TW201327752A - 晶片構裝 - Google Patents

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Abstract

一種晶片構裝，包括預封型導線架、晶片、多條導線、擋牆以及封膠體。預封型導線架的晶片座與多個接腳被預封材一體成型地包覆，且各接腳的第一部分延伸至預封材之外。擋牆配置於預封型導線架上並連接預封材，以形成容置晶片與多條導線的凹穴。擋牆與預封材可以具有不同的材質。封膠體填入凹穴內，以覆蓋晶片與導線。

Description

晶片構裝
本發明是有關於一種半導體技術，且特別是有關於一種半導體構裝技術。
半導體構裝技術被廣泛地應用於各類型的電子元件製程上，用以將半導體晶片連接至基板或導線架等載具，或直接將半導體晶片接合至電路板，以達成半導體晶片與外部線路的連接。
在已知發光二極體晶片的構裝技術中，採用預封型導線架(pre-molded leadframe)取代傳統的陶瓷基板來承載發光二極體晶片。預封型導線架包括絕緣預封材(insulating pre-molding unit)，用以包封具有正極接腳和負極接腳的導線架，其中部分的正極接腳和負極接腳暴露於預封材外部。晶片配置於預封型導線架上，並且藉由導線耦接至正極接腳和負極接腳。封膠體(molding compound)被形成於預封型導線架上，用以包覆晶片與導線。
然而，以往封膠體多是藉由模製方式來形成，因此製作上需要負擔模具的成本。雖然，可以考慮採用點膠(dispensing)或噴塗(injection)的方式來形成封膠體，但此類方式的膠量控制不易，且封膠材料被形成於預封型導線架上之後，可能會流動至非預期的位置，而產生溢膠的問題。
另一方面，預封材與預封型導線架之間也可能因為熱應力或其他因素而產生脫層的問題，而外界的空氣或水氣可能由預封材與預封型導線架的接合處進入發光二極體晶片構裝內部，而影響產品的可靠度。
本發明提供一種晶片構裝，係於預封型導線架上形成擋牆，藉以規劃預封型導線架上之封膠體的形成位置與注膠量，換言之，藉由擋牆可以避免溢膠或注膠量不易控制等問題，有助於提升製程良率，並節省製程成本。此外，擋牆的材質可以依實際需求變更。例如：應用於發光二極體之晶片構裝時，擋牆可以為透明材料，用以增加出光。或者，擋牆例如是磷光材料，用以吸收發光二極體發出的光線，並且轉換為螢光輸出。如此，可在發光二極體斷電後藉由螢光進行夜間照明、情境照明、或者作為緊急指示燈。又或者，擋牆例如是黑色的吸光材料，適用於發光二極體顯示裝置，用以降低外界光線產生的漫射效應，增強顯示對比。
據此，本發明提出的晶片構裝主要包括預封型導線架、晶片、多條導線、擋牆以及封膠體。預封型導線架的晶片座與多個接腳被預封材一體成型地包覆，且各接腳的第一部分延伸至預封材之外。擋牆配置於預封型導線架上並連接預封材，以形成容置晶片與多條導線的凹穴(cavity)。如同前述，擋牆與預封材可以具有不同的材質。封膠體填入凹穴內，以覆蓋晶片與導線。
本發明提出的晶片構裝還可對預封型導線架的晶片座以及接腳的高度進行設計，以利於打線製程。預封材可以暴露出晶片座的底面，使晶片構裝內部的熱能可藉由晶片座的底面散逸至外界。預封材可以內摻多個金屬化合物，當晶片為發光二極體晶片時，可以加強發光二極體晶片發出的光線在凹穴內的反射效率。此外，晶片座表面亦可設置反射鍍膜，以達到類似或者更好的反射效率。
前述晶片座的邊緣可具有彎折部，且預封材包覆彎折部。藉由彎折部可以延長外界水氣進入晶片構裝的路徑，有效避免水氣經由晶片座與預封材的接合處進入晶片構裝內部。此外，彎折部亦有助於加強預封材與晶片座之間的接合強度。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
請參考圖1A-1C，其中圖1A為依照本發明之一實施例的一種晶片構裝的剖面圖，圖1B與圖1C分別為此晶片構裝的側視圖與上視圖。為清楚表達晶片構裝的內部結構，圖1C省略部分的構件。本實施例以發光二極體晶片120之構裝為例來說明本發明的一種技術方案，其中預封型導線架110用以承載發光二極體晶片120，且預封型導線架110包括晶片座112、多個接腳(包括正極接腳114與負極接腳116)，以及預封材118。在此，預封材118例如是選用熱塑型高分子材料，以射出成型方式製成，或是可選用熱固型高分子材料，以壓模成型方式製成，其中尤以熱固型高分子材料能提供良好的耐熱、耐黃變等特性，具有較佳的可靠度。此外，預封材118可以內摻多個金屬化合物，以加強預封材118對發光二極體晶片120發出的光線的反射效果。
正極接腳114與負極接腳118分別設置於晶片座112的兩側，且正極接腳114的第一部分114a以及負極接腳116的第一部分116a分別延伸至預封材118之外，作為整體晶片構裝100的外引腳。發光二極體晶片120配置於晶片座112上，具有多個接墊122，且接墊122分別藉由多條導線130連接至正極接腳114與負極接腳118。此外，本實施例選擇使預封材118暴露出晶片座112的底面112a，使晶片構裝100內部的熱能(例如發光二極體晶片120運作時產生的熱能)可藉由晶片座112的底面112a散逸至外界。
本實施例更在預封型導線架110上形成擋牆140。擋牆140與發光二極體晶片120位於預封型導線架110的同一側，且擋牆140連接預封材118，以形成用以容置晶片120與導線130的凹穴150。封膠體160填入凹穴150內，以覆蓋發光二極體晶片120與導線130。此外，本實施例可以選擇在封膠體160與發光二極體晶片120之間設置光轉變層170。光轉變層170包含光轉變物質顆粒，例如螢光粉。發光二極體晶片120射出的光線，例如：藍光，可以被光轉變物質顆粒轉換為不同顏色的光線，例如：綠光、黃光或紅光，其不同顏色的光線再混合以產生白光。值得注意的是，光轉變層170可選擇性設置，在只發單色光之發光二極體構裝中不需設置光轉變層170。在本發明的其他實施例中，亦可選擇在封膠體160內掺入光轉變物質顆粒來取代光轉變層170。
承上述，本實施例提出的晶片構裝100係於預封型導線架110上形成擋牆140，藉以規劃預封型導線架110上之封膠體160的形成位置與注膠量。換言之，藉由擋牆140可以在形成封膠體160的過程中避免溢膠或注膠量不易控制等問題，因而有助於提升製程良率，並節省製程成本。
此外，本實施例的擋牆140與預封材118具有不同的材質，更具體而言，可以選用各種可能的材質來製作擋牆140，以提供不同的功能。如圖2所示之另一實施例的晶片構裝200，係採用透明材料來製作擋牆240，如此。由發光二極體晶片220發出的部分光線L可以從擋牆240射出，以增加晶片構裝200的整體出光量。此外，由於擋牆240是預先形成在預封型導線架110上，因此可以依需求來設計擋牆240的形狀。例如，擋牆240的側面242可以如圖2所示為平面，或者，擋牆240的側面242也可能是曲面或是其他經過設計的造型面。
另外，如圖3所示之又一實施例的晶片構裝300，係採用磷光材料來製作擋牆340。磷光材料可以吸收發光二極體發出的光線L，並且將其轉換為螢光P輸出。如此，可在發光二極體晶片320斷電後藉由螢光P進行夜間照明、情境照明、或者作為緊急指示燈。在此，可以視需求來設計擋牆340的形狀，以在擋牆340發出螢光P時形成各種不同的發光圖案。
又或者，如圖4所示之再一實施例的晶片構裝400，可以採用黑色吸光材料來製作擋牆440。將晶片構裝400應用於發光二極體顯示裝置，如電視機、廣告看板等，可以降低外界光線S照射於晶片構裝400所產生的漫射效應，因此有助於增強顯示畫面的對比，提高顯示品質。
本發明還可對預封型導線架的晶片座以及接腳的高度進行設計，以利於打線製程。如圖5所示的晶片構裝500的局部結構，接腳514的第二部份514a位於凹穴550內。發光二極體晶片520配置於晶片座512的承載面512a上。導線530連接於發光二極體晶片520的接墊522與相應的第二部份514a的接合區515之間。本實施例的接腳514的接合區515高於晶片座512，用以降低發光二極體晶片520與接合區515之間的高度落差，以利打線製程的進行。此外，還可以限制接合區515的最大高度，避免造成反效果。例如，設定接合區515相對於承載面512a的高度H1小於或等於接墊522相對於承載面512a的高度H2的兩倍。
請參考圖6，其繪示依照本發明之另一實施例的晶片構裝600。本實施例的晶片座612的邊緣可具有彎折部612a，且預封材618包覆彎折部612a。在此，彎折部612a可以是如圖6所示的階梯狀結構，或者任何類似的結構。藉由彎折部612a可以延長外界空氣或水氣進入晶片構裝600的路徑R。換言之，可以有效避免外界空氣或水氣經由晶片座612與預封材618的接合處進入晶片構裝600內部，確保發光二極體晶片620的正常運作。此外，彎折部612a亦有助於加強預封材618與晶片座612之間的接合強度。
另外，為了提高預封型導線架對於光線的反射效果，以增加發光二極體晶片構裝的光輸出效率，本發明還可以選擇對晶片座表面進行加工。如圖7所示的晶片構裝700，晶片座712的承載面712a上具有反射鍍層780。此反射鍍層可以全面覆蓋承載面712a，而位於發光二極體晶片720與晶片座712之間。或者，可以選擇僅在發光二極體晶片720以外的承載面712a的其他區域上形成反射鍍層780。本實施例不限定反射鍍層780在承載面712a上的位置，也不限定反射鍍層780的形狀、圖案等。例如，在本發明的其他實施例中，反射鍍層可以是散佈於承載面712a上的多個反射圖案。
雖然本發明已以實施例揭露如上，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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．晶片構裝
110．．．預封型導線架
112．．．晶片座
112a．．．晶片座的底面
114．．．正極接腳
114a．．．正極接腳的第一部分
116．．．負極接腳
116a．．．負極接腳的第一部分
118．．．預封材
120．．．發光二極體晶片
122．．．接墊
130．．．導線
140．．．擋牆
150．．．凹穴
160．．．封膠體
170．．．光轉變層
200．．．晶片構裝
220．．．發光二極體晶片
240．．．擋牆
242．．．擋牆的側面
L．．．光線
300．．．晶片構裝
320．．．發光二極體晶片
340．．．擋牆
P．．．螢光
400．．．晶片構裝
440．．．擋牆
S．．．外界光線
500．．．晶片構裝
512．．．晶片座
512a．．．晶片座的承載面
514．．．接腳
514a．．．接腳的第二部份
515．．．接腳的第二部份的接合區
520．．．發光二極體晶片
522．．．接墊
530．．．導線
550．．．凹穴
H1．．．接合區相對於承載面的高度
H2．．．接墊相對於承載面的高度
600．．．晶片構裝
612．．．晶片座
612a．．．彎折部
618．．．預封材
620．．．發光二極體晶片
R．．．外界空氣或水氣的滲入路徑
700．．．晶片構裝
712．．．晶片座
712a．．．承載面
720．．．發光二極體晶片
780．．．反射鍍層
圖1A為依照本發明之一實施例的一種晶片構裝的剖面圖。
圖1B與圖1C分別為圖1之晶片構裝的側視圖與上視圖。
圖2-7分別繪示依照本發明之不同實施例的多種晶片構裝。
100．．．晶片構裝
110．．．預封型導線架
112．．．晶片座
112a．．．晶片座的底面
114．．．正極接腳
114a．．．正極接腳的第一部分
116．．．負極接腳
116a．．．負極接腳的第一部分
118．．．預封材
120．．．發光二極體晶片
122．．．接墊
130．．．導線
140．．．擋牆
150．．．凹穴
160．．．封膠體
170．．．光轉變層

Claims (13)

  1. 一種晶片構裝，包括：一預封型導線架，包括：一晶片座；多個接腳，位於該晶片座旁；以及與該晶片座以及該些接腳一體成型的一預封材，各該接腳的一第一部分延伸至該預封材之外；一晶片，配置於該晶片座上；多條導線，分別連接於該晶片與該些接腳之間；一擋牆，配置於該預封型導線架上並連接該預封材，該擋牆與該預封材具有不同的材質，該擋牆與該晶片位於該預封型導線架的同一側，且該擋牆圍繞該晶片與該些導線而與該預封型導線架共同形成一凹穴(cavity)；以及一封膠體，填入該凹穴內，以覆蓋該晶片與該些導線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶片構裝，其中各該接腳的一第二部份位於該凹穴內，各該導線連接至相應的該第二部份的一接合區，該晶片配置於該晶片座的一承載面，且該接合區高於該晶片座。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之晶片構裝，其中各該導線分別連接至該晶片的一接墊，且該接合區相對於該承載面的高度小於或等於各該接墊相對於該承載面的高度的兩倍。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之晶片構裝，其中該預封材暴露出該晶片座的一底面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之晶片構裝，其中該預封材內摻多個金屬化合物。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之晶片構裝，其中該預封材包括一熱固型高分子材料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之晶片構裝，其中該晶片為一發光二極體晶片。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之晶片構裝，更包括一光轉變層，配置於該封膠體與該晶片之間。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之晶片構裝，其中該擋牆包括一透明材料。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之晶片構裝，其中該擋牆包括一磷光材料。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之晶片構裝，其中該擋牆包括一黑色材料。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之晶片構裝，其中該晶片座的邊緣具有一彎折部，且該預封材包覆該彎折部。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之晶片構裝，其中該晶片配置於該晶片座的一承載面，且該晶片構裝更包括一反射鍍層，位於該承載面上。
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