CN107424966B - 一种覆晶芯片与软性基板封装的结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种覆晶芯片与软性基板封装的结构及方法，包括芯片和软性基板，芯片的正面设有芯片线路、芯片线路接点、金属接点,芯片线路、芯片线路接点、金属接点构成芯片的芯片线路面；软性基板的正面设有基板金属，基板金属上设有基板线路、基板线路接点，基板金属、基板线路、基板线路接点构成软性基板的基板线路面；芯片的芯片线路面面向软性基板的基板线路面，且芯片线路接点对准基板线路接点；芯片与软性基板之间填塞有不导电的热固胶；软性基板的基板金属嵌入芯片的金属接点，形成芯片线路接点与基板线路接点电气导通。通过本发明，使用絶缘的热固胶取代异方性导电胶,可大幅降低芯片封装成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种覆晶芯片与软性基板封装的结构及方法，属于电子半导体技术领域。
背景技术
习知的RFID覆晶封装是芯片的线路面朝向天线的金属线路面接合, 其中芯片线路面的接点上有硬度较软约30~120HV的金凸块, 而介于芯片与天线之间接合二者的是异方性导电胶(ACP), 这ACP内掺有导电粒子,及热固胶。接合时,由导电粒子嵌在Bump与天线的金属箔之间形成导通；而ACP内的热固胶填充于芯片与天线之间形成接合力。
需要了解的是，RFID : Radio Frequency Identification；芯片: 指未封装的积体电路(IC)；Bump: 芯片上的金属凸块接点,通常每个Bump面积< 8%芯片面积,高度>8um；PAD: 芯片上的金属厚垫接点. 通常每个PAD面积> 10%芯片面积,高度<5um；ACP: 异方性导电胶, Anisotropic Conductive Paste,只在截面上下方向导通,其他方向絶缘的胶；ACF: 异方性导电膜, Anisotropic Conductive Film,只在截面上下方向导通,其他方向絶缘的胶；热固胶: 不含导电粒子,不导电材料,加热固化型的胶；覆晶封装: 芯片的线路面朝向基板的金属线路面接合。
这样的做法其缺点如下:ACP是热固胶掺入粒径极均匀的导电粒子,且要求均匀分布, 这材料成本很贵。ACP内有导电粒子使接合时, 芯片Bump与天线金属引脚必须精密对准, 若上下对准稍有偏差, Bump将透过导电粒子与另一个天线引脚短路。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术存在的弊端，提供一种结构合理、生产制造容易、可靠性高的覆晶芯片与软性基板封装的结构及方法。
本发明的目的是这样实现的，一种覆晶芯片与软性基板封装的结构，包括芯片和软性基板，芯片的正面设有芯片线路、芯片线路接点、金属接点, 芯片线路、芯片线路接点、金属接点构成芯片的芯片线路面；所述软性基板的正面设有基板金属，基板金属上设有基板线路、基板线路接点，基板金属、基板线路、基板线路接点构成软性基板的基板线路面；
其特征是：所述芯片的芯片线路面面向软性基板的基板线路面，且芯片线路接点对准基板线路接点；芯片与软性基板之间填塞有不导电的热固胶，通过热固胶提供芯片与软性基板之间的结合力；所述软性基板上基板线路接点对应的基板金属处嵌入芯片的金属接点，形成芯片线路接点与基板线路接点电气导通。
所述热固胶为环氧树脂。
所述金属接点为金属凸块接点Bump或金属厚垫接点PAD。
一种覆晶芯片与软性基板封装的方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1）、在芯片的正面设置芯片线路、芯片线路接点、金属接点，芯片线路、芯片线路接点、金属接点构成芯片的芯片线路面；软性基板的正面设置基板线路、基板线路接点、基板金属，基板金属、基板线路、基板线路接点构成软性基板的基板线路面；
步骤2）、在软性基板的基板线路接点区域放置不导电的热固胶；
步骤3）、将芯片的芯片线路面面向软性基板的基板线路面，芯片线路接点对准基板线路接点，然后将芯片轻压在软性基板上，使不导电的热固胶填塞在芯片与软性基板之间；
步骤4）、使用上热压头对芯片背面加热加压，使用下热压头对软性基板背面加热加压，并在软性基板背面对应的下热压头上配置若干支硬质铆针，下热压头对基板背面加热加压时，硬质铆针对基板线路接点的背面加压，使软性基板上的基板线路接点对应的基板金属处产生变形凸出嵌入芯片的金属接点中，形成芯片线路接点与基板线路接点电气导通；
步骤5）、经步骤4）加热加压后，热固胶因加热而反应，热固胶硬化后将芯片与软性基板窂固地结合成一体。
所述步骤2）中，不导电的热固胶铺或涂或点或喷在基板上的接点区域。
所述步骤2）中，所述热固胶为环氧树脂。
所述金属接点为金属凸块接点Bump或金属厚垫接点PAD。
本发明结构合理简单、生产制造容易、使用方便，通过本发明，芯片与软性基板的接合封装结构为，芯片与软性基板之间填塞不导电的热固胶(例如环氧树脂)取代习知的ACP或ACF来提供芯片与软性基板的结合力，并在软性基板上的金属受硬质铆针压力凸出嵌入芯片Bump(或芯片PAD)形成电气导通。
在工艺上,仍可以使用Flip chip bonding (覆晶封装),在热压时仍使用140℃~220℃的温度(使用热固胶时),有直径20um~100um硬质铆针在下热压头上. 其他仍可维持不变, 实现可使用行业内既有的bonding机器设备导入本发明.
本发明中，基板的线路金属是铝、铜、银、锡、铜镀金、铜镀锡、铜镀镍金或铜镀锡铅。软性基板基材可以是PET、PI、FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、GEM1、GEM3、BT、PTFE、PPE、CE、无纺布、POLYESTER纤维布、PVC布、尼龙布、纸或合成纸。芯片上的Bump或PAD 材料可以是金,银,铜,铝,锡 或铜镀金,铜镀锡,铜镀镍金或铜镀锡铅。
通过本发明，加工基板上金属使之凸出并嵌入芯片的BUMP(或PAD)接点中,以此取代ACP中的导电粒子，做为芯片与天线之间的电气接点。使用一般不导电的热固化胶取代习知的异方性导电胶(ACP or ACF)填在芯片与天线之间提供结合强度。
本发明的优点在于:
使用絶缘的热固胶取代异方性导电胶,可大幅降低芯片封装成本；
应用在RFID天线与芯片的封装制程上,与现有成熟的工艺及设备可直接兼容, 实用性高。
附图说明
图1为本发明的加工示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图中：1芯片、1-1金属接点、2软性基板、2-1基板金属、3热固胶、4上热压头、5下热压头、6硬质铆针、7基板金属铆凸点。
具体实施方式
以下结合附图以及附图说明对本发明作进一步的说明。
一种覆晶芯片与软性基板封装的结构，包括芯片1和软性基板2，在芯片1的正面设置芯片线路、芯片线路接点、金属接点1-1，芯片线路、芯片线路接点、金属接点1-1形成芯片1的芯片线路面，软性基板2的正面设置基板金属2-1，基板金属2-1上设置基板线路、基板线路接点，基板金属2-1、基板线路、基板线路接点形成软性基板的基板线路面；芯片1的芯片线路面面向软性基板2的基板线路面，且芯片线路接点对准基板线路接点；在芯片1与软性基板2之间填塞有不导电的热固胶3，通过热固胶3提供芯片1与软性基板2之间的结合力；所述软性基板2的基板金属2-1嵌入芯片1的金属接点1-1，形成芯片线路接点与基板线路接点电气导通。
本实施例中，热固胶为环氧树脂，所述金属接点1-1为金属凸块接点Bump或金属厚垫接点PAD。
具体制作，包括以下步骤：
步骤1）、在芯片1的正面设置芯片线路、芯片线路接点、金属接点1-1，芯片线路、芯片线路接点、金属接点1-1构成芯片1的芯片线路面，其中，金属接点1-1为金属凸块接点Bump或金属厚垫接点PAD；在软性基板2的正面设置基板金属2-1，基板金属2-1上设置基板线路、基板线路接点，基板金属2-1、基板线路、基板线路接点构成软性基板2的基板线路面；
步骤2）、在软性基板2的基板线路接点区域放置不导电的热固胶3，不导电的热固胶3铺或涂或点或喷在基板上的接点区域，热固胶3为环氧树脂；
步骤3）、将芯片1的芯片线路面面向软性基板2的基板线路面，芯片线路接点对准基板线路接点，然后将芯片轻压在基板上，使不导电的热固胶3填塞在芯片1与软性基板2之间；
步骤4）、使用上热压头4对芯片1背面加热加压，使用下热压头5对软性基板2背面加热加压，并在软性基板2背面对应的下热压头5上配置若干支硬质铆针6，下热压头对基板背面加热加压时，硬质铆针对基板线路接点的背面加压，使软性基板2上的基板金属2-1产生变形凸出嵌入芯片1的金属接点1-1中，形成芯片线路接点与基板线路接点电气导通；
步骤5）、经步骤4）加热加压后，热固胶3因加热而反应，热固胶硬化后将芯片1与基板2窂固地结合成一体。
Claims (4)
1.一种覆晶芯片与软性基板封装的方法，其特征是，包括芯片（1）和软性基板（2），芯片（1）的正面设有芯片线路、芯片线路接点、金属接点（1-1）, 芯片线路、芯片线路接点、金属接点（1-1）构成芯片（1）的芯片线路面；所述软性基板（2）的正面设有基板金属（2-1），基板金属（2-1）上设有基板线路、基板线路接点，基板金属（2-1）、基板线路、基板线路接点构成软性基板（2）的基板线路面；
其特征是：所述芯片（1）的芯片线路面面向软性基板（2）的基板线路面，且芯片线路接点对准基板线路接点；芯片（1）与软性基板（2）之间填塞有不导电的热固胶（3），通过热固胶（3）提供芯片（1）与软性基板（2）之间的结合力；所述软性基板（2）上基板线路接点对应的基板金属（2-1）处嵌入芯片（1）的金属接点（1-1），形成芯片线路接点与基板线路接点电气导通；包括以下步骤：
步骤1）、在芯片（1）的正面设置芯片线路、芯片线路接点、金属接点（1-1），芯片线路、芯片线路接点、金属接点（1-1）构成芯片（1）的芯片线路面；软性基板（2）的正面设置基板线路、基板线路接点、基板金属（2-1），基板金属（2-1）、基板线路、基板线路接点构成软性基板（2）的基板线路面；
步骤2）、在软性基板（2）的基板线路接点区域放置不导电的热固胶（3）；
步骤3）、将芯片（1）的芯片线路面面向软性基板（2）的基板线路面，芯片线路接点对准基板线路接点，然后将芯片（1）轻压在软性基板（2）上，使不导电的热固胶（3）填塞在芯片（1）与软性基板（2）之间；
步骤4）、使用上热压头（4）对芯片（1）背面加热加压，使用下热压头（5）对软性基板（2）背面加热加压，并在软性基板（2）背面对应的下热压头（5）上配置若干支硬质铆针（6），下热压头（5）对基板（2）背面加热加压时，硬质铆针（6）对基板线路接点的背面加压，使软性基板（2）上的基板线路接点对应的基板金属（2-1）处产生变形凸出嵌入芯片（1）的金属接点（1-1）中，形成芯片线路接点与基板线路接点电气导通；
步骤5）、经步骤4）加热加压后，热固胶因加热而反应，热固胶硬化后将芯片（1）与软性基板（2）窂固地结合成一体。
2.根据权利要求1所述的一种覆晶芯片与软性基板封装的方法，其特征是，所述步骤2）中，不导电的热固胶（3）铺或涂或点或喷在基板上的接点区域。
3.根据权利要求1所述的一种覆晶芯片与软性基板封装的方法，其特征是，所述步骤2）中，所述热固胶（3）为环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的一种覆晶芯片与软性基板封装的方法，其特征是，所述金属接点（1-1）为金属凸块接点Bump或金属厚垫接点PAD。
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