TW201003806A - Chip package structure - Google Patents

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adhesive layer
package structure
wafer
stage
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TW97126666A
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Geng-Shin Shen
Wei-David Wang
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Chipmos Technologies Inc
Chipmos Technologies Bermuda
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201003806 --------tU01-t 17063-OPtwf.doc/n 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種晶片封裝結構，且特別是有關於 一種具有較佳可靠度的晶片封裝結構。 、 - 【先前技術】 隨著積體電路的輸入/輸出接點的增多，晶片封裝技術 變得越來越多樣化。這歸因於覆晶（Flip Chip)互^技術 極小化晶片封裝尺寸並減少信號傳輸路徑等的事實。應用 1 覆晶互連技術的最常用的晶片封裝結構包括諸如覆晶^柵 格陣列（Flip Chip Ball Grid Array)及覆晶針腳柵格陣列 (Flip Chip Pin Grid Array)等晶片封裝結構。 覆晶互連技術採用這樣一種方法，即通過在晶片的主 動表面上設置多個焊塾，並在這些焊墊上分別形成多個凸 塊’來界定區域陣列。接著，將晶片翻覆，以分別連接晶 j #的谭接凸塊與設置在諸如電路基板的承載n上的多個接 觸墊。因此，晶片通過凸塊電性連接並機械連接至承載器。 另外，晶片可通過承載器的内部電路電性連接至外部電子 裝置通#，凸塊具有若干種類型，例如焊料凸塊、金凸 塊、銅凸塊、導電高分子凸塊、高分子凸塊等。 &圖1為具有高分子凸塊的晶片封裝結構的剖面示意 .圖二請參考圖卜晶片封裝結構100包括第一基板110、多 . 個阿分子凸塊U0、晶片130與焊料140。第一基板110 具有表面ll〇a，在表面u〇a上設置有多個接觸墊112。晶 5 201003806 .001-t 17063-OPtwf.doc/n 片130具有主動表面130a，在主動表面13〇&上設置有多 個焊墊132。由具有導電特性的高分子材料製成的高分子 凸塊120分別設置在接觸墊112與焊墊132之間，以電性 連接基板110與曰曰曰片130。由於高分子凸塊12〇並不附著 .=接觸墊112，因此需要焊料140來將高分子凸塊12〇固 - 定在基板U0上。焊料的表面A附著於接觸墊ιι2， 且其表面B附著於高分子凸塊12〇。因此，當晶片封裝結 1 構受到外力或熱應力（未圖示）之作用時，焊料140^^ 接觸墊112上脫離，且高分子凸塊12〇將不再電性連&至 接觸墊112。顯然地，晶片封裝結構卿的可靠度較低。 【發明内容】 本發明提供一種可靠度獲得提昇的晶片封裝結構。 —本發明提出一種晶片封裝結構，其包括一第—基板、 一第二基板、多個凸塊、一第一B階黏著層及一第:B階 黏著層。第-基板具有多個第一焊塾。第二基板具有多^ 第一焊墊且第一基板設置於第一基板的上方。這些凸塊設 置於第-基板與第二基板之間，其中各第一焊 其^一凸塊與對應之第二焊塾電性連接。第一 B階== 黏者於第一基板上。第二B階黏著層黏著於第—β階黏著 層與第二基板之間，其中第一 B階黏著層與第二B階黏著 層包覆這些凸塊。第-B階黏著層與第二B階黏著層皆可 為整層的黏著層或是圖案化的黏著層。 θ 在本發明之-實施例中，上述之凸塊包括結線凸塊或 201003806 ….....'jOOl-t 17〇63-〇Ptwf.doc/n 電鍍凸塊。 在本發明之一實施例中，上述之第一 B 二B階黏著層為非導電。 者層/、第 夕在本發明之一實施例中，上述之第一B階黏 ί 1:!:B: J著塊，且第二B階黏著層包括多個i二b ^者在另-可行的實施例中，當第二 Γ li 導電或非導電’第-B階黏著層轉電。在另鬼為 JJ…黏著塊為導電或非導電，第一 6階“： 之—實施例中，上述之第—基板與第二基板 J白句a曰乃。 有-ϊϊϊγγ實施例中，上述之第—基板與第二基板 餘轉實Γ中’上述之第一Β階黏著層的玻 ，於、等於或低於第二Β_著層的玻璃轉 在本發明之一實施例中，上述之 工器，線’其中第—基板與第二 且弟-基板透過這些焊線而電性連接至承載器。 之實施例中，上述 二固層的尺寸。此外’第-B階黏著層包 括多個弟一 B階黏著塊。 承上述，本發明之晶片封袭結構利用—第一 与與一第二B階黏著層包覆設置於第—基板與第二基板之 7 201003806 l^t 17063-OPtwf.doc/n 間的凸塊。當-外力或熱應力作用於晶片封裝結構時，第 二B _著層與第二B P綠著層可分職供支収保護， 亚防止凸塊損壞’以使得晶片封裝結構的可靠度獲得進一 步的提高。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 - 舉較佳實施例，並配合所_式，作詳細說明如下。 【實施方式】 圖2A及圖2B為本發明之一實施例之晶片封裝結構的 剖面示意圖。請參考圖2A及圖2B，本發明之晶片封裝結 構200包括一第一基板21〇、一第二基板22〇、多個凸塊 230a (繪示於圖2A)或23〇b (繪示於圖2B)、一第一 b 階黏著層240a及一第二b階黏著層24%。第一基板21〇 具有多個第-焊塾212。第二基板220具有多個第二焊塾 222且第二基板22〇設置於第一基板21〇的上方。凸塊 230a、230b設置於第一基板210與第二基板22〇之間，其 夕 中各第一焊墊212分別透過其中一凸塊23〇a、230b與對應 ，第二焊墊222電性連接。第一 B階黏著層24〇a黏著於 第一基板210上。第二B階黏著層24〇b黏著於第一 6階 黏著層2術與第二基板22〇之間，其中第一 b階黏著層 240a與第二B階黏著層24〇b包覆凸塊230a、230b。此外， . 第一 B階黏著層240a的構成成份可不同於或實質上等同 - 於第二B階黏著層240b的構成成份。如圖2A及圖2B所 示’第一 B階黏著層24〇a黏著於第一基板210的表面si 8 201003806 -------->ϋ01 -t 17063-OPtwf.doc/n 上且第=B階黏著層2働黏著於第二基板22〇的表面幻 上。值付注意的是’本發明利用第一 B階黏著層2伽愈 第二B階黏著層2她加強第一基板21〇及第二基板22〇 ^間的黏著性’並可分職供支撐及保護，以防止凸塊損
. 壞，使得晶片封裝結構的可靠度可被提高，另，該第一 B '階黏著層2他與第二B階黏著層24Gb皆可為圖案化的黏 著層。 ^如圖2A及圖2B所示，在本實施例中，第一 B階黏 著層240a的厚度實質上等於第二B階黏著層2働的厚 度。然而，基於實際設計需求，第一 B階黏著層24〇a的 厚度也可不同於第二B階黏著層24〇b的厚度。 第一基板210包括多個設置於其具有之表面S1上的 夕個焊墊212。第二基板220設置於第一基板21〇的上方 且亦包括多個設置於其具有之表面S2上的多個焊墊222。 根據本實施例，第一基板21〇與第二基板22〇可皆為晶片。 在本發明之另一實施例中，第一基板21〇與第二基板22〇 其中之一者為晶片。在本發明中，第一基板210與第二基 板220的型式不被限定。凸塊230a、230b設置於第一焊塾 212與第二焊墊222之間。特別的是，各凸塊23〇a、23〇b 的上端與第二焊墊222接觸且各凸塊230a、230b的下端與 第一焊墊212接觸。 • 在本實施例中’凸塊為結線凸塊230a (如圖2A所
- 示）’且結線凸塊230a可為金結線凸塊或銅結線凸塊。在 本發明之另一實施例中，凸塊可為電鍍凸塊230b(如圖2B 9 201003806 .....J〇〇l-t 17063-OPtwf.doc/n 所示)胃。電鍍凸塊230b可為金凸塊、銅凸塊、焊錫凸塊或 其他‘電凸塊。各結線凸塊230a或各電鍍凸塊230b被各 黏著塊240a’包覆。 根據本實施例，第一 B階黏著層24〇a包括多個第一 B - 階黏^塊240a’，且第二B階黏著層240b包括多個第二B ' 階黏著塊240b’’其中第一 B階黏著塊240a，黏著於第一基 板210的表面si上且第二b階黏著塊24〇b，黏著於第二基 板2ω的表面S2上。在本實施例中，當第二8階黏著塊 24=’為導電或非導電，第—Β階黏著塊240a，為導電或非 =¾。由於第一 B階黏著塊240a，彼此之間為電性絕緣且 第一 B階黏著塊240b’彼此之間為電性絕緣，故即使第一 B階黏著塊240a’與第二B階黏著塊240b，皆為導電，仍可 防止凸塊230a、230b之間的短路。 朴在本實施例中，第一 B階黏著層240a與第二B階黏 著層240b可為ABLESTIK的8008或8008HT，且其玻璃 轉換溫度(Tg)大約介於攝氏八十度麟氏三百度之間。此 〇 外，第一 B階黏著層240a與第二b階黏著層24〇b亦可為 ABLESTIK 的 6200、62(H、6202C 或 HITACHI Chemical CO.，Ltd.提供的SA_200_6、SA_2〇〇_1〇，且其玻璃轉換溫度 (Tg)大約介於攝氏負四十度與攝氏一百五十度之間。第: B 黏著層24Ga的玻璃轉換溫度(项可大於、等於或小於 第二B階黏著層240b的玻璃轉換溫度(Tg)。此外，例如可 將一些導電粒子（如銀粒子、銅粒子及金粒子）掺雜於第 一 B階黏著層240a與第二B階黏著層24%中以增加導電 201003806 jOOl-t 17063-OPtwf.doc/n 性。
圖3A至圖3D為本發明之另一實施例之晶片封裝結 構的剖面示意圖。請參考圖3A及圖3B，除了第一 B階黏 著層240a與第二B階黏著層240b完全地填滿凸塊230之 間的空隙之外’本實施例之晶片封裝結構2〇〇,與如圖2A 及圖2B的晶片封裝結構200是相似的。特別的是，第一 B
1¾黏著層240a與苐二B階黏著層240b皆為非導電以防止 凸塊230之間的短路。 請參考圖3C，除了第一 B階黏著層240a的尺寸D1 與第二B階黏著層240b的尺寸D2不同之外，本實施例之 晶片封裝結構200’’與如圖3A的晶片封裝結構2〇〇,是相似 的。如圖3C所示 卜 丨策黏者層240a的尺寸 第二B階黏著層24Gb的尺寸D2,以使得第—基板21〇 一
部分的面積不會被第—B _著層·續覆蓋並暴露於 外。除了凸塊230所佔的面積之外，第二B階黏著層24〇b 完全地覆^蓋第二基板22〇的表面S2，且第—B ‘著廣 240a使第-基板21〇的表面S1 (周圍的區域）暴露於外。 請參考圖3D，除了第一 B P嫌著層240a包括多個第 :B階黏著塊織，之外，本實施例之晶片封裝結構⑽，” -、如圖3C的晶片封裝結構2〇〇，，是相似的。 ，4為本發明之—實_之堆疊型⑼封裝結構的别 :思圖。請參考圖4，堆疊型晶片封裝結構_包括〆 410:-第—晶片21()’、—第二晶片22q，、多個凸 0、一第一 B階黏著層240a、一第二B階黏著層24〇b 11 201003806 ------〇001-t 17063-OPtwf.doc/n f多條焊線420。第一晶片210，、第二晶片22〇，、凸塊23〇、 第一 B階黏著塊240a’、第二B階黏著塊24〇b，的排列方式 實貝上與如圖2A或圖2B的排列方式相同。在本實施例 中’第一晶片210,藉由一黏著層430(如環氧樹脂、銀膠、 黏晶膠膜(DAF)等等）與承載器410結合且透過焊線42〇 與承載器410電性連接。承載器410例如是印刷電路板。 印刷電路板可為FR4、FR5、BT、PI電路基板。特別的是， 第一晶片210,具有透過焊線420與承載器41〇電性連接的 線焊墊214。 圖5至圖7為本發明之多個實施例之堆疊型晶片封誓 、=的剖面示意圖。請參考圖5,堆疊型晶片封裝結構棚& ^一承載盗410、-第一晶片細，、—第二晶片22〇，、 夕個凸塊230、-第-B階黏著層2術、 層纖及多條焊線42〇。第— 弟β/白黏者 _。、第- 二= o 由上，或 ，器4lG結合且透過焊線侧與承 與承載器電性連接的:焊;片2 == 墊214的焊線420的—姓址楚0 遷接於線烊 藉以提供支撐及保護作B階崎層2術包覆， 睛參考圖6及圖7， 伽c中，第一晶片21()，、Ϊ = =封裝結構彻b與 罘一曰日片220、凸塊230、第一 12 3001 -t 17063-OPtwf.doc/n 201003806 B階黏者層240a及苐一 B階黏著層240b的排列方式亦可 與如圖3C及圖3D之前述實施例相同或相似。如圖6及圖 7所示，第一晶片210’的線焊墊214不會被第一 B階黏著 層240a或第一 B階黏著塊24〇a，覆蓋並且暴露於外，以使 得焊線420不會被第一 B階黏著層24〇a或第一 B階黏 塊240a’所包覆。
C 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明’任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 = 之精神Ϊ範圍内，當可作些許之更動與潤飾， 為準。《明之賴範J5當視後附之冑料㈣目所界定者 圖 圖式簡單說明】 。圖1為具有高分子凸塊的晶片封裝結構的剖面 示意 Ο 及為本發日狀—實施狀晶片封裝結構的
剖面示意圖 圖3Α至圖3D為本發明之另一實施例之 構的剖面示意圖。 片 圖4為本發明之—實施例之堆㈣晶片封 面示意圖。 Q 封裝結 構的剖 結構圖為本發明之多個實施例之堆疊型 晶片封裝 13 201003806 〇〇01-t 17063-OPtwf.doc/n 【主要元件符號說明】 100 :晶片封裝結構 110 :第一基板 110a :表面 112:接觸墊 120:高分子凸塊 130 :晶片 130a :主動表面 I 132 :焊墊 140 :焊料 200 :晶片封裝結構 200’ ：晶片封裝結構 200” ：晶片封裝結構 200’’’ ：晶片封裝結構 210 :第一基板 210’ ：第一晶片 U 212:第一焊墊 214 :線焊墊 220 :第二基板 220’ ··第二晶片 222 :第二焊墊 230 :凸塊 230a :結線凸塊 230b :電鍍凸塊 14 201003806〇uol.t 17063-OPtwf.doc/n 240 :黏著材料 240a :第一 B階黏著層 240a’ ：第一 B階黏著塊 240b :第二B階黏著層 240b’ ：第二B階黏著塊 310 :基板 312 :焊墊 320 :凸塊 320a :結線凸塊 330 :黏著材料 330a :熱固性黏著塊 340 :具有B階特性之黏著塊 400 :堆疊型晶片封裝結構 400b :堆疊型晶片封裝結構 400c :堆疊型晶片封裝結構 410 :承載器 420 :焊線 430 :黏著層 A :表面 B :表面 D1 :尺寸 D2 :尺寸 51 :表面 52 :表面 15

Claims (1)

  1. 〇001-t 17063-OPtwf.doc/n 201003806 十、申請專利範面： 種晶片封裝結構，包括： 第一基板，具有多個第一焊塾； ，繁一ί二基板，具有多個第二焊墊，該第二基板設置於 该弟一基板的上方； 中各节土^塊捏：置於該第—基板及該第二基板之間，其 電分別透過其★—凸塊與對應之第二焊墊 -，黏著於該第-基板上;以及 二基板之間，其中該第4=:广皆黏著層與該第 包覆該多個凸塊。 。考層與該第二B階黏著層 該4tt=範圍第1項所述之晶片封裝結構，其中 凸塊包括結線凸塊或電鑛凸塊。 O 該第1項所述之晶片職結構，其中 4 ‘由IΓ 4二B階黏著層為非導電。 該第^ 第1項所述之晶片封賴構，其中 階，包，= = 該些項所述之晶片封裝結構’其中 哕此筮如！明專利fe固第5項所述之晶片封裝結構，其中 该些紅B階㈣塊為導電。 7’如申μ專利範圍第5項所述之晶片封裝結構，其中 16 〇Ptwf.d〇c/n 201003806 黏著塊為#導電。 該些第—㈣麟之^封裝結構’其中 9. 如申請專利範 。“ 該些第二B _著塊電項所述之“封裝結構，其中 10. 如申請專利範 。 該些第二㈣黏著==€項所述之晶片封裝結構，其中 嗲第1ϋ月專利範圍第1項所述之晶片封裝結構，其中 該弟-基板與該第二基板皆為晶片。 甲 該第㈣轉’其中 H第—基板其中之—者為晶片。 蜂if申料利範15第1項所述之晶片封裝結構 ，其中 層的玻璃轉換溫度高於該第二㈣黏著層 访笛^4·τΓ申請專利範圍帛1項所述之晶片封裝結構，其中 Cj ^s P皆黏著層的玻態轉化溫度等於或低於該第二B階 黏者層的破璃轉換溫度。 15·如申凊專利範圍第i項所述之晶片封裝結構，更包 枯. —承载器；以及 載哭I條烊線★，其中該第—基板與該第二基板設置在該承 时TO ，且該第一基板透過該些焊線而電性連接至該承載 态0 Μ.如申睛專利範圍第1項所述之晶片封裝結構，其中 17 20 1 003 806〇〇〇1.t i7〇63-〇Ptwf.doc/n 各該焊線的一端被該第一 B階黏著層包覆。 17. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝結構，其中 各該焊線的一端不被該第一 B階黏著層包覆。 18. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝結構，其中 該第一 B階黏著層的厚度實質上等於該第二B階黏著層的 . 厚度。 19. 如申請專利範圍第1項所述之晶片封裝結構，其中 該第一 B階黏著層的尺寸小於該第二B階黏著層的尺寸。 20. 如申請專利範圍第19項所述之晶片封裝結構，其 中該第一 Β階黏著層包括多個第一 Β階黏著塊。
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