TW478121B - Soft packaging structure and method for making the same - Google Patents

Description

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本發明係有關於一種軟式封裝構造之製 :::同時完成軟式晶片封裝基板製作去= 之軟式封裝構造製作方法。 卿目動接合 下之= 製造技術的不斷精$，在相同面積 輕之:己隐體谷量係以幾何級數態樣增加…求符合產= 溥、短、小、功能強之設計理念。如今，〇丨8料半= 寬的半導體元件已進入量產階段，相對 防18m =素損害或影響微小脆弱之IC元件，各種 rrk構也因應而生’例如晶片尺寸構裝技術ch 接才能發揮其既有之設計功能，目此在半導 ： 計優劣其電性連接之技術好壞將可直接影響到Ic元件2設 而在各㈣元件電性連，接技術中，軟式捲帶自動接 $(^pe Automate(i B〇nding ;TAB)技術由於具備有 :裝前電性測試、及低製造成本之優點，因此普= 丄22積體電路、高速電子元件構裝、航太、醫學、 各種消費性電子產品中。

軟式捲τ自動接合技術（Tab )之製作流程主要是包括 有.：〇)製作一引腳化軟式捲帶，首先係於一聚亞醯胺（po lyimide’PI)捲帶上形成銅薄膜，並於銅薄膜·上進行光阻 及蝕刻等過程而於聚亞醯胺上形成傳動孔（spr〇cket)、元 件孔（deV1Ce hole)、及金屬引腳圖案；（2)完成一 IC元件 478121 五、發明說明（2) (晶片）之金屬凸塊化步驟（bumping process) ; (3)將已個 別完成之引腳化捲帶及凸塊化1(：晶片連接，以完成内引腳 ，合步驟（Inner Lead Bonding ; ILB) ; (4)進行封膠、電 氣，性測試；（5 )將外引腳搭載到所欲驅動的元件上，以 進行外引腳接合步驟（〇uter Lead Bonding ;〇LB);及（6) 最後再進行元件之整合測試工作。 而在上述製作流程中，由於内引腳接合步驟事關丨c晶 片是否可正常工作之重要關鍵，且引腳間之間距十分徵細 製作上存在有相當之困難度，因此，如何改良内引腳之 接合技術與結構也因此成為TAB可否被大量應用及量 《 重要課題。 參閱第1A圖及第1B圖，係分別為一習用軟式捲帶 自動接合技術（TAB )中内引腳接合製程之剖面示意圖；如 圖所=，首先係提供一軟式'捲帶（tape carrier)丄5，軟 式捲帶1 5主要是包括有複數個金屬引腳1 5 3 (trace) 及一具絕緣功效之聚亞醯胺捲帶層i 5 5，引腳i 5 3之 一部分係經由蝕刻技術而形成於捲帶層1 5 5之表面，而 其之另一部分則可裸露於捲帶層1 5 5外。另外，再提供 一 I C晶片1 1 ，I c晶片1 1之上表面鋪設有一鈍態保護層 (Passivation Layer) 1 1 5 ，而在1C晶片11之上表面表（ 層設有複數個電極接墊（die pad ) 1 1 3，每一電極接墊 1 1 3皆藉由一可穿透保護層1 1 5之金屬凸‘塊（bump) 1 3而保持與外界電性連接。 之後’分別將每一引腳1 5 3對準相對應之凸塊1 3

478121 五、發明說明（3) ，利用一接合工具（熱壓頭）1 7分別對凸塊1 3及引腳 1 5 3均勻加熱及加壓作動，致使每一凸塊1 3可與相對· 應之引腳1 5 3接合，也因此IC晶片1 1内之電極接墊1 1 3將透過凸塊1 3而與引腳1 5 3電性連接，以完成内 引腳之接合步驟（ILB)，如第1B圖所示。· ， 惟，在上述習用TAB之内引腳製程中，由於每一引腳 : 1 5 3之寬度極為細微，使得引腳1 5 3極易受到外力之 影響而扭曲’徒增引腳1 5 3與相對應凸塊1 3之對準壓 合困難度；另外，每一凸塊1 3的高度亦或有不同，需將 凸塊1 3的高度控制在極小的誤差内，否則引腳1 5 3與· 凸塊1 3之接合信賴度將降低，對產品品保上有其一定之 麻煩；又，還必須精準地均勻加熱及加壓於凸塊1 3及引 腳1 5 3上，才能確保兩者間之接合品質；又，凸塊1 3 與引腳1 5 3上的焊料清潔'度也是影響接合效果良好與否 之重要因素。 針對上述習用TAB内引腳製程之種種缺憾，業界又發 展出軟式晶片模組技術（chip on film;c〇F)，c〇F技術旦 有比TAB技術更輕、更薄、引腳間距更細微之特徵，因此 近年來在半導體封裝技術領域中備受關注。

，閱第2 A圖及第2 B圖，係分別為一習用軟式晶 枳組技術（C0F)中内引腳接合製程之剖面示意圖；如圖 不，首先係提供一軟式基板5，該軟式基板2 主要係包括有複數個金屬引腳2 5 3及一具有絕ς效 聚亞醯胺材質製成之捲帶2 5 5，其中引腳2 5 3係貼

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於捲帶2 5 5之下表面上。另外，再提供一 ic晶片2ι， IC晶片2 1之上表面鋪設有一鈍態保護層2 1 5 ，而在I c . 晶片2 1之上表面表層設有複數個電極接墊2 3 ,每一電 極接墊2 3皆藉由一可穿透保護層2 1 5之金屬凸塊1 3 而保持與外界電性連接。 再者，於金屬引腳2 5 3之下表面貼附一異方性導電 膜（Anti-isotropic Conductive Film; ACF)或異方性導 電膠（Anti-isotropic Conductive Paste; ACP)之導電層 2 5 7，接續再分別將每一引腳2 5 3對準相對應之凸^ 2 3 ’利用一接合工具（熱壓頭）2 7分別對凸塊2 3及_ 引腳2 5 3均勻加熱及加壓作動，致使每一凸塊2 3可與 相對應之引腳2 1 5 3接合，也因此IC晶片2 1内之電極 接墊2 1 3將透過凸塊2 3及導電層2 5 7而與引腳2 5 3電性連接，以完成内引腳、之接合步驟（丨lb )，如第2 B 圖所示。 在上述之習用軟式晶片模祖（C0F )製程中，最關鍵之 技術還是在於引腳2 5 3與凸塊2 3的接合技術。由於每 一引腳2 5 3之寬度極為細微，且捲帶2 5 5的厚度遠比 TAB技術之捲帶1 5 5低，因此引腳2 5 3受到^ 移之情況更為嚴重，致使每一引腳2 5 3與相對應_ 凸塊23對準壓合更形不易；又，每一凸塊23之高度、 IC晶片2 1與凸塊2 3之均勻加壓加熱、凸塊-2 3與引腳 2 5 3上之焊料清潔度等影響因素還是如同TAB技術一般 存在。再者’軟式基板2 5的製造成本亦比軟式捲帶1 5

478121 五、發明說明（5) 高，且產品 廣泛且應用 另外， 中所應用之 在進行内引 就無形增加 而本發 TAB及COF封 造成本、簡 是 本發明 作方法，可 以簡化製程 本發明 作方法，以 線路’而可 線路製作能 帶自動接合 本發明 作方法，其 板之製作皆 提高内引腳 降低接合製 本發明 良率相對偏低，因此直至現今c〇F技術並無法 於量產中。 不管是TAB技術中所使用之軟式捲帶或c〇F技術 軟式基板皆為可彎折之軟性材質所製成，所以 腳接合過程時需要很高之元件對準摩，相對也 其製作時之困難度及成本支出。 明軟式封裝構造及其製作方法就是針對現有之 裝製程所面臨之缺憾提出一種可以大幅降低製 化製作流程、及提咼產品良率之實用技術。爰 之主要目的在於提供一種軟 同時進行軟式基板之製作與 步驟及節省製作成本者。 之次要目的在於提供一種軟 電鍍形成方式取代傳統之蝕 大幅提高軟式晶片封裝基板 力’且有助於軟式晶片模組 技術TAB之配線密度。 之又一目的在於提供一種軟 内引腳與1C晶片之自動接合 在一硬度較高之基底支撐下 與IC晶片在接合時之定位對 程上之困難度及增加產品良 之又一目的在於提供一種軟 式封裝構造及其製 内引腳接合製程， 式封裝構造及其製 刻方式製作圖案化 或軟式捲帶之微細 技術COF或軟式捲 式封裝構造及其製 與軟式晶片封裝基 進行’不但可有效 準能力、，亦可相對 率者。 式封裂構造及其製

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作方法，其内引腳與i c晶片之接合製程可藉由現有之覆晶 接合技術機台進行接合，不但可提高產品產量及產σ ，且可相對降低製作成本。 σ艮率 茲為使 貴審查委員瞭 功效，茲藉由下述具體實施 明做一詳細說明，說明如后 請參閱第3Α圖至第3 達成軟式封裝構造之基板製 實施例各步驟裝置剖示圖； 係、包括有： 解本發明之主要目的、特徵及 例’並配合所附之圓式對本發 Ε圖，係分別為本發明可同時 作與内引腳接合製程之一較佳 如圖所示，本發明之主要步驟 首先，提供一可由銅、鋁、鐵、鎳、鋅、鋼、 質組合物所製成之基底3 i，於基底3 腳： = :義出，包括有内引腳、腳肩 路位置線路或測試端子‘之圖案化 j d 3，而未被規劃為圖案化線路位置3 3之 所製C面則藉由一可選擇乾膜或液態光阻材

予以覆蓋，且於基底31的下表面 所示；、、，邑後、，電鍍材質依附之暫覆層3 5 ，如第3 A 成 屬 極 3 金^電鑛或姓刻等方式在基底3 U上表㈣ 、曰’而位於預設圖案化線路位置3 J可包括有内引腳、腳肩、外引腳、心； 再2線路或測試端子之圖案化線路（circuit c 移除光阻315及暫覆層35，如第3B圖：

至少― 層即成 接塾、 ’之後 478121 五、發明說明（7) 示。該圖案化線路3 之凸塊具有良好的接 不會被一起剝除的特 、嫣、鎳-金、把一錄 鈦-嫣-金或上述材質 接續，將已預留 3上表面’保護膜3 樹脂、聚脂材料、或 ;而在此步驟中，内 外以利後續晶片之組 又，於内引腳3 或異方性導電膠（ACP 屬凸塊化之IC晶片4 4 3與相對應之内引 進行兩者接合，並接 ting )等步驟以完成 連接，而I C晶片（或 1 3、凸塊4 3、及 ’且藉此可提高產品 最後，利用濕式 將一由感光型或熱烘 成之軟性防銲保護漆 貼合方式設於内引腳 如第3E圖所示。當 3所選用 合性，且 性，故可 、欽-把-組合物所 晶片孔之 7可選擇 壓克力樹 引腳3 3 裝作業， 3之表面 )之導電 1或被動 腳3 3、對 著進行烘 金屬凸塊 被動元件 導電層3 之信賴度 或乾式蝕 型之軟性 4 5 (或 3 3下表 然，在此 之材質必須與IC 於後續將基底3 選擇由金、鎳、 金、欽-舶-金、 組成之多層或單 保護膜3 7貼附 為聚亞醯胺、聚 脂等高分子膠膜 之部分將裸露於 如第3 C圖所示 貼附一異方性導 晶片所形成 1剝除時， 銅、把、麵 路-鎳-金、 層結構； 於内引腳3 乙胺、環氧 材料所製成 保護膜3 7 層3 9 ; 元件翻轉 位，再經 烤（p 0 s t 4 3與内 )4 1將 9而與内 ，如第3 刻方式將 環氧樹脂 保護膜） 面，以保 防銲保護 並將一 ，致使 一加溫 -cure) 引腳3 可透過 引腳3 D圖所 基底3 、壓克 以濕式 護該内 漆4 5 電膜（ACF ) 已經完成金 其金屬凸塊 及加壓過程 及封膠（pot 3間之永久 電極接墊4 3電性連接 示；及 1剝除，再 力樹脂所製 塗佈或乾式 引腳3 3 ， 形成步驟中

第10頁 478121 、發明說明（8) ’會針對外引腳、測試線路或測試端子空間區域予以保留： 或疋依產品需求施以鑛錫、鎳或金處理，以利後續對外· 引腳、測試線路或測試端子之接合作業，如此即可同時達 成軟式晶片封裝基板的製作與内引腳接合製程的目的，如 第3 E圖所示。 由於在此實施例中圖案化線路的製作與内引腳接合製 程都在一硬度較高之基底上進行及完成，因此在與IC晶片_ 接合時的定位、對準（A1 ignment)上難度不高，且可藉由 現有進行覆晶接合技術之機台進行接合製程，不但可"降低 内引腳接合製程的困難度，亦可降低製程的成本。另外，籲 線路的製作以電鍍方式取代傳統之蝕刻方式，可大幅提高 軟式晶片封裝基板的微細線路製作能力及軟式晶片模組** COF之配線密度。 當然，本發明之内引腳3 3與凸塊4 3之接合製程係 可選用熱壓接合（thermocompression bonding )、超音波 接合（ultrasonic bonding)、熱超音波接合（therm〇s〇nic bonding)、雷射接合（iaser bonding) ' 銲錫迴流（s〇lder ref low)等方式完成。

另外’請參閱第4圖’係為本發明又一實施例之構造 剖示圖；本發明所揭露技術亦可應用於如軟式捲帶自動接 合技術（TAB )中，只要在步驟3D時無需在金屬引腳3 3 週邊添設導電層（39)之情況下直接將已經完成，金屬凸塊化 之1C晶片41翻轉，致使其金屬凸塊4 3與相對應之内引腳 3 3對位，再經加溫、加壓、烘烤及封膠等後續步驟即可 1 iim 478121 五、發明說明（9) 〇 又，上述實施例之保護膜（37)可選擇一由感光型或熱 供型之軟性環氧樹脂、壓克力樹脂所製成之軟性防銲保護 漆4 9以濕式塗佈或乾式貼合方式設於内引腳3 3上表面 •，而上述實施例之軟性防銲保護漆（45)亦可由以聚亞醯胺， 、聚乙胺、環氧樹脂、聚脂材料、或壓克力樹脂等高分子· 膠膜材料所製成且已預留晶片孔之保護膜4 7來設於金屬 電極3 3之下表面來保護内引腳3 3。 而在此實施例中，由於同樣是在一基底上完成圖案化 線路的製作與内引腳之接合製程，因此不但可降低内引腳_ 接合製程的困難度、降低製程的成本、及大幅提高軟式晶 片封裝基板的微細線路製作能力及軟式晶片模組c〇F之配 線密度者。 另外’請參閱第5 A圖至第5 D圖，係為本發明在製 作軟式捲帶之一實施例各步驟構造剖示圖；如圖所示，本 發明所揭露之主要技術同樣可以應用於TAB技術中之軟式 捲帶製作上，其主要步驟係包括有： ，同樣提供一基底3 1，於基底3 1之部分上表面 =°又计規劃定義出一圖案化線路位置3 3 3 ，而未被規劃 =案化線路位置3 3 3之基底31其它部分表面則藉由_ :=315予以覆蓋，且於基底31的下表面形成一可 且隔 < 續，鍍材質依附之暫覆層3 5 ，如第5、A圖所示； 至，ΐ丄藉由電鑛或姓刻等方式在基底31之上表面形成 ^、一金屬層，而位於預設圖案化線路位置3 3 3之金屬

478121 五、發明說明（ίο) 層即成為可包括有内引腳、腳肩、外引腳、測試線路或測 試端子之圖案化線路3 3，之後再移除光阻3 i 暫霜 層57,如第5B圖所示·， 〇次W復 接續，於圖案化線路31上方藉由塗佈或壓合 護膜5 7，以保護電鍍形成之圖宰 = 圖所示；及 _茶化綠路3 1，如第5 c 最後，以濕式或乾式钱刻方式將基底 性：銲保護漆3丄利用濕式塗佈或乾式貼合方：J = K:5 )9，；，留外引腳區域以利後續外引腳接合：ί :引腳區域之表面處理可依產品需求 乍；· 理，以利^續内、外引腳接合作業，如第J J或金處 在此實施例中，由於圖案化線路3 7 度較高之基底上進行及完成， 的製作都在一硬 代傳統之姓刻方式，因此可大^提古=作以電鍍方式取 製作^力、配線密度、及降低其製;=捲帶的微細線路 製作方法，尤指裝:造之 一具有新賴性、進步性及可供產^本發明實為 利法所規定之專利申請 /，、<用者，應符合我國專 請，祈肖局早日賜准專了 法提出發明專利申 t惟以上所述者，僅為本發明、

非用來限定本發明實施之範圍，=貫施例而已，並 __ 凡依本發明申請專利範 第i3頁 478121 五、發明說明（11) 圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修 飾，均應包括於本發明之申請專利範圍内。

圖號對照說明 11 IC晶片 113 電極接墊 115 保護層 13 凸塊 15 軟式捲帶 153 引腳 155 捲帶層 17 熱壓頭 21 IC晶片 213 電極接墊 215 保護層 23 凸塊 25 軟式基板 253 引腳 255 捲帶 257 導電層 27 熱壓頭 31 基底 315 光阻 33 圖案化線路 333 預設線路位置 35 暫覆層 37 保護膜 39 導電層 41 I C晶片 413 電極接墊 43 凸塊 45 防銲保護漆 47 保護膜 49 防銲保護漆 57 保護膜 59 防銲保護漆 第14頁 478121 圊式簡單說明 第1A圖及第1B圖：係分別為一習用軟式捲帶自動接合 技術（TAB)中内引腳接合製程之剖面示意圖； 第2 A圖及第2 B圖：係分別為一習用軟式晶片模組技術 (COF)中内引腳接合製程之剖面示意圖； 第3 A圖至第3 E圖：係分別為本發明可同時達成軟式封 裝構造之基板製作與内引腳接合製程之一較佳實 施例各步驟構造剖示圖； 第4圖：係為本發明之又一實施例構造剖示圖；及 第5 A圖至第5 D圖：係為本發明在製作軟式捲帶之各步 驟構造剖示圖。 丨

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Claims (1)

1. 478121 六、申請專利範圍 1 · 一種軟式封裝構造之製作方法，其主要步驟係包括有 提供一基底； 於該基底之部分上表面形成預設之圖案化線路； 提供一已完成凸塊化之I c晶片，並將該IC晶片之凸塊 對準與其相對應之圖案化線路，且致使凸塊與相對 應之圖案化線路接合；及 移除該基底，並形成一保護膜於圖案化線路之其中一 表面上。 2 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，尚可包括有 下列步驟： 於圖案化線路之表面形成一導電層，且藉由該導電 層以致使I C晶片上之凸塊與圖案化線路電性連接 .如申請專利範圍第2項所述之製作方法，其中該導電 層係係可選擇異方性導電膜（ACF)、 4 (ACP)及其組合式之其中之一所製吳万r生导电/ •如申請專利範圍第1項所述之製法 化線路之形成方法係包括有： 々泰^ r 於=定義為圖案化線路之基底其它部分表面形成一 底ΐ表面形成至少-金属'層，以成為 β亥圖案化線路，及 移除該光阻。

   478121 六、申請專利範圍 5 ·如申請專利範圍第1項所述之製 丄 化線路係可包括有内引腳、腳肩、 n : 電極接墊、測試線路、測試端子 =、被二件 一者。 响十及其組合式之其中之 6 如=請專利範圍第i項所述之製作方法 化線路係可選擇由金、鎳、鋼 f中圖案 .^ 此 韵、鎢、鎳-金 、把-鎳、欽_把_金、鈦-始一金、_ 7 金及其組合式之其中之一所製成者鉻錄'金、欽-鶴' m利範圍第1項所述之製作方法，尚可包括有 卜夕y少驟： 8 於2案化線路之另一表面部分區域形成一保護膜。 1申請專利範圍第7項所述之製作方法，其中該保護 膜係可選擇聚亞醯胺、聚乙胺、環氧樹脂、聚脂材料 、壓克力樹脂及其組合，式等高分，子膠膜材料之其中之 一所製成者。 9 .如申請專利範圍第1項所述之製作方法，尚可包括有 下列步驟： 於圖案化線路之另一表面部分區域形成一軟性防銲保 護漆。 I 〇 ·如申請專利範圍第9項所述之製作方法，其中該軟性 防銲保護漆係可選擇軟性環氧樹脂及壓克力樹脂之其 中之一所製成者。 、 II ·如申請專利範圍第1項所述之製作方法，其中在移除- 該基底後，亦可形成一軟性防銲保護漆於圖案化線路

   478121 六、申請專利範圍 之下表面上 12 13 14 15 16 如申請專利範圍第1項所述之製作方法，尚可包括有 下列步驟： 提供一基底，且於該基底之下表面形成一暫覆層；及 於圖案化線路形成後，移除該暫復層。 如申明專利範圍第1項所述之製作方法，其中該基底 ，可選擇鋼、鋁、鐵、鎳、鋅、鋼、不銹鋼及其組合 式之其中之一所製成者。 了種軟式封裝構造之製作方法，其主要步驟係包括有 提供一基底； 孀 於該基底之冑分上I面形成預設之圖案化線路； 於圖案化線路之其中一表面上形成一保護膜； 移徐該基底，並於該圖案化線路之 面^八 上形成一防銲保護漆。表面邻分區域 如申請專利範圍第i 4項所述之製作方 案化線路之形成方法係包括有·· 其中該圖 於未被定義為圖案化線路之基底其它 光阻； 刀表面形成— 以電鍍方式在基底上表面形成至少一金 該圖案化線路；及 辑層，以成為 移除該光阻。 •如申請專利範圍第1 4項所述之製作方法， 电j一。…— 腳肩、从…其中該圖 案化線路係可包括有内弓丨腳、腳肩、外弓丨腳其 被動 元 第18頁 478121 六 17 18 19 20 21 申請專利範圍 =電：接塾、測試線路、測試端子及 '— 之一者。 組合式之其中 2申請專利範圍第丄4項所遂之製 、 !化線路係可選擇由佘、鎳、鋼、鈀f ’其中該圖 、鈀-鎳、鈦-鈀-金、鈦-鉑-金、鉻 汉八、，且σ式之其中之一所製成者。 $申請專利範圍第i 4項所述之製作 濩膜及防銲保護漆係可選擇聚亞醯胺、'’其中該保 樹脂、聚脂材料、壓克力樹脂及其組人乙胺、環氧 膜材料之其中之一所製成者。、〇式等高分子膠 如申請專利範圍第i 4項所述之 有下列步驟： 乍方法，尚可包括 提供一基底，且於該基底之下表面 ^ 於圖案化線路形成後，移除該暫覆層。暫覆層；及 如申請專利範圍第1項所述之製作4、去 係可選擇鋼、鋁、鐵、鎳、鋅、鋼、其中該基底 式之其中之一所製成者。’ 銹鋼及其組合 一種軟式封裝構造，其主要係包括有·· 一至少包括有内引腳之圖案化線路·, 於該圖案化線路之一表面上設有—保 於該圖案化線路之另一表面部分區A 及 護漆。 _叹有—防銲保 、鎢 金、 鎳〜 22 ·如申請專利範圍第2 i項所述之軟式 遠圖案化線路尚可包括有外引腳、腳、、造’其中 被動元件電

   478121 六 申請專利範圍 =接墊、測試線路、測試端子及其組合式之其中 23 •如申請專利範圍第2 i項所述之軟式封其中 :圖案化線路係可選擇由金、鎳、鋼、鈀、鉑、鷄、 ^ 、、巴〜鎳、鈦-鈀-金、鈦-鉑-金、级 金、银 24 如 =其組合式…之一所製成者鉻t金 該“膜式封裝構造，其* 環氧樹脂、聚脂材料、壓=擇聚亞醯胺、聚乙胺、 子膠膜材料之其中之〜所及其組合式等高分