內引腳接合封裝的製作方法

2023-08-22 09:02:51 1

專利名稱：內引腳接合封裝的製作方法
技術領域：
本發明是有關於一種半導體封裝結構，且特別是有關於一種以內引腳接合 晶片於軟板上的封裝結構。
背景技術：
現有技術中，使用巻帶自動接合(TAB, tape automatic bonding)方式進行晶片封裝的製程，是在完成軟板上的線路及晶片上的凸塊製程的後，以熱壓 合(thermal compression)方式進行內弓I腳接合(ILB， inner lead bonding),使晶片上的凸塊與軟板上的內引腳產生共晶接合而電性連接。接著，使用封裝樹脂 將晶片及軟板上的內引腳的線路加以密封，在電性檢測後，再進行外引腳接合 (OLB， outer lead bonding)。其中，外引腳是由軟板上的內引腳向外延伸所形 成，利用外引腳使軟板與一電路基板或其他元件電性連接。圖1是現有一種以內引腳接合的晶片封裝結構100的示意圖，而圖2是圖 1的晶片封裝結構100的俯視圖。請參考圖1，晶片102配置在已形成銅箔線 路引腳122、 124與防焊層130的軟板110上，且晶片102以熱壓接合的方式， 使晶片102上的凸塊104a、 104b與引腳122、 124內端之間因金-錫共晶接合 而電性連接。接著，請參考圖2，現行部分產品設計為配合電性需求將引腳制 作成具有不同寬度W1、 W2的第一引腳(細腳)122以及第二引腳(粗腳)124， 通常所述第一引腳122為輸出端引腳，而所述第二引腳124為輸入端引腳，且 第二引腳124的寬度大約為第一引腳122的1.5~2倍，但不以此為限。且不同 寬度的第一引腳122以及第二引腳124對應接合於不同寬度(或尺寸)的凸塊 104a、 104b，但由於第一引腳122與較小凸塊104a之間的共晶接合區的面積 (以C1表示)小於第二引腳124與較大凸塊104b之間的共晶接合區的面積 (以C2表示)，即CKC2，因此共晶接合所需的時間因接合的面積(C1、 C2)不同而不一致。值得注意的是，粗腳/細腳與凸塊共晶接合所需的時間不相同，將無法一致性地完成共晶接合的製程，若配合細腳與凸塊共晶所需時間，則粗腳可能產生 共晶強度不足的情況，若配合粗腳共晶所需時間，則細腳可能發生溢錫，引腳 與凸塊共晶接合的強度不一致將影響晶片封裝結構的可靠度。發明內容本發明為解決上述技術問題而提供一種內引腳接合封裝，其藉由控制粗腳 /細腳與凸塊共晶接合的面積來達到均一化的目的。本發明提出一種內引腳接合封裝，包括一晶片、 一軟板以及多個引腳。芯 片具有多個凸塊。軟板具有一晶片接合區，用以承載該晶片。引腳配置在軟板 上，這些引腳延伸至晶片接合區內，且分別與晶片的凸塊電性連接，其中這些 引腳包括第一引腳以及第二引腳，而第一引腳對應於這些凸塊的一端具有與第 一引腳寬度相等的第一共晶接合區，且第二引腳對應於這些凸塊的一端具有至 少一開槽，以形成寬度小於第二引腳寬度的第二共晶接合區。在上述內引腳接合封裝中，第一引腳的寬度小於第二引腳的寬度，但藉由 開槽的開設可使第一引腳/第二引腳與凸塊共晶接合區的面積大致上相等。第一 共晶接合區的形狀可為矩形，而第二共晶接合區可以開槽為界區分為第一接合 部以及第二接合部。第一接合部與第二接合部的形狀可為矩形。在另一實施例 中，第二共晶接合區除了第一接合部與第二接合部之外，還可包括至少一第三 接合部，其延伸於第一接合部與第二接合部之間的開槽中。此外，第二共晶接 合區除了第一接合部、第二接合部與第三接合部之外，還可包括至少一第四接 合部，其連接第一接合部與第二接合部及/或第三接合部。另外，第二共晶接合 區除了第一接合部、第二接合部之外，還可包括至少一第四接合部，其連接第 一接合部與第二接合部。較佳的，第二共晶接合區的所述接合部的面積大約相 同。本發明因採用具有開槽結構的第二引腳以減少第二引腳與凸塊共晶接合 的面積，可使第一引腳/第二引腳相對於凸塊的共晶接合區的面積及/或寬度大 致上相等，因此可一次性地完成內引腳接合封裝的製程，而不至產生接合強度 不足或溢錫的問題。


為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，併合附圖作詳細說明，其中圖1是現有一種以內引腳接合的晶片封裝結構的示意圖。 圖2是圖1的晶片封裝結構100的俯視圖。圖3是本發明以內引腳接合的晶片封裝結構的一實施例的俯視圖。 圖4-圖7是本發明不同實施例的內引腳結構的放大示意圖。
具體實施方式
圖3是本發明以內引腳接合的晶片封裝結構的一實施例的俯視圖。請參考 圖3，此內引腳接合封裝200包括一晶片202、一軟板210以及配置在軟板210 上與晶片202電性連接的引腳222、 224。此內引腳接合封裝200先完成晶片 202上金凸塊或其他悍料凸塊的製作、以及完成在軟板210上引腳222、 224 及防焊層230的製作之後，再以熱壓接合或超音波接合的方式，使晶片202上 的凸塊204a、 204b與引腳222、 224的內端因金-錫共晶接合而電性連接。雖 然本發明以巻帶自動接合製程所使用的巻帶式承載封裝(TCP, tape carrier package)軟板或薄膜覆晶(COF， chip on film)軟板為較佳範例說明，但本 領域技術人員也可將此內引腳接合封裝應用到塑膠基板、玻璃基板或陶瓷基板 等硬板為載體的晶片封裝結構中，並不以為限。請參考圖3，以巻帶式承載封裝(TCP)軟板為例，軟板210對應於晶片 202具有一晶片接合區212，其形成一開口，而引腳222、 224延伸至開口中 並藉由熱壓頭壓合而與晶片202上的凸塊204a、 204b接合。當然，在另一實 施例中，引腳222、 224也可延伸至未形成開口的晶片接合區上，由薄膜覆晶 軟板的絕緣材料提供引腳222、 224支撐強度。承上所述，晶片202具有多個凸塊204a、204b，而晶片202藉由凸塊204a、 204b與引腳222、 224的內端共晶接合而承載於軟板210上，以完成內引腳接 合封裝。接著，再以封裝膠體(未圖示)將封裝完成的晶片凸塊204a、 204b 與引腳222、 224的內端包覆，以避免受到外力破壞。請參考圖3，值得注意的是，由於引腳依電性需求而分為第一引腳(細腳) 222以及第二引腳(粗腳)224，即第一引腳222的寬度W1小於第二引腳224 的寬度W2，因此本發明藉由開槽226來控制第二引腳224與凸塊204b共晶 接合的區域。通常，第一引腳222為輸出端引腳，而第二引腳224為輸入端引 腳，且第二引腳224的寬度約為第一引腳222的1.5~2倍，但不以此為限。如圖3所示，定義第一引腳222相對於凸塊204a的一端具有第一共晶接 合區，其形狀例如是矩形，而第一共晶接合區的面積(斜線部分)以A1表示， 且第一共晶接合區的寬度與第一引腳222的寬度W1相等。此外，第二引腳224 與凸塊204b之間的第二共晶接合區的面積(斜線部分)以A2表示，不同的是， 第二引腳224相對於凸塊204b的一端具有一開槽226,以使第二共晶接合區 的寬度可藉由開槽變窄而小於第二引腳224的寬度W2，進而使第一共晶接合 區與第二共晶接合區的面積(A1、 A2)大致上相同，以達到均一化的目的。圖4-圖7是本發明不同實施例的內引腳結構的放大示意圖。值得注意的是， 雖然圖4-圖7以獨立的方式表示不同特徵的內引腳結構，但圖4-圖7中各個特 徵是可部分結合而成為新的變化例的內引腳結構。由於變化例的種類太多無法 一一列舉，故僅舉例較具代表性的內引腳結構作詳細說明。請先參考圖4，第二引腳224的一端例如具有一矩形開槽226，其具有一 深度D以及一寬度W。在本實施例中，矩形開槽226的深度D可大於第二共 晶接合區A2的長度，較佳地，第二共晶接合區A2的內邊至矩形開槽226底 部的距離為2微米，但不以此為限。第二共晶接合區A2以開槽226為界區分 為第一接合部S1以及第二接合部S2，第一接合部S1與第二接合部S2例如 是面積相當的矩形區塊，但不以此為限，只要第一/第二接合部的面積之和(即 第二共晶接合區A2的總面積)大致上等於第一共晶接合區A1的面積即可。請參考圖5，其為圖4的一變化例。第二共晶接合區A2除了具有第一接 合部S1'與第二接合部S2'之外，還可包括至少一第三接合部S3，其延伸於第 一接合部S1'與第二接合部S2'之間的開槽226中。因此，圖4中的矩形開槽 226被第三接合部S3分隔成二個開槽226a。第一、第二與第三接合部例如是 面積相當的矩形區塊，但不以此為限，只要第一/第二/第三接合部的面積之和 (即第二共晶接合區A2的總面積)大致上等於第一共晶接合區A1的面積即可。請參考圖6，其為圖4的另一變化例。當圖4中矩形開槽226的深度D縮 短為深度D1時，在形成相同面積的第二共晶接合區A2的條件下，第二共晶 接合區A2除了具有第一接合部S1"與第二接合部S2"之外，還可包括至少一 第四接合部S4，其連接於第一接合部S1"與第二接合部S2"的一側而形成類似 匸字型的第二共晶接合區A2。第一/第二/第四接合部的面積之和(即第二共晶 接合區A2的總面積)大致上等於第一共晶接合區A1的面積為宜。圖6變化例中的第四接合部S4也可與圖5變化例中的第三接合部S3組合而成為新的變化例，即第二共晶接合區A2包括由第一/第二/第三/第四接合 部所組合而成的類似E字型的區塊。雖然本發明未圖式說明第三接合部S3與 第四接合部S4可獨立組合的情況，但本領域具有技術人員皆可得知由第三/第 四接合部所組合而成的類似凸字形的第二共晶接合區，也在本發明保護範圍 內。請參考圖7，其示出圖4的又一變化例。圖7的第四接合部S4'與圖6的 第四接合部S4不同的是，其跨過開槽而連接於第一接合部SV"與第二接合部 S2"'之間而形成類似工字形的第二共晶接合區A2，並將開槽區分為二個開槽 226d。第一/第二/第四接合部的面積之和(即第二共晶接合區A2的總面積) 大致上等於第一共晶接合區A1的面積為宜。同樣，圖7變化例中的第四接合部S4'也可與圖5變化例中的第三接合部 S3組合而成為新的變化例，即第二共晶接合區A2包括由第一/第二/第三/第四 接合部所組合而成的類似王字型的區塊。由於變化例的種類太多，無法一一繪 示，但本領域具有技術人員皆可得知類似口字型、田字型、日字型等變化的第 二共晶接合區，也在本發明保護範圍內。由以上說明可知，本發明的內引腳接合封裝中的引腳(即第二引腳)藉由 開槽來減少較大共晶接合區(即第二共晶接合區)的面積及/或寬度，使第一共 晶接合區與第二共晶接合區的面積大致上相等。也由於第一/第二引腳相對於凸 塊具有相同面積的共晶接合區，可有效控制凸塊與引腳之間共晶接合的時間， 並在施予一定的熱壓接合條件及溫度控制下一次性地完成內引腳接合封裝的 製程，進而提供晶片封裝結構的可靠度。綜上所述，本發明的內引腳接合封裝可廣泛地運用在各種晶片封裝結構 中，不限定在巻帶自動接合製程中所使用的巻帶式承載封裝(TCP)軟板以及 薄膜覆晶封裝(COF)軟板。同樣，本發明也不限定用在與晶片上的凸塊共晶 結合的內引腳結構，由內引腳向外延伸而形成的外引腳結構在以共晶接合的方 式與外部電路基板電性連接的情況下，也可採用上述的技術手段來解決粗腳/ 細腳的共晶接合區有不同面積的問題，同樣可達到相同的功效。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所 屬技術領域中的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作出各 種修改和替換，因此本發明的保護範圍當以所附的權利要求書所界定的為準。
權利要求
1. 一種內引腳接合封裝，其特徵在於，包括一晶片，具有多個凸塊；一軟板，具有一晶片接合區，用以承載所述晶片；以及多個引腳，配置在所述軟板上，所述引腳延伸至所述晶片接合區內，且分別與所述晶片的所述凸塊電性連接，其中所述引腳包括第一引腳以及第二引腳，而所述第一引腳對應於所述凸塊的一端具有與第一引腳寬度相等的第一共晶接合區，且所述第二引腳對應於所述凸塊的一端具有至少一開槽，以形成寬度小於第二引腳寬度的第二共晶接合區。
2. 如權利要求1所述的內引腳接合封裝，其特徵在於，所述第一引腳的寬 度小於所述第二引腳的寬度。
3. 如權利要求1所述的內引腳接合封裝，其特徵在於，所述第一共晶接合 區與所述第二共晶接合區的面積相等。
4. 如權利要求1所述的內引腳接合封裝，其特徵在於，所述開槽的形狀包 括矩形。
5. 如權利要求1所述的內引腳接合封裝，其特徵在於，所述第二共晶接合 區以所述開槽為界，區分為第一接合部以及第二接合部。
6. 如權利要求5所述的內引腳接合封裝，其特徵在於，所述第二共晶接合 區還包括至少一第三接合部，其延伸於所述第一接合部與所述第二接合部之間 的所述開槽中。
7. 如權利要求5或6所述的內引腳接合封裝，其特徵在於，所述第二共晶 接合區還包括至少一第四接合部，其連接於所述第一接合部與所述第二接合 部。
8. 如權利要求1所述的內引腳接合封裝，其特徵在於，所述軟板為巻帶式 承載封裝軟板。
9. 如權利要求1所述的內引腳接合封裝，其特徵在於，所述軟板為薄膜覆 晶軟板。
全文摘要
本發明公開一種內引腳接合封裝，適於以卷帶自動接合技術將晶片接合至軟板上，其包括一晶片、一軟板以及配置在軟板上並延伸至晶片接合區內的多個引腳。晶片具有與引腳共晶接合的凸塊，而引腳包括第一引腳及第二引腳，其中第一引腳對應於凸塊的一端具有與第一引腳寬度相等的第一共晶接合區，且第二引腳對應於凸塊的一端具有至少一開槽，以形成寬度小於第二引腳寬度的第二共晶接合區。因此，第一引腳/第二引腳與凸塊共晶接合的面積可達到均一化。由此可一次性地完成內引腳接合封裝的製程，而不至產生接合強度不足或溢錫的問題。
文檔編號H01L23/48GK101231979SQ20071000776
公開日2008年7月30日 申請日期2007年1月26日 優先權日2007年1月26日
發明者何政良, 偉 楊 申請人:百慕達南茂科技股份有限公司