芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法。該芯片封裝結(jié)構(gòu)包括線路載板、芯片、多條焊線、膠層、承載件及封裝膠體。線路載板具有上表面與下表面。芯片配置于線路載板的上表面上。焊線分別電性連接芯片與線路載板。膠層以覆蓋貼合方式設(shè)置于線路載板上且完全包覆芯片與焊線。承載件貼附于膠層上。封裝膠體配置于線路載板的上表面上，其中封裝膠體具有電磁屏蔽填料并且至少局部包覆承載件與膠層以及覆蓋芯片與焊線。
【專利說明】芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，且特別是有關(guān)于一種芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]由于電子產(chǎn)品不斷朝向小尺寸、多功能、高效能的趨勢發(fā)展，使得集成電路芯片亦須符合微小化、高密度、高功率、高速的需求，因此電子信號受到電磁干擾(Electro-Magnetic Interference, EMI)的情況越來越嚴(yán)重。為了避免電磁干擾的問題影響集成電路芯片使用時的穩(wěn)定性，傳統(tǒng)會覆蓋金屬蓋體于芯片之外，用來防止電磁波的外泄或是避免外部電磁波滲入而造成干擾。金屬導(dǎo)體為防制電磁干擾的良好材料，但金屬材料質(zhì)重、不易塑形、價格高，并無法符合微小尺寸、低成本量產(chǎn)的需求。高分子材料質(zhì)輕、易成形、價格低，因此幾乎已取代金屬材料成為集成電路芯片的保護組件，然而高分子材料不導(dǎo)電，并無法達(dá)到電磁屏蔽的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，其組裝良率高，且具有較低的制造成本以及較佳的抗電磁干擾的能力。
[0004]本發(fā)明提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其組裝良率高且具有較低的制造成本，并有助于提升芯片封裝結(jié)構(gòu)的抗電磁干擾的能力。
[0005]本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)包括線路載板、芯片、多條焊線、膠層、承載件以及封裝膠體。線路載板具有上表面與下表面。芯片配置于線路載板的上表面上。焊線分別電性連接芯片與線路載板。膠層以覆蓋貼合方式設(shè)置于線路載板上，且完全包覆芯片與焊線。承載件貼附于膠層上。封裝膠體配置于線路載板的上表面上，其中封裝膠體具有電磁屏蔽填料，并且至少局部包覆承載件與膠層以及覆蓋芯片與焊線。
[0006]本發(fā)明亦提出一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法。首先，提供線路載板，此線路載板具有上表面與下表面。接著，設(shè)置芯片于線路載板的上表面上。接著，形成多條焊線，且該多條焊線分別電性連芯片與線路載板。接著，以覆蓋貼合方式將膠層設(shè)置于線路載板上，其中膠層以承載件貼附于其上，且膠層完全包覆芯片與焊線。之后，形成封裝膠體于線路載板的上表面上，其中封裝膠體具有電磁屏蔽填料，并且至少局部包覆承載件與膠層以及覆蓋芯片與焊線。
[0007]在本發(fā)明的一實施例中，上述的承載件包括可撓性絕緣薄膜或金屬薄板。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述的芯片封裝結(jié)構(gòu)更包括多個外部端子。外部端子設(shè)置于于線路載板的下表面，并與線路載板電性連接。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述的膠層為線包覆膠膜(Film Over Wire，F(xiàn)OW)，且膠層于包覆芯片與焊線時呈現(xiàn)半固態(tài)凝膠狀。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，上述的電磁屏蔽填料的材料是選自由銀、鐵、鐵氧體(Ferrite)、銅、銅/鎳、銅/銀、金、鋁、鎳、黃銅、不銹鋼、石墨、碳黑、納米碳管、納米碳球、碳纖維、鍍鎳石墨、鍍鎳碳纖維以及鍍銅/鎳碳纖維所組成的群組。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的封裝膠體包括散熱填料。
[0012]在本發(fā)明的一實施例中，上述的散熱填料的材料是選自由銀、鐵、鐵氧體、銅、銅/鎳、銅/銀、金、鋁、鎳、鎂、黃銅、不銹鋼、石墨、碳黑、納米碳管、納米碳球、碳纖維、鍍鎳石墨、鍍鎳碳纖維、鍍銅/鎳碳纖維、氧化鋁(A1203)、氧化鎂(MgO)、氧化鈹(BeO)、二氧化硅(Si02)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎳(N1)、氮化鋁(AlN)、氮化硅(Si3N4)以及氮化硼(BN)所組成的群組。
[0013]基于上述，由于本發(fā)明的芯片及焊線先以膠層完全包覆，再進(jìn)一步由具有電磁屏蔽填料的封裝膠體所覆蓋，因此，封裝后的芯片不但可通過封裝膠體有效阻擋電磁干擾的影響，亦借由包覆膠層來隔絕與電磁屏蔽填料之間的電性接觸。
[0014]具體來說,膠層例如是線包覆薄膜(Film Over Wire, F0W),其于包覆芯片與焊線時是呈現(xiàn)半固態(tài)凝膠狀，因此可使焊線輕易穿入膠層，而不至于造成焊線坍塌破壞的情況，并且膠層于完全包覆芯片與焊線之后具有一定的支撐力，而不會塌陷使得焊線接觸到承載件或封裝膠體，進(jìn)而導(dǎo)致焊線損壞、偏移、誤觸而影響電性傳輸功能。而封裝膠體內(nèi)具有電磁屏蔽填料，可有效避免芯片受到外界電磁波干擾而出現(xiàn)誤動作或故障等狀況。
[0015]另一方面，封裝膠體中的電磁屏蔽填料為導(dǎo)電材料，通常亦具有導(dǎo)熱效果，或者封裝膠體中亦可加入其它材質(zhì)的散熱填料。因此，本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)不但具有較佳的抗電磁干擾能力，亦能有效將芯片運作時所產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)至外界，以維持甚而提升芯片的工作效能。
[0016]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1A至圖1E是本發(fā)明一實施例的芯片封裝結(jié)構(gòu)的封裝流程示意圖。
[0018]圖2與圖3是本發(fā)明其它可能實施例的芯片封裝結(jié)構(gòu)。
[0019]【附圖標(biāo)記說明】
[0020]100A、100B、100C:芯片封裝結(jié)構(gòu)
[0021]110:線路載板
[0022]IlOa:上表面
[0023]IlOb:下表面
[0024]112、114:線路接墊
[0025]120:芯片
[0026]120a:粘著層
[0027]130:7承載件
[0028]130a:上表面
[0029]140:膠層
[0030]140a:上表面
[0031]150:封裝膠體
[0032]150a:電磁屏蔽填料
[0033]150b:散熱填料
[0034]160:焊線
[0035]180:外部端子

【具體實施方式】
[0036]圖1A至圖1E是本發(fā)明一實施例的芯片封裝結(jié)構(gòu)的封裝流程示意圖。請參考圖1A，首先提供線路載板110，線路載板110具有上表面IlOa與下表面110b，并將芯片120設(shè)置于線路載板110的上表面IlOa上。具體來說，芯片120例如是通過粘著層120a接合于線路載板110的上表面IlOa上。在本實施例中，線路載板110例如是FR-4基板壓合技術(shù)或陶瓷基板壓合技術(shù)所制作的多層式基板，且線路載板110包括位于線路載板110的上表面IlOa上的線路接墊112，以及多個位于線路載板110的下表面IlOb上的線路接墊114。另一方面，芯片120可以是集成電路芯片，例如是繪圖芯片、存儲器芯片、半導(dǎo)體芯片或驅(qū)動芯片等。
[0037]接著,請參考圖1B,借由打線接合(wire bonding)技術(shù)形成多條焊線160分別電性連接線路載板110與芯片120。具體來說，芯片120是借由焊線160連接至線路接墊112，以電性連接至線路載板110，其中焊線160可以是由金、銅、銀、鈀、鋁或其合金等導(dǎo)電金屬材質(zhì)所構(gòu)成。
[0038]接著，請參考圖1C，以覆蓋貼合方式將膠層140設(shè)置于線路載板110上，膠層140是以承載件130貼附于其上，且膠層140完全包覆芯片120與焊線160。一般來說，承載件130例如是可提供承載作用的可撓性絕緣薄膜或金屬薄板，其中以金屬薄板作為承載件130可提供電磁屏蔽及散熱效果，以使芯片120能不受電磁干擾的影響而維持其正常運作功能，并能有效將芯片120運作時所產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)至外界，以維持芯片120的工作效能。
[0039]在本實施例中，膠層140例如是線包覆膠膜(FiIm Over Wire, F0W)，并且呈現(xiàn)半固態(tài)凝膠狀。因此，在將配置有膠層140的承載件130置于線路載板110上時，半固態(tài)凝膠狀的膠層140可使焊線160輕易地穿入膠層140，而不至于造成焊線160坍塌破壞的情況，并且膠層140于完全包覆芯片120與焊線160之后具有一定的支撐力，而不會塌陷造成焊線160接觸到承載件130的情況，進(jìn)而導(dǎo)致焊線160損壞、偏移、誤觸而影響電性傳輸功能。
[0040]接著，請參考圖1D，形成封裝膠體150于線路載板110的上表面IlOa上，以至少局部包覆承載件130與膠層140以及覆蓋芯片120與焊線160，其中封裝膠體150具有電磁屏蔽填料150a。于本實施例中，封裝膠體150完全覆蓋承載件130、膠層140、芯片120與焊線160。一般來說，封裝膠體150例如是環(huán)氧樹脂或其它高分子材料，而封裝膠體150內(nèi)的電磁屏蔽填料150a為導(dǎo)電材料，例如金屬片、金屬顆粒、金屬纖維、非金屬顆粒、非金屬纖維等等。更具體而言，電磁屏蔽填料150a的材料是選自由銀(Ag)、鐵(Fe)、鐵氧體(Ferrite)、銅(Cu)、銅 / 鎳(Cu/Ni)、銅 / 銀(Cu/Ag)、金(Au)、招(Al)、鎳(Ni)、黃銅(Brass)、不銹鋼、石墨(Graphite)、碳黑(Carbon Black)、納米碳管(Carbon nanotube)、納米碳球(Carbonnanocapsule)、碳纖維(Carbon fiber)、鍍鎳石墨、鍍鎳碳纖維以及鍍銅/鎳碳纖維所組成的群組。
[0041]此外，封裝膠體150還可包括散熱填料150b，其中散熱填料150b可以是與電磁屏蔽填料150a相同的材料，也可以是不同的材料。更具體而言，散熱填料150b的材料是選自由銀(Ag)、鐵(Fe)、鐵氧體(Ferrite)、銅(Cu)、銅 / 鎳(Cu/Ni)、銅 / 銀(Cu/Ag)、金(Au)、招(Al)、鎳(Ni)、黃銅(Brass)、不銹鋼、石墨(Graphite)、碳黑(Carbon Black)、納米碳管(Carbon nanotube)、納米碳球(Carbonnanocapsule)、碳纖維(Carbon fiber)、鍛鎮(zhèn)石墨、鍍鎳碳纖維、鍍銅/鎳碳纖維、鎂(Mg)、氧化鋁(A1203)、氧化鎂(MgO)、氧化鈹(BeO)、二氧化硅(Si02)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎳(N1)、氮化鋁(AlN)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)所組成的群組。也就是說，本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)不但具有較佳的抗電磁干擾的能力，亦能有效將芯片運作時所產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)至外界，以維持甚而提升芯片的工作效能。
[0042]最后，請參考圖1E，在形成封裝膠體150之后，更包括形成多個外部端子180于線路載板110，其中外部端子180例如是錫球。具體來說，外部端子180例如是陣列排列于線路載板110的下表面IlOb上，并接合于下表面IlOb上的線路接墊114，以與線路載板110電性連接。至此已大致完成芯片封裝結(jié)構(gòu)100A的制作。
[0043]就結(jié)構(gòu)上而言，請繼續(xù)參考圖1E，芯片封裝結(jié)構(gòu)100A包括線路載板110、芯片120、承載件130、膠層140及封裝膠體150。線路載板110具有上表面IlOa與下表面110b。芯片120配置于線路載板110的上表面IlOa上，并以粘著層120a接合于線路載板110上，焊線160電性連接芯片120與線路載板110。貼合于承載件130的膠層140設(shè)置于線路載板110上且膠層140完全包覆芯片120與焊線160，其中膠層140于完全包覆芯片120與焊線160之后具有一定的支撐力，而不會塌陷造成焊線160接觸到承載件130的情況。封裝膠體150配置于線路載板110的上表面IlOa上，以至少局部包覆承載件130與膠層140以及覆蓋芯片120與焊線160，其中封裝膠體150具有電磁屏蔽填料150a。芯片封裝結(jié)構(gòu)100A更包括多個外部端子180，設(shè)置于線路載板110的下表面IlOb上，并接合于下表面IlOb上的線路接墊114，以與線路載板110電性連接。
[0044]圖2與圖3是本發(fā)明其它可能實施例的芯片封裝結(jié)構(gòu)。請參考圖2，圖2的芯片封裝結(jié)構(gòu)100B與圖1E的芯片封裝結(jié)構(gòu)100A大致相似，其不同處在于:在本實施例中，芯片封裝結(jié)構(gòu)100B不包含承載件130，也就是說，封裝膠體150乃直接接觸膠層140的上表面140a,以完全覆蓋膠層140。如此配置下，芯片封裝結(jié)構(gòu)100B亦可獲致與上述實施例的相同技術(shù)功效。
[0045]就工藝方面而言，承載件130是在將膠層140設(shè)置于線路載板110上之后移除，其中膠層140于完全包覆芯片120與焊線160之后具有一定的支撐力。也就是說，在后續(xù)的工藝中，亦即將封裝膠體150形成于線路載板110的上表面IlOa上且包覆膠層140時，膠層140并不會因此塌陷而造成焊線160接觸到封裝膠體150的情況，進(jìn)而導(dǎo)致焊線160損壞、偏移、誤觸而影響電性傳輸功能。
[0046]請參考圖3，圖3的芯片封裝結(jié)構(gòu)100C與圖1E的芯片封裝結(jié)構(gòu)100A大致相似，其不同處在于:在本實施例中，芯片封裝結(jié)構(gòu)100C的承載件130的上表面130a暴露于外界而未被封裝膠體150所覆蓋，以更有效地將芯片120運作時所產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)至外界，以維持芯片120的工作效能。也就是說，在如此配置下，芯片封裝結(jié)構(gòu)100C亦可獲致與上述實施例的相同技術(shù)功效。
[0047]綜上所述，由于本發(fā)明的芯片及焊線先以膠層完全包覆，再進(jìn)一步由具有電磁屏蔽填料的封裝膠體所覆蓋，因此，封裝后的芯片不但可通過封裝膠體有效阻擋電磁干擾的影響，亦借由包覆膠層來隔絕與電磁屏蔽填料之間的電性接觸。具體來說，膠層例如是線包覆薄膜(Film Over Wire, FOW),其于包覆芯片與焊線時是呈現(xiàn)半固態(tài)凝膠狀，因此可使焊線輕易穿入膠層，而不至于造成焊線坍塌破壞的情況，并且膠層于完全包覆芯片與焊線之后具有一定的支撐力，而不會塌陷使得焊線接觸到承載件或封裝膠體，進(jìn)而導(dǎo)致焊線損壞、偏移、誤觸而影響電性傳輸功能。而封裝膠體內(nèi)具有電磁屏蔽填料，可有效避免芯片受到外界電磁波干擾而出現(xiàn)誤動作或故障等狀況。
[0048]另一方面，封裝膠體中的電磁屏蔽填料為導(dǎo)電材料，通常亦具有導(dǎo)熱效果，或者封裝膠體中亦可加入其它材質(zhì)的散熱填料。因此，本發(fā)明的芯片封裝結(jié)構(gòu)不但具有較佳的抗電磁干擾能力，亦能有效將芯片運作時所產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)至外界，以維持甚而提升芯片的工作效能。
[0049]雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 線路載板，具有上表面與下表面； 芯片，配置于該線路載板的該上表面上； 多條焊線，分別電性連接該芯片與該線路載板； 膠層，以覆蓋貼合方式設(shè)置于該線路載板上，且完全包覆該芯片與該多條焊線； 承載件，貼附于該膠層上；以及 封裝膠體，配置于該線路載板的該上表面上，其中該封裝膠體具有電磁屏蔽填料，并且至少局部包覆該承載件與該膠層以及覆蓋該芯片與該多條焊線。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該承載件包括可撓性絕緣薄膜或金屬薄板。
3.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，更包括多個外部端子，設(shè)置于該線路載板的該下表面，并與該線路載板電性連接。
4.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該膠層為線包覆膠膜，且該膠層于包覆該芯片與該多條焊線時呈現(xiàn)半固態(tài)凝膠狀。
5.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該電磁屏蔽填料的材料是選自由銀、鐵、鐵氧體、銅、銅/鎳、銅/銀、金、鋁、鎳、黃銅、不銹鋼、石墨、碳黑、納米碳管、納米碳球、碳纖維、鍍鎳石墨、鍍鎳碳纖維以及鍍銅/鎳碳纖維所組成的群組。
6.如權(quán)利要求1所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封裝膠體更包括散熱填料。
7.如權(quán)利要求6所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該散熱填料的材料是選自由銀、鐵、鐵氧體、銅、銅/鎳、銅/銀、金、鋁、鎳、鎂、黃銅、不銹鋼、石墨、碳黑、納米碳管、納米碳球、碳纖維、鍍鎳石墨、鍍鎳碳纖維、鍍銅/鎳碳纖維、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈹、二氧化硅、氧化鋅、氧化鎳、氮化鋁、氮化硅以及氮化硼所組成的群組。
8.—種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括: 提供線路載板，該線路載板具有上表面與下表面； 設(shè)置芯片于該線路載板的該上表面上； 形成多條焊線，分別電性連接該芯片與該線路載板； 以覆蓋貼合方式將膠層設(shè)置于該線路載板上，該膠層以承載件貼附于其上，且該膠層完全包覆該芯片與該多條焊線；以及 形成封裝膠體于該線路載板的該上表面上，其中該封裝膠體具有電磁屏蔽填料，并且至少局部包覆該承載件與該膠層以及覆蓋該芯片與該多條焊線。
9.如權(quán)利要求8所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該承載件包括可撓性絕緣薄膜及金屬薄板。
10.如權(quán)利要求8所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該膠層為線包覆膠膜，且該膠層于包覆該芯片與該多條焊線時呈現(xiàn)半固態(tài)凝膠狀。
11.如權(quán)利要求8所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該電磁屏蔽填料的材料是選自由銀、鐵、鐵氧體、銅、銅/鎳、銅/銀、金、鋁、鎳、黃銅、不銹鋼、石墨、碳黑、納米碳管、納米碳球、碳纖維、鍍鎳石墨、鍍鎳碳纖維、鍍銅/鎳碳纖維所組成的群組。
12.如權(quán)利要求8所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該封裝膠體更包括散熱填料。
13.如權(quán)利要求12所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，該散熱填料的材料是選自由銀、鐵、鐵氧體、銅、銅/鎳、銅/銀、金、鋁、鎳、鎂、黃銅、不銹鋼、石墨、碳黑、納米碳管、納米碳球、碳纖維、鍍鎳石墨、鍍鎳碳纖維、鍍銅/鎳碳纖維、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈹、二氧化硅、氧化鋅、氧化鎳、氮化鋁、氮化硅、氮化硼所組成的群組。
【文檔編號】H01L21/56GK104465541SQ201310739049
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】潘玉堂, 周世文 申請人:南茂科技股份有限公司