半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，包含圓形芯片座、導(dǎo)電接合材料及芯片。導(dǎo)電接合材料布置于圓形芯片座以因表面張力而形成弧狀表面。芯片位于導(dǎo)電接合材料上，且導(dǎo)電接合材料電性連結(jié)芯片及圓形芯片座，當(dāng)芯片設(shè)置于弧狀表面時，芯片自行對位于圓形芯片座中心。
【專利說明】半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電子元件結(jié)構(gòu)，特別涉及一種半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)中之芯片座(Die Pad)大多為方形。于封裝技術(shù)中，將芯片(Die)固定于導(dǎo)線架中央芯片座(die pad)的技術(shù)于工藝上稱為粘晶(die bond),但芯片置于方形芯片座時易產(chǎn)生翹立、脫落或偏移等現(xiàn)象，而導(dǎo)致品質(zhì)及生產(chǎn)效率低落。
[0003]其中，芯片翹立、脫落或偏移發(fā)生的根本原因在于元件的接觸面所受張力不平衡，而通常是由于芯片座上用于粘著的銀膠未冷卻時，芯片置于芯片座上浮動漂移，進而產(chǎn)生芯片座上的芯片翹立、脫落或偏移等現(xiàn)象，而導(dǎo)致粘晶不良。
[0004]因此，不均衡的張力可易于拉動重量較輕的電子元件而造成翹立、脫落或偏移等現(xiàn)象。于此，重量較輕的電子元件易受張力所影響，而于組合半導(dǎo)體元件時產(chǎn)生前述的問題。
[0005]因此，如何使半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)組合過程中，芯片可位于芯片座的中心即為本發(fā)明以及從事此相關(guān)行業(yè)的【技術(shù)領(lǐng)域】者亟欲改善的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，藉以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在粘晶過程芯片翹立、脫落或偏移等現(xiàn)象。
[0007]本發(fā)明的一實施例提出一種半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)包含圓形芯片座、導(dǎo)電接合材料及芯片。導(dǎo)電接合材料分布于圓形芯片座而形成弧狀表面。芯片位于導(dǎo)電接合材料的弧狀表面上對應(yīng)圓形芯片座的中心位置，經(jīng)由導(dǎo)電接合材料電性連結(jié)圓形芯片座。
[0008]本發(fā)明提出的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)利用導(dǎo)電接合材料置于圓形芯片座上時，因表面張力而形成弧狀表面，而使芯片自行對位于圓形芯片座的中心位置，而避免粘晶過程產(chǎn)生芯片翹立、脫落或偏移等現(xiàn)象，進而利于進行半導(dǎo)體元件封裝及提升效率與品質(zhì)。并且，圓形芯片座完全涂覆導(dǎo)電接合材料，而避免芯片座易氧化的情形。再者，以機械切割方式由三道切割晶圓(圓片)的程序?qū)崿F(xiàn)六邊形芯片有較佳效率的產(chǎn)能及制造過程的良率。
[0009]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1A為根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0011]圖1B為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0012]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0013]圖3為根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶圓切割的六邊形芯片結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0014]圖3A為根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶圓切割的六邊形芯片結(jié)構(gòu)的局部放大圖；
[0015]圖4為正六邊形芯片的圓角(R角)示意圖。[0016]其中，附圖標(biāo)記
[0017]I半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)
[0018]10圓形芯片座
[0019]101表面
[0020]12導(dǎo)電接合材料
[0021]121弧狀表面
[0022]13芯片
[0023]14防焊區(qū)
[0024]15引腳
[0025]20晶圓
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0027]圖1A為根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)的示意圖。圖1B為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0028]半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)I主要`由圓形芯片座10、導(dǎo)電接合材料12及芯片13所構(gòu)成。導(dǎo)電接合材料12布置于圓形芯片座10以因表面張力而形成弧狀表面121。芯片13位于導(dǎo)電接合材料12上，且層疊于圓形芯片座10，且導(dǎo)電接合材料12電性連結(jié)芯片13及圓形芯片座10，當(dāng)芯片13設(shè)置于弧狀表面121時，芯片13自行對位(Self-Alignment)于圓形芯片座10的中心位置。
[0029]圓形芯片座10的形狀是設(shè)計為正圓形。圓形芯片座10的材質(zhì)可為銅或銅合金等金屬材料。
[0030]導(dǎo)電接合體12的材質(zhì)可為銀膠，但本發(fā)明實施例非以此為限，導(dǎo)電接合體12也可為其他材質(zhì)?；?，芯片13藉導(dǎo)電接合材料12而可電性連結(jié)圓形芯片座10。于本發(fā)明的實施例中，導(dǎo)電接合材料12為粘晶過程置于粘合區(qū)11的銀膠。
[0031]請參閱圖1A，圓形芯片座10具有表面101，且導(dǎo)電接合材料12位于表面101上。當(dāng)加熱后的導(dǎo)電接合材料12置于表面101時，由于液體表面張力作用，而使得液態(tài)的導(dǎo)電接合材料12 (銀膠)延展于表面101 (如虛線所示)，但卻不溢出圓形芯片座10，進而于導(dǎo)電接合材料12表面產(chǎn)生均勻的張力。其中，液體表面張力作用是一種使物體的表面盡量縮小的作用。
[0032]請參閱圖1B，可于圓形芯片座10的表面101的邊緣上布置防焊層，而形成環(huán)狀的防焊區(qū)14，且因而縮小導(dǎo)電接合材料12延展的面積，進而可集中導(dǎo)電接合材料12。也就是說，以設(shè)有防焊區(qū)14的表面101設(shè)置導(dǎo)電接合材料12，則環(huán)狀的防焊區(qū)14的外緣即為圓形芯片座10的邊緣，而環(huán)狀的防焊區(qū)14的內(nèi)緣即接合導(dǎo)電接合材料12。
[0033]其中，防焊層可為防焊油墨(Solder Mask)。
[0034]請參閱圖2，導(dǎo)電接合材料12分布于圓形芯片座10的表面101時，因表面張力而形成弧狀表面121,且于導(dǎo)電接合材料12的弧狀表面121上產(chǎn)生均勻的張力。
[0035]因此，當(dāng)芯片13設(shè)置于導(dǎo)電接合材料12上時，芯片可利用弧狀表面121的均勻張力而自行對位(Self-Alignment)于圓形芯片座10的中心位置。
[0036]當(dāng)加熱后的導(dǎo)電接合體12置于表面101上，且圓形芯片座10利用導(dǎo)電接合材料12分布于表面101時因表面張力而形成弧狀表面121。由于表面張力作用的緣故，靠近圓形芯片座10周緣的弧狀表面121的高度低于圓形芯片座10中心的弧狀表面121的高度，即靠近圓形芯片座10周緣的導(dǎo)電接合材料12少于圓形芯片座10中心的導(dǎo)電接合材料12。換言之，表面101中心的導(dǎo)電接合材料12的厚度是高于靠近防焊區(qū)14的內(nèi)緣的導(dǎo)電接合材料12的厚度。
[0037]此時,設(shè)置芯片13于弧狀表面121上,導(dǎo)電接合材料12位于芯片13的下表面(即芯片13與導(dǎo)電接合材料12的接觸面)與表面101之間，且芯片13利用弧狀表面121的張力得以自行對位至圓形芯片座10的中心位置。
[0038]也就是說，芯片13利用弧狀表面121所具有的張力即能將芯片13自行對位至圓形芯片座10中心，而導(dǎo)致芯片13的中心位置近乎位于圓形芯片座10的中心位置。
[0039]其中，芯片13的重量將弧狀表面121中心較多的導(dǎo)電接合材料12擴散至整個圓形芯片座10的表面101與芯片13之間，以致于圓形芯片座10與芯片13之間的導(dǎo)電接合材料12的厚度近乎相同。
[0040]藉此，芯片13得以平整地層疊于圓形芯片座10，而無翹立或偏移等現(xiàn)象。并且，導(dǎo)電接合材料12于推移的過程是能均勻地涂布芯片13的下表面，而確實的將芯片13結(jié)合至圓形芯片座10上。
[0041]基此，芯片13得以貼合于粘合區(qū)11上，且粘合區(qū)11及芯片13的下表面是完全涂覆導(dǎo)電接合材料12，而避免芯片座易氧化的情形。并且，芯片13能穩(wěn)定地自行對位于圓形芯片座10的中心位置也避免了粘晶過程芯片翹立、脫落或偏移等現(xiàn)象，而利于進行半導(dǎo)體元件封裝，進而提升品質(zhì)及生產(chǎn)效率。
[0042]在一些實施例中，半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)I具有引腳15延伸自圓形芯片座10，且引腳15連接于圓形芯片座10的周緣。于此，引腳15的一端與芯片13電性連結(jié)。
[0043]其中，引腳15的材質(zhì)為金屬，如銅、鋁、或鍍有鎳/金(Ni/Au)的復(fù)合金屬等，引腳15用以于半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)I封裝后供外部的焊線電性連接。
[0044]其中，引腳15可與圓形芯片座10 —體成形，而增加連接的穩(wěn)固性。在一些實施例中，圓形芯片座10的表面101及引腳15可鍍上一層銀。
[0045]圖3為根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶圓切割的六邊形芯片結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3A為根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶圓切割的六邊形芯片結(jié)構(gòu)的局部放大圖。
[0046]但本發(fā)明不以此為限，芯片13可為邊數(shù)五以上的多邊形或正多邊形等。
[0047]請參閱圖3及圖3A，在本實施例中，將晶圓20經(jīng)過三道切割程序，而產(chǎn)生多個正六邊形的芯片13。于此，以機械切割方式由三道切割晶圓20的程序?qū)崿F(xiàn)六邊形芯片13是有較佳效率的產(chǎn)能及制造過程的良率。
[0048]此外，以相同面積的晶圓20切割的正六邊形芯片面積是正方形芯片面積的1.299倍。以半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)I為二極體元件為例，正六邊形芯片13可增加主動區(qū)的有效面積，且當(dāng)所需的正向直流電流為定值時，因主動區(qū)的有效面積增加，則流過電流的面積增大，使得電阻值減小，以致于正向直流電壓減小，因而使發(fā)熱減小，進而提升耐用性能。并且，當(dāng)正向電流增大時，有較大的流過電流的面積相對地能有較大的電流耐受度。[0049]其中，若比較正六邊形芯片13的內(nèi)角與正方形芯片的內(nèi)角，即得知正六邊形芯片13的尖端是呈120度鈍角，而正方形芯片的尖端是呈90度角。因此，正六邊形芯片13相較于正方形芯片具有較小的尖端放電作用，以致于正六邊形芯片13的反向耐壓性能是強于正方形芯片。
[0050]圖4為正六邊形芯片的圓角(R角)示意圖。
[0051]請參閱圖4，正六邊形芯片13的邊框的相鄰的兩邊的連接處是呈圓弧狀，即具圓角。但本發(fā)明不以此為限，本發(fā)明的芯片13的邊框可具有圓角，且芯片13利用圓角的設(shè)計可減少局部電場集中效應(yīng)，也就是說使尖端放電作用減小。
[0052]本發(fā)明提出的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)利用導(dǎo)電接合材料置于圓形芯片座上時，因表面張力而形成弧狀表面，而使芯片自行對位于圓形芯片座的中心位置，而避免粘晶過程產(chǎn)生芯片翹立、脫落或偏移等現(xiàn)象，進而利于進行半導(dǎo)體元件封裝及提升效率與品質(zhì)。并且，圓形芯片座完全涂覆導(dǎo)電接合材料，而避免芯片座易氧化的情形。再者，以機械切割方式由三道切割晶圓的程序?qū)崿F(xiàn)六邊形芯片是有較佳效率的產(chǎn)能及制造過程的良率。
[0053]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，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】
1.一種半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含: 一圓形芯片座； 一導(dǎo)電接合材料，分布于該圓形芯片座而形成一弧狀表面；及 一芯片，位于該導(dǎo)電接合材料的該弧狀表面上對應(yīng)該圓形芯片座的中心位置，經(jīng)由該導(dǎo)電接合材料電性連結(jié)該圓形芯片座。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包含:一引腳，延伸自該圓形芯片座，且該引腳的一端與該芯片電性連結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，其特征在于，該引腳與該圓形芯片座一體成形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，其特征在于，該圓形芯片座的邊緣具有一防焊區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，其特征在于，該導(dǎo)電接合材料為銀膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，其特征在于，該芯片為邊數(shù)大于五的多邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，其特征在于，該芯片為正多邊形。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，其特征在于，該芯片為六邊形。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)，其特征在于，該芯片的邊框的相鄰的兩邊的連接處呈圓弧狀。
【文檔編號】H01L23/495GK103794589SQ201210434528
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月2日
【發(fā)明者】汪可震 申請人:力神科技股份有限公司