TWI625829B

TWI625829B - 晶片之正、背面間電性連接結構及其製造方法

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Publication number: TWI625829B
Application number: TW103126506A
Authority: TW
Inventors: gui-wu Zhu; Xuan-Yu Lu
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2018-06-01
Also published as: TW201606947A

Abstract

一種晶片之正、背面間電性連接結構及其製造方法，包含一晶片及一軟性電路板(FPC，Flexible Printed Circuit)，該晶片之正面上設有多個晶墊(die pad)及至少一作用區(active area)如指紋辨識感應作用區；該軟性電路板具有一第一表面及一第二表面，該第一表面上設有多個對應於該些晶墊之第一連接墊；該第二表面上設有多個分別與第一表面上各第一連接墊對應連接之第二連接墊，該些第二連接墊係用以與一印刷電路板上所預設電路之各接點對應連接以使該晶片能藉該些第二連接墊而安裝在一印刷電路板上並達成電性連接；製造時，利用該軟性電路板以將其第一表面上所設之各第一連接墊對應電性連接在該晶片正面之各晶墊上，再使該軟性電路板彎曲延伸並繞過該晶片一側邊緣以黏著貼覆在該晶片之背面上，藉此使該軟性電路板之第二表面上所設之各第二連接墊能電性連接並安裝在一印刷電路板上，以使該晶片之正面上所設之作用區能配合該印刷電路板使用而達成作用區之使用功能，並達成製程簡化及成本效益。

Description

晶片之正、背面間電性連接結構及其製造方法

本發明係有關一種晶片之正、背面間電性連接結構及其製造方法，尤指一種利用一軟性電路板由一晶片之正面彎曲延伸並繞過該晶片一側邊緣而黏著貼覆在該晶片之背面，以使晶片正面上所設各晶墊(die pad)能藉由該軟性電路板之電路連通而移位至晶片之背面供可電性連結並安裝在一印刷電路板上，藉以使該晶片正面上所設之作用區能配合該印刷電路板而達成作用區之使用功能。

利用表面黏著技術(SMT)將一晶片以覆晶(flip-chip)方式電性連結並安裝在一印刷電路板(PCB)上，乃為目前晶片常見的使用組態及習知技術，此時該晶片之正面上所設之多個晶墊(die pad)即面對該印刷電路板(PCB)且能對應電性連接於該印刷電路板表面上所設電路層之各預設接點上。

但當一晶片之正面上除了多個晶墊(die pad)之外，還設有其他作用區(active area)時，即無法以覆晶(flip-chip)方式電性連接並安裝在一印刷電路板(PCB)上。在此以一指紋辨識晶片如圖2所示之晶片10為例說明但非用以限制本發明，該晶片10之正面11上設有多個晶墊(die pad)110及一作用區(active area)111如指紋辨識感應作用區(sensor active area)，該感應作用區111係用以對外感應一指紋影像(如將手指按壓在作用區111表面上)並轉換成電子訊號，再透過該些晶墊(die pad)110將電子訊號傳輸至所電性連接之印刷電路板供進行辨識功能或相關作業。由於該作用區111如指紋辨識感應作用區是對外感應，故該作用區111之表面須朝向該印刷電路板之相對側，否則會被該印刷電路板遮住，因此該晶片10之正面11上的多個晶墊(die pad)110無法以覆晶(flip-chip)方式電性連接並安裝在印刷電路板(PCB)上。

雖然，該晶片10之正面11上多個晶墊(die pad)110與印刷電路板(PCB)之間可採用其他接合方式來進行電性連結，如採用導線連結(wire bond)方式，但所使用之導線是從晶墊(die pad)110表面呈弧狀拉引至位於該晶片10之背面12處之印刷電路板(PCB)，因此導線之最高點相對會高出該晶片10之正面11或其上之晶墊(die pad)110一段距離，又該些導線(wire)外圍一般會再施作一絕緣外護層用以蓋住並保護該些導線(wire)，以致該些導線(wire)或其外護層相對於該作用區(active area)111之感應面之間的落差加大，以圖1為例說明，該落差就像是圖1中第二表面22與該作用區111之感應面(如晶片10之正面11)之間的落差，但實際落差會比圖1中所示之50μm大，造成作用區111之表面與周遭表面之間的落差及不平整，相對影響該作用區111如指紋辨識感應作用區之感應功能及使用效果。另，如在晶片10之封裝中在正面11及背面12之間安排電性導通用導通孔，此類導通孔之設計常見於晶片封裝及相關先前技術中，但製程相對麻煩且複雜，不符合成本效益。

由上可知，對一正面上同時設有多個晶墊(die pad)及其他作用區(active area)如指紋辨識晶片之指紋辨識感應作用區(sensor active area)之晶片而言，本領域之先前技術的結構及/或製程實難以符合實際使用時之需求，因此在本相關領域中，仍存在進一步改進之需要性。

本發明主要目的乃在於提供一種晶片之正、背面間電性連接結構及其製造方法，其係利用一軟性電路板由一晶片之正面彎曲延伸並繞過該晶片一側邊緣而黏著貼覆在該晶片之背面，以使晶片正面上所設各晶墊(die pad)能藉由該軟性電路板之電路連通而移位至晶片之背面供可電性連接並安裝在一印刷電路板上，藉以使該晶片正面上所設之作用區能配合該印刷電路板而達成作用區之使用功能。

為達成上述目的，本發明之晶片之正、背面間電性連接結構係包含一晶片及一軟性電路板(FPC，Flexible Printed Circuit)，該晶片之正面上設有多個晶墊(die pad)及至少一作用區(active area)如指紋辨識感應作用區(sensor active area)；該軟性電路板具有一第一表面及一第二表面，該第一表面上設有多個第一連接墊供分別對應於該晶片正面上所設之各晶墊(die pad)；該第二表面上設有多個第二連接墊供分別與第一表面上各第一連接墊對應電性連接，又該些第二連接墊係用以與一相配合使用之印刷電路板上所預設之連接電路之各外露接點對應連接，以使該晶片能藉該軟性電路板所設該些第二連接墊而安裝在一印刷電路板上並達成電性連接。

為達成上述目的，本發明之晶片之正、背面間電性連接結構之製造方法係包含下列步驟：

步驟1：提供一晶片，該晶片之正面上設有多個晶墊(die pad) 及至少一作用區(active area)。

步驟2：提供一軟性電路板，該軟性電路板具有一第一表面及一第二表面，該第一表面上設有多個第一連接墊供分別對應於該些晶墊(die pad)，該第二表面上設有多個第二連接墊供能藉由軟性電路板之電路設計而分別與第一表面上各第一連接墊對應電性連接，又該些第二連接墊係用以與一印刷電路板上所預設之連接線路之各外露接點對應連接。

步驟3：將該軟性電路板之第一表面上所設各第一連接墊對應電性連接在該晶片正面之各晶墊上。

步驟4：使該軟性電路板彎曲延伸並繞過該晶片一側邊緣以黏著貼覆在該晶片之背面上，藉此使該軟性電路板之第二表面上所設之各第二連接墊能面對向外，供可藉後續作業以電性連接並安裝在一相配合印刷電路板上，以使該晶片之正面上所設之作用區能配合該印刷電路板使用而達成作用區之使用功能。

在本發明一實施例中，其中該作用區(active area)係為一指紋辨識感應作用區(sensor active area)，且該感應作用區之上面進一步設置一高透光度介質層，用以保護該感應作用區。

在本發明一實施例中，其中該感應作用區(sensor active area)上所設置之高透光度介質層，其高度係與該軟性電路板在各第一連接墊對應電性連接在該晶片正面之各晶墊上之後的高度齊平，即與該軟性電路板之頂面(第二表面)形成同一高度。

10‧‧‧晶片

11‧‧‧正面

12‧‧‧背面

110‧‧‧晶墊

111‧‧‧作用區

20‧‧‧軟性電路板

21‧‧‧第一表面

210‧‧‧第一連接墊

22‧‧‧第二表面

220‧‧‧第二連接墊

30‧‧‧化學鎳金層(ENIG)

40‧‧‧黏膠層

50‧‧‧高透光度介質層

第1圖係本發明晶片之正、背面間電性連接結構一實施例之剖視示意圖。

第2圖係本發明之晶片一實施例之上視示意圖。

第3A~3E圖係本發明晶片之正、背面間電性連接結構之製造方法之流程示意圖。

第4圖係第1圖中本發明晶片之正面上所設感應作用區之上面設置一高透光度之介質層之剖視示意圖。

第5圖係第4圖中該高透光度介質層之高度與該軟性電路板之高度齊平之剖視示意圖。

為使本發明更加明確詳實，茲列舉較佳實施例並配合下列圖示，將本發明之結構及其技術特徵詳述如後：參考圖1，本發明之晶片之正、背面間電性連接結構係包含一晶片10及一軟性電路板(FPC，Flexible Printed Circuit)20，該晶片10可為一指紋辨識晶片而該作用區(active area)可為一指紋辨識感應作用區(sensor active area)但非用以限制本發明。該晶片10之正面11上設有多個晶墊(die pad)110及至少一作用區(sensor activearea)111(如指紋辨識感應作用區)如圖2所示。在圖2中，該晶片10之正面11上設有四個晶墊(die pad)110並排列成一排但非用以限制本發明，因此在圖1中只顯示一晶墊(die pad)110但非用以限制本發明。又以圖2之晶片10為例說明，該晶片10係一指紋辨識晶片，該作用區111為一指紋辨識感應作用區(sensor active area)，其佔有該晶片10之正面11上較大面積，其係用以對外感應一指紋影像如將手指按壓在該作用區111之表面上，並轉換成電子訊號，再透過該些晶墊(die pad)110 以將電子訊號傳輸至所連結之印刷電路板(圖未示)供進行辨識功能相關作業。

再以圖2之晶片10及軟性電路板20為例說明，但圖2所示之尺寸及比例並非用以限制本發明，該軟性電路板20可設計形成一長矩形軟性電路板，並依使用需要而具有預定之電路設計，其具有一第一表面21及一第二表面22；該軟性電路板20之一部分是落在該晶片10之正面11上，再由該晶片10之正面11彎曲並延伸繞過該晶片10一側邊緣而延伸至並黏著貼覆在該晶片10之背面12上，其中該軟性電路板20得蓋住該晶片10之背面12的全部如圖1所示，但非用以限制本發明，也就是，該軟性電路板20亦可視設計需要而蓋住該晶片10之背面12的一部分(圖未示)。該第一表面21上設有多個第一連接墊210供分別對應於該晶片10之正面11上所設之多個晶墊(die pad)110；該第二表面22上設有多個第二連接墊220供藉由軟性電路板20之電路而分別與該第一表面21上所設之各第一連接墊210對應連接，至於該多個第二連接墊220與該多個第一連接墊210之間的對應連接關係，乃是建立在該軟性電路板20之電路設計上，對本發明而言乃是利用現有之電路板線路設計技術可達成者，故在此不再贅述。

以圖2之晶片10及軟性電路板20為例說明，該第一表面21上所設之多個第一連接墊210與該第二表面22上所設之多個第二連接墊220係分開一段距離而分別位在靠近該長矩形軟性電路板20之長度向二相對端處但非用以限制本發明，如此可使該軟性電路板20之一部分落在該晶片10之正面11上，並使該軟性電路板20能由該晶片10之正面11彎曲並繞過該晶片10一側邊緣而延伸至該晶片10之背面12以使其第二表面22能黏著貼覆在該背面12上。該多個第二連接墊220係用以與一相配合使用之印刷電路板(圖未示)上所預設之連接電路之各外露接點對應連接如圖1中箭頭A所示，該多個第二連接墊220即是依箭頭A所示方向對應連接至一印刷電路板(圖未示)上所預設之連接線路之各外露接點上，以使該晶片10能藉該軟性電路板20所設之該些第二連接墊220而安裝在一印刷電路板上(圖未示)並達成電性連接。至於該印刷電路板之設計或所採用之對應連接工法如覆晶方式，在本發明中視為習知技術，故不另再說明。

此外，以圖2所示結構為例說明，在該軟性電路板20之第一表面21上所設之多個第一連接墊210與該晶片10之正面11上所設之多個晶墊(die pad)110對應連接之前，各晶墊(die pad)110之表面上可先設一化學鎳金層(ENIG，electroless nickel/immersion gold)30，但非用以限制本發明；該化學鎳金層(ENIG)30得防止各晶墊(die pad)110氧化，並可增進該第一連接墊210與晶墊(die pad)110之間的焊結連接效率。

此外，以圖2所示結構為例說明，在該軟性電路板20之第一表面21上可預設一黏膠層40如雙面背膠但非用以限制本發明，以使該軟性電路板20由該晶片10之正面11彎曲繞過該晶片10一側邊緣而延伸至該晶片10之背面12時，該軟性電路板20之第一表面21即能藉該黏膠層40而黏著貼覆在該背面12上。

本發明之晶片之正、背面間電性連接結構之製造方法包含下列步驟：

步驟1：提供一晶片10如圖3A所示，該晶片10之正面11上設有多個晶墊(die pad)110及至少一作用區(active area)111；又各晶墊110 可預設一化學鎳金層(ENIG，electroless nickel/immersion gold)30如圖3B所示。

步驟2：提供一軟性電路板20如圖3C所示，該軟性電路板20具有一第一表面21及一第二表面22，該第一表面21上設有多個第一連接墊210供分別對應於該些晶墊(die pad)110，該第二表面22上設有多個第二連接墊220供可藉軟性電路板20之電路而分別與第一表面21上各第一連接墊210對應連接，又該些第二連接墊220係用以與一配合使用之印刷電路板上所預設之連接電路之各外露接點對應連接；其中，該軟性電路板20之第二表面22上可預貼一雙面背膠層40如圖3D所示。

步驟3：將該軟性電路板20之第一表面21上所設各第一連接墊210對應電性連接在該晶片10之正面11上之各晶墊110或其化學鎳金層(ENIG)30上如圖3C、3D所示。

步驟4：如圖3E所示，使該軟性電路板20彎曲並繞過該晶片10一側邊緣以延伸至該晶片10之背面12上並黏著貼覆(如利用該黏膠層40)在該背面12上；藉此，使該軟性電路板20之第二表面22上所設各第二連接墊220能面向外(如圖1中箭頭A所示)，供可藉後續作業以電性連接並安裝在一相配合印刷電路板(圖未示)上，以使該晶片10之正面11上所設之作用區111能配合該印刷電路板使用而達成該晶片10之使用功能如指紋辨識晶片之指紋辨識功能。

此外，如圖4所示，該作用區111之表面上進一步設置一高透光度介質層50，用以保護該作用區111且不影響其使用功能；如圖4所示，該高透光度介質層50係設置在該晶片10之正面11上，用以全面遮護該作用區 111但露出各晶墊(die pad)110及/或各晶墊(die pad)110上所設之化學鎳金層(ENIG)30。

此外，在圖4中該感應作用區111上所設置之高透光度介質層50的高度進一步與該軟性電路板20落在該晶片10之正面11上的高度(即圖4、5中該軟性電路板20之第二表面22的表面)齊平如圖5所示，以使該晶片10之正面11形成同一平面，藉以符合該晶片10如指紋辨識晶片在實際應用上之組裝需要。

以上所述僅為本發明的優選實施例，對本發明而言僅是說明性的，而非限制性的；本領域普通技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效變更，但都將落入本發明的保護範圍內。

Claims

一種晶片之正、背面間電性連接結構，其係由下列元件構成：一晶片，其係一指紋辨識晶片，其正面上設有多個晶墊(die pad)及一指紋辨識感應作用區(active area)，其中該多個晶墊係排列設在該指紋辨識感應作用區之一側，其中各晶墊之表面上設有一化學鎳金層(ENIG)；以及一軟性電路板(FPC)，其具有一第一表面及一第二表面，該第一表面之一部分區域上設有多個第一連接墊供分別對應連接於該晶片正面之一側所設之各晶墊，且使該第一表面之該部分區域覆蓋在該晶片正面上設有該多個晶墊之該側上並離開該指紋辨識感應作用區一段距離，該第二表面上設有多個第二連接墊供分別與該第一表面上各第一連接墊對應連接，其中該些第二連接墊係用以與一相配合使用之印刷電路板上所預設之連接電線路之各外露接點對應連接，以使該晶片能藉該軟性電路板所設該些第二連接墊而安裝在該印刷電路板上並達成電性連接，其中該軟性電路板之第一表面上更設有一黏膠層；其中該軟性電路板係由該晶片之正面上設有該多個晶墊之該側彎曲並繞過該晶片上設有該多個晶墊之該側之邊緣而延伸至該晶片之背面並黏著貼覆在該背面上，以使晶片正面上所設各晶墊能藉由該軟性電路板之電路連通而移位至晶片之背面並面向外以供電性連接並安裝在該印刷電路板上；其中該晶片正面所設之指紋辨識感應作用區的上表面設置一高透光度介質層，該高透光度介質層係完全遮護該指紋辨識感應作用區但露出各晶墊。
如請求項1所述之晶片之正、背面間電性連接結構，其中該作用區上所設置之高透光度介質層的高度進一步與該軟性電路板落在該晶片之正面上的高度齊平，以使該晶片之正面形成同一平面。
如請求項1所述之晶片之正、背面間電性連接結構，其中該晶片之正、背面間電性連接結構係利用下列之製造方法所製成：步驟1：提供一晶片，其係一指紋辨識晶片，其正面上設有多個晶墊及一指紋辨識感應作用區，其中該多個晶墊係排列設在該指紋辨識感應作用區之一側，其中各晶墊之表面上設有一化學鎳金層(ENIG)；步驟2：提供一軟性電路板，其具有一第一表面及一第二表面，該第一表面之一部分區域上設有多個第一連接墊供分別對應連接於該晶片正面之一側所設之各晶墊，且使該第一表面之該部分區域覆蓋在該晶片正面上設有該多個晶墊之該側上並離開該指紋辨識感應作用區一段距離，該第二表面上設有多個第二連接墊供分別與該第一表面上各第一連接墊對應連接，其中該些第二連接墊係用以與一相配合使用之印刷電路板上所預設之連接電線路之各外露接點對應連接，其中該軟性電路板之第一表面上設有一黏膠層；步驟3：使該軟性電路板之第一表面上所設各第一連接墊與該晶片之正面上所設之各晶墊上對應電性連接；步驟4：使該軟性電路由該晶片之正面上設有該多個晶墊之該側彎曲並繞過該晶片上設有該多個晶墊之該側之邊緣以延伸至該晶片之背面上並藉該軟性電路板之第一表面上所設有之該黏膠層以黏著貼覆在該背面上，藉此使該軟性電路板之第二表面上所設之各第二連接墊能向外面對該印刷電路板；步驟5：設置一高透光度介質層在該晶片正面所設之指紋辨識感應作用區的上表面，使該高透光度介質層係完全遮護該指紋辨識感應作用區但露出各晶墊。