TWI646641B - Waterproof package module and waterproof packaging process - Google Patents

Abstract

一種防水封裝模組及防水封裝製程，該防水封裝模組包含一載板、至少一設置於該載板的晶片、一形成於該載板上並包覆於該晶片的封膠層，及一形成於該封膠層表面並包覆該封膠層與該基板的交界的防水層。該防水封裝模組可防止水氣經由封膠層與載板間的縫隙侵入該晶片所在區域，以提升晶片的可靠度。

Description

防水封裝模組及防水封裝製程

本發明是有關於一種封裝結構及封裝製程，特別是指一種防水封裝模組及防水封裝製程。

由於晶片相當精密及昂貴，且運送及貯存不易，無法直接組裝在電路板上，因此需透過載板做為橋梁，組合封裝成晶片組，再進一步組裝於各式電子產品上。

現行的封裝製程於進行晶片組之封裝時，常施以封膠步驟以封膠體包覆載板上的晶片以及導線，常見的封膠材料例如環氧樹脂或矽膠，可以提供良好的導熱效果以及支撐導線。

但實務上，該晶片組經長時間使用後常因水氣經由封膠體與載板間的縫隙侵入晶片所在區域，造成晶片故障或其他可靠性問題。

因此，本發明之其中一目的，即在提供一種防水封裝模組。

因此，本發明之其中另一目的，即在提供一種防水封裝製程。

於是，本發明防水封裝模組包含一載板、至少一設置於該載板的晶片、一形成於該載板上並包覆於該晶片的封膠層，及一形成於該封膠層表面並包覆該封膠層與該基板的交界的防水層。該載板包括一基板及至少一嵌設於該基板的導線架。該晶片則電連接於該導線架。

在一些實施態樣中，該封膠層包括一圍繞該晶片與該導線架的膠體及一覆蓋於該膠體上的透光板。該防水層形成於該膠體表面，並包覆該透光板與該膠體的交界以及該封膠層與該基板的交界。

在一些實施態樣中，該封膠層為一膠體。

在一些實施態樣中，該防水層的材質為金屬或介電材料。

在一些實施態樣中，該防水層的材質為不鏽鋼、氧化鋁、二氧化矽、鈦、鎳釩、銅、鋁，或氮化矽。

於是，本發明防水封裝製程，在一些實施態樣中，適用於製作所述防水封裝模組，該防水封裝製程包含下列步驟：首先是一準備步驟，製備一載板及至少一晶片，將該晶片設置於該載板並電連接於該導線架。然後執行一封裝步驟，於該載板上製備一封膠層，使該封膠層包覆於該晶片及該導線架。最後是一防水步驟，於該封膠層表面製作一防水層，使該防水層包覆該封膠層與該基板 的交界。

在一些實施態樣中，於該封裝步驟中，是以一膠體包覆於該導線架並圍繞該晶片，再將一玻璃板覆蓋於該膠體上，最後於該玻璃板上對應晶片位置設置一保護層。於該防水步驟中，是於該封膠層表面製作一防水層，使該防水層包覆該封膠層與該基板及該玻璃板的交界，再將該保護層連同其上的防水層一併移除。

在一些實施態樣中，於該封裝步驟中，是於該載板上以一膠體包覆於該晶片及該等焊線；於該防水步驟中，是於該封膠層表面製作一防水層，使該防水層包覆該封膠層與該基板的交界。

在一些實施態樣中，於該防水步驟中，該防水層是以濺鍍或蒸鍍技術製作。

在一些實施態樣中，於該防水步驟中，該防水層是先以濺鍍或蒸鍍技術，再以電鍍技術製作。

本發明至少具有以下功效：避免水氣經由該封膠層與其他構件間的縫隙侵入該晶片所在區域，以提升晶片的可靠度。

1‧‧‧載板

11‧‧‧基板

12‧‧‧導線架

13‧‧‧銲線

2‧‧‧晶片

3‧‧‧封膠層

31‧‧‧膠體

32‧‧‧透光板

4‧‧‧防水層

5‧‧‧保護層

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明防水封裝模組的一第一實施例的一剖面示意圖，說明製程完成時的態樣； 圖2是該實施例之一製作流程圖；圖3是該實施例之一剖視示意圖，說明準備步驟完成時的態樣；圖4是該實施例之一剖視示意圖，說明封裝步驟完成時的態樣；圖5是該實施例之一剖視示意圖，說明防水步驟中尚未將一保護層移除的態樣；圖6是本發明防水封裝模組的一第二實施例的一剖面示意圖，說明製程完成時的態樣；及圖7是該實施例之一剖視示意圖，說明封裝步驟完成的態樣。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，本發明防水封裝模組之一第一實施例包含一載板1、至少一晶片2、一封膠層3，及一防水層4。本實施例適用於具備光感測功能的晶片2的封裝，但晶片2的類型不以光感測晶片為限。

該載板1包括一基板11及至少一嵌設於該基板11的導線架12。一般而言，該基板11材質為樹脂材料或是陶瓷材料。該導線架12的作用則在於支撐晶片2，另外可提供晶片2與外部電路板(圖未示)之間的電訊號傳輸功能。

該晶片2設置於該載板1並以多條銲線13電連接於該導 線架12。於本實施例中，該晶片2是以打線方式(Wire bonding)電連接該導線架12，但該晶片2也可以採用覆晶技術(Flip-Chip)電連接該導線架12，或是透過其他線路連接方式與導線架12連接，不以特定實施方式為限。

該封膠層3形成於該載板1上並包覆於該晶片2。該封膠層3包括一圍繞該晶片2與該導線架12的膠體31及一覆蓋於該膠體31上的透光板32。由於本實施例的該晶片2是應用於光感測，因此該膠體31可以採用環氧樹脂或矽膠並形成一不透光層，以提供良好的導熱效果以及支撐導線，並阻絕外界光線照射至該晶片2。該透光板32材質則例如為玻璃，但不以此為限，只要是能達成透光效果的材質皆可採用，能讓外界光線穿透以供該晶片2進行光線感測。要特別說明的是，根據該晶片2的實際功能，該膠體31及該透光板32的材質選用及透光性均能相應調整，不以上述實施方式為限。

該防水層4形成於該膠體31的外表面，並包覆該透光板32與該膠體31的交界以及該封膠層3與該基板11的交界，以避免水氣經由該封膠層3與其他構件間的縫隙侵入該晶片2所在區域，達到提升晶片2的可靠度的效果。但由於本實施例適用於具備光感測功能的晶片2之封裝，故該防水層4不包覆整個透光板32，而是使該透光板32對應該晶片2的位置露出。進一步來說，如圖1所示，本實施例中該防水層4於該透光板32上能讓該晶片2露出的開口的邊 緣，與該晶片2左右兩側邊大致齊平，也就是說該防水層4於該透光板32上的開口大小足以讓該晶片2的頂面充分接收外界光線，而且該開口也能視該晶片2的實際感測區域來調整大小。值得注意的是，於本實施例中該防水層4材質採用不鏽鋼，但不以此為限，該防水層4也可以採用不銹鋼以外的金屬材質，或者氧化鋁、二氧化矽、鈦、鎳釩、銅、鋁、氮化矽等介電材質。

參閱圖2，該第一實施例用於製作圖1之防水封裝模組的防水封裝製程包含以下步驟：一、準備步驟。二、封裝步驟。三、防水步驟。

參閱圖2與圖3，於該準備步驟中，製備一如前述之載板1及至少一晶片2，並將該晶片2設置於該載板1並電連接於該導線架12。更明確地，該晶片2是以多條銲線13電連接於該導線架12。

參閱圖2與圖4，於該封裝步驟中，在該載板1上製備一封膠層3，使該封膠層3包覆於該晶片2及該導線架12。更明確地，是先以灌膠技術將一膠體31包覆於該導線架12及該等銲線13並圍繞該晶片2的外緣而後將一透光板32覆蓋於該膠體31上，再將膠體31固化以封閉該膠體31的開口，最後於該透光板32上對應晶片2位置設置一保護層5。該膠體可以保護該晶片2及該導線架12，另外也有黏著該透光板的效果。

參閱圖2與圖5，於該防水步驟中，於該封膠層3表面製 作一防水層4，使該防水層4至少包覆該封膠層3與該基板11的交界。明確地說，本步驟是於該封膠層3、該透光板32及該基板11的表面濺鍍(sputtering)或蒸鍍(evaporating)一防水層4，使該防水層4包覆此等結構並包覆該封膠層3與該載板1的交界，再將該保護層5連同其上的防水層4一併移除，使該透光板32對應該晶片2的部分露出，即完成了如圖2般的防水封裝模組。除了於該封膠層3、該透光板32及該基板11的表面濺鍍之外，也可以在濺鍍或蒸鍍後另外再以銅、鎳等金屬電鍍(plating)而完成該防水層4，如此一來，可使該防水層更為緻密、抗腐蝕性更好。

參閱圖6，為本發明防水封裝模組之一第二實施例，本實施例適用於其他不具光感應功能的晶片2之封裝。本實施例與第一實施例的差別在於：該封膠層3為一膠體31，該膠體31形成於該載板1上，並完全包覆該晶片2之外表面、該導線架12，及該等銲線13。此外，該防水層4形成於該封膠層3上，並完全包覆該封膠層3外表面。

參閱圖3與與圖7，該第二實施例的防水封裝製程與該第一實施例的防水封裝製程之不同之處在於：如圖7，於該封裝步驟中，是於該載板1上以一膠體31完整包覆於該晶片2、該導線架12，及該等焊線13。此外，於該防水步驟中，是於該封膠層3及該基板11的表面濺鍍(sputtering)或蒸鍍(evaporating)一防水層 4，或是在濺鍍或蒸鍍後另外再以銅、鎳等金屬電鍍(plating)而完成該防水層4，使該防水層4包覆該封膠層3與該基板11的交界，即完成了如圖6般的防水封裝模組。其餘構造及製程與該第一實施例並無不同，故不再贅述。

綜上所述，本發明防水封裝模組與防水封裝製程，利用該防水層4包覆於該膠體31覆蓋於該基板11、該透光板32等構件的交界，以避免水氣經由該封膠層3與其他構件間的縫隙侵入該晶片2所在區域，達到提升晶片2的可靠度的效果。故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (7)

1. 一種防水封裝模組，包含：一載板，包括一基板及至少一嵌設於該基板的導線架；至少一晶片，設置於該載板並電連接於該導線架，用於感測光線；一封膠層，形成於該載板上，包括一圍繞該晶片與該導線架的膠體及一覆蓋於該膠體上的透光板；及一防水層，形成於該膠體及該透光板表面且讓該透光板對應該晶片的位置露出，並包覆該膠體與該基板的交界以及該膠體與該透光板的交界。
2. 如請求項1所述防水封裝模組，其中，該防水層的材質為金屬或介電材料。
3. 如請求項2所述防水封裝模組，其中，該防水層的材質為不鏽鋼、氧化鋁、二氧化矽、鈦、鎳釩、銅、鋁，或氮化矽。
4. 一種防水封裝製程，適用於製作一如請求項1所述防水封裝模組，該防水封裝製程包含下列步驟：一準備步驟，製備一如請求項1所述之載板及至少一晶片，將該晶片設置於該載板並電連接於該導線架；一封裝步驟，於該載板上製備一包覆於該導線架並圍繞該晶片的膠體，再將一透光板覆蓋於該膠體上；及一防水步驟，於該膠體表面及該透光板表面製作一防水層，使該防水層包覆該封膠層與該基板的交界，並讓該 透光板對應該晶片的位置露出。
5. 如請求項4所述防水封裝製程，於該封裝步驟中，還於該透光板上對應晶片位置設置一保護層；於該防水步驟中，是一併於該保護層及該透光板表面製作該防水層，再將該保護層連同其上的防水層一併移除。
6. 如請求項4所述防水封裝製程，於該防水步驟中，該防水層是以濺鍍或蒸鍍技術製作。
7. 如請求項4所述防水封裝製程，於該防水步驟中，該防水層是先以濺鍍或蒸鍍技術，再以電鍍技術製作。