TWI711128B - 用於承載晶片之具有疏水薄層的捲帶薄膜及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於承載晶片的捲帶薄膜，包含一絕緣基板，具有一前面、一後面及介於該前面及該後面的一側面；一配線圖案形成於該絕緣基板的該前面；一防焊層形成於該絕緣基板的該前面且部份地覆蓋該配線圖案；以及一疏水薄層形成於該捲帶薄膜的表面，其中該疏水薄層覆蓋該防焊層或該配線圖案且覆蓋該絕緣基板之後面及側面。

Description

用於承載晶片之具有疏水薄層的捲帶薄膜及其製造方法

本發明係有關於捲帶薄膜，特別關於可承載半導體晶片的捲帶薄膜。

承載晶片用的軟質線路基板多為捲帶薄膜。在業界捲帶薄膜與晶片的結合依不同裝配模式有各種稱呼，例如TCP(Tape Carrier Package捲帶式載體封裝)或COF(Chip On Film薄膜覆晶封裝)。TCP及COF都是運用軟質線路基板作為封裝晶片的載體。此等捲帶薄膜長度為數公尺其上設有傳動孔，以使其可在機台上運作承載數量多的晶片並透過傳動孔進行運送。在晶片廠，透過熱壓可將晶片上的金凸塊(Gold Bump)與位在捲帶薄膜上之配線圖案的內引腳接合。在面板廠，透過ACF膠可使導電玻璃與位在捲帶薄膜上之配線圖案的外引腳接合。

習知之捲帶薄膜易於惡劣環境及長時間使用下產生劣化。此劣化之可能原因之一在於水氣滲透捲帶薄膜內部導致線路鏽化而形成漏電。雖然習知之捲帶薄膜有防焊層保護以防水氣滲透，然因線路設計的需要防焊層往往未能全面地覆蓋捲帶薄膜整體，致使水氣仍可能從絕緣基板或配線圖案裸露區域侵入。專利文獻1(US200601453517A1)揭露在晶片周圍塗佈防水層的作法。專利文獻2(KR20170114906A)揭露在捲帶薄膜上建構 疏水性結構的作法。惟此等作法依然存在各種待解決的問題。

本案發明人經研究後發現上述習知技術在實務上仍存在許多問題。專利文獻1的防水層係塗布在晶片周圍，而且是在封裝晶片時將防水層塗在底部填充膠(underfill)上。專利文獻1的作法易於晶片周圍區域產生厚膜，導致使此等區域難以彎折。專利文獻2的疏水性結構位在晶片周圍的防焊層上以及面板的玻璃基板上，其包含條狀的屏障壩以及其上之疏水層。專利文獻2的作法相當複雜成本高難以實施。再者，不論是專利文獻1之的防水層或專利文獻2的疏水性結構都只考慮捲帶薄膜之晶片周圍之局部區域。況且，專利文獻1或專利文獻2依其設計都需在晶片封裝當時或與後續玻璃面板貼合時實施，故防水結構無法由捲帶薄膜製造廠先製作，此對晶片封裝廠或面板廠是相當不便的。

有鑑於上述，本發明提供可在捲帶薄膜製造廠可先製作的具有疏水薄層的捲帶薄膜。此對晶片封裝廠或面板廠而言方便性大增而具商業價值。於一方面，本發明係將已製作好導線線路、鍍錫及防焊層的捲帶薄膜，在其表面，包含前面、後面及側面整體地塗佈疏水薄層。疏水薄層可直接接觸並覆蓋配線圖案，例如內引腳或外引腳。因疏水薄層的厚度很薄，很容易排除，不影響內引腳接合晶片或外引腳接合導電玻璃的製程。

詳言之，本發明之具有疏水薄層的捲帶薄膜，可直接進行後製程接合製程，包括晶片接合或與面板的顯示幕端子部黏接等。在高溫晶片接合的過程中，疏水薄層會燒除，因此晶片接合製程可正常進行。與面板的顯示幕端子部黏接時，疏水薄層厚度夠薄，在壓接過程疏水薄層即可輕易被穿透，故不影響黏接處的電氣性能。

依據一實施例，本發明提供一種用於承載晶片的捲帶薄膜，包含一絕緣基板，具有一前面、一後面及介於該前面及該後面的一側面； 一配線圖案形成於該絕緣基板的該前面；一防焊層形成於該絕緣基板的該前面且部份地覆蓋該配線圖案；以及一疏水薄層形成於該捲帶薄膜的表面，其中該疏水薄層覆蓋該防焊層或該配線圖案且覆蓋該絕緣基板之後面及側面。

依據另一實施例，本發明疏水薄層係全面或近全面地覆蓋捲帶薄膜，以提供完整的水氣防護。相較於先前技術，本發明之防水面積的大幅增加，可有效地降低水氣經毛細現象滲入拒焊層與配線圖案及絕緣基板間的機率。

於另一方面，本發明之疏水薄層並未限制在捲帶薄膜製造廠製作，其可視需要到晶片封裝廠、面板廠或其他合適地點製作。

本發明尚包含其它各方面及各種實施例用以解決其它問題，而且結合以上所述各方面詳細揭露在以下實施說明中。

10‧‧‧絕緣基板

10f‧‧‧前面

10s‧‧‧側面

10r‧‧‧後面

20‧‧‧配線圖案

21‧‧‧基材金屬層

22‧‧‧導電性金屬層

23‧‧‧錫層

30‧‧‧防焊層

40‧‧‧疏水薄層

50‧‧‧傳動孔

51‧‧‧孔壁

100‧‧‧捲帶薄膜

Lo‧‧‧外引腳區

Ln‧‧‧內引腳區

Lt‧‧‧測試引腳區

Ps‧‧‧非引腳區

圖1A係依據本發明一實施例顯示用於承載晶片的捲帶薄膜100之俯視示意圖。

圖1B係顯示圖1A之I至I’區域的剖面示意圖。

以下將參考所附圖式示範本發明之較佳實施例。為避免模糊本發明之內容，以下說明亦省略習知之元件、相關材料、及其相關處理技術。同時，為清楚說明本發明，所附圖式中各元件未必按實際的尺寸或相對比例繪製。

本發明具有疏水薄層的捲帶薄膜

圖1A係依據本發明一實施例顯示用於承載晶片的捲帶薄膜100之俯視示意圖。圖1B係顯示圖1A之I至I’區域的剖面示意圖。捲帶薄 膜100長度可達數公尺以承載多個晶片，圖1A只顯示承載1個晶片的區域。同時參考圖1A及1B，捲帶薄膜100包含一絕緣基板10，具有一前面10f、一後面10r及介於前面10f及後面10r的一側面10s。圖1A為從絕緣基板10的前面10f觀測的示意圖。圖1B為從絕緣基板10的側面10s觀測的示意圖。如圖所示，捲帶薄膜100更包含一配線圖案20形成於絕緣基板100的前面10f；一防焊層30同樣形成於絕緣基板20的前面10f且部份地覆蓋配線圖案20；以及一疏水薄層40形成於捲帶薄膜100的表面，其中疏水薄層40覆蓋防焊層30及配線圖案20且覆蓋該絕緣基板10之後面10r及側面10f。

配線圖案20定義一非引腳區Ps(以虛線框起來的部分)，此區域由防焊層30所覆蓋以保護線路。配線圖案20於非引腳區Ps以外的區域即引腳區，可再區分成內引腳區Ln、外引腳區Lo及視需要存在的測試引腳區Lt，內引腳區Ln將與晶片相接，外引腳區Lo將外接電路板或其他電子裝置，測試引腳區Lt則用於與量測儀器相接，以檢測封裝晶片的品質。

絕緣基材10可使用軟性且具有耐藥品性及耐熱性的材料，例如聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺等。絕緣基材10的厚度一般為12μm至125μm。配線圖案20可為各種合適的金屬材料製成。舉例而言，配線圖案20可為基材金屬層21、導電性金屬層22及焊接用錫層23所構成，其中基材金屬層21可為鎳鉻、導電性金屬層22可為銅。在絕緣基材10上形成配線圖案20是藉由習知的微影法。配線圖案20的厚度例如為6至70μm。可使用習知之環氧樹脂(o-Cresol Novalac/Phenol/DGEBA)類型的油墨或其他合適的油墨以網版印刷技術完成防焊層。防焊層30的厚度一般為25μm至125μm

疏水薄層40是在以上所述之配線圖案20以及防焊層30都已施作於絕緣基板10之前面10f後，才塗覆在捲帶薄膜100之表面的薄層。於一實施例，疏水薄層40為將疏水分散液經過噴塗後透過烘乾去除溶劑(較佳為水)而在捲帶薄膜100之表面成型的薄膜。疏水薄層40的厚度之較佳範圍為10nm至1000nm。

參考圖1A及1B，為達全面性的保護，捲帶薄膜100之疏水薄層40可直接接觸覆蓋配線圖案20，譬如接觸導電性金屬層22或焊接用錫層23。疏水薄層40也可直接接觸覆蓋防焊層30。此外，疏水薄層40可直接接觸覆蓋絕緣基板10的前面10f，也就是沒有覆蓋防焊層30及配線圖案20的區域。此外，疏水薄層40更可直接接觸覆蓋絕緣基板的側面10s或直接接觸覆蓋絕緣基板10的後面10r，此等皆為沒有覆蓋防焊層30及配線圖案20的區域。參考圖1A，捲帶薄膜10更包含傳動孔50於絕緣基板10的外緣。傳動孔50具有一孔壁51，疏水薄層40係直接接觸覆蓋孔壁50。

本發明具有疏水薄層的捲帶薄膜的製造方法

較佳而言，本發明係先配置疏水分散液，然後將疏水分散液噴塗於捲帶薄膜上。疏水分散液的成分可選自以下所述之項目：成膜劑、疏水劑、消泡劑、分散劑及溶劑等。成膜劑可選自丙烯酸聚合物、聚氨酯、氟聚合物、矽氧烷類及其聚合物等，其中以丙烯酸聚合物為較佳。疏水劑可選自石蠟、甲基矽酸鹽、二氧化矽等，其中以石蠟及二氧化矽為較佳。溶劑可為水或醇類，以水為較佳。遇有凝結不易分散或產生大量泡沫時，可選擇性添加分散劑及/或消泡劑。分散劑的成分可選自無機分散劑或有機分散劑。無機分散劑可為水玻璃、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉等。有機分散劑可為三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、纖維素衍生物、聚丙烯醯胺、脂肪酸聚乙二醇酯等。消泡劑的成分可選自三酸甘油酯油或三酸甘油酯油与聚硅氧烷的混合物。

疏水分散液的製備

以疏水分散液的總重量為100wt%作基準，本發明之疏水分散液包含丙烯酸聚合物30~45wt%、二氧化矽1~10wt%、石蠟2~3wt%、水玻璃1~3wt%、三酸甘油酯油1~3wt%、及水。依據上述之成分分佈，取適當量二氧化矽及水玻璃加入水中，高速攪拌分散至無明顯顆粒，得到第一混合液；取適當量石蠟、丙烯酸聚合物加入第一混合液中，高速 攪拌分散，得到第二混合液；於第二混合液加入三酸甘油酯油，攪拌混和，得到疏水分散液。可採用高速攪拌器、超聲波進行上述之高速攪拌分散及混和。

如前述，本發明之疏水薄層40是在配線圖案20以及防焊層30都已完成後，才塗覆在捲帶薄膜100之表面的薄層。詳言之，參考圖1A及1B，本發明具有疏水薄層的捲帶薄膜的製造方法包含步驟(a)：提供捲帶薄膜100，其中捲帶薄膜100包含絕緣基板10及配線圖案20位於絕緣基板10的前面10f；以及步驟(b)：塗佈疏水薄層40於捲帶薄膜100上，以使疏水薄層40形成於絕緣基板20的前面10f、後面10r及側面10s，其中防焊層30或配線圖案20係位於疏水薄層40與絕緣基板10之間。

依據一實施例，塗佈疏水薄層40於捲帶薄膜100之前，捲帶薄膜100可在完成配線圖案20以及防焊層30後，先進行一水洗製程將殘留在表面上的髒污清除後再塗佈疏水薄層40。

依據一實施例，步驟(b)塗佈疏水薄層40的方法包含將前述疏水分散液經由加壓噴灑在絕緣基板10的前面10f、後面10r及側面10s。於噴塗完成後，可進行一乾燥製程，譬如以風吹乾或在合適的較高溫度晾乾。

依據一實施例，步驟(b)塗佈疏水薄層40的方法係使用習知之PCB電路板水洗機，噴灑捲帶面的壓力約為1.5~5Kg/cm²，噴灑時間約為3~10sec。噴灑完成後，以風吹約3~8sec，之後加溫烘乾，乾燥溫度為85℃~120℃，8~20sec。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

10‧‧‧絕緣基板

10f‧‧‧前面

10s‧‧‧側面

20‧‧‧配線圖案

30‧‧‧防焊層

40‧‧‧疏水薄層

50‧‧‧傳動孔

51‧‧‧孔壁

100‧‧‧捲帶薄膜

Lo‧‧‧外引腳區

Ln‧‧‧內引腳區

Lt‧‧‧測試引腳區

Ps‧‧‧非引腳區

Claims (15)

1. 一種用於承載晶片的捲帶薄膜，包含：一絕緣基板，具有一前面、一後面及介於該前面及該後面的一側面；一配線圖案形成於該絕緣基板的該前面；一防焊層形成於該絕緣基板的該前面且部份地覆蓋該配線圖案；以及一疏水薄層形成於該捲帶薄膜的表面，其中該疏水薄層覆蓋該防焊層或該配線圖案且覆蓋該絕緣基板之後面及側面。
2. 如請求項1所述之捲帶薄膜，其中該疏水薄層係直接接觸該配線圖案。
3. 如請求項1所述之捲帶薄膜，其中該疏水薄層係直接接觸該防焊層。
4. 如請求項1所述之捲帶薄膜，其中該疏水薄層係直接接觸該絕緣基板的該前面。
5. 如請求項1所述之捲帶薄膜，其中該疏水薄層係直接接觸該絕緣基板的該側面。
6. 如請求項1所述之捲帶薄膜，其中該疏水薄層係直接接觸該絕緣基板的該後面。
7. 如請求項1所述之捲帶薄膜，其中該捲帶薄膜更包含傳動孔於該絕緣基板的外緣，該傳動孔具有一孔壁，該疏水薄層係覆蓋該孔壁。
8. 如請求項1所述之捲帶薄膜，其中該疏水薄層為藉由塗佈一疏水分散液所製成。
9. 如請求項8所述之捲帶薄膜，其中該疏水分散液的成分選自以下所述之項目：成膜劑、疏水劑、消泡劑、分散劑及溶劑。
10. 如請求項8所述之捲帶薄膜，其中以該疏水分散液的總重量為100wt%作基準，該疏水分散液包含丙烯酸聚合物30~45wt%、二氧化矽1~10wt%、石蠟2~3wt%、水玻璃1~3wt%、三酸甘油酯油1~3wt%、及水。
11. 如請求項1所述之捲帶薄膜，其中該疏水薄層之厚度範圍在10nm至1000nm。
12. 一種用於承載晶片的捲帶薄膜的製造方法，包含：步驟(a)：提供一捲帶薄膜，該捲帶薄膜包含一絕緣基板，該絕緣基板具有一前面、一後面及介於該前面及該後面的一側面；一配線圖案於該絕緣基板的該前面；以及步驟(b)：塗佈一疏水薄層於該捲帶薄膜上，以使該疏水薄層形成於該絕緣基板的該前面、該後面及該側面，其中該防焊層或該配線圖案係位於該疏水薄層與該絕緣基板之間。
13. 如請求項12所述之捲帶薄膜的製造方法，其中該步驟(b)更包含將一疏水溶液經由加壓噴灑在該絕緣基板的該前面、該後面及該側面。
14. 如請求項12所述之捲帶薄膜的製造方法，其中該步驟(b)更包含於噴灑該疏水溶液之後進行一乾燥製程。
15. 如請求項12所述之捲帶薄膜的製造方法，其中於該步驟(b)之前更包含將該捲帶薄膜進行一水洗製程。

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