專利名稱：噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別涉及一種噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
噴墨頭芯片為噴墨打印機(jī)的關(guān)鍵零部件，其制作技術(shù)可應(yīng)用公知的半導(dǎo)體制造過程以降低制作成本。以目前噴墨頭芯片的封裝結(jié)構(gòu)而言，多半是應(yīng)用半導(dǎo)體的引腳接合(Lead Bonding)為主。
由于噴墨打印機(jī)的打印技術(shù)不斷突破創(chuàng)新，對于打印品質(zhì)和分辨率等方面的要求不斷提高，使得增加噴墨頭芯片封裝組件的可靠度、噴孔密度以及減少組件尺寸方面的需求也隨之增加。因此，對于噴墨頭芯片封裝以及接合技術(shù)的條件越來越嚴(yán)格；傳統(tǒng)引腳接合(Lead Bonding)方式，是將噴墨頭芯片的訊號接點(Pads)以內(nèi)引腳方式對位熱壓與基板的導(dǎo)線接腳結(jié)合。需使用半導(dǎo)體技術(shù)的內(nèi)引腳接合(ILB，Inner Lead Bonding)設(shè)備，在封裝時先使噴墨芯片的訊號接點與基板的導(dǎo)線接腳作精確對位；再以熱熔加壓方式將導(dǎo)線接腳熔接于訊號接點，并在熔接區(qū)域填充底膠以增加可靠度。由于此制造過程的精密度相當(dāng)高且相當(dāng)困難，因此其制造過程的條件容易影響到組件的封裝結(jié)構(gòu)的品質(zhì)。
另外由于引腳接合制造過程的限制，使噴墨頭芯片的訊號接點的密度有限。同時，引腳接合制造過程除了需均勻控制熱壓的溫度與壓力，更需經(jīng)過精密的對位，這會造成噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)的成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，利用表面具有多個接點的噴墨頭芯片以覆晶接合方式與基材形成封裝結(jié)構(gòu)。對比于先前技術(shù)，本發(fā)明的接點不必限于芯片的邊緣，所以能有效的增加芯片的輸入/輸出(I/O)接腳數(shù)。同時，更可結(jié)合至半導(dǎo)體制造過程以降低成本；其結(jié)構(gòu)特性還具有自動對位和高可靠度等優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明所公開的技術(shù)，本發(fā)明提供一種噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)，其包含有一芯片，具有多個流體通道以提供流體通過，芯片表面具有多個導(dǎo)電接點；一基板，基板表面具有對應(yīng)于多個導(dǎo)電接點的多個承接墊，每一承接墊連接于芯片表面的導(dǎo)電接點以使芯片承載于基板表面，基板的流體供應(yīng)區(qū)也通過此導(dǎo)通于芯片的流體通道；及一接著材料，用以填充于芯片與基板的接合區(qū)域。
其中，多個導(dǎo)電接點需高于芯片用以接合基板的表面，導(dǎo)電接點可由芯片表面的金屬墊與焊接球組合形成；接著材料為一熱固性高分子材料。
此外，本發(fā)明還包含噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其步驟為提供具有多流體通道的芯片，該流體通道用以提供流體通過，芯片表面具有多個導(dǎo)電接點；于基板表面形成多個承接墊，該基板具有流體供應(yīng)區(qū)；再將芯片表面的多個導(dǎo)電接點對準(zhǔn)基板表面的多個承接墊，使芯片承載于基板表面，基板的流體供應(yīng)區(qū)也通過此導(dǎo)通于芯片的流體通道；再將接著材料填充于芯片與基板的接合區(qū)域，此接著材料通過由邊界效應(yīng)停止于流體供應(yīng)區(qū)的邊緣。
有關(guān)本發(fā)明的特征與實際效果，配合附圖作最佳實施例詳細(xì)說明如下


圖1為本發(fā)明之第一實施例的示意圖；圖2至圖4為本發(fā)明之制作流程示意圖；圖5為雙排焊球之噴墨頭芯片的示意圖；及圖6為本發(fā)明之三色芯片封裝數(shù)組的示意圖。
圖中10流體通道11加熱處15噴孔20芯片
21熱阻障層22加熱層23導(dǎo)電層24絕緣層25干膜26底板27金屬墊28焊接球30基板31承接墊32流體供應(yīng)區(qū)具體實施方式

請參考圖1，其為本發(fā)明第一實施例的示意圖；此噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)由接合芯片和基板所組成，芯片20的表面依序?qū)盈B有熱阻障層21、加熱層22、導(dǎo)電層23、絕緣層24和多個導(dǎo)電金屬墊27，于每一金屬墊27上方還形成有焊接球28；芯片20具有貫通芯片20的多個流體通道10以提供流體通過，流體通道10導(dǎo)通至芯片20頂端表面形成多個噴孔15，流體通道的結(jié)構(gòu)體是在絕緣層24上層疊干膜25和底板26所形成，流體通道內(nèi)含有一加熱器11，以產(chǎn)生驅(qū)動流體的熱氣泡；而基板30表面具有對應(yīng)焊接球的多個承接墊31，每一承接墊31連接于芯片20表面的焊接球28以使芯片20承載于基板30表面，基板20的多個流體供應(yīng)區(qū)32也由此一一導(dǎo)通于芯片的流體通道10；及一接著材料29是用以填充于芯片20與基板30的接合區(qū)域。
基板的流體供應(yīng)區(qū)32用來提供流體進(jìn)入芯片20，同時，在接著材料29填入芯片20與基板30的接合區(qū)域之后，會受到流體供應(yīng)區(qū)32的邊界效應(yīng)影響而停止，可阻擋溢膠現(xiàn)象發(fā)生。
為進(jìn)一步說明本發(fā)明，請參考圖2至圖4，其為本發(fā)明的制作流程示意圖。首先，如圖2所示，利用半導(dǎo)體技術(shù)在芯片表面依序形成熱阻障層21、加熱層22、導(dǎo)電層23和絕緣層24，其絕緣層24具有多個開口導(dǎo)通至導(dǎo)電層23；接著，如圖3所示，在絕緣層24的開口位置形成多個導(dǎo)電金屬墊27，并壓合一層干膜25作為隔絕層并用以作為流體通道的結(jié)構(gòu)體，以及，再于此干膜表面壓合具有開孔的底板26；如圖4所示，在金屬墊31表面完成焊接球28制作，于每一金屬墊31沉積焊接金屬塊，然后予以適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度焊接金屬塊會形成焊接球28。如此，即完成芯片20部分，芯片20和基板30組合即形成如圖1所示的噴墨芯片封裝結(jié)構(gòu)。基板30部分先于基板30表面形成多個承接墊31，基板30具有流體供應(yīng)區(qū)32；再將芯片20表面的焊接球28對準(zhǔn)基板30表面的承接墊31，使芯片20承載于基板30表面，基板30的流體供應(yīng)區(qū)32也通過此導(dǎo)通于芯片20的流體通道10；最后，將接著材料29填充于芯片20與基板30的接合區(qū)域，此接著材料29是通過由邊界效應(yīng)停止于流體供應(yīng)區(qū)32的邊緣。接著材料29除了具有黏著和保護(hù)等功能，更需抵抗墨水化性。
其中，多個焊接球需高于芯片的表面結(jié)構(gòu)以接合基板，金屬墊接觸于芯片表面的阻障層及阻障層上方的導(dǎo)電層，其阻障層可選自鈦、鉻或其合金的任意組合，其導(dǎo)電層可選自銅、鎳或其合金之任意組合。焊接球為以網(wǎng)版印刷、電鍍或無電鍍等方法形成的錫鉛合金；接著材料為一高分子材料，接著材料可具有流動性以由毛細(xì)現(xiàn)象填入芯片與基板的接面，并通過邊界效應(yīng)停止于流體供應(yīng)區(qū)的邊緣。覆晶接合的接點不必限于芯片的邊緣，可制作多排或交錯的數(shù)組式接點以有效增加芯片接腳數(shù)；請參考圖5，其為雙排焊接球的噴墨頭芯片的示意圖，在芯片20形成雙排的焊接球28及金屬墊27，其流體通道設(shè)于底板26蓋住之處，可形成高密度的封裝。
另外，本發(fā)明也可作多個數(shù)組的排列，請參考圖6，其為本發(fā)明的三色芯片封裝數(shù)組的示意圖。此結(jié)構(gòu)為三個獨立供應(yīng)流體的數(shù)組封裝結(jié)構(gòu)，其具有多排焊接球28及金屬墊27的芯片20以形成數(shù)組，當(dāng)芯片承載于基板上后，接著材料會通過由基板的流體供應(yīng)區(qū)邊界填充，并形成三個獨立之流體供應(yīng)區(qū)，此可應(yīng)用于高噴孔密度的三色芯片封裝結(jié)構(gòu)。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施例如上所述，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)相關(guān)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)可作一些更改與潤飾，因此本發(fā)明的專利保護(hù)范圍須視本說明書所附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)，其包含有一芯片，其具有多個流體通道以提供流體通過，該芯片表面具有多個導(dǎo)電接點；一基板，該基板表面具有對應(yīng)于每一該導(dǎo)電接點的多個承接墊，該承接墊連接該導(dǎo)電接點以使該芯片承載于該基板表面，該基板的多個流體供應(yīng)區(qū)也通過此導(dǎo)通于芯片的流體通道以提供流體通過該芯片；以及一接著材料，用以填充在該芯片表面與該基板表面的接合區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)，其中該多個導(dǎo)電接點形成一排以上的導(dǎo)電接點數(shù)組。
3.如權(quán)利要求1所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)，其中該流體通道內(nèi)含有一加熱處，以產(chǎn)生驅(qū)動流體的熱氣泡。
4.如權(quán)利要求1所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電接點高于該芯片與該基板接合的表面結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)，其中該接著材料為一熱固性高分子材料。
6.如權(quán)利要求1所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電接點由該芯片表面的一金屬墊與該金屬墊所承接的一焊接球組合形成。
7.如權(quán)利要求1所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)，其中該芯片表面還包含一阻障層及在阻障層上方的一導(dǎo)電層，其上方并銜接該導(dǎo)電接點。
8.一種噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其步驟為提供具有多個流體通道的芯片，該流體通道用以提供流體通過，該芯片表面具有多個導(dǎo)電接點；在一基板表面形成多個承接墊，該基板具有多個流體供應(yīng)區(qū)；該芯片表面的每一導(dǎo)電接點對準(zhǔn)并接合該基板表面的承接墊，使該芯片承載于該基板表面，該基板的流體供應(yīng)區(qū)也通過此導(dǎo)通于該芯片的該流體通道；將一接著材料填充于該芯片與該基板的接合區(qū)域，該接著材料通過邊界效應(yīng)停止于該流體供應(yīng)區(qū)的邊緣。
9.如權(quán)利要求8所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該多個導(dǎo)電接點形成一排以上的導(dǎo)電接點數(shù)組。
10.如權(quán)利要求8所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該導(dǎo)電接點高于該芯片與該基板接合的表面結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求8所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該接著材料為一熱固性高分子材料。
12.如權(quán)利要求8所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該將一接著材料填充于該芯片與該基板的接合區(qū)域步驟，使流動性的該接著材料通過由毛細(xì)現(xiàn)象填入該芯片與該基板的接合區(qū)域。
13.如權(quán)利要求8所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該導(dǎo)電接點由該芯片表面的一金屬墊與該金屬墊所承接的一焊接球組合形成。
14.如權(quán)利要求8所述的噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該芯片表面還包含一阻障層及阻障層上方的一導(dǎo)電層，其上方并銜接至該導(dǎo)電接點。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種噴墨頭芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，其表面具有多個接點的噴墨頭芯片以覆晶接合方式與基材形成封裝結(jié)構(gòu)；由于覆晶接合的接點不必限于芯片的邊緣，能有效增加芯片的接腳數(shù)；同時，更可結(jié)合半導(dǎo)體制造過程以降低成本；另外，覆晶封裝結(jié)構(gòu)特性具有自動對位和高可靠度等優(yōu)點。
文檔編號B41J2/14GK1532060SQ0312089
公開日2004年9月29日 申請日期2003年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月25日
發(fā)明者許法源, 胡紀(jì)平 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院