專利名稱：具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種覆晶封裝構(gòu)造，特別是關(guān)于一種具有防浮機(jī)構(gòu)以利焊料連接覆晶芯片的凸塊與導(dǎo)線架的覆晶封裝構(gòu)造。
背景技術(shù)：
隨著封裝技術(shù)的發(fā)展，覆晶封裝構(gòu)造成為目前發(fā)展的重心?，F(xiàn)有的覆晶封裝構(gòu)造是將一芯片覆晶接合到一導(dǎo)線架，以降低封裝成本。中國臺(tái)灣專利公告567598號(hào)揭示了一種半導(dǎo)體芯片覆晶封裝構(gòu)造，包括一導(dǎo)線架、一半導(dǎo)體芯片、復(fù)數(shù)個(gè)第一凸塊及復(fù)數(shù)個(gè)第二凸塊。該導(dǎo)線架具有一芯片承座及復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)腳。該半導(dǎo)體芯片具有一主動(dòng)面及相對(duì)于該主動(dòng)面的一背面，該主動(dòng)面上具有復(fù)數(shù)個(gè)第一焊墊及第二焊墊。第一凸塊及第二凸塊分別設(shè)于對(duì)應(yīng)的第一焊墊及第二焊墊上，使該半導(dǎo)體芯片成為一覆晶芯片。該半導(dǎo)體芯片以其主動(dòng)面面向該導(dǎo)線架配置，且第一凸塊及第二凸塊分別連接于該芯片承座及對(duì)應(yīng)導(dǎo)腳上。第一凸塊及第二凸塊一般為低溫共晶凸塊，以焊接至對(duì)應(yīng)導(dǎo)腳。然而，在焊接第一凸塊及第二凸塊于該芯片承座及導(dǎo)腳時(shí)，導(dǎo)線架的導(dǎo)腳并不具有防焊層以界定焊接面積，因此第一凸塊及第二凸塊會(huì)因潰散擴(kuò)散而影響其高度。
另一種現(xiàn)有的接合方式是以焊料接合一覆晶芯片的高溫凸塊與導(dǎo)線架。請(qǐng)參考圖1與圖2，該現(xiàn)有的覆晶封裝構(gòu)造100主要包括一導(dǎo)線架110、一覆晶芯片120及復(fù)數(shù)個(gè)共晶焊料130。該導(dǎo)線架110具有復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)腳111，這些導(dǎo)腳111上預(yù)先形成有共晶焊料130。該覆晶芯片120具有復(fù)數(shù)個(gè)高溫凸塊121，如鉛錫95/5等高鉛凸塊(如圖1所示)，使得在回焊這些共晶焊料130時(shí)，這些高鉛凸塊121不會(huì)被熔化，從而避免發(fā)生凸塊潰散的現(xiàn)象。
圖2顯示，利用這些共晶焊料130焊接覆晶芯片120的高溫凸塊121與導(dǎo)線架110的導(dǎo)腳111時(shí)，在回焊過程中， 覆晶芯片120常會(huì)因這些共晶焊料130的表面張力而上浮，使得焊料130回焊后，會(huì)在接近導(dǎo)線架110的一側(cè)形成頸部131(necking portion)，從而使應(yīng)力集中而導(dǎo)致容易斷裂。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，該防浮機(jī)構(gòu)可防止覆晶芯片在回焊過程中上浮，從而避免焊料在回焊后形成頸縮(necking)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，依據(jù)本發(fā)明第一具體實(shí)施例，本發(fā)明具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造包括一導(dǎo)線架、一覆晶芯片及復(fù)數(shù)個(gè)焊料，其中該導(dǎo)線架具有復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)腳與一固定座，該固定座形成有至少一卡擎孔；該覆晶芯片具有一主動(dòng)面以及在該主動(dòng)面上的至少一卡擎塊與復(fù)數(shù)個(gè)凸塊，該卡擎塊卡接于該卡擎孔；該焊料用于連接導(dǎo)腳與凸塊。
依據(jù)本發(fā)明第二具體實(shí)施例，本發(fā)明具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造包括一芯片載體、一覆晶芯片及復(fù)數(shù)個(gè)焊料，其中該芯片載體具有一上表面、一下表面，以及顯露于該上表面的復(fù)數(shù)個(gè)接點(diǎn)和至少一卡擎孔；該覆晶芯片具有一主動(dòng)面以及在該主動(dòng)面上的至少一卡擎塊與復(fù)數(shù)個(gè)凸塊，該卡擎塊卡接于該卡擎孔；該焊料用于連接接點(diǎn)與凸塊。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過覆晶芯片的卡擎塊卡接于導(dǎo)線架或芯片載體的卡擎孔，可固定覆晶芯片與導(dǎo)線架或芯片載體的間距，避免在回焊焊料時(shí)，該覆晶芯片上浮或滑動(dòng)，且可使該覆晶芯片的凸塊與導(dǎo)線架的對(duì)應(yīng)導(dǎo)腳或芯片載體的對(duì)應(yīng)接點(diǎn)保持接觸，從而避免焊料在接近該導(dǎo)線架或芯片載體的一側(cè)形成頸縮(necking)， 增加可靠度。
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1為現(xiàn)有的一種覆晶封裝構(gòu)造在覆晶接合時(shí)的截面示意圖。
圖2為現(xiàn)有的覆晶封裝構(gòu)造在覆晶接合后產(chǎn)生焊料頸縮現(xiàn)象的截面示意圖。
圖3為本發(fā)明第一具體實(shí)施例的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造在覆晶接合時(shí)的截面示意圖。
圖4為本發(fā)明第一具體實(shí)施例的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造在封膠后的截面示意圖。
圖5為本發(fā)明第二具體實(shí)施例的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)就結(jié)合

如下圖3及圖4所示為依據(jù)本發(fā)明第一具體實(shí)施例的一種具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造。該覆晶封裝構(gòu)造200包括一導(dǎo)線架210、一覆晶芯片220、復(fù)數(shù)個(gè)焊料230及一封膠體240，其中導(dǎo)線架210具有一固定座211及復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)腳212，固定座211具有一上表面213及一下表面214。
固定座211小于覆晶芯片220，可以是矩形平板狀或條狀。該固定座211的上表面213形成有至少一卡擎孔215，較佳地，該固定座211具有復(fù)數(shù)個(gè)對(duì)稱分布的卡擎孔215，且該卡擎孔215是利用半蝕刻方式所形成并具有一縮口。每一導(dǎo)腳212具有一上表面216以及一下表面217。覆晶芯片220具有一主動(dòng)面221以及在該主動(dòng)面221上的至少一卡擎塊222與復(fù)數(shù)個(gè)凸塊223。在本實(shí)施例中，該卡擎塊222是設(shè)于主動(dòng)面221的中央位置，凸塊223是設(shè)于主動(dòng)面221的周邊位置?？ㄇ鎵K222的外徑略大于卡擎孔215的尺寸，使得該卡擎塊222能卡接于卡擎孔215內(nèi)。此外，在該卡擎孔215內(nèi)可設(shè)有黏結(jié)劑(未圖示)，以將卡擎塊222黏結(jié)固定于該卡擎孔215內(nèi)。該卡擎塊222可以是接地凸塊(ground bump)或具有導(dǎo)熱功能的虛凸塊(dummy bump)。較佳地，該卡擎塊222的高度高于凸塊223，而凸塊223為高溫凸塊(如鉛錫95/5或鉛錫90/10等高鉛凸塊)或熔點(diǎn)高于攝氏兩百度以上(高于焊料230)的金屬材質(zhì)，可為不具有回焊性的凸塊，如銅、鎳、金等等，這些焊料230為共晶焊料，以在回焊后連接導(dǎo)腳212與凸塊223。如圖3所示，覆晶芯片220以其主動(dòng)面221朝向固定座211的上表面213覆晶接合于導(dǎo)線架210。當(dāng)該覆晶芯片220的凸塊223以焊料230接合于導(dǎo)線架210的導(dǎo)腳212的上表面216時(shí)，該覆晶芯片220的卡擎塊222對(duì)應(yīng)卡接于卡擎孔215，以作為該覆晶封裝構(gòu)造200的防浮機(jī)構(gòu)，使得該覆晶芯片220與該導(dǎo)線架210的垂直向接合間距固定，以防止該覆晶芯片220在回焊過程中上浮。此外，當(dāng)焊料230焊接結(jié)合凸塊223與導(dǎo)腳212時(shí)，由于該卡擎塊222卡接于卡擎孔215，因此在固定的接合間距下，這些焊料230不會(huì)形成頸縮處。如圖4所示，封膠體240密封這些凸塊223與該卡擎塊222。在本實(shí)施例中，固定座211的下表面214與導(dǎo)腳212的下表面217均顯露于該封膠體240，以構(gòu)成一無接腳的覆晶封裝構(gòu)造。
由于覆晶芯片220的卡擎塊222卡接于固定座211的卡擎孔215內(nèi)，以固定該覆晶芯片220與導(dǎo)線架210的間距，避免在回焊焊料230時(shí)，該覆晶芯片220上浮或滑動(dòng)，并且可使該覆晶芯片220的凸塊223能與導(dǎo)線架210的導(dǎo)腳212保持接觸，以避免焊料230在接近導(dǎo)線架210的一側(cè)形成頸縮(necking)，從而增加可靠度。
本發(fā)明所提供的覆晶封裝構(gòu)造的目的是在于解決焊料在焊接覆晶芯片與芯片載體時(shí)導(dǎo)致芯片上浮的問題，因此可運(yùn)用在除了導(dǎo)線架以外的芯片載體。如圖5所示，本發(fā)明第二具體實(shí)施例的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造300主要包括一芯片載體310、一具有復(fù)數(shù)個(gè)卡擎塊322的覆晶芯片320、復(fù)數(shù)個(gè)焊料330及一封膠體340。該芯片載體310具有一上表面311、一下表面312，顯露在上表面311的復(fù)數(shù)個(gè)例如連接墊的接點(diǎn)313，以及顯露在上表面311的至少一卡擎孔314。該芯片載體310可選自于印刷電路板、陶瓷電路板、導(dǎo)線架、金屬載板的其中之一。在本實(shí)施例中，該芯片載體310為一如印刷電路板或陶瓷電路板的電路基板，因此該芯片載體310可包括一介電層315以及一銅層316，其中該介電層315具有至少一第一孔315a，該銅層316形成于介電層315上并具有至少一與第一孔315a垂直對(duì)齊的第二孔316a，藉由該第一孔315a與該第二孔316a組成一卡擎孔314。此外，該銅層316與這些接點(diǎn)313可由同一銅箔所構(gòu)成。較佳地，銅層316的第二孔316a的孔徑小于介電層315的第一孔315a的孔徑，以使卡擎孔314具有一縮口，以利卡接卡擎塊322。
覆晶芯片320具有一主動(dòng)面321，至少一卡擎塊322與復(fù)數(shù)個(gè)凸塊323形成在該主動(dòng)面321上。在本實(shí)施例中，這些凸塊323為格狀陣列，該卡擎塊322形成在主動(dòng)面321的周邊或角落。利用焊料330的回焊以焊接凸塊323與這些接點(diǎn)313，并且卡擎塊322卡接于卡擎孔314。此外，在覆晶接合之后，可藉由壓?；蚱渌夹g(shù)形成該封膠體340在芯片載體310的上表面311，以密封凸塊323與卡擎塊322。在本實(shí)施例中，覆晶芯片320也被該封膠體340所密封包覆。另外，在芯片載體310的下表面312可另設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)焊球350或其它對(duì)外導(dǎo)接組件。藉由卡擎塊322卡接于卡擎孔314，該覆晶芯片320在焊料330的回焊過程中與封膠體340的形成過程中可以避免不當(dāng)?shù)纳细』蛎撾x的現(xiàn)象。
綜上所述，本發(fā)明通過覆晶芯片的卡擎塊卡接于導(dǎo)線架或芯片載體的卡擎孔，可固定覆晶芯片與導(dǎo)線架或芯片載體的間距，避免在回焊焊料時(shí)，該覆晶芯片上浮或滑動(dòng)，并且可使該覆晶芯片的凸塊與導(dǎo)線架的對(duì)應(yīng)導(dǎo)腳或芯片載體的對(duì)應(yīng)接點(diǎn)保持接觸，從而避免焊料在接近該導(dǎo)線架或芯片載體的一側(cè)形成頸縮(necking)，增加可靠度。
權(quán)利要求
1.一種具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，包括一導(dǎo)線架、一覆晶芯片和復(fù)數(shù)個(gè)焊料，該導(dǎo)線架具有一固定座和復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)腳，該覆晶芯片具有一主動(dòng)面以及設(shè)置在該主動(dòng)面上的復(fù)數(shù)個(gè)凸塊，該復(fù)數(shù)個(gè)焊料連接所述凸塊與導(dǎo)腳；其特征在于該導(dǎo)線架的固定座上形成有至少一卡擎孔，該覆晶芯片的主動(dòng)面上對(duì)應(yīng)設(shè)有至少一卡擎塊，所述卡擎塊卡接于所述卡擎孔。
2.如權(quán)利要求1所述的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，其特征在于所述卡擎孔具有一縮口。
3.如權(quán)利要求1所述的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，其特征在于所述卡擎塊的外徑略大于所述卡擎孔的尺寸，且所述卡擎塊的高度高于所述凸塊。
4.如權(quán)利要求1所述的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，其特征在于所述凸塊的熔點(diǎn)高于所述焊料，且所述卡擎塊為接地塊或?qū)釅K。
5.如權(quán)利要求1所述的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，其特征在于該覆晶封裝構(gòu)造進(jìn)一步包括一封膠體，以密封所述凸塊與卡擎塊。
6.如權(quán)利要求5所述的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，其特征在于該固定座具有顯露于該封膠體的一下表面，所述導(dǎo)腳的下表面也顯露于該封膠體。
7.如權(quán)利要求1所述的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，其特征在于該覆晶封裝構(gòu)造進(jìn)一步包括設(shè)于所述卡擎孔的黏結(jié)劑，以固定所述卡擎塊于所述卡擎孔內(nèi)。
8.一種具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，包括一芯片載體、一覆晶芯片和復(fù)數(shù)個(gè)焊料，該芯片載體具有一上表面、一下表面，以及顯露在該上表面的復(fù)數(shù)個(gè)接點(diǎn)；該覆晶芯片具有一主動(dòng)面以及設(shè)置在該主動(dòng)面上的復(fù)數(shù)個(gè)凸塊；該復(fù)數(shù)個(gè)焊料連接所述凸塊與接點(diǎn)；其特征在于該芯片載體還包括顯露在其上表面的至少一卡擎孔，該覆晶芯片的主動(dòng)面上對(duì)應(yīng)設(shè)有至少一卡擎塊，所述卡擎塊卡接于所述卡擎孔。
9.如權(quán)利要求8所述的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，其特征在于該芯片載體是一電路基板，該電路基板包括一介電層以及一銅層，該介電層具有至少一第一孔，該銅層形成在該介電層上并具有至少一與該第一孔垂直對(duì)齊的第二孔，藉以組成所述卡擎孔。
10.如權(quán)利要求9所述的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，其特征在于該銅層的該第二孔的孔徑小于該介電層的該第一孔的孔徑，以使該卡擎孔具有一縮口。
11.如權(quán)利要求8所述的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，其特征在于所述卡擎塊的外徑略大于所述卡擎孔的尺寸。
12.如權(quán)利要求8所述的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，其特征在于該覆晶封裝構(gòu)造進(jìn)一步包括一封膠體，以密封所述凸塊與卡擎塊。
13.如權(quán)利要求8所述的具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，其特征在于該覆晶封裝構(gòu)造進(jìn)一步包括設(shè)于所述卡擎孔的黏結(jié)劑，以固定所述卡擎塊于所述卡擎孔內(nèi)。
全文摘要
一種具有防浮機(jī)構(gòu)的覆晶封裝構(gòu)造，包括一導(dǎo)線架、一覆晶芯片及復(fù)數(shù)個(gè)焊料。該導(dǎo)線架具有復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)腳及一固定座，該固定座的上表面形成有至少一卡擎孔。該覆晶芯片具有一主動(dòng)面，該主動(dòng)面上設(shè)有至少一卡擎塊與復(fù)數(shù)個(gè)凸塊，該卡擎塊對(duì)應(yīng)卡接于該卡擎孔，以作為該覆晶封裝構(gòu)造的防浮機(jī)構(gòu)。當(dāng)焊料回焊連接凸塊與導(dǎo)腳時(shí)，該防浮機(jī)構(gòu)可防止該覆晶芯片的上浮，并且避免焊料在回焊后形成頸縮。
文檔編號(hào)H01L23/48GK101026141SQ20061005492
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月20日
發(fā)明者劉千, 王盟仁, 蔡勝泰 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司