利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造及驅動晶片的製作方法
2023-05-03 18:56:11 1
專利名稱：利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造及驅動晶片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種驅動晶片封裝構造，特別是涉及一種利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造以及具有多層凸塊的驅動晶片。
背景技術：
現有習知的驅動晶片封裝構造包括有卷帶封裝構造(Tape CarrierPackage，TCP)或薄膜覆晶封裝構造(Chip On Film，COF)，其是先在驅動晶片的焊墊形成金凸塊，再熱壓合至卷帶(Tape)或薄膜(Film)，而在封裝過程中，因金凸塊的硬度值的變化太大，製程參數必須控制在較小的範圍內，即製程窗(process window)較小，現有習知金凸塊的硬度值在維氏硬度(Hv)35至65之間，即變動範圍為維氏硬度30，可容許的內引腳接合(Inner Lead Bond，ILB)參數變化較小。
一種現有習知的凸塊構造，是如中國臺灣專利公告第488052號「無電鍍形成雙層以上金屬凸塊的製程」所揭示，其是在一設有若干焊墊的基板上形成一內層金屬凸塊，該內層金屬凸塊的材質是為鎳，其高度是在15μm以上，一材質為金的外圍金屬層是完全包覆住該內層金屬凸塊外圍，使得該雙層以上金屬凸塊的總厚度在18μm以上，當一晶片的複數個焊墊形成該些凸塊之後，必須再經過晶圓測試的步驟，在晶圓測試過程中，必須將探針插入該些焊墊上的雙層以上金屬凸塊，由於該外圍金屬層(金)的高度是為該內層金屬凸塊(鎳)的五分之一以下，即金層的厚度較薄，探針會因容易刺穿金層而牴觸到硬度較硬的鎳層，使得探針容易磨耗，嚴重時，甚至會因金層的厚度太薄，使得整個凸塊的材質太硬而使探針無法插入凸塊，無法作晶圓測試，此外，由於凸塊與內引腳熱壓合是利用金與內引腳上所鍍的錫產生共晶(eutectic)接合，若該雙層以上金屬凸塊的金層的厚度太薄，會使得共晶不良而影響內引腳接合的強度。
由此可見，上述現有的驅動晶片封裝構造在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決驅動晶片封裝構造存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的驅動晶片封裝構造，便成了當前業界極需改進的目標。
有鑑於上述現有的驅動晶片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，以期創設一種新型的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造及驅動晶片，能夠改進一般現有的驅動晶片封裝構造及驅動晶片，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經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
本發明的目的在於，提供一種新型的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造及驅動晶片，所要解決的技術問題是使得該驅動晶片與該電路薄膜熱壓合時，防止該些連接端過份潰陷於該些多層凸塊內，從而更加適於實用。
本發明的另一目的在於，提供一種新型的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造及驅動晶片，所要解決的技術問題是使該些多層凸塊的硬度值的變動範圍縮小，而能在熱壓合該驅動晶片時具有較大的製程窗(processwindow)，從而更加適於實用。
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。依據本發明提出的一種利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其包括一電路薄膜，其包括有一電絕緣軟膜本體及一導電線路層，該導電線路層是形成於該電絕緣軟膜本體並具有複數個連接端；一驅動晶片，其具有一主動面，該主動面是形成有複數個焊墊；及複數個多層凸塊，其是設在該驅動晶片的該主動面上，以供熱壓合該些連接端，每一多層凸塊包括一基礎金屬層及一接合金屬層，該些基礎金屬層是設在該些焊墊上，該些接合金屬層是形成在該些基礎金屬層上且其硬度是小於該些基礎金屬層，當該電路薄膜的該些連接端共晶接合於該些接合金屬層時，該些基礎金屬層是可防止該些連接端過份潰陷於該些多層凸塊內。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術措施來進一步實現。
前述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其中所述的該些基礎金屬層是包含鎳，且該些接合金屬層是包含金。
前述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其中所述的該些基礎金屬層的硬度是不小於該電路薄膜的該些連接端的硬度。
前述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其中所述的該些基礎金屬層的厚度是不大於該些接合金屬層的二倍厚度。
前述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其中所述的該些基礎金屬層的維氏硬度(Hv)是介於280～350，而該些接合金屬層的維氏硬度(Hv)是介於45～75。
前述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其中所述的該些焊墊上是形成有一凸塊下金屬層。
前述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其另包括一封膠體，其是包覆該些多層凸塊。
前述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其中所述的電路薄膜是為卷帶承載封裝(TCP)的卷帶(Tape)，該電路薄膜具有一開口，該些連接端是懸空形成於該開口內。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種具有多層凸塊的驅動晶片，其具有一主動面，該主動面是形成有一焊墊，該焊墊是形成有一多層凸塊，該多層凸塊包括一基礎金屬層及一接合金屬層，該基礎金屬層是接合於該些焊墊，而該接合金屬層是形成在該基礎金屬層上，該基礎金屬層的硬度是大於該接合金屬層，且該基礎金屬層的厚度是不大於該接合金屬層的二倍厚度。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術措施來進一步實現。
前述的具有多層凸塊的驅動晶片，其中所述的焊墊與該基礎金屬層之間是形成有一凸塊下金屬層。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本發明的主要技術內容如下為了達到上述目的，本發明提供了一種利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其包括一電路薄膜，該電路薄膜包括有一電絕緣軟膜本體及一導電線路層，該導電線路層是形成於該電絕緣軟膜本體，並具有複數個連接端，以電性導接一驅動晶片，該驅動晶片具有一主動面，該主動面是朝向該導電線路層的該些連接端，該主動面是形成有複數個焊墊，該些焊墊是對應該些連接端，且該些連接端與該些焊墊之間是形成有複數個多層凸塊，每一多層凸塊包括一基礎金屬層及一接合金屬層，該些基礎金屬層的硬度是大於該些接合金屬層，該些基礎金屬層的維氏硬度(Hv)是介於280～350，該些接合金屬層的維氏硬度是介於45～75，利用多層次金屬硬度的不同(往凸塊底部漸硬)，來達到維持凸塊的大體外形(即基礎層)與共晶接合(接合層)的功效。而該些基礎金屬層是接合於該些焊墊，該些接合金屬層是共晶接合於該些連接端，以使該驅動晶片的該些焊墊與該電路薄膜的該些連接端電性連接。
藉由上述技術方案，本新型驅動晶片封裝構造以及具有多層凸塊的驅動晶片至少具有下列優點本發明是利用複數個多層凸塊形成在一驅動晶片的複數個焊墊上，每一多層凸塊包括一基礎金屬層及一接合金屬層，該些基礎金屬層是接合於該驅動晶片的複數個焊墊，當該驅動晶片與該電路薄膜熱壓合時，該些接合金屬層是共晶接合於一電路薄膜的複數個連接端，由於該些基礎金屬層的硬度是大於該些接合金屬層，可以防止該些連接端過份潰陷於該些多層凸塊內，且不會因共晶不良而影響內引腳接合的強度。
本發明利用複數個多層凸塊形成在一驅動晶片的複數個焊墊上，每一多層凸塊包括一基礎金屬層及一接合金屬層，且該些基礎金屬層的硬度是大於該些接合金屬層，以使該些多層凸塊的接合金屬層均能確實接合連接端且不會過份潰陷，而能在一電路薄膜與該驅動晶片熱壓合時具有較大的製程窗(process window)。
綜上所述，本發明特殊結構的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造及驅動晶片，其具有上述諸多的優點及實用價值，並在同類產品中未見有類似的結構設計公開發表或使用而確屬創新，其不論在產品結構或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，並產生了好用及實用的效果，且較現有的驅動晶片封裝構造及驅動晶片具有增進的多項功效，從而更加適於實用，而具有產業廣泛利用價值，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。
圖1是本發明的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造的截面示意圖。
圖2是本發明的驅動晶片封裝構造的部分放大截面示意圖。
100驅動晶片封裝構造110電路薄膜111電絕緣軟膜本體112導電線路層 113開口114連接端 120驅動晶片121主動面 122保護層123焊墊124凸塊下金屬層130多層凸塊131基礎金屬層132接合金屬層 140封膠體具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採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利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造及驅動晶片其具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。
請參閱圖1及圖2所示，是本發明的一具體實施例，該利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造100，其包括一電路薄膜110，該電路薄膜100是可為卷帶承載封裝(TCP)的卷帶(Tape)或薄膜覆晶封裝(COF)的薄膜(Film)，在本實施例中是以卷帶例舉，該電路薄膜110，包括有一電絕緣軟膜本體111及一導電線路層112，且該電絕緣軟膜本體111具有一開口113，該電絕緣軟膜本體111的材質是為聚亞醯胺(polyimide，PI)或聚酯(polyester，PET)，該導電線路層112的材質是可為銅等金屬，並形成於該電絕緣軟膜本體111，該導電線路層112具有複數個連接端114，較佳的，該些連接端114是電鍍有一錫層(圖中未示)，該些連接端114是形成於開口113，以電性導接一驅動晶片120；該驅動晶片120，具有一主動面121，該主動面121是朝向該導電線路層112的該些連接端114，該主動面121是形成有一保護層122及複數個焊墊123，該些焊墊123上是形成有一凸塊下金屬層124，且該些焊墊123是對應該些連接端114；複數個多層凸塊130是形成在該些焊墊123的凸塊下金屬層124而設於該些連接端114與該些焊墊123之間，該些多層凸塊的高度是介於15至30μm，每一多層凸塊130包括一基礎金屬層131及一接合金屬層132，該些基礎金屬層131是接合於該些焊墊123的凸塊下金屬層124，而該些接合金屬層132是共晶接合於該些連接端114，以使該驅動晶片120的該些焊墊123與該電路薄膜110的該些連接端114電性連接，在本實施例中，該些基礎金屬層131的硬度是大於該些接合金屬層132，該些基礎金屬層131的維氏硬度(Hv)是介於280～350，例如鎳等較硬材質，而該些接合金屬層132的維氏硬度是介於45～75，例如金等較軟材質，使得該些多層凸塊130的維氏硬度是介於80至100之間，且該些基礎金屬層131的厚度是不大於該些接合金屬層132的二倍厚度為佳，即該些基礎金屬層131的厚度是不超過該些多層凸塊130的高度的三分之二，較佳的，該驅動晶片封裝構造100另包括一封膠體140，該封膠體140是設於該開口113，以包覆該些多層凸塊130與該些連接端114。
由於接合於該些焊墊123的該些基礎金屬層131的硬度是大於接合於該些連接端114的該些接合金屬層132，當該驅動晶片120與該電路薄膜110熱壓合時，可防止該些連接端114過份潰陷於該些多層凸塊130內，而能有效控制該些多層凸塊130結合後的高度。因此，在該驅動晶片120與該電路薄膜110熱壓合時的製程參數可容許的變化範圍較大，具有較大的製程窗(process window)。
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，當可利用上述揭示的結構及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其特徵在於其包括一電路薄膜，其包括有一電絕緣軟膜本體及一導電線路層，該導電線路層是形成於該電絕緣軟膜本體並具有複數個連接端；一驅動晶片，其具有一主動面，該主動面是形成有複數個焊墊；以及複數個多層凸塊，其是設在該驅動晶片的該主動面上，每一多層凸塊包括一基礎金屬層及一接合金屬層，該些基礎金屬層是設在該些焊墊上，該些接合金屬層是形成在該些基礎金屬層上且其硬度是小於該些基礎金屬層，當該電路薄膜的該些連接端熱壓合於該些接合金屬層時，以該些基礎金屬層防止該些連接端過份潰陷於該些多層凸塊內。
2.根據權利要求1所述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其特徵在於其中所述的該些基礎金屬層是包含鎳，且該些接合金屬層包含金。
3.根據權利要求1所述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其特徵在於其中所述的該些基礎金屬層的硬度是不小於該電路薄膜的該些連接端的硬度。
4.根據權利要求1所述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其特徵在於其中所述的該些基礎金屬層的厚度是不大於該些接合金屬層的二倍厚度。
5.根據權利要求1所述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其特徵在於其中所述的該些基礎金屬層的維氏硬度(Hv)是介於280～350，而該些接合金屬層的維氏硬度(Hv)是介於45～75。
6.根據權利要求1所述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其特徵在於其中所述的該些焊墊上是形成有一凸塊下金屬層。
7.根據權利要求1所述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其特徵在於其另包括一封膠體，其是包覆該些多層凸塊。
8.根據權利要求1所述的利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造，其特徵在於其中所述的電路薄膜是為卷帶承載封裝(TCP)的卷帶(Tape)，該電路薄膜具有一開口，該些連接端是懸空形成於該開口內。
9.一種具有多層凸塊的驅動晶片，其具有一主動面，該主動面形成有一焊墊，該焊墊是形成有一多層凸塊，該多層凸塊包括一基礎金屬層及一接合金屬層，該基礎金屬層是接合於該些焊墊，而該接合金屬層是形成在該基礎金屬層上，其特徵在於該基礎金屬層的硬度是大於該接合金屬層，且該基礎金屬層的厚度是不大於該接合金屬層的二倍厚度。
10.根據權利要求9所述的具有多層凸塊的驅動晶片，其特徵在於其中所述的焊墊與該基礎金屬層之間是形成有一凸塊下金屬層。
全文摘要
本發明是有關於一種利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造及驅動晶片。該利用多層凸塊接合的驅動晶片封裝構造包括一電路薄膜及一驅動晶片，該電路薄膜的一導電線路層具有複數個連接端，該驅動晶片具有一主動面，該主動面是形成有複數個焊墊，複數個多層凸塊是設在該晶片的主動面上，以供熱壓合該些連接端，每一多層凸塊包括一基礎金屬層及一接合金屬層，該些基礎金屬層是設在該些焊墊上，該些接合金屬層是形成在該些基礎金屬層上且其硬度是小於該些基礎金屬層，當該些接合金屬層與該電路薄膜的該些連接端熱壓共晶接合時，該些基礎金屬層是可防止該些連接端過份潰陷於該些多層凸塊內。
文檔編號H01L23/48GK1925146SQ20051009381
公開日2007年3月7日 申請日期2005年8月30日 優先權日2005年8月30日
發明者沈更新 申請人:南茂科技股份有限公司, 百慕達南茂科技股份有限公司