CN106169449A - 薄膜覆晶封装体及其散热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种薄膜覆晶封装体，其包含可挠性基板、导线层、芯片、防焊层、封装胶体以及散热胶层。可挠性基板具有相对的第一表面与第二表面，第一表面包含芯片接合区。导线层设置于可挠性基板的第一表面上，芯片则设置于芯片接合区中并与导线层电性接合。防焊层局部覆盖导线层，封装胶体至少填充于芯片与可挠性基板之间。散热胶层设置于第一表面或第二表面中的至少其中一者上，其包含绝缘胶体以及布设于绝缘胶体内的多个散热粒子，其中，散热粒子在绝缘胶体内的密度由靠近可挠性基板的一面向另一面逐渐增大。
Description
技术领域
本发明关于一种薄膜覆晶封装体及其散热方法，特别地，本发明关于一种利用新式散热技术的薄膜覆晶封装体及其散热方法。
背景技术
封装工艺乃是用来保护芯片不受外界物理或化学变动因素所影响，并提供芯片绝缘保护以避免配线受到外界干扰或互相干扰。于驱动IC领域，特别是液晶显示屏幕(Liquid Crystal Display,LCD)，一般常以卷带承载封装(TapeCarrier Package,TCP)、薄膜覆晶封装(Chip on Film,COF)、玻璃覆晶封装(ChipOn Glass)等三种封装方法对驱动IC进行封装。基于成本考虑、脚距、基板可挠性等各种因素，薄膜覆晶封装几乎已取代了卷带承载封装而成为主流趋势。另外，虽然玻璃覆晶封装于上述三种封装方法中可能达成最低封装厚度以及最小间距以获得高脚数的效果，但由于玻璃覆晶封装中只要其中一个IC处理不当，即可能造成整片面板报废的风险，此风险随着玻璃基板的尺寸增大而提高，因此目前仍以薄膜覆晶封装为主流。
由于驱动IC朝高功率、高脚数前进，其所产生的热量越来越高也越来越难消散，因此，薄膜覆晶封装体上加装散热结构来帮助散热的需求越来越高。现行薄膜覆晶封装体的散热方法，主要是以黏贴金属散热片的方式来进行。然而，黏贴金属散热片的方式将会增加薄膜覆晶封装体的整体厚度，不符合目前驱动IC的低厚度趋势。另一方面，金属散热片还会使薄膜覆晶封装体的可挠性降低。
因此，为了有效解决散热问题并使薄膜覆晶封装体不至于过厚且可挠性降低，有必要发展一种新的散热方式应用于薄膜覆晶封装体。
发明内容
本案的一范畴在于提供薄膜覆晶封装体的散热方法，其于维持薄膜覆晶封装体的良好散热效果外，还可降低薄膜覆晶封装体的厚度，并且其成本低于市售已混合好的散热胶。
根据一具体实施例，本发明的散热方法可用于薄膜覆晶封装体，其中薄膜覆晶封装体包含可挠性基板、导线层、芯片、防焊层以及封装胶体，导线层、芯片、防焊层以及封装胶体皆设置于可挠性基板的第一表面上，芯片电性接合导线层，防焊层局部覆盖导线层，且封装胶体至少填充于芯片与可挠性基板之间。本具体实施例的散热方法包含下列步骤：设置液态的胶层于芯片、防焊层或是可挠性基板的相对于第一表面的第二表面的至少其中之一上；布设散热粒子于液态的胶层；以及对液态的胶层进行固化工艺，使得液态的胶层由液态转变成半固态，再进一步转变为固态。藉由本发明的散热方法可避免增加薄膜覆晶封装体的厚度，并提供成本较低的散热结构。
本案的另一范畴在于提供一种新式的薄膜覆晶封装体，其具有良好的散热功能以及较小的厚度，并且其散热结构具有较低的成本。
根据一具体实施例，本发明的薄膜覆晶封装体包含可挠性基板、导线层、芯片、防焊层、封装胶体以及散热胶层。其中，可挠性基板包含相对的第一表面以及第二表面，且第一表面上具有芯片接合区。导线层设置于可挠性基板的第一表面上，而芯片设置于可挠性基板的芯片接合区中并与导线层电性接合。防焊层设置在导线层及可挠性基板上且局部覆盖导线层。封装胶体至少填充于芯片及可挠性基板之间。散热胶层设置在可挠性基板的第一表面或第二表面的至少其中一者上，其包含绝缘胶体以及布设于绝缘胶体中的散热粒子，散热粒子于绝缘胶体中的密度由靠近可挠性基板的一面朝另一面逐渐增大。
关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述以及所附图式得到进一步的了解。
附图说明
图1绘示根据本发明的一具体实施例的薄膜覆晶封装体的剖面示意图。
图2绘示根据本发明的另一具体实施例的薄膜覆晶封装体的剖面示意图。
图3绘示根据本发明的另一具体实施例的薄膜覆晶封装体的剖面示意图。
图4A至图4C绘示根据本发明的一具体实施例的薄膜覆晶封装体的散热方法的各步骤的结构示意图。
图5A至图5E’绘示根据本发明的多个具体实施例的薄膜覆晶封装体的散热方法的各步骤的结构示意图。
符号说明
1、2、3：薄膜覆晶封装体
10、20、30：可挠性基板
100、200、300：第一表面
102、202、302：第二表面
1000、2000、3000：芯片接合区
12、22、32：导线层
14、24、34：芯片
140、240、340：凸块
16、26、36：防焊层
18、28、38：封装胶体
19、29、39：散热胶层
190、290、390：绝缘胶体
192、292、392：散热粒子
194、394：凹部
M1、M2：模具
具体实施方式
请参阅图1，图1绘示根据本发明的一具体实施例的薄膜覆晶封装体1的剖面示意图。如图1所示，薄膜覆晶封装体1包含可挠性基板10、导线层12、芯片14、防焊层16、封装胶体18以及散热胶层19。可挠性基板10具有相对的第一表面100及第二表面102，第一表面100具有芯片接合区1000以供芯片14设置于其中。导线层12设置于第一表面100上，芯片14于芯片接合区1000中可透过凸块140电性接合导线层12，并藉由导线层12与外部的电路进行连接。
防焊层16局部覆盖导线层12，使芯片接合区1000内的导线层12及远离芯片接合区1000处的导线层12可暴露出，以分别形成连接芯片14及外部电路的接脚，使得芯片14可透过导线层12与外部电路电性接合。封装胶体18至少填充于芯片14与可挠性基板10之间的空间，以保护芯片14与导线层12的电性接点，并防止湿气及污染物侵入。
散热胶层19设置于可挠性基板10的第一表面100上，更进一步地，散热胶层19设置于芯片14之上，此外，散热胶层19还可覆盖在封装胶体18，甚至覆盖部分防焊层16。散热胶层19包含绝缘胶体190以及散布于绝缘胶体190内的多个散热粒子192。散热粒子192于此并不限定其材料，仅需具有良好导热性及散热性即可，于实务中，散热粒子192的材料可选自由银、铁、铁氧体(Ferrite)、铜、铜/镍、铜/银、金、铝、镍、镁、黄铜、不锈钢、石墨、碳黑、纳米碳管、纳米碳球、碳纤维、镀镍石墨、镀镍碳纤维、镀铜/镍碳纤维、氧化铝、氧化镁、氧化铍、二氧化硅、氧化锌、氧化镍、氮化铝、氮化硅以及氮化硼所组成的群组的其中之一，或者是上述各材料的组合。
散热粒子192散布于绝缘胶体190中的密度随其位置而有不同，于绝缘胶体190靠近外侧的一面具有较大的散热粒子密度，并且越接近可挠性基板10，散热粒子密度会越小。换言之，散热粒子192于绝缘胶体190内的密度由绝缘胶体190靠近可挠性基板10的一面向另一面逐渐增大。散热胶层19藉由散布于内部的散热粒子192，可帮助芯片14及导线层12进行散热。
散热胶层19于本具体实施例中是覆盖于芯片14、封装胶体18、部分的防焊层16(即可挠性基板10的第一表面100)上，但实务中也可覆盖可挠性基板10的其它部分。请参阅图2，图2绘示根据本发明的另一具体实施例的薄膜覆晶封装体2的剖面示意图。如图2所示，本具体实施例与上一具体实施例不同处，在于本具体实施例的薄膜覆晶封装体2的散热胶层29覆盖于可挠性基板20的第二表面202上，并且对应到芯片24的位置，进而提供芯片24及其附近的导线层22散热效果。此外，散热胶层29也可延伸至第二表面202的其它位置，如图2所示的范围。因此，散热胶层并不限定于薄膜覆晶封装体上的特定位置，任何需要散热功能的位置均可设置本发明的散热胶层。
散热胶层相较于金属散热片而言，其厚度较薄，并且可挠性较佳，因此可有效解决使用金属散热片当作薄膜覆晶封装体的散热结构所带来的厚度增加及可挠性降低的问题。此外，为了更进一步增加散热胶层的散热效能，散热胶层可形成不同外型来帮助散热。请参阅图3，图3绘示根据本发明的另一具体实施例的薄膜覆晶封装体3的剖面示意图。如图3所示，本具体实施例的散热胶层39具有多个凹部394，这些凹部394可增加散热胶层39与空气的接触面积，以增进其散热效率。于实务中，这些凹部394可于散热胶层39进行固化工艺时以模具压成。
请参阅图4A至图4C，图4A至图4C绘示根据本发明的一具体实施例的薄膜覆晶封装体1的散热方法的各步骤的结构示意图。此散热方法于薄膜覆晶封装体1上形成散热胶层19。薄膜覆晶封装体1包含可挠性基板10、导线层12、芯片14、防焊层16以及封装胶体18，其中导线层12、芯片14、防焊层16以及封装胶体18均设置于可挠性基板10的第一表面100上，芯片14电性接合导线层12，防焊层16局部覆盖导线层12，封装胶体18至少填充于芯片14与可挠性基板10之间。于本具体实施例中，薄膜覆晶封装体1的散热方法可包含下列步骤：首先，如图4A所示，设置液态的胶层于芯片14、防焊层16或是可挠性基板10的第一表面100或第二表面102上。液态的胶层可依需求设置或涂布于薄膜覆晶封装体1上，例如，可设置在产生较高热量的芯片14或者是热量不容易逸散的导线层12上。液态的胶层为仍具流动性的绝缘胶体，其材料可采用环氧树脂或类似的材料，于图4A中以如图1的绝缘胶体190表示。
接着，如图4B所示，布设多个散热粒子192于液态的胶层190(绝缘胶体190)。本具体实施例是以喷洒的方式将散热粒子192散布于液态的胶层190的表面，由于散热粒子192具有重量，因此会从液态的胶层190的表面逐渐渗入其内部。因应不同部位的发热程度，所喷洒的散热粒子192的浓度或数量也可随之变化。例如，在接近发热程度较高的芯片14的位置周围喷洒较多的散热粒子192，可令芯片14附近的液态的胶层190具有更高密度的散热粒子192以达到更佳的散热效果。基于散热粒子192的多寡/密度的可控性，本发明的方法相较使用先前技术的市售已调配好的散热胶来说具有较低的成本。
于本具体实施例中，散热粒子192可为各种具有良好散热及导热效果的材料，例如银、铁、铁氧体、铜、铜/镍、铜/银、金、铝、镍、镁、黄铜、不锈钢、石墨、碳黑、纳米碳管、纳米碳球、碳纤维、镀镍石墨、镀镍碳纤维、镀铜/镍碳纤维、氧化铝、氧化镁、氧化铍、二氧化硅、氧化锌、氧化镍、氮化铝、氮化硅、氮化硼等，或者上述各种材料的组合。
如图4C所示，对液态的胶层190进行固化工艺，使已内含散热粒子192的液态的胶层190由液态转变为半固态，再转变为固态而形成散热胶层19。此固化工艺于实务中可根据不同的液态的胶层的材质而以不同的方式来进行，例如加热或照射紫外光等方法。
为了更进一步增进胶层的散热效果，于固化工艺中还可再对胶层进行其它的加工步骤。请参阅图5A至图5E，图5A至图5E绘示根据本发明的另一具体实施例的薄膜覆晶封装体的散热方法的各步骤的结构示意图。本具体实施例与上述具体实施例的不同处，在于本具体实施例于固化工艺中进一步包含如图5D或图5E的步骤。图5A及图5B说明的步骤与图4A及图4B相同，在此不再赘述。而图5C则显示如图4C所示的局部的固化工艺，即对液态的胶层190进行固化工艺，使已内含散热粒子192的液态的胶层190由液态转变为半固态。
接着，如图5D所示，当带有散热粒子192的胶层190由液态转为半固态时，对半固态的胶层190施加压力，一方面使胶层190平坦化，一方面使得散热粒子192深入胶层190中，其中施加压力的方式可藉由如图5D所示的模具M1来进行。散热粒子192深入胶层190有利于热量自薄膜覆晶封装体1传导至胶层190中的散热粒子192。最后，如图5E所示，对半固态的胶层190继续进行固化工艺，使其由半固态转变为固态而形成散热胶层19。请注意，图5C至图5E所示的步骤并不须完全依照图式排列顺序进行。举例而言，于如图5C所示开始对胶层190进行固化工艺使胶层190转变为半固态的步骤后，可先停止固化工艺而进行如图5D所示的施加压力的步骤，待施压结束后再继续进行如图5E所示的完全固化的工艺；但也可于胶层190转变为半固态后不停止固化工艺，而同时进行施加压力及完全固化的步骤。
此外，请一并参阅图5D’以及图5E’，图5D’及图5E’绘示根据本发明的另一具体实施例的薄膜覆晶封装体的散热方法的其中某些步骤的结构示意图。如图5D’所示，本具体实施例与上一具体实施例不同处，在于本具体实施例的方法在经过如上一具体实施例的图5C中对液态的胶层190进行固化工艺，使已内含散热粒子192的液态的胶层190由液态转变为半固态后，以带有凸起结构的模具M2对半固态的胶层190施加压力，一方面使得散热粒子192深入胶层中，另一方面则对半固态的胶层190塑形。
接着，如图5E’所示，经过图5D’的施加压力步骤后，半固态的胶层190上会形成多个凹部194，接着继续固化工艺使带有多个凹部194的半固态的胶层190转变为固态而形成散热胶层19。散热胶层19所带有的多个凹部194能增加绝缘胶体190与空气的接触面积，以更进一步地增进散热效率。
综上所述，本发明的薄膜覆晶封装体利用带有散热粒子的散热胶层帮助薄膜覆晶封装体进行散热。由于散热胶层的厚度较金属散热片为小，并且其可挠性较金属散热片高，因此本发明的薄膜覆晶封装体相较于习知技术，更能贴近现今薄膜覆晶封装技术的低厚度与高可挠性的要求。另一方面，本发明的薄膜覆晶封装体的散热方法，先于薄膜覆晶封装体上涂布液态胶层，接着布设或喷洒散热粒子于液态胶层上而形成散热胶层。由于本发明的散热方法可针对薄膜覆晶封装体上不同部分的发热程度来控制布设的散热粒子的浓度或数量，相较于市售已混合好的散热胶而言，本发明的散热方法具有散热粒子的多寡/密度的可控性，因此能更节省成本并达到更有效的散热效果。
藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。
Claims (11)
1.一种薄膜覆晶封装体，包含：
一可挠性基板，具有相对的一第一表面以及一第二表面，该第一表面包含一芯片接合区；
一导线层，设置于该可挠性基板的该第一表面上；
一芯片，设置于该芯片接合区中并与该导线层电性接合；
一防焊层，局部覆盖该导线层；
一封装胶体，至少填充于该芯片与该可挠性基板之间；以及
一散热胶层，设置于该可挠性基板的该第一表面或该第二表面的至少其中之一上，该散热胶层包含一绝缘胶体以及布设于该绝缘胶体中的多个散热粒子，该等散热粒子于该绝缘胶体内的密度由靠近该可挠性基板的一面向另一面逐渐增大。
2.如权利要求1所述的薄膜覆晶封装体，其特征在于，该散热胶层覆盖于该第二表面上，且对应该芯片的位置。
3.如权利要求1所述的薄膜覆晶封装体，其特征在于，该散热胶层至少局部覆盖该芯片。
4.如权利要求1所述的薄膜覆晶封装体，其特征在于，该散热胶层至少局部覆盖该防焊层。
5.如权利要求1所述的薄膜覆晶封装体，其特征在于，该等散热粒子的材料选自由银、铁、铁氧体、铜、铜/镍、铜/银、金、铝、镍、镁、黄铜、不锈钢、石墨、碳黑、纳米碳管、纳米碳球、碳纤维、镀镍石墨、镀镍碳纤维、镀铜/镍碳纤维、氧化铝、氧化镁、氧化铍、二氧化硅、氧化锌、氧化镍、氮化铝、氮化硅以及氮化硼所组成的群组。
6.如权利要求1所述的薄膜覆晶封装体，其特征在于，该散热胶层远离该可挠性基板的一表面具有多个凹部。
7.一种薄膜覆晶封装体的散热方法，该薄膜覆晶封装体包含一可挠性基板、一导线层、一芯片、一防焊层以及一封装胶体，该导线层、该芯片、该防焊层以及该封装胶体设置于该可挠性基板的一第一表面上，该芯片电性接合该导线层，该防焊层局部覆盖该导线层，且该封装胶体至少填充于该芯片与该可挠性基板之间，该方法包含下列步骤：
设置一液态的胶层于该芯片、该防焊层或是该可挠性基板的相对于该第一表面的一第二表面的至少其中之一上；
布设多个散热粒子于该液态的胶层；以及
对该液态的胶层进行固化工艺，使该液态的胶层由液态转变成半固态并进一步地转变成固态。
8.如权利要求7所述的薄膜覆晶封装体的散热方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：
于该液态的胶层转变为半固态时，对该半固态的胶层施加压力使该等散热粒子深入该胶层。
9.如权利要求8所述的薄膜覆晶封装体的散热方法，其特征在于，对该半固态的胶层施加压力的同时亦对该胶层塑形，使该胶层远离该可挠性基板的一表面具有多个凹部。
10.如权利要求7所述的薄膜覆晶封装体的散热方法，其特征在于，该等散热粒子的材料选自由银、铁、铁氧体、铜、铜/镍、铜/银、金、铝、镍、镁、黄铜、不锈钢、石墨、碳黑、纳米碳管、纳米碳球、碳纤维、镀镍石墨、镀镍碳纤维、镀铜/镍碳纤维、氧化铝、氧化镁、氧化铍、二氧化硅、氧化锌、氧化镍、氮化铝、氮化硅以及氮化硼所组成的群组。
11.如权利要求7所述的薄膜覆晶封装体的散热方法，其特征在于，布设该等散热粒子于该液态的胶层的方法包含喷洒。
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