專利名稱：封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子組件的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別涉及一種具有自組裝單層薄膜(self-assembly monolayer)的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
在高度情報化社會的今日，芯片結(jié)構(gòu)配合著電子裝置的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、區(qū)域聯(lián)機化以及人性化等趨勢，而不斷地朝向高速處理化、多功能化、積集(Integration)化、微型化及低價化等方面發(fā)展。然而在芯片結(jié)構(gòu)朝向微型化與積集化等方面發(fā)展的同時，芯片上焊墊(bonding pad)之間的間距(pitch)也隨著這樣的趨勢而逐步地縮短。是以傳統(tǒng)的焊接方法并不適合直接地用來將芯片電性連接于封裝基板上。
有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)提出一種將芯片電性連接于封裝基板的焊接方法。此方法是先在芯片的主動表面上形成一焊罩層，其中此焊罩層具有多個開口以暴露出芯片上對應(yīng)于這些開口的多個焊墊。之后經(jīng)由這些開口，將多個凸塊(bump)形成于對應(yīng)的焊墊上，其中這些凸塊的材料采用熔點較低的金屬材料。
然后將芯片配置于一封裝基板上，使得這些凸塊介于芯片與封裝基板之間，并且進行芯片與封裝基板之間的對位。接著依據(jù)此金屬材料的特性，以適當(dāng)?shù)臏囟葘@些凸塊進行高溫回焊(reflow)，來完成芯片與封裝基板之間的電性連接，其中回焊的溫度介于攝氏100度至200度之間。由于凸塊的材料金屬材料，是以這樣的焊接方法能夠使芯片與封裝基板之間具有良好的接合強度以及良好的電訊傳遞。
但是，在對凸塊進行高溫回焊的過程中，芯片或是封裝基板往往會因為其幾何外型、邊界條件或是其它種種的因素而產(chǎn)生熱集中的現(xiàn)象，致使芯片或是封裝基板上的某些部位產(chǎn)生高溫，其中此局部區(qū)域的溫度高于回焊時所預(yù)定的溫度。一旦這些部位的溫度過高時，便容易造成芯片或者封裝基板的損壞。此外，這樣熱量集中的現(xiàn)象也容易在凸塊與芯片的接合處或是凸塊與封裝基板的接合處產(chǎn)生殘留應(yīng)力。
此外，現(xiàn)有技術(shù)也提出一種將芯片電性連接于封裝基板的黏接方法。此方法是先將具有導(dǎo)電性的高分子材料形成于芯片的焊墊上。然后，將此芯片配置于封裝基板上，使得這些凸塊介于芯片與封裝基板之間。接著進行芯片與封裝基板之間的對位。當(dāng)芯片與封裝基板之間對位完成后，對這些高分子材料進行熱處理(thermal curing)或者照射紫外光(ultraviolet)，以使得這些高分子材料產(chǎn)生交聯(lián)(cross-link)反應(yīng)并且使得芯片電性連接于封裝基板。
值得注意的是，相對于上述對金屬材料進行回焊時所需的高溫而言，高分子材料能夠在較低的溫度完成交聯(lián)(cross-linking)反應(yīng)，更佳的是，當(dāng)高分子材料受到紫外線的照射時，更可以在常溫下完成交聯(lián)反應(yīng)。是以相對于前述的焊接方法而言，現(xiàn)有技術(shù)所提出的黏接方法可以避免在高溫的熱處理時，芯片或是封裝基板因為局部的高溫而受到破壞。另外此方法也可以避免凸塊與芯片的接合處或是凸塊與封裝基板的接合處因為高溫的熱處理而產(chǎn)生殘留應(yīng)力。
然而，雖然此黏接方法具有上述的優(yōu)點，但是由于高分子材料在結(jié)構(gòu)強度以及導(dǎo)電性方面劣于金屬材料，方法無法兼顧芯片與封裝基板之間的接合強度以及電性特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是在于，提供一種具有良好的接合強度與電性特性的封裝結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一目的是，提供一種低溫的芯片封裝制造方法。
本發(fā)明提出一種封裝結(jié)構(gòu)，其包括一第一基材、一第二基材以及多個自組裝單層薄膜(self-assembly monolayer)。第一基材具有多個第一接點，第二基材具有多個第二接點，而這些自組裝單層薄膜配置于這些第一接點與這些第二接點之間。
在本發(fā)明的一實施例中，第一基材包括一電路板或一芯片，而第二基材包括一電路板或一芯片。
在本發(fā)明的一實施例中，自組裝單層薄膜的材質(zhì)為1，4-苯基二甲硫醇benzene-1，4-dithiol(1，4-Benzenedimethanethiol)。
本發(fā)明提出一種封裝制造方法，其步驟包括先提供一第一基材以及一第二基材，其中第一基材具有多個第一接點，且第二基材具有多個第二接點。接著將第一基材置于第二基材上，以使這些第一接點對準(zhǔn)于這些第二接點。然后將該第一基材與該第二基材浸入一包含有1，4-苯基二甲硫醇1，4-benzenedimethanethiol(BDMT)的溶液中。之后將第一基材與第二基材由溶液中移出，以于這些第一接點與這些第二接點之間形成多個與這些第一接點以及這些第二接點電性連接的自組裝單層薄膜。
在本發(fā)明的一實施例中此溶液包括四氫呋喃tetrahydrofuran(THF)。
在本發(fā)明的一實施例中將第一基材與第二基材由溶液中移出后，第一基材與第二基材處于一氬氣環(huán)境下，以使四氫呋喃tetrahydrofuran揮發(fā)。
在本發(fā)明的一實施例中這些自組裝單層薄膜于室溫下形成。
本發(fā)明提出另一種封裝制造方法，其步驟包括先提供一第一基材以及一第二基材，其中第一基材具有多個第一接點，且第二基材具有多個第二接點。接著將第一基材與第二基材浸入一包含有1，4-苯基二甲硫醇1，4-benzenedimethanethiol的溶液內(nèi)。然后將第一基材置于第二基材上，以使這些第一接點對準(zhǔn)于這些第二接點。之后將第一基材與第二基材由溶液中移出，以于這些第一接點與這些第二接點之間形成多個與這些第一接點以及這些第二接點電性連接的自組裝單層薄膜。
在本發(fā)明的一實施例中此溶液包括四氫呋喃tetrahydrofuran(THF)。
在本發(fā)明的一實施例中將第一基材與第二基材由溶液中移出后，第一基材與第二基材處于一氬氣環(huán)境下，以使四氫呋喃tetrahydrofuran揮發(fā)。
在本發(fā)明的一實施例中這些自組裝單層薄膜于室溫下形成。
本發(fā)明提出又一種封裝制造方法，其步驟包括先提供一第一基材以及一第二基材，其中第一基材具有多個第一接點，且第二基材具有多個第二接點。之后形成多個自組裝單層薄膜粒子于這些第一接點與這些第二接點上。然后將第一基材置于第二基材上，并且使這些第一接點對準(zhǔn)于這些第二接點上，以于這些第一接點與這些第二接點之間形成多個與這些第一接點以及這些第二接點電性連接的自組裝單層薄膜。
在本發(fā)明的一實施例中于這些第一接點與這些第二接點上形成多個自組裝單層薄膜粒子的方法包括蒸氣濺鍍。
本發(fā)明在室溫之下形成自組裝單層薄膜于這些第一接點與這些第二接點之間，以將第一基材電性連接于第二基材。是以在整個過程中不容易產(chǎn)生熱量集中以及應(yīng)力殘留的問題。此外，由于自組裝單層薄膜具有良好的機械強度以及導(dǎo)電性，在第一基材與第二基材之間也能夠具有良好的接合強度以及電性特性。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1A～圖1C為本發(fā)明一實施例的封裝制造方法；圖1D為一種將溶液自第一基材與第二基材上移除的方法的示意圖；圖2A～圖2C為本發(fā)明另一實施例的封裝制造方法。
其中，附圖標(biāo)記110第一基材112第一接點120第二基材122第二接點130溶液140自組裝單層薄膜140’自組裝單層薄膜粒子150氬氣環(huán)境200封裝結(jié)構(gòu)具體實施方式
圖1A～圖1C為本發(fā)明一實施例的封裝制造方法。請參照圖1A，首先提供一第一基材110以及一第二基材120，其中第一基材110具有多個第一接點112，且第二基材120具有多個第二接點122。在本實施例中，第一基材110例如為一芯片，而第二基材120例如為一電路板。當(dāng)然，在其它的實施例中第一基材110例如為芯片或是電路板其中之一，而第二基材120也可以是芯片或是電路板其中之一。另外，第一接點112與第二接點122的材質(zhì)例如由金/鉻(Au/Cr)所疊合而成。
接著請參照圖1B，將第一基材110置于第二基材120上，使得這些第一接點112與第二接點122位于第一基材110與第二基材120之間。同時，進行第一基材110與第二基材120之間的對位，以使這些第一接點112對準(zhǔn)于這些第二接點122。在本實施例中，在第一基材110與第二基材120對位之后，還可以利用適當(dāng)?shù)膴A具或是夾持組件(未繪示)，來維持第一基材110與第二基材120之間的相對位置。
請繼續(xù)參照圖1B，在完成第一基材110與第二基材120之間的對位之后，將第一基材110與第二基材120一起浸入一包含有1，4-苯基二甲硫醇1，4-benzenedimethanethiol(BDMT)的溶液130中。在本實施例中，此溶液130例如為四氫呋喃tetrahydrofuran(THF)或是其它溶劑，并且整個浸泡的過程在室溫之下進行。
此外，除了上述所述的方式外，本實施例也可以先將直接浸入包含有1，4-苯基二甲硫醇1，4-benzenedimethanethiol(BDMT)的溶液130中，再進行第一基材110與第二基材120之間的對位。
請參照圖1C，在把第一基材110與第二基材120浸泡于溶液130一段適當(dāng)?shù)臅r間之后，將第一基材110與第二基材120自溶液130內(nèi)取出。如此一來，在這些第一接點112與這些第二接點122之間便會形成多個與這些第一接點112以及這些第二接點122電性連接的自組裝單層薄膜140，進而形成一封裝結(jié)構(gòu)200。
更佳的是，本發(fā)明還可以如圖1D所示將溶液130自封裝結(jié)構(gòu)200上移除。請參照圖1D，在將封裝結(jié)構(gòu)200自溶液130內(nèi)取出后，還可以將封裝結(jié)構(gòu)200置入一充滿氬氣(Ar)的氬氣環(huán)境150中，以使得THF逐漸地?fù)]發(fā)。
基于上述，依據(jù)本實施例或其它實施例所揭露的封裝制造方法，本發(fā)明還提出一封裝結(jié)構(gòu)200。請再次參照圖1C，封裝結(jié)構(gòu)200主要包括一第一基材110，一第二基材120以及多個自組裝單層薄膜140。其中第一基材110具有多個第一接點112，第二基材120具有多個第二接點122，而這些自組裝單層薄膜140則配置于這些第一接點112與這些第二接點122之間。
圖2A～圖2C為本發(fā)明另一實施例的封裝制造方法。首先請參照圖2A，提供一第一基材110，其中第一基材110具有多個第一接點112。接著例如經(jīng)由蒸氣濺鍍的方式，將多個自組裝單層薄膜粒子140’形成于第一接點112上。更佳的是，本實施例還可以在一充滿惰性氣體的腔室(未繪示)內(nèi)進行蒸氣濺鍍，其中此惰性氣體例如為氮氣。
請參照圖2B，提供一第二基材120，其中第二基材120具有多個第二接點122。然后以相同的方式，在這些第二二接點122上形成多個自組裝單層薄膜粒子140’。
接著請參照圖2C，進行第一基材110與第二基材120之間的對位，以使這些第一接點112對準(zhǔn)于這些第二接點122。如此一來，這些自組裝單層薄膜粒子140’便會在這些第一接點112與第二點122之間形成自組裝單層薄膜140，其中這些自組裝單層薄膜140將第一接點112電性連接于第二接點122。
綜上所述，本發(fā)明在室溫之下形成這些自組裝單層薄膜于這些第一接點與這些第二接點之間，以將第一基材電性連接于第二基材。也就是說，相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明在不使用高溫?zé)崽幚?例如回焊)下，完成第一基板與第二基板之間的電性連接。是以本發(fā)明不會有因為熱量的集中而導(dǎo)致第一基板或是第二基板上的局部區(qū)域產(chǎn)生高溫，進而導(dǎo)致第一基板或是第二基板毀損的情況發(fā)生。同時，在第一一接點與自組裝單層薄膜的接合處或是第二接點與自組裝單層薄膜的接合處也不會因為高溫的熱處理而產(chǎn)生殘留應(yīng)力的問題。
此外，由于自組裝單層薄膜具有良好的機械強度以及導(dǎo)電性，是以封裝結(jié)構(gòu)的第一基材與第二基材之間能夠具有良好的接合強度以及電性特性。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一第一基材，具有多個第一接點；一第二基材，具有多個第二接點；以及多個自組裝單層薄膜，配置于所述多個第一接點與所述多個第二接點之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一基材包括一電路板或一芯片，所述第二基材包括一電路板或一芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述自組裝單層薄膜的材質(zhì)為1，4-苯基二甲硫醇。
4.一種封裝制造方法，其特征在于，包括提供一第一基材以及一第二基材，其中所述第一基材具有多個第一接點，且所述第二基材具有多個第二接點；將所述第一基材置于所述第二基材上，以使所述多個第一接點對準(zhǔn)于所述多個第二接點；將所述第一基材與所述第二基材浸入一包含有1，4-苯基二甲硫醇的溶液；以及將所述第一基材與所述第二基材由所述溶液中移出，以于所述多個第一接點與所述多個第二接點之間形成多個與所述多個第一接點以及所述多個第二接點電性連接的自組裝單層薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的封裝制造方法，其特征在于，所述溶液包括四氫呋喃。
6根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝制造方法，其特征在于，將所述第一基材與所述第二基材由所述溶液中移出后，所述第一基材與所述第二基材處于一氬氣環(huán)境下，以使所述四氫呋喃揮發(fā)。
7.一種封裝制造方法，包括提供一第一基材以及一第二基材，其特征在于，所述第一基材具有多個第一接點，且所述第二基材具有多個第二接點；將所述第一基材與所述第二基材浸入一包含有1，4-苯基二甲硫醇的溶液；將所述第一基材置于所述第二基材上，以使所述多個第一接點對準(zhǔn)于所述多個第二接點；以及將所述第一基材與所述第二基材由所述溶液中移出，以于所述多個第一接點與所述多個第二接點之間形成多個與所述多個第一接點以及所述多個第二接點電性連接的自組裝單層薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的封裝制造方法，其特征在于，所述溶液包括四氫呋喃。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封裝制造方法，其特征在于，將所述第一基材與所述第二基材由所述溶液中移出后，所述第一基材與所述第二基材處于一氬氣環(huán)境下，以使所述四氫呋喃揮發(fā)。
10.一種封裝制造方法，其特征在于，包括提供一第一基材以及一第二基材，其中所述第一基材具有多個第一接點，且所述第二基材具有多個第二接點；形成多個自組裝單層薄膜粒子于所述多個第一接點與所述多個第二接點上；以及將所述第一基材置于所述第二基材上，并且使所述多個第一接點對準(zhǔn)于所述多個第二接點上，以于所述多個第一接點與所述多個第二接點之間形成多個與所述多個第一接點以及所述多個第二接點電性連接的自組裝單層薄膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的封裝制造方法，其特征在于，于所述多個第一接點與所述多個第二接點上形成多個自組裝單層薄膜粒子的方法包括蒸氣濺鍍。
全文摘要
一種封裝制造方法，其包括下述的步驟。首先提供一第一基材以及一第二基材，其中第一基材具有多個第一接點，且第二基材具有多個第二接點。接著將第一基材置于第二基材上，以使這些第一接點對準(zhǔn)于這些第二接點。然后將第一基材與第二基材浸入一包含有1，4－苯基二甲硫醇BDMT的溶液中。然后將第一基材與第二基材由此溶液中移出，以于這些第一接點與這些第二接點之間形成多個與這些第一接點以及這些第二接點電性連接的自組裝單層薄膜。此外，本發(fā)明還提出一種經(jīng)由上述的封裝制造過程而形成的封裝結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L21/60GK1992249SQ200510137418
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者謝雅玉, 王維中, 林子彬 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司