件720與本體710接合，并且包覆材730咬合于嵌固件720內(nèi)縮的部分。當(dāng)溫度變化或其他因素而在包覆材730與嵌固件720之間產(chǎn)生水平或垂直方向應(yīng)力時(shí)，可避免承載器700的本體710與包覆材730之間發(fā)生脫層的狀況。
上述的芯片構(gòu)裝所采用的承載器除了如圖6與圖7的實(shí)施例所舉出的例子之外， 均可采用如圖1至圖5的實(shí)施例中的任一承載器，或是未列舉于實(shí)施例的其它類型的承載器，芯片構(gòu)裝所使用的承載器的態(tài)樣不以上述為限制。只要承載器的嵌固件與本體接合良好且嵌固件相對于表面的垂直投影超出接合區(qū)的范圍，而包覆材得以填充于嵌固件上未與接合區(qū)連接的部分與表面之間的空隙，使包覆材咬合于嵌合件即可。
綜上所述，本發(fā)明的芯片構(gòu)裝利用包覆材咬合于接合在本體上的嵌固件，來增加包覆材與本體之間的結(jié)合性，以避免因溫度變化或其他因素，使得包覆材與嵌固件之間產(chǎn)生水平或垂直方向應(yīng)力，導(dǎo)致包覆材脫離余本體。此外，本發(fā)明的嵌固件的制作可以相容于既有制作工藝步驟與設(shè)備，不會造成制作成本上的額外負(fù)擔(dān)。并且，由于嵌固件可預(yù)先被制作，再接合至承載器的本體上，使得嵌固件具備高精確度及尺寸極限小等優(yōu)點(diǎn)。
雖然結(jié)合以上實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種芯片構(gòu)裝，包括 承載器，包括本體，具有功能區(qū)以及該功能區(qū)以外的覆蓋區(qū)；多個(gè)嵌固件，接合至該覆蓋區(qū)的一表面，其中各該嵌固件相對于該表面的一垂直投影超出各該嵌固件與該表面的一接合區(qū)之外；以及包覆材，配置于該本體上，以覆蓋該覆蓋區(qū)以及該些嵌固件； 芯片，配置于該功能區(qū)內(nèi)；以及多個(gè)電連接件，連接該芯片與該本體。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片構(gòu)裝，其中該覆蓋區(qū)圍繞該功能區(qū)，且該包覆材暴露出該功能區(qū)，以形成一凹穴。
3.如權(quán)利要求2所述的芯片構(gòu)裝，其中該芯片為發(fā)光二極管芯片，且該芯片構(gòu)裝還包括封膠體，填入該凹穴內(nèi)，以覆蓋該芯片與該些電連接件。
4.如權(quán)利要求3所述的芯片構(gòu)裝，還包括光轉(zhuǎn)變層，配置于該封膠體與該芯片之間。
5.如權(quán)利要求1所述的芯片構(gòu)裝，其中各該嵌固件包括凸塊，且該凸塊用以連接該接合區(qū)的部位內(nèi)縮且被該包覆材咬合。
6.如權(quán)利要求5所述的芯片構(gòu)裝，其中各該凸塊為球形。
7.如權(quán)利要求1所述的芯片構(gòu)裝，其中各該嵌固件包括勾線，該勾線的兩端連接該表面，且該勾線具有中央段，位于該表面上方，且該包覆材包覆該中央段并且填入該中央段與該表面之間的空隙。
8.如權(quán)利要求1所述的芯片構(gòu)裝，其中各該嵌固件包括 頭部；以及頸部，連接于該頭部與該表面，且該頭部相對于該表面的一垂直投影的面積大于該頸部相對于該表面的一垂直投影的面積。
9.如權(quán)利要求1所述的芯片構(gòu)裝，其中各該嵌固件的材質(zhì)包括金屬。
10.如權(quán)利要求9所述的芯片構(gòu)裝，其中各該嵌固件與該本體之間為共晶接合。
11.如權(quán)利要求1所述的芯片構(gòu)裝，其中各該嵌固件的材質(zhì)包括陶瓷或高分子材料。
12.如權(quán)利要求1所述的芯片構(gòu)裝，還包括一粘著層，配置于各該嵌固件與該表面之間。
13.如權(quán)利要求1所述的芯片構(gòu)裝，其中該本體包括線路基板或?qū)Ь€架。
14.如權(quán)利要求1所述的芯片構(gòu)裝，其中該包覆材還覆蓋該芯片以及該些電連接件。
15.如權(quán)利要求1所述的芯片構(gòu)裝，其中該些電連接件包括多條導(dǎo)線。
全文摘要
本發(fā)明公開一種芯片構(gòu)裝，其包括一承載器、一芯片及多個(gè)電連接件。承載器包括一本體、多個(gè)嵌固件及一包覆材。本體具有一功能區(qū)以及功能區(qū)以外的一覆蓋區(qū)。多個(gè)嵌固件接合至覆蓋區(qū)的一表面，其中各嵌固件相對于表面的一垂直投影超出各嵌固件與表面的一接合區(qū)之外。包覆材配置于本體上，以覆蓋覆蓋區(qū)以及這些嵌固件。芯片配置于功能區(qū)內(nèi)，且電連接件連接芯片與本體。
文檔編號H01L33/48GK102522382SQ20121000751
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者詹勛偉 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司