CN101026141A

CN101026141A - 具有防浮机构的覆晶封装构造

Info

Publication number: CN101026141A
Application number: CN 200610054922
Authority: CN
Inventors: 刘千; 王盟仁; 蔡胜泰
Original assignee: Advanced Semiconductor Engineering Inc
Current assignee: Advanced Semiconductor Engineering Inc
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-08-29

Abstract

一种具有防浮机构的覆晶封装构造，包括一导线架、一覆晶芯片及复数个焊料。该导线架具有复数个导脚及一固定座，该固定座的上表面形成有至少一卡擎孔。该覆晶芯片具有一主动面，该主动面上设有至少一卡擎块与复数个凸块，该卡擎块对应卡接于该卡擎孔，以作为该覆晶封装构造的防浮机构。当焊料回焊连接凸块与导脚时，该防浮机构可防止该覆晶芯片的上浮，并且避免焊料在回焊后形成颈缩。

Description

具有防浮机构的覆晶封装构造

技术领域

本发明涉及一种覆晶封装构造，特别是关于一种具有防浮机构以利焊料连接覆晶芯片的凸块与导线架的覆晶封装构造。

背景技术

随着封装技术的发展，覆晶封装构造成为目前发展的重心。现有的覆晶封装构造是将一芯片覆晶接合到一导线架，以降低封装成本。中国台湾专利公告567598号揭示了一种半导体芯片覆晶封装构造，包括一导线架、一半导体芯片、复数个第一凸块及复数个第二凸块。该导线架具有一芯片承座及复数个导脚。该半导体芯片具有一主动面及相对于该主动面的一背面，该主动面上具有复数个第一焊垫及第二焊垫。第一凸块及第二凸块分别设于对应的第一焊垫及第二焊垫上，使该半导体芯片成为一覆晶芯片。该半导体芯片以其主动面面向该导线架配置，且第一凸块及第二凸块分别连接于该芯片承座及对应导脚上。第一凸块及第二凸块一般为低温共晶凸块，以焊接至对应导脚。然而，在焊接第一凸块及第二凸块于该芯片承座及导脚时，导线架的导脚并不具有防焊层以界定焊接面积，因此第一凸块及第二凸块会因溃散扩散而影响其高度。

另一种现有的接合方式是以焊料接合一覆晶芯片的高温凸块与导线架。请参考图1与图2，该现有的覆晶封装构造100主要包括一导线架110、一覆晶芯片120及复数个共晶焊料130。该导线架110具有复数个导脚111，这些导脚111上预先形成有共晶焊料130。该覆晶芯片120具有复数个高温凸块121，如铅锡95/5等高铅凸块(如图1所示)，使得在回焊这些共晶焊料130时，这些高铅凸块121不会被熔化，从而避免发生凸块溃散的现象。图2显示，利用这些共晶焊料130焊接覆晶芯片120的高温凸块121与导线架110的导脚111时，在回焊过程中，覆晶芯片120常会因这些共晶焊料130的表面张力而上浮，使得焊料130回焊后，会在接近导线架110的一侧形成颈部131(necking portion)，从而使应力集中而导致容易断裂。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供一种具有防浮机构的覆晶封装构造，该防浮机构可防止覆晶芯片在回焊过程中上浮，从而避免焊料在回焊后形成颈缩(necking)。

为实现上述目的，依据本发明第一具体实施例，本发明具有防浮机构的覆晶封装构造包括一导线架、一覆晶芯片及复数个焊料，其中该导线架具有复数个导脚与一固定座，该固定座形成有至少一卡擎孔；该覆晶芯片具有一主动面以及在该主动面上的至少一卡擎块与复数个凸块，该卡擎块卡接于该卡擎孔；该焊料用于连接导脚与凸块。

依据本发明第二具体实施例，本发明具有防浮机构的覆晶封装构造包括一芯片载体、一覆晶芯片及复数个焊料，其中该芯片载体具有一上表面、一下表面，以及显露于该上表面的复数个接点和至少一卡擎孔；该覆晶芯片具有一主动面以及在该主动面上的至少一卡擎块与复数个凸块，该卡擎块卡接于该卡擎孔；该焊料用于连接接点与凸块。

与现有技术相比，本发明通过覆晶芯片的卡擎块卡接于导线架或芯片载体的卡擎孔，可固定覆晶芯片与导线架或芯片载体的间距，避免在回焊焊料时，该覆晶芯片上浮或滑动，且可使该覆晶芯片的凸块与导线架的对应导脚或芯片载体的对应接点保持接触，从而避免焊料在接近该导线架或芯片载体的一侧形成颈缩(necking)，增加可靠度。

以下结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为现有的一种覆晶封装构造在覆晶接合时的截面示意图。

图2为现有的覆晶封装构造在覆晶接合后产生焊料颈缩现象的截面示意图。

图3为本发明第一具体实施例的具有防浮机构的覆晶封装构造在覆晶接合时的截面示意图。

图4为本发明第一具体实施例的具有防浮机构的覆晶封装构造在封胶后的截面示意图。

图5为本发明第二具体实施例的具有防浮机构的覆晶封装构造的截面示意图。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，现就结合附图说明如下：

图3及图4所示为依据本发明第一具体实施例的一种具有防浮机构的覆晶封装构造。该覆晶封装构造200包括一导线架210、一覆晶芯片220、复数个焊料230及一封胶体240，其中导线架210具有一固定座211及复数个导脚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，可以是矩形平板状或条状。该固定座211的上表面213形成有至少一卡擎孔215，较佳地，该固定座211具有复数个对称分布的卡擎孔215，且该卡擎孔215是利用半蚀刻方式所形成并具有一缩口。每一导脚212具有一上表面216以及一下表面217。覆晶芯片220具有一主动面221以及在该主动面221上的至少一卡擎块222与复数个凸块223。在本实施例中，该卡擎块222是设于主动面221的中央位置，凸块223是设于主动面221的周边位置。卡擎块222的外径略大于卡擎孔215的尺寸，使得该卡擎块222能卡接于卡擎孔215内。此外，在该卡擎孔215内可设有黏结剂(未图示)，以将卡擎块222黏结固定于该卡擎孔215内。该卡擎块222可以是接地凸块(ground bump)或具有导热功能的虚凸块(dummy bump)。较佳地，该卡擎块222的高度高于凸块223，而凸块223为高温凸块(如铅锡95/5或铅锡90/10等高铅凸块)或熔点高于摄氏两百度以上(高于焊料230)的金属材质，可为不具有回焊性的凸块，如铜、镍、金等等，这些焊料230为共晶焊料，以在回焊后连接导脚212与凸块223。如图3所示，覆晶芯片220以其主动面221朝向固定座211的上表面213覆晶接合于导线架210。当该覆晶芯片220的凸块223以焊料230接合于导线架210的导脚212的上表面216时，该覆晶芯片220的卡擎块222对应卡接于卡擎孔215，以作为该覆晶封装构造200的防浮机构，使得该覆晶芯片220与该导线架210的垂直向接合间距固定，以防止该覆晶芯片220在回焊过程中上浮。此外，当焊料230焊接结合凸块223与导脚212时，由于该卡擎块222卡接于卡擎孔215，因此在固定的接合间距下，这些焊料230不会形成颈缩处。如图4所示，封胶体240密封这些凸块223与该卡擎块222。在本实施例中，固定座211的下表面214与导脚212的下表面217均显露于该封胶体240，以构成一无接脚的覆晶封装构造。

由于覆晶芯片220的卡擎块222卡接于固定座211的卡擎孔215内，以固定该覆晶芯片220与导线架210的间距，避免在回焊焊料230时，该覆晶芯片220上浮或滑动，并且可使该覆晶芯片220的凸块223能与导线架210的导脚212保持接触，以避免焊料230在接近导线架210的一侧形成颈缩(necking)，从而增加可靠度。

本发明所提供的覆晶封装构造的目的是在于解决焊料在焊接覆晶芯片与芯片载体时导致芯片上浮的问题，因此可运用在除了导线架以外的芯片载体。如图5所示，本发明第二具体实施例的具有防浮机构的覆晶封装构造300主要包括一芯片载体310、一具有复数个卡擎块322的覆晶芯片320、复数个焊料330及一封胶体340。该芯片载体310具有一上表面311、一下表面312，显露在上表面311的复数个例如连接垫的接点313，以及显露在上表面311的至少一卡擎孔314。该芯片载体310可选自于印刷电路板、陶瓷电路板、导线架、金属载板的其中之一。在本实施例中，该芯片载体310为一如印刷电路板或陶瓷电路板的电路基板，因此该芯片载体310可包括一介电层315以及一铜层316，其中该介电层315具有至少一第一孔315a，该铜层316形成于介电层315上并具有至少一与第一孔315a垂直对齐的第二孔316a，藉由该第一孔315a与该第二孔316a组成一卡擎孔314。此外，该铜层316与这些接点313可由同一铜箔所构成。较佳地，铜层316的第二孔316a的孔径小于介电层315的第一孔315a的孔径，以使卡擎孔314具有一缩口，以利卡接卡擎块322。

覆晶芯片320具有一主动面321，至少一卡擎块322与复数个凸块323形成在该主动面321上。在本实施例中，这些凸块323为格状阵列，该卡擎块322形成在主动面321的周边或角落。利用焊料330的回焊以焊接凸块323与这些接点313，并且卡擎块322卡接于卡擎孔314。此外，在覆晶接合之后，可藉由压模或其它技术形成该封胶体340在芯片载体310的上表面311，以密封凸块323与卡擎块322。在本实施例中，覆晶芯片320也被该封胶体340所密封包覆。另外，在芯片载体310的下表面312可另设置有复数个焊球350或其它对外导接组件。藉由卡擎块322卡接于卡擎孔314，该覆晶芯片320在焊料330的回焊过程中与封胶体340的形成过程中可以避免不当的上浮或脱离的现象。

综上所述，本发明通过覆晶芯片的卡擎块卡接于导线架或芯片载体的卡擎孔，可固定覆晶芯片与导线架或芯片载体的间距，避免在回焊焊料时，该覆晶芯片上浮或滑动，并且可使该覆晶芯片的凸块与导线架的对应导脚或芯片载体的对应接点保持接触，从而避免焊料在接近该导线架或芯片载体的一侧形成颈缩(necking)，增加可靠度。

Claims

1、一种具有防浮机构的覆晶封装构造，包括一导线架、一覆晶芯片和复数个焊料，该导线架具有一固定座和复数个导脚，该覆晶芯片具有一主动面以及设置在该主动面上的复数个凸块，该复数个焊料连接所述凸块与导脚；其特征在于：

该导线架的固定座上形成有至少一卡擎孔，该覆晶芯片的主动面上对应设有至少一卡擎块，所述卡擎块卡接于所述卡擎孔。

2、如权利要求1所述的具有防浮机构的覆晶封装构造，其特征在于所述卡擎孔具有一缩口。

3、如权利要求1所述的具有防浮机构的覆晶封装构造，其特征在于所述卡擎块的外径略大于所述卡擎孔的尺寸，且所述卡擎块的高度高于所述凸块。

4、如权利要求1所述的具有防浮机构的覆晶封装构造，其特征在于所述凸块的熔点高于所述焊料，且所述卡擎块为接地块或导热块。

5、如权利要求1所述的具有防浮机构的覆晶封装构造，其特征在于该覆晶封装构造进一步包括一封胶体，以密封所述凸块与卡擎块。

6、如权利要求5所述的具有防浮机构的覆晶封装构造，其特征在于该固定座具有显露于该封胶体的一下表面，所述导脚的下表面也显露于该封胶体。

7、如权利要求1所述的具有防浮机构的覆晶封装构造，其特征在于该覆晶封装构造进一步包括设于所述卡擎孔的黏结剂，以固定所述卡擎块于所述卡擎孔内。

8、一种具有防浮机构的覆晶封装构造，包括一芯片载体、一覆晶芯片和复数个焊料，该芯片载体具有一上表面、一下表面，以及显露在该上表面的复数个接点；

该覆晶芯片具有一主动面以及设置在该主动面上的复数个凸块；该复数个焊料连接所述凸块与接点；其特征在于：

该芯片载体还包括显露在其上表面的至少一卡擎孔，该覆晶芯片的主动面上对应设有至少一卡擎块，所述卡擎块卡接于所述卡擎孔。

9、如权利要求8所述的具有防浮机构的覆晶封装构造，其特征在于该芯片载体是一电路基板，该电路基板包括一介电层以及一铜层，该介电层具有至少一第一孔，该铜层形成在该介电层上并具有至少一与该第一孔垂直对齐的第二孔，藉以组成所述卡擎孔。

10、如权利要求9所述的具有防浮机构的覆晶封装构造，其特征在于该铜层的该第二孔的孔径小于该介电层的该第一孔的孔径，以使该卡擎孔具有一缩口。

11、如权利要求8所述的具有防浮机构的覆晶封装构造，其特征在于所述卡擎块的外径略大于所述卡擎孔的尺寸。

12、如权利要求8所述的具有防浮机构的覆晶封装构造，其特征在于该覆晶封装构造进一步包括一封胶体，以密封所述凸块与卡擎块。

13、如权利要求8所述的具有防浮机构的覆晶封装构造，其特征在于该覆晶封装构造进一步包括设于所述卡擎孔的黏结剂，以固定所述卡擎块于所述卡擎孔内。