專利名稱：芯片封裝結構及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種芯片封裝結構及其制造方法，尤其涉及一種利用復合式軟性薄膜結構形成的芯片封裝結構。
背景技術：
現有的發(fā)光二極管(light-emitting diode,簡稱LED)芯片的封裝方法是將發(fā)光二極管芯片黏著在導線架(lead frame)上,利用打線接合(wire bonding)的方式讓芯片上的電極與導線架上的接點(contact)產生電性連接，然后利用點膠的方式在發(fā)光二極管芯片上涂布熒光粉。然而，以點膠方式進行熒光粉的涂布時,容易因為熒光粉沉淀而產生娃膠與熒光粉分離脫層的現象，并且在進行熒光粉膠體的烘烤時也容易造成熒光粉沉降，無法準確地控制熒光粉的分布位置，導致傳統(tǒng)的發(fā)光二極管芯片的封裝制程的良率降低。此外，利用打線接合的方式電性連接芯片上的電極與導線架上的接點，其導線容易受到應力作用而斷線，使得傳統(tǒng)的發(fā)光二極管芯片的封裝結構的信賴性不佳。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施例提供芯片封裝結構及其制造方法，其可以克服上述的問題，利用復合式軟性薄膜結構形成芯片封裝結構，芯片的電極與基板的接點之間不需打線，而是利用軟性圖案化薄膜電路層產生電性連接，因此無斷線問題。此外，復合式軟性薄膜結構中的軟性熒光粉薄膜層可以控制熒光粉的分布與含量，提高發(fā)光二極管芯片的封裝制程的良率。另外，復合式軟性薄膜結構中的軟性透光導熱絕緣層還可以增加芯片的散熱路徑，而軟性透光隔熱層則可以降低熱傳導至熒光粉，延長熒光粉的壽命。依據本發(fā)明的實施例，芯片封裝結構包括:芯片設置于基板上，其中芯片具有至少一電極設置于芯片的頂部表面上；軟性透光導熱絕緣層順應性地覆蓋于芯片和基板上，且暴露出芯片的電極；以及軟性圖案化薄膜電路層順應性地設置于透光導熱絕緣層上，且軟性圖案化薄膜電路層與芯片的電極接觸。依據本發(fā)明的實施例，芯片封裝結構的制造方法包括:形成復合式軟性薄膜結構，此復合式軟性薄膜結構的形成步驟包括:提供載板，形成軟性透光導熱絕緣層于載板上，其中軟性透光導熱絕緣層具有至少一開口，形成軟性圖案化薄膜電路層于軟性透光導熱絕緣層上，且填平軟性透光導熱絕緣層的開口，以及將復合式軟性薄膜結構從載板上剝離；提供固著于基板上的芯片，其中芯片具有至少一電極形成于芯片的頂部表面上；以及貼附復合式軟性薄膜結構于芯片上，其中軟性透光導熱絕緣層面對芯片，而填平軟性透光導熱絕緣層的開口的軟性圖案化薄膜電路層接觸芯片的電極。為了讓本發(fā)明的上述目的、特征、及優(yōu)點能更明顯易懂，以下配合附圖，作詳細說明如下:


圖1A至IC顯示依據本發(fā)明的一實施例，形成芯片封裝結構的各階段的剖面示意圖，其中芯片為具平臺結構的發(fā)光二極管芯片。圖2A至2C顯示依據本發(fā)明的一實施例，形成芯片封裝結構的各階段的剖面示意圖，其中芯片為垂直式發(fā)光二極管芯片。附圖標記:100:載板；102:軟性透光導熱絕緣層；104:軟性圖案化薄膜電路層；104A、104B、104C、104D:接觸部；106:軟性透光隔熱層；108:軟性熒光粉薄膜層；200:復合式軟性薄膜結構；300:基板；302:芯片；304、306:電極；308:基板孔洞；400:貼附制程；402:真空吸著；500:芯片封裝結構。
具體實施例方式圖1A至IC顯示依據本發(fā)明的一實施例，形成芯片封裝結構500的各階段的剖面示意圖，在此實施例中，芯片為發(fā)光二極管芯片，因此芯片封裝結構500需要有熒光粉層形成在芯片上。參閱圖1A，首先提供載板100，例如為塑料基板或金屬基板，在載板100上依序形成軟性透光導熱絕緣層102、軟性圖案化薄膜電路層104、軟性透光隔熱層106以及軟性熒光粉薄膜層108，這四層薄膜組成復合式軟性薄膜結構200，這四層薄膜的材料及形成方法如下所述。在載板100上先形成軟性透光導熱絕緣層102，并且對軟性透光導熱絕緣層102進行物理或化學蝕刻制程，在軟性透光導熱絕緣層102中形成復數個貫穿的開口。軟性透光導熱絕緣層102的材料可以是氧化鋁(Al2O3)粉、氮化鋁(AlN)粉或碳化硅(SiC)粉分散于透明高分子材料中，透明高分子材料例如為環(huán)氧樹脂(epoxy resin)、娃膠(silicone)或聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,簡稱PMMA),可利用涂布制程將軟性透光導熱絕緣層102涂布在載板100上。在一實施例中，軟性透光導熱絕緣層102的厚度約為80 u m0在軟性透光導熱絕緣層102上形成軟性圖案化薄膜電路層104，且填平軟性透光導熱絕緣層102的開口。軟性圖案化薄膜電路層104的材料例如為金屬，在一實施例中，可藉由沉積、微影與蝕刻制程形成軟性圖案化薄膜電路層104。在其它實施例中，也可以利用印刷制程直接形成軟性圖案化薄膜電路層104。在一實施例中，軟性圖案化薄膜電路層104的厚度約為30 V- m。在軟性圖案化薄膜電路層104上形成軟性透光隔熱層106，軟性透光隔熱層106的材料為低熱傳導性的透明高分子材料，例如為環(huán)氧樹脂、硅膠或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，可利用涂布制程或卷對卷(roll to roll)制程在軟性圖案化薄膜電路層104上形成軟性透光隔熱層106。在一實施例中，軟性透光隔熱層106的厚度約為80iim。在軟性透光隔熱層106上形成軟性熒光粉薄膜層108，可藉由將熒光粉混合在透明彈性薄膜內部或噴涂在透明彈性薄膜表面而形成軟性熒光粉薄膜層108，透明彈性薄膜的材料例如為環(huán)氧樹脂、硅膠或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，熒光粉可分布于軟性熒光粉薄膜層108的局部或全部區(qū)域內，并且可用對稱或不對稱的方式將熒光粉分布在軟性熒光粉薄膜層108中。軟性熒光粉薄膜層108可以是單層或多層薄膜結構，可利用卷對卷(rollto roll)制程或涂布制程形成軟性熒光粉薄膜層108。在一實施例中，軟性熒光粉薄膜層108的厚度約為50iim。參閱圖1B，將載板100移除，得到復合式軟性薄膜結構200。在一實施例中，可將復合式軟性薄膜結構200從載板100上剝離。在其它實施例中，也可將載板100蝕刻移除而得到復合式軟性薄膜結構200。接著，提供固著于基板300上的芯片302，基板300例如為導線架(lead frame)，在此實施例中，芯片302為具有平臺(mesa)結構的發(fā)光二極管芯片，其具有電性相反的兩個電極304和306形成于芯片的頂部表面上。例如發(fā)光二極管芯片302的結構可以是包括基板，N型氮化鎵層位于基板上，主動層位于N型氮化鎵層的一部分上而裸露部分N型氮化鎵層，P型氮化鎵層位于主動層上，透明導電層位于P型氮化鎵層上。然后，在透明導電層的特定部位上形成電極304，在裸露的N型氮化鎵層形成電極306。將復合式軟性薄膜結構200中的軟性透光導熱絕緣層102面對芯片302，并且填在軟性透光導熱絕緣層102的開口 103中的軟性圖案化薄膜電路層104的接觸部104AU04B、104CU04D分別對準芯片302的電極304和306以及基板300上的兩個接點(未繪出)，利用貼附制程400將復合式軟性薄膜結構200貼附至芯片302和基板300上，貼附制程400可利用真空吸著402方式進行，如圖1B所示，利用基板300的孔洞308進行抽真空，或者可使用黏著劑將復合式軟性薄膜結構200貼附至芯片302和基板300上，在一實施例中，軟性透光導熱絕緣層102可作為粘著層，藉由軟性透光導熱絕緣層102將復合式軟性薄膜結構200黏著在芯片302和基板300上。于貼附制程400之后，復合式軟性薄膜結構200順應性地形成在芯片302和基板300上，并且軟性圖案化薄膜電路層104的接觸部104A、104B、104C、104D分別接觸芯片302的電極304和306以及基板300上的兩個接點，完成如圖1C所示的芯片封裝結構500?？梢罁酒庋b體的設計決定基板300的孔洞308是否要封起來，若要封住孔洞308，可以使用環(huán)氧樹脂、硅膠或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材料填補孔洞308。圖2A至2C顯示依據本發(fā)明的另一實施例，形成芯片封裝結構500的各階段的剖面示意圖，在此實施例中，芯片為垂直式(vertical)發(fā)光二極管芯片。參閱圖2A，在載板100上依序形成軟性透光導熱絕緣層102、軟性圖案化薄膜電路層104、軟性透光隔熱層106以及軟性熒光粉薄膜層108，這四層薄膜組成復合式軟性薄膜結構200。圖2A的復合式軟性薄膜結構200與圖1A的差異在于其中軟性透光導熱絕緣層102只具有一個開口，并且軟性圖案化薄膜電路層104的圖案也因為配合垂直式芯片而與圖1A不同。在此實施例中，由于封裝的芯片為發(fā)光二極管芯片，因此復合式軟性薄膜結構200需要具有軟性熒光粉薄膜層108。在其它實施例中，封裝的芯片也可以是垂直式齊納(Zener) 二極管芯片，因此復合式軟性薄膜結構200可以不含有軟性透光隔熱層106和軟性熒光粉薄膜層108。參閱圖2B，將載板100移除，得到復合式軟性薄膜結構200。接著，提供固著于基板300上的芯片302，在此實施例中，芯片302為垂直式發(fā)光二極管芯片，其只具有一個電極304形成于芯片的頂部表面上。例如垂直式發(fā)光二極管芯片302含有金屬基板(或可導電基板)，第一型半導體外延層位于金屬基板(或可導電基板)上，主動層位于第一型半導體外延層上，第二型半導體外延層位于主動層上，電極304位在第二型半導體外延層上，其中第一型半導體外延層可為P型氮化鎵層、第二型半導體外延層可為N型氮化鎵層，或是第一型半導體外延層可為N型氮化鎵層、第二型半導體外延層可為P型氮化鎵層，但并不以此為限。將復合式軟性薄膜結構200中的軟性透光導熱絕緣層102面對芯片302，并且填在軟性透光導熱絕緣層102的開口 103中的軟性圖案化薄膜電路層104的接觸部104D對準基板300上的一個接點(未繪出)，利用貼附制程400將復合式軟性薄膜結構200貼附至芯片302和基板300上，貼附制程400可利用真空吸著402方式進行或者使用黏著劑。于貼附制程400之后，復合式軟性薄膜結構200順應性地形成在芯片302和基板300上，并且軟性圖案化薄膜電路層的一部份接觸芯片302的電極304，軟性圖案化薄膜電路層104的接觸部104D則接觸基板300上的接點，完成如圖2C所示的芯片封裝結構500。可依據芯片封裝體的設計決定基板300的孔洞308是否要封起來，若要封住孔洞308，可以使用環(huán)氧樹脂、硅膠或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材料填補孔洞308。依據本發(fā)明的實施例，利用復合式軟性薄膜結構200進行芯片302的封裝不需要打線，藉由軟性圖案化薄膜電路層104即可使得芯片302上的電極304和306與基板300上的接點產生電性連接，因此不會有斷線問題發(fā)生。此外，復合式軟性薄膜結構200中的軟性透光導熱絕緣層102可以增加芯片302的散熱路徑，還可以電性隔絕芯片302與軟性圖案化薄膜電路層104。復合式軟性薄膜結構200中的軟性透光隔熱層106則可以減少芯片302的熱傳導至軟性熒光粉薄膜層108，有助于延長突光粉的壽命。另外，使用軟性熒光粉薄膜層108可以精確控制熒光粉分布的品質，例如可先以藍光光源對軟性熒光粉薄膜層108的熒光粉含量及薄膜厚度進行確認，然后再調整熒光粉的添加量及薄膜形成的厚度，藉此可大幅地提高發(fā)光二極管芯片封裝的良率。同時，藉由軟性熒光粉薄膜層108的設計，可以減少不必要的熒光粉耗損，并且可以控制芯片302的正面與側面受光激發(fā)的熒光粉的比例。雖然本發(fā)明已揭示較佳實施例如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬領域的普通技術人員，當可做些許更動與潤飾，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種芯片封裝結構，包括: 一芯片，設置于一基板上，其中該芯片具有至少一電極設置于該芯片的一頂部表面上； 一軟性透光導熱絕緣層，順應性地覆蓋于該芯片和該基板上，且暴露出該芯片的該電極；以及 一軟性圖案化薄膜電路層，順應性地設置于該透光導熱絕緣層上，且該軟性圖案化薄膜電路層與該芯片的該電極接觸。
2.根據權利要求1所述的芯片封裝結構，其中該芯片包括發(fā)光二極管芯片或齊納二極管芯片。
3.根據權利要求2所述的芯片封裝結構，其中該芯片為發(fā)光二極管芯片，且該芯片封裝結構還包括: 一軟性透光隔熱層，順應性地覆蓋于該軟性圖案化薄膜電路層上；以及 一軟性熒光粉薄膜層，順應性地覆蓋于該軟性透光隔熱層上。
4.根據權利要求3所述的芯片封裝結構，其中該發(fā)光二極管芯片包括一具平臺結構的發(fā)光二極管芯片，具有兩個電性相反的電極設置于該芯片的該頂部表面上，且該兩個電極分別與該軟性圖案化薄膜電路層接觸。
5.根據權利要求3所述的芯片封裝結構，其中該發(fā)光二極管芯片包括一垂直式發(fā)光二極管芯片，僅具有該電極設置在該芯片的該頂部表面上。
6.根據權利要求3所述的芯片封裝結構，其中該軟性透光隔熱層的材料包括透明高分子材料。
7.根據權利要求3所述的芯片封裝結構，其中該軟性熒光粉薄膜層包括單層或多層結構。
8.根據權利要求1所述的芯片封裝結構，其中該軟性透光導熱絕緣層的材料包括氧化鋁粉、氮化鋁粉或碳化硅粉分散于透明高分子材料中。
9.根據權利要求1所述的芯片封裝結構，其中該軟性圖案化薄膜電路層的材料包括金屬。
10.一種芯片封裝結構的制造方法，包括: 形成一復合式軟性薄膜結構，該復合式軟性薄膜結構的形成步驟包括: 提供一載板； 形成一軟性透光導熱絕緣層于該載板上，其中該軟性透光導熱絕緣層具有至少一開n ； 形成一軟性圖案化薄膜電路層于該軟性透光導熱絕緣層上，且 填平該軟性透光導熱絕緣層的該開口；以及 將該復合式軟性薄膜結構從該載板上剝離； 提供固著于一基板上的一芯片，其中該芯片具有至少一電極形成于該芯片的一頂部表面上；以及 貼附該復合式軟性薄膜結構于該芯片上，其中該軟性透光導熱絕緣層面對該芯片，而填平該軟性透光導熱絕緣層的該開口的該軟性圖案化薄膜電路層接觸該電極。
11.根據權利要求10所述的芯片封裝結構的制造方法，其中該貼附步驟包括利用真空吸著或使用黏著劑。
12.根據權利要求10所述的芯片封裝結構的制造方法，其中該軟性透光導熱絕緣層的材料包括氧化鋁粉、氮化鋁粉或碳化硅粉分散于透明高分子材料中，且形成該軟性透光導熱絕緣層的步驟包括涂布制程。
13.根據權利要求10所述的芯片封裝結構的制造方法，其中該軟性圖案化薄膜電路層的材料包括金屬，且形成該軟圖案化薄膜電路層的步驟包括沉積、微影與蝕刻制程或者印刷制程。
14.根據權利要求10所述的芯片封裝結構的制造方法，其中還包括在該載板上對該軟性透光導熱絕緣層蝕刻出該開口。
15.根據權利要求10所述的芯片封裝結構的制造方法，其中該芯片包括發(fā)光二極管芯片或齊納~二極管芯片。
16.根據權利要求15所述的芯片封裝結構的制造方法，其中該芯片為發(fā)光二極管芯片，且該復合式軟性薄膜結構的形成步驟還包括: 在該載板上形成一軟性透光隔熱層于該軟性圖案化薄膜電路層上； 在該載板上形成一軟性熒光粉薄膜層于該軟性透光隔熱層上；以及 將該軟性透光導熱絕緣層、該軟性圖案化薄膜電路層、該軟性透光隔熱層和該軟性熒光粉薄膜層所組成的該復合式軟性薄膜結構從該載板上剝離，再貼附于該芯片上。
17.根據權利要求16所述的芯片封裝結構的制造方法，其中該貼附步驟包括利用真空吸著或使用黏著劑。
18.根據權利要求16所述的芯片封裝結構的制造方法，其中該軟性透光隔熱層的材料包括透明高分子材料，且形成該軟性透光隔熱層的步驟包括涂布或是卷對卷制程。
19.根據權利要求16所述的芯片封裝結構的制造方法，其中該軟性熒光粉薄膜層包括單層或多層結構，且形成該軟性熒光粉薄膜層的步驟包括涂布或是卷對卷制程。
20.根據權利要求16所述的芯片封裝結構的制造方法，其中該發(fā)光二極管芯片包括一具平臺結構的發(fā)光二極管芯片，具有兩個電性相反的電極設置于該芯片的該頂部表面上，且該兩個電極分別與該軟性圖案化薄膜電路層接觸。
21.根據權利要求16所述的芯片封裝結構的制造方法，其中該發(fā)光二極管芯片包括一垂直式發(fā)光二極管芯片，僅具有該電極設置在該芯片的該頂部表面上。
22.根據權利要求16所述的芯片封裝結構的制造方法，其中該軟性透光導熱絕緣層為一黏著層，且該復合式軟性薄膜結構經由該軟性透光導熱絕緣層貼附于該芯片上。
全文摘要
本發(fā)明的實施例提供一種芯片封裝結構及其制造方法，芯片封裝結構包含設置于基板上的芯片，芯片具有至少一電極設置于芯片的頂部表面上，軟性透光導熱絕緣層順應性地覆蓋于芯片和基板上，且暴露出芯片的電極，以及軟性圖案化薄膜電路層順應性地設置于透光導熱絕緣層上，且與芯片的電極接觸。制造方法包含在載板上形成含有軟性透光導熱絕緣層和軟性圖案化薄膜電路層的復合式軟性薄膜結構，以及將復合式軟性薄膜結構從載板上剝離并貼附于芯片上。
文檔編號H01L33/50GK103208585SQ20121006466
公開日2013年7月17日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權日2012年1月12日
發(fā)明者邱冠諭 申請人:隆達電子股份有限公司