防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造的製作方法

2023-04-24 05:57:11 2

專利名稱：防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造的製作方法
技術領域：
本發明涉及 一 種薄膜覆晶封裝構造(Chip-On-Film package, COF package)，特別是涉及一種防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造。
背景技術：
在眾多集成電路封裝類型中，薄膜覆晶封裝構造(COF)是利用凸塊化晶 片接合在一電路薄膜上並適當封膠。目前晶片的凸塊與薄膜上的內引腳的 接合方法亦有多種技術，例如熱壓共晶接合(Eutecticbonding)、非導電膠接 合(NCPbonding)與異方性導電膜接合(ACF bonding)等等。基於成本降低與 設備沿用的考量，內引腳接合可被採用於薄膜覆晶封裝，可以沿用巻帶承 載封裝(TCP)的內引腳接合設備。在晶片接合時，內引腳接合的壓合頭直接 加壓與加熱該電路薄膜，常會導致該電路薄膜受熱產生永久性變形的塌陷， 使得後續塗膠困難，良率降低。
如

圖1及圖2所示， 一種現有習知的薄膜覆晶封裝構造100是包含一 電路薄膜110、 一晶片120以及一點塗膠體130。該電路薄膜110是具有一 軟質介電層111、複數個引腳112以及一防焊層115。該防焊層115是具有 一開孔，其是定義該電路薄膜110的一晶片接合區113,並顯露該些引腳112 的內端114。該晶片120在其主動面122上是具有複數個凸塊121,以接合 該些引腳112的內端114。該點塗膠體130是形成於該晶片120與該電路薄 膜110之間，以密封該些凸塊121及該些引腳112的內端114。如圖2所示， 內引腳接合的晶片接合過程中，該晶片120是取放在一可加熱的載臺10上， 另以巻帶傳輸方式使該電路薄膜110的一單元移動到一固定位置，並以內 引腳接合設備的高溫壓合頭20壓迫該電路薄膜110,以接合該些引腳U2 的內端114與該些凸塊121,該電路薄膜no會受熱導致不可回復的塌陷變 形116， 一旦該電路薄膜110直接貼觸該晶片120的主動面122，由該晶片 120傳來的高溫加熱會導致該電路薄膜110的塌陷粘貼面積擴大且不規則。 因此，在後續的點膠作業中，該點塗膠體130無法填滿該晶片120與該電 路薄膜110的間隙，在該塌陷變形116處會產生氣泡131。
有鑑於上述現有的薄膜覆晶封裝構造存在的缺陷，本發明人基於從事 此類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運用，
積極加以研究創新，以期創設一種新型防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜 覆晶封裝構造，能夠改進一般現有的薄膜覆晶封裝構造，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經過反覆試作樣品及改進後，終於創設出 確具實用價值的本發明。

發明內容
本發明的主要目的是提供一種防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶 封裝構造，可在晶片接合時即使該電路薄膜產生塌陷，仍可避免該電路薄 膜過度塌陷而直接貼觸該晶片，以利點塗膠體流布填滿該晶片與該電路薄 膜的間隙，防止氣泡形成。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據 本發明， 一種防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造，主要包含 —電路薄膜、複數個非導體間隔塊、 一晶片以及一點塗膠體。該電路薄膜 是具有一軟質介電層以及複數個引腳，該電路薄膜的一表面是定義有一晶 片接合區，該些引腳的內端是延伸至該晶片接合區內。該些非導體間隔塊， 其是設置於該電路薄膜的該晶片接合區內。該晶片是具有複數個凸塊，以 接合至該些引腳。該點塗膠體是形成於該電路薄膜與該晶片之間。在不同 實施例中，該些非導體間隔塊是可設覃於該晶片上且位於該些凸塊之間。 本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。 在前述的薄膜覆晶封裝構造中，至少一非導體間隔塊是接觸該晶片。 在前述的薄膜覆晶封裝構造中，該點塗膠體的最小厚度是不小於該些 非導體間隔塊的厚度。
在前述的薄膜覆晶封裝構造中，該些非導體間隔塊的厚度是不小於5
'微米。
在前述的薄膜覆晶封裝構造中，該些非導體間隔塊是具有至少 一銳角 緣，其是朝向該晶片的一側邊。
在前述的薄膜覆晶封裝構造中，該些非導體間隔塊是為菱形。
在前述的薄膜覆晶封裝構造中，該電路薄膜另包含有一防焊層，其是 形成於該軟質介電層上，以覆蓋該些引腳的其中--部位，且該防焊層是具 有一開孔，其是顯露該些引腳的該些內端以及該些非導體間隔塊。
在前述的薄膜覆晶封裝構造中，該晶片接合區是由該防焊層的開孔所 界定。
在前述的薄膜覆晶封裝構造中，該些非導體間隔塊與該防焊層為相同 材質。
藉由上迷技術方案，本發明防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封 裝構造至少具有下列優點
本發明一種防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造，可在晶 片接合時即使該電路薄膜產生塌陷，避免該電路薄膜過度塌陷而直接貼觸該晶片，以利點塗膠體流布填滿該晶片與該電路薄膜的間隙，防止氣泡形 成。綜上所述，本發明具有上述諸多優點及實用價值，其不論在產品結構 或功能上皆有較大的改進，在技術上有顯著的進步，並產生了好用及實用 的效果，且較現有的薄膜覆晶封裝構造具有增進的突出功效，從而更加適 於實用，並具有產業的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的 技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和 其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附 圖，詳細說明如下。附國說噴圖l現有習知薄膜覆晶(COF)封裝構造的截面示意圖。 圖2現有習知薄膜覆晶封裝構造於晶片接合時產生薄膜塌陷的截面示 意圖。圖3依椐本發明的第一具體實施例 的薄膜覆晶封裝構造的截面示意圖。圖4依據本發明的第一具體實施例 的頂面示意圖。圖5依據本發明的第一具體實施例 時的截面示意圖。圖6依據本發明的第一具體實施例 非導電體間隔塊的形狀變化示意圖。圖7依椐本發明的第二具體實施例 泡的薄膜覆晶封裝構造的截面示意圖。圖8依據本發明的第二具體實施例 時的截面示意圖。圖9依據本發明的第三具體實施例 接合時的截面示意圖。10:載臺20:壓合頭100:薄膜覆晶封裝構造110電路薄膜111:軟質介電層112引腳113:晶片接合區114:內端115:防焊層116塌陷變形120:晶片121:凸塊122:主動面130:點塗膠體6， 一種防止薄膜塌陷形成填膠氣泡 ，該薄膜覆晶封裝構造的電路薄膜 ，該薄膜覆晶封裝構造於晶片接合 ,可適用於該薄膜覆晶封裝構造的 ,另一種防止薄膜塌陷形成填膠氣 ,該薄膜覆晶封裝構造於晶片接合 ，另一種薄膜覆晶封裝構造於晶片131:氣泡200:薄膜覆晶封裝構造210:電路薄膜211:軟質介電層212:引腳213:晶片接合區214:內端215:防焊層220:非導體間隔塊221:銳角緣220A:非導體間隔塊221A:銳角緣220B非導體間隔塊221B:銳角緣220C非導體間隔塊230:晶片231:凸塊232:主動面240:點塗膠體300:薄膜覆晶封裝構造310:電路薄膜311:軟質介電層312:引腳313:晶片接合區314:內端315:防焊層320:非導體間隔塊321:銅墊322:絕緣層330:晶片331:凸塊340:點塗膠體410:電路薄膜411:軟質介電層412:引腳413:晶片接合區414:內端415:防焊層420:非導體間隔塊430:晶片431:凸塊432:主動面具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所釆取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的防止薄膜塌陷形成填 膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造其具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細 說明如後。依據本發明的第一具體實施例，揭示一種防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造。如圖3所示，該薄膜覆晶封裝構造200是主要包含 一電路薄膜210、複數個非導體間隔塊220、 一晶片230以及一點塗膠體240。 在本實施例中，該些非導體間隔塊220是先設置於該電路薄膜210上(如圖 5所示)。如圖3及圖4所示，該電路薄膜210是主要具有一軟質介電層211以 及複數個引腳212，該電路薄膜210的一表面是定義有一晶片接合區213,以 作為接合該晶片230的覆蓋區。該電路薄膜210可另包含有一防焊層215, 其是形成於該軟質介電層211上，以覆蓋該些引腳212的其中一部位。在本實施例中，該晶片接合區213是由該防焊層215的開孔所界定。通常該軟質介電層211的材質是可為聚亞醯胺(polyimide, PI)，作為該 些引腳212與該些非導體間隔塊220的載膜，並可供巻帶式傳輸。該些引 腳212的內端214是延伸至該晶片接合區213。該防焊層215的開孔(即晶 片接合區213)是顯露該些引腳212的該些內端214以及該些非導體間隔塊 220。該些非導體間隔塊220是設置於該電路薄膜210的該晶片接合區213 內。在晶片接合過程中，至少一非導體間隔塊220是可接觸該晶片230的 主動面232。或者，依該電路薄膜210的塌陷程度該些非導體間隔塊220亦 可不接觸該晶片230。在本實施例中，該些非導體間隔塊220的厚度是不小 於5微米，以能在薄膜塌陷時提供可使該點塗膠體240順利流動填滿的高 度間隙。如圖4所示，該些非導體間隔塊220是具有至少一銳角緣221,其 是朝向該晶片230的一側邊，減少膠流動的阻擋面積，藉以避免影響該點 塗膠體240的流動速度。如圖4所示，該些非導體間隔塊220是可為菱形。在不同實施例中， 如圖6所示，該些非導體間隔塊220亦可為檸檬形、六角形或橢圓形等任 意形狀。如圖6中的A所示，在晶片接合區213內的非導體間隔塊220A 是為檸檬形，並具有兩端銳角緣221A。如圖6中的B所示，在晶片接合區 213內的非導體間隔塊220B是為六角形，並具有兩端銳角緣221B。如圖6 中的C所示，在晶片接合區213內的非導體間隔塊220C是為橢圓形。再如圖3所示，該晶片230是具有複數個凸塊231,以接合至該些引腳 212。該點塗膠體240是形成於該電路薄膜210與該晶片230之間，以密封 該些凸塊231、該些引腳212的內端214與該些非導體間隔塊220。在本實 施例中，該點塗膠體240的最小厚度是不小於該些非導體間隔塊220的厚 度。如圖5所示，使用內引腳接合設備進行晶片接合， 一壓合頭20會施加 壓合力與加熱該電路薄膜210,使該些引腳212的內端214鍵合在一載臺 IO上的該晶片230的該些凸塊231。該些非導體間隔塊220可避免受熱的 該電路薄膜210產生塌陷時直接貼觸至該晶片230的主動面232，即維持住 最小的塌陷高度在一可供填膠的安全範圍內。在後續的點膠步驟中，該點 塗膠體240能充填在該晶片230與該電路薄膜210之間，不會發生氣泡。在第二具體實施例中，揭示另 一種防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造。如圖7所示， 一薄膜覆晶封裝構造300主要包含一電路薄 膜310、複數個非導體間隔塊320、 一晶片330以及一點塗膠體340。該電 路薄膜310是具有一軟質介電層311以及複數個引腳312，該電路薄膜310 的一表面是定義有一晶片接合區313,其是可由一防焊層315的開孔所界定。該些引腳312的內端314是延伸至該晶片接合區313內而為顯露，可稱為 內引腳。該防焊層315是形成於該軟質介電層311上，以覆蓋該些引腳312 的其中一部位，即該些引腳312的內引腳與外引腳的中間線段。該些非導體間隔塊320是設置於該電路薄膜310的該晶片接合區313 內。在本實施例中，每一非導體間隔塊320是包含有一銅墊321及一絕緣 層322。該銅墊321是可與該些引腳312由同一銅箔蝕刻形成，且該絕緣層 322與該防焊層315是為相同材質，換言之，該銅墊321是選自於原本蝕刻 形成引腳312時的銅箔廢料部位，該絕緣層322與該防焊層315可在同一 製程形成，不會增加元件成本並能增進該銅墊321於該軟質介電層311上 的貼附性與絕緣性。該晶片330是具有複數個凸塊331,以接合至該些引腳312。該點塗膠 體340是形成於該電路薄膜310與該晶片330之間。如圖8所示，在內引腳接合過程中，該晶片330可取放在一載臺10上， 該電路薄膜310傳輸至一適當位置，以一壓合頭20壓迫該電路薄膜310對 應該晶片接合區313的另一表面，使得該電路薄膜310的引腳內端314接 合至該晶片330上的該些凸塊331。在過程中，在該些非導體間隔塊320的 絕緣性支撐下，該電路薄膜310不會塌陷貼觸至該晶片330，藉以提供一可 供該點塗膠體340填滿間隙的流動高度，不會有氣泡產生(如圖7所示)。在第三具體實施例中，圖9繪示另一種防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的 薄膜覆晶封裝構造在晶片接合時的截面示意圖。該薄膜覆晶封裝構造主要 包含一電路薄膜410、 一晶片430、複數個非導體間隔塊420以及一點塗膠 體(圖未繪出)。該電路薄膜410是具有一軟質介電層411、複數個引腳412 及一防焊層415，該電路薄膜410的一表面是定義有一晶片接合區413，其 中，該晶片接合區413是由該防焊層415的開孔所界定。該些引腳412的 內端414是延伸至該晶片接合區413內。該防焊層41.5是形成於該軟質介 電層411上，以覆蓋該些引腳412的其中一部位。該晶片430的主動面432 是設有複數個凸塊431。在本實施例中，該些非導體間隔塊420是設置於該晶片430的主動面 432上且位於該些凸塊431之間。在晶片接合時，該晶片430是放置於該載 臺10上，另以一壓合頭20壓迫該電路薄膜410。在製程中，即使該電路薄 膜410的受熱塌陷導致至少一的該些非導體間隔塊420接觸該電路薄膜 410，該些非導體間隔塊420仍可防止該電路薄膜410過份變形而貼附至該 晶片430的主動面432,以利於點塗膠體的充填，不會產生氣泡。在本實施 例中，該些非導體間隔塊420是由PI等介電膠膜的一部份或B階膠體所構 成，以維持點塗膠體的充填間隙在該電路薄膜410與該晶片430之間。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發 明,任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用未^離i發明技術方案的內容，依:居i發明的;支術實質對以i實施例所作 的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1. 一種防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造，其特徵在於包含一電路薄膜，其是具有一軟質介電層以及複數個引腳，該電路薄膜的一表面是定義有一晶片接合區，該些引腳的內端是延伸至該晶片接合區內；複數個非導體間隔塊，其是設置於該電路薄膜的該晶片接合區內；一晶片，其是具有複數個凸塊，以接合至該些引腳；以及一點塗膠體，其是形成於該電路薄膜與該晶片之間。
2、 根據權利要求1所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝 構造，其特徵在於，其中至少一非導體間隔塊是接觸該晶片。
3、 根據權利要求1所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝 構造，其特徵在於所述的點塗膠體的最小厚度是不小於該些非導體間隔塊的厚度。
4、 根據權利要求1或3所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶 封裝構造，其特徵在於所述的非導體間隔塊的厚度是不小於5微米。
5、 根據權利要求1所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝 構造，其特徵在於所述的非導體間隔塊是具有至少一銳角緣，其是朝向該 晶片的一側邊。
6、 根據權利要求1所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝 構造，其特徵在於所述的非導體間隔塊是為菱形。
7、 根據權利要求1所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝 構造，其特徵在於所述的電路薄膜另包含有一防焊層，其是形成於該軟質 介電層上，以覆蓋該些引腳的其中一部位，且該防焊層是具有一開孔，其 是顯露該些引腳的該些內端以及該些非導體間隔塊。
8、 根據權利要求7所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝 構造，其特徵在於所述的非導體間隔塊與該防焊層為相同材質。
9、 一種防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造，其特徵在於 包含一電路薄膜，其是具有一軟質介電層以及複數個引腳，該電路薄膜的 一表面是定義有一晶片接合區，所述引腳的內端是延伸至該晶片接合區內； 一晶片，其是具有複數個凸塊，以接合至所述引腳； 複數個非導體間隔塊，其是設置於該晶片上且位於所述凸塊之間；以及一點塗膠體，其是形成於該電路薄膜與該晶片之間。
10、 根據權利要求9所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造，其特徵在於，其中至少一非導體間隔塊是接觸該電路薄膜。
11、 根據權利要求9所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封 裝構造，其特徵在於所述的點塗膠體的最小厚度是不小於所述非導體間隔 塊的厚度。
12、 根據權利要求9或11所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆 晶封裝構造，其特徵在於所述的非導體間隔塊的厚度是不小於5微米。
13、 根據權利要求9所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封 裝構造，其特徵在於所述的電路薄膜另包含有一防焊層，其是形成於該軟 質介電層上，以覆蓋所述引腳的其中一部位，且該防焊層是具有一開孔， 其是顯露該些引腳的所述內端。
14、 根據權利要求9所述的防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封 裝構造，其特徵在於所述的非導體間隔塊是由一介電膠膜的一部份或B階 膠體所構成。
全文摘要
本發明是關於一種防止薄膜塌陷形成填膠氣泡的薄膜覆晶封裝構造，主要包含一電路薄膜、複數個非導體間隔塊、一凸塊化晶片以及一點塗膠體。該晶片的複數個凸塊是接合至該電路薄膜在其所定義的一晶片接合區內的複數個內引腳。這些非導體間隔塊是可設置於該電路薄膜的該晶片接合區內，或是設置於該晶片上且位於凸塊之間。在晶片接合時該電路薄膜產生的塌陷不會直接貼觸該晶片，藉此，由這些非導體間隔塊提供一填膠間隙，以利該點塗膠體流動填滿在該電路薄膜與該晶片之間，不會發生氣泡。
文檔編號H01L23/48GK101231987SQ200710000368
公開日2008年7月30日 申請日期2007年1月22日 優先權日2007年1月22日
發明者李明勳, 梁錦坤, 陳緯銘 申請人:南茂科技股份有限公司