專利名稱：芯片封裝體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯片封裝體，尤其涉及一種避免焊料溢流的芯片封裝體的導(dǎo)電焊盤設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的芯片封裝體中，芯片例如發(fā)光芯片，通常是經(jīng)由焊料層，借由焊料回焊工藝焊接在金屬焊盤上，金屬焊盤的一部分會(huì)被焊料層覆蓋，以與芯片焊接，并且金屬焊盤還有一部分不會(huì)被焊料層及芯片覆蓋。于焊料回焊工藝進(jìn)行之前，在金屬焊盤會(huì)被芯片覆蓋的部分上設(shè)置焊料層。然而，在焊料回焊工藝進(jìn)行之后，焊料層會(huì)從金屬焊盤被芯片覆蓋的部分溢流到金屬焊盤未被芯片覆蓋的部分上，在此情況下，介于芯片與金屬焊盤之間的焊料層將會(huì)不足夠用于將芯片焊接在金屬焊盤上，因此，傳統(tǒng)芯片封裝體的可靠度會(huì)因?yàn)楹噶弦缌鲉栴}而降低。因此，業(yè)界亟需一種可以克服上述問題的芯片封裝體。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種芯片封裝體，其經(jīng)由導(dǎo)電焊盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免焊料溢流問題發(fā)生，因此可提升芯片封裝體的可靠度。在一示范性實(shí)施例中，芯片封裝體包括基底以及設(shè)置在基底之上的芯片，焊料層設(shè)置在芯片與基底之間，導(dǎo)電焊盤設(shè)置在焊料層與基底之間，其中導(dǎo)電焊盤包括第一部分設(shè)置在焊料層下，第二部分與第一部分隔開設(shè)置，以及連接部分設(shè)置在第一部分與第二部分之間，且其中沿著第一方向，連接部分的寬度小于第一部分的寬度，第一方向垂直于第二方向，第二方向是由第一部分向連接部分延伸的方向。在一示范性實(shí)施例中，提供芯片封裝體的制造方法，此方法包括在基底上形成導(dǎo)電焊盤，在導(dǎo)電焊盤上形成焊料層，以及在焊料層上提供芯片，此導(dǎo)電焊盤包括第一部分設(shè)置在焊料層之下，第二部分與第一部分隔開設(shè)置，第三部分與第一部分隔開，且與第二部分對(duì)向設(shè)置，以及連接部分設(shè)置在第一部分與第二部分之間，其中沿著第一方向，連接部分的寬度小于第一部分的寬度，第一方向垂直于第二方向，第二方向是由第一部分向連接部分延伸的方向。依據(jù)上述實(shí)施例提供的芯片封裝體，其經(jīng)由導(dǎo)電焊盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免焊料溢流， 因此可提升芯片封裝體的可靠度。此外，本發(fā)明的芯片封裝體可應(yīng)用在具有導(dǎo)通孔在其中的基底上，因此可降低芯片封裝體的尺寸。為了讓本發(fā)明的上述目的、特征、及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖IA-圖ID圖顯示依據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，芯片封裝體的導(dǎo)電焊盤的平面示意圖。圖2顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，沿著圖IA的剖面線2-2’的芯片封裝體的剖面示意圖。圖3顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，沿著圖ID的剖面線3-3’的芯片封裝體的剖面示意圖。圖4顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，沿著圖ID的剖面線4-4’的芯片封裝體的剖面示意圖。圖5A-圖5E顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，制造芯片封裝體的各階段的剖面示意圖。上述附圖中的附圖標(biāo)記說明如下100 基底；102 導(dǎo)通孔；104 阻擋膜；106 焊料層；108 貫穿孔；200 導(dǎo)電焊盤；210 導(dǎo)電焊盤的第一部分；220 導(dǎo)電焊盤的第二部分；230 導(dǎo)電焊盤的第三部分；240、241 導(dǎo)電焊盤的連接部分；300 芯片；302 上接觸電極；304 導(dǎo)線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一示范性實(shí)施例提供一種芯片封裝體的導(dǎo)電焊盤設(shè)計(jì)，以避免焊料溢流問題發(fā)生。圖IA顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，芯片封裝體的導(dǎo)電焊盤200的平面示意圖。 導(dǎo)電焊盤200設(shè)置在基底100上，其具有第一部分210設(shè)置在焊料層(未示出示出)下方； 第二部分220與第一部分210隔開設(shè)置；第三部分230與第一部分210隔開，且與第二部分 220對(duì)向設(shè)置；以及連接部分240設(shè)置在第一部分210與第二部分220之間。沿著第一方向 Y，連接部分240的寬度Wl小于第一部分210的寬度W2，第一方向Y垂直于第二方向X，第二方向X是由第一部分210向連接部分240延伸的方向。在一實(shí)施例中，連接部分240的寬度 Wl可介于約100 μ m至約200 μ m之間，并且第一部分210的寬度W2可介于約IOOOym至約 2000 μ m之間，連接部分MO的寬度Wl與第一部分210的寬度W2的比值可介于約1 10 到約1 20之間。參閱圖2，其顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，沿著圖IA的剖面線2-2’的芯片封裝體的剖面示意圖。導(dǎo)電焊盤200的第一部分210、第二部分220、第三部分230以及連接部分 240 (未示出)形成于基底100上，基底100可以是半導(dǎo)體基底、陶瓷基底或金屬印刷電路板 (metal printed circuit board ;MPCB)。導(dǎo)電焊盤 200 可由金屬形成，例如 TiW、Cu、Ni 或前述的組合。焊料層106設(shè)置在導(dǎo)電焊盤的第一部分210上，藉此將芯片300焊接至導(dǎo)電焊盤的第一部分210上。在一實(shí)施例中，焊料層106可由錫銅(Sn-Cu)合金形成。通常在焊料回焊工藝期間，焊料層106很容易溢流至金屬焊盤上，然而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于連接部分MO的寬度Wl小于第一部分210的寬度W2，在焊料回焊工藝期間，焊料層106 很難溢流至連接部分240上。因此，于焊料回焊工藝進(jìn)行之后，焊料層106被遏制在第一部分210內(nèi)，而不會(huì)溢流至連接部分240與第二部分220上，此寬度較窄的連接部分240可有效地避免焊料層106發(fā)生溢流現(xiàn)象。如圖2所示，提供芯片300設(shè)置在焊料層106上方，于焊料回焊工藝之后，芯片300 經(jīng)由焊料層106焊接在導(dǎo)電焊盤的第一部分210上。芯片300可以是具有集成電路形成于其上的半導(dǎo)體芯片。在一實(shí)施例中，芯片300可以是發(fā)光二極管(light-emitting diode ；LED)芯片，或者是齊納二極管(Zenerdiode)芯片，其具有上接觸電極302形成于芯片300 的一側(cè)，且經(jīng)由導(dǎo)線304電性連接至導(dǎo)電焊盤的第三部分230。下接觸電極(未示出)與上接觸電極302對(duì)向形成，且設(shè)置在芯片300的底部。芯片300的下接觸電極經(jīng)由焊料層 106、導(dǎo)電焊盤的第一部分210以及連接部分M0，電性連接至導(dǎo)電焊盤的第二部分220。在一實(shí)施例中，在焊料層106與導(dǎo)電焊盤的第一部分210之間可形成金屬層(未示出)，此金屬層可由Cu、Ni、Au或Ag形成，并且焊料層106可由Sn-Cu合金形成。因此， 芯片300可經(jīng)由在焊料層106與金屬層之間的共晶接合(eutectic bonding)而接合在基底100上，藉此提升在金屬層與Sn-Cu合金的焊料層106之間的界面接合強(qiáng)度。在本發(fā)明的實(shí)施例中，芯片300可以形成在硅基底、藍(lán)寶石基底 (sapphiresubstrate)或金屬基底，例如Cu基底上，芯片300例如為發(fā)光二極管(LED)芯片或齊納(kner) 二極管芯片。在芯片300的基底與焊料層106之間可設(shè)置額外的金屬層 (未示出)，此額外的金屬層可由Cu、Ni、Au或Ag形成，額外的金屬層可增加LED芯片300 的歐姆接觸(ohmic contact)。此外，在額外的金屬層與Sn-Cu合金的焊料層106之間的界面可得到較高的接合強(qiáng)度。參閱圖2，在此實(shí)施例中，芯片300以及導(dǎo)電焊盤200的第一部分210、第二部分 220、第三部分230以及連接部分MO (未示出)都設(shè)置在基底100上。在另一實(shí)施例中，于基底100內(nèi)可形成空穴(cavity)(未示出)，并且芯片300以及導(dǎo)電焊盤200的第一部分 210、第二部分220、第三部分230以及連接部分240可以設(shè)置在基底100的空穴內(nèi)。再參閱圖1A，導(dǎo)電焊盤的第二部分210與第三部分230分別可具有一個(gè)或一個(gè)以上的導(dǎo)通孔(through vias)102形成于其上。導(dǎo)通孔102分別穿過導(dǎo)電焊盤的第二部分 210與第三部分230，并且更進(jìn)一步地穿過基底100，藉此在芯片300與外部電路(未示出) 之間形成電性連接。接著，參閱圖1B，其顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，芯片封裝體的導(dǎo)電焊盤200的平面示意圖。圖IB與圖IA之間的差異在于形成阻擋膜(blOCkingfilm)104覆蓋導(dǎo)電焊盤的連接部分M0，并且阻擋膜104設(shè)置在導(dǎo)電焊盤的第一部分210與第二部分220之間。阻擋膜104可在焊料回焊工藝期間更進(jìn)一步地遏制焊料層106的溢流問題，阻擋膜104可由有機(jī)或無機(jī)的絕緣材料形成，其中優(yōu)選為無機(jī)絕緣材料。形成阻擋膜104的有機(jī)絕緣材料可以是干膜型光致抗蝕劑(dry film type photoresist)，干膜型光致抗蝕劑是一種用在光刻技術(shù)中形成精確圖案的感光材料，并且提供絕佳的順應(yīng)性，讓多層結(jié)構(gòu)的薄層具有所需的厚度。形成阻擋膜104的無機(jī)絕緣材料可以是氧化硅(siliconoxides)、氮化硅(silicon nitrides)、氮氧化硅(silicon oxynitrides)或前述的組合。在一實(shí)施例中，阻擋膜104 的厚度可為約3 μ m至約50 μ m之間，并且沿著方向Y，阻擋膜104的寬度W4小于或等于導(dǎo)電焊盤的第一部分210的寬度W2。圖IC顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，芯片封裝體的導(dǎo)電焊盤200的平面示意圖。圖 IC與圖IA之間的差異在于導(dǎo)電焊盤的第一部分210與第二部分220之間設(shè)置兩個(gè)連接部分240與Ml，雖然在圖IC中僅顯示兩個(gè)連接部分240與Ml，但是在其他實(shí)施例中，于導(dǎo)電焊盤的第一部分210與第二部分220之間可設(shè)置兩個(gè)以上的連接部分。第一連接部分240 的寬度為W1，第二連接部分Ml的寬度為W3，其中寬度Wl與寬度W3可以相同或不同。在一實(shí)施例中，寬度Wl與寬度W3可介于約IOOym至約200 μ m之間。
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接著，參閱圖1D，其顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，芯片封裝體的導(dǎo)電焊盤200的平面示意圖。圖ID圖與圖IC之間的差異在于形成阻擋膜104覆蓋連接部分240和M1，并且阻擋膜104設(shè)置在導(dǎo)電焊盤200的第一部分210與第二部分220之間，在焊料回焊工藝期間，阻擋膜104會(huì)抑制焊料層106的溢流。阻擋膜104可由有機(jī)或無機(jī)的絕緣材料形成， 其中優(yōu)選為無機(jī)絕緣材料。形成阻擋膜104的有機(jī)絕緣材料可以是干膜型光致抗蝕劑，形成阻擋膜104的無機(jī)絕緣材料可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或前述的組合。在一實(shí)施例中，阻擋膜104的厚度可為約3 μ m至約50 μ m之間，并且沿著方向Y，阻擋膜104的寬度W4 小于或等于導(dǎo)電焊盤的第一部分210的寬度W2。參閱圖3，其顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，沿著圖ID的剖面線3-3’的芯片封裝體的剖面示意圖。如圖3所示，阻擋膜104設(shè)置在導(dǎo)電焊盤200的第一部分210與第二部分 220之間，沿著圖ID的剖面線3-3’，在阻擋膜104下方無連接部分設(shè)置。在一實(shí)施例中，阻擋膜104大抵上與焊料層106齊平，藉此在焊料回焊工藝期間抑制焊料層106的溢流。沿著圖ID的剖面線3-3’，阻擋膜104的厚度Hl可為約3 μ m至約50 μ m之間。參閱圖4，其顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，沿著圖ID的剖面線4-4’的芯片封裝體的剖面示意圖。如圖4所示，阻擋膜104設(shè)置在第二連接部分241之上，并且介于導(dǎo)電焊盤 200的第一部分210與第二部分220之間。在一實(shí)施例中，阻擋膜104大抵上與焊料層106 齊平，藉此在焊料回焊工藝期間遏制焊料層106的溢流。沿著圖ID的剖面線4-4’，在導(dǎo)電焊盤的第二連接部分241上的阻擋膜104的厚度H2可為約3 μ m至約50 μ m之間。通常在焊料回焊工藝期間，焊料層106很容易溢流至金屬焊盤上，然而，依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，連接部分240和Ml以及/或阻擋膜104可以在焊料回焊工藝期間有效地抑制焊料層106的溢流現(xiàn)象。圖5A-圖5E顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，沿著圖ID的剖面線3_3’，制造圖3的芯片封裝體的各階段剖面示意圖。參閱圖5A，首先提供基底100，例如為硅基底。然后借由濺鍍工藝、物理氣相沉積(physical vapor deposition ；PVD)法或其他沉積方式在基底100 上形成金屬層(未示出)，金屬層可由依序排列的TiW、Cu以及Ni層形成。在一實(shí)施例中， 于形成金屬層之前，可借由光刻與蝕刻工藝在基底100內(nèi)形成空穴(未示出)，然后在基底 100的空穴內(nèi)形成金屬層。接著，借由光刻與蝕刻工藝將金屬層圖案化，形成導(dǎo)電焊盤200 的第一部分210、第二部分220、第三部分230以及連接部分240和Ml (在圖5A-圖5E中未示出)。參閱圖5B，形成貫穿孔(through holes) 108分別穿過導(dǎo)電焊盤的第二部分220與第三部分230，并且更進(jìn)一步地穿過基底100。然后，在貫穿孔108內(nèi)填充導(dǎo)電材料，形成導(dǎo)通孑L (through vias)102o參閱圖5C，在導(dǎo)電焊盤200的第一部分210與第二部分220之間形成阻擋膜104， 并且阻擋膜104覆蓋導(dǎo)電焊盤的連接部分240和Ml。在一實(shí)施例中，阻擋膜104可由有機(jī)絕緣材料形成，例如為干膜型光致抗蝕劑，其可借由光刻工藝或印刷工藝形成。在另一實(shí)施例中，阻擋膜104可由無機(jī)絕緣材料形成，例如為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，其可借由化學(xué)氣相沉禾只(chemical vapor deposition ；CVD)法、熱氧化(thermal oxidation)工藝或其他沉積方式沉積，然后借由光刻與蝕刻工藝圖案化。在一實(shí)施例中，由無機(jī)絕緣材料制成的阻擋膜104可借由印刷工藝形成。
參閱圖5D，在導(dǎo)電焊盤的第一部分210上借由濺鍍法、電子束蒸鍍 (e-gunevaporation)法或錫膏印刷(stencil printing)法形成焊料層106。在一實(shí)施例中，焊料層106可由Sn-Cu合金形成。從上視角度觀之，焊料層106的尺寸大抵上與導(dǎo)電焊盤的第一部分210的尺寸相當(dāng)。接著，在后續(xù)步驟中將LED芯片設(shè)置在焊料層106上，焊料層106和導(dǎo)電焊盤的第一部分210的位置與芯片300的位置相同。參閱圖5E，芯片300例如為LED芯片，其設(shè)置在焊料層106上。在一實(shí)施例中，LED 芯片300可以是垂直式發(fā)光二極管(vertical typed LED)芯片，在LED芯片300的底部表面上具有下接觸電極(未示出)，并且在LED芯片300的頂部表面上具有上接觸電極302。 上接觸電極302可以是ρ型接觸電極或η型接觸電極，其具有與下接觸電極相反的導(dǎo)電性。 接著，形成導(dǎo)線304，電性連接LED芯片300的上接觸電極302至導(dǎo)電焊盤的第三部分230， 因此，LED芯片300的上接觸電極302經(jīng)由導(dǎo)電線304與導(dǎo)電焊盤的第三部分230電性連接至導(dǎo)通孔102，并且經(jīng)由導(dǎo)通孔102更進(jìn)一步地與外部電路電性連接。同時(shí)，LED芯片300 的下接觸電極經(jīng)由焊料層106、導(dǎo)電焊盤的第一部分210、連接部分240和Ml以及第二部分220，電性連接至導(dǎo)通孔102，并且經(jīng)由導(dǎo)通孔102更進(jìn)一步地與外部電路電性連接。然后，經(jīng)由焊料層106并借由焊料回焊工藝，將LED芯片300焊接在導(dǎo)電焊盤的第一部分210上，與基底100接合在一起。在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于連接部分240和241的寬度小于導(dǎo)電焊盤的第一部分210的寬度，因此在焊料回焊工藝期間可以阻止焊料層106 溢流。另外，在導(dǎo)電焊盤的連接部分240和241之上，以及導(dǎo)電焊盤的第一部分210與第二部分220之間可以設(shè)置阻擋膜104，因此，在焊料回焊工藝期間可以更進(jìn)一步地遏制焊料層 106的溢流。依據(jù)上述實(shí)施例提供芯片封裝體，其經(jīng)由導(dǎo)電焊盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免焊料溢流，因此可提升芯片封裝體的可靠度。此外，本發(fā)明的芯片封裝體可應(yīng)用在具有導(dǎo)通孔在其中的基底上，因此可降低芯片封裝體的尺寸。雖然本發(fā)明已揭示優(yōu)選實(shí)施例如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的申請(qǐng)專利范圍所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種芯片封裝體，包括一焊料層，設(shè)置在一芯片與一基底之間；以及一導(dǎo)電焊盤，設(shè)置在該焊料層與該基底之間，其中該導(dǎo)電焊盤包括一第一部分，設(shè)置在該焊料層之下；一第二部分，與該第一部分隔開設(shè)置；以及一連接部分，設(shè)置在該第一部分與該第二部分之間，且其中沿著一第一方向，該連接部分的寬度小于該第一部分的寬度，該第一方向垂直于一第二方向，該第二方向由該第一部分向該連接部分延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝體，其中該連接部分的寬度介于100μ m至200 μ m之間。
3.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝體，還包括一阻擋膜，覆蓋該連接部分，且設(shè)置在該第一部分與該第二部分之間，其中該阻擋膜的厚度介于3 μ m至50 μ m之間。
4.如權(quán)利要求3所述的芯片封裝體，其中該阻擋膜的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或一干膜型光致抗蝕劑。
5.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝體，還包括一額外的連接部分，設(shè)置在該第一部分與該第二部分之間，其中沿著該第一方向，該額外的連接部分的寬度小于該第一部分的寬度；以及一阻擋膜，覆蓋該連接部分及該額外的連接部分，且設(shè)置在該第一部分與該第二部分之間。
6.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝體，其中該芯片包括一發(fā)光二極管芯片或一齊納二極管芯片，且該導(dǎo)電焊盤還包括一第三部分，與該第一部分隔開，且與該第二部分對(duì)向設(shè)置。
7.如權(quán)利要求6所述的芯片封裝體，其中該芯片具有一下接觸電極與一上接觸電極， 分別電性連接至該第二部分與該第三部分。
8.—種芯片封裝體的制造方法，包括在一基底上形成一導(dǎo)電焊盤；在該導(dǎo)電焊盤上形成一焊料層；以及在該焊料層上提供一芯片，其中該導(dǎo)電焊盤包括一第一部分，設(shè)置在該焊料層之下；一第二部分，與該第一部分隔開設(shè)置；一第三部分，與該第一部分隔開，且與該第二部分對(duì)向設(shè)置；以及一連接部分，設(shè)置在該第一部分與該第二部分之間，且其中沿著一第一方向，該連接部分的寬度小于該第一部分的寬度，該第一方向垂直于一第二方向，該第二方向由該第一部分向該連接部分延伸。
9.如權(quán)利要求8所述的芯片封裝體的制造方法，還包括進(jìn)行一焊料回焊工藝，將該芯片焊接在該基底上，其中在該焊料回焊工藝之后，該焊料層保持在該第一部分上。
10.如權(quán)利要求8所述的芯片封裝體的制造方法，還包括形成一阻擋膜，覆蓋該連接部分，其中該阻擋膜形成于該第一部分與該第二部分之間，該阻擋膜的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或一干膜型光致抗蝕劑，且形成該阻擋膜的步驟包括一光刻與蝕刻工藝或一印刷工藝。
11.如權(quán)利要求8所述的芯片封裝體的制造方法，其中該芯片包括一發(fā)光二極管芯片或一齊納二極管芯片，且該芯片具有一下接觸電極與一上接觸電極，分別電性連接至該第二部分與該第三部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種芯片封裝體及其制造方法，芯片封裝體包含基底以及設(shè)置在基底上的芯片，焊料層設(shè)置在基底與芯片之間，導(dǎo)電焊盤設(shè)置在焊料層與基底之間，其中導(dǎo)電焊盤包含第一部分設(shè)置在焊料層下，第二部分與第一部分隔開設(shè)置，以及連接部分設(shè)置在第一部分與第二部分之間，其中沿著第一方向，連接部分的寬度小于第一部分的寬度，第一方向垂直于第二方向，第二方向是由第一部分向連接部分延伸的方向。本發(fā)明能夠避免焊料溢流，從而可提升芯片封裝體的可靠度。
文檔編號(hào)H01L23/488GK102347300SQ201010597459
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者張國慶, 林孜翰, 郭武政 申請(qǐng)人:采鈺科技股份有限公司