专利名称：覆晶封装接合结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种覆晶封装接合结构及其制造方法，特别涉及一种使用异方性导电接着剂的覆晶封装接合结构及其制造方法。
背景技术：
伴随着电子产品朝向轻、薄、短、小、高速化与高机能化的发展趋势，而使得半导体组件封装技术对于增加组件可靠度、接合密度以及减少组件尺寸方面的要求不断提高，因此传统打线接合(wire bonding)逐渐被覆晶封装(flip-chip倒装)技术所取代。
覆晶封装技术是以芯片与基板的接合面形成焊球数组(array of solderball)或是导电凸块(bump)以取代公知封装技术所使用的导线架(leadframe)。通过直接压合芯片与基板的接合面之间的焊球数组(array of solderball)或导电凸块来达成电路导通，可降低芯片与基板间的电子讯号传输距离，适用于高速组件的封装。公知的覆晶封装方法，系于芯片及基板的表面形成导电凸块(bump)等接合结构，然后在基板表面涂布接着剂；再将芯片及基板表面的导电凸块经过对位压合以完成覆晶封装结构。在芯片与基板间使用接着剂加以接合时，由于两者具有严重的热膨胀系数差异，当温度产生变化时，热应力的影响容易使芯片及基板的导电凸块接点产生变形。
为了减少接着剂、基板和芯片间的热膨胀系数差异以及增加接点的强度，可在胶材中混入适当的粒子以调整接着剂的热膨胀系数差异，并可在接着剂中添加适当浓度的导电粒子，以形成各向异性导电接着剂(AnisotropicConductive Film，ACF)。但是在极细间距的情况下，各向异性导电接着剂的导电粒子容易聚集于接点的侧面而产生相邻接点短路的情形，因此其所能应用的线宽和间距受限。
发明内容
法，在芯片与基板的接点侧面形成绝缘膜，以阻绝接点之间因导电接着剂的导电粒子聚集而产生的短路现象，此覆晶封装接合结构能应用于细线宽与细间距的组件覆晶封装。
本发明公开一种使用各向异性导电接着剂的覆晶封装接合结构及其制造方法，是利用组件与基板的接点侧面的绝缘膜以隔绝其侧向的电性导通，其组件结构是以绝缘膜包覆于接点侧面直接阻隔导电性接着剂的导电粒子，防止接点间因导电粒子聚集而产生的短路现象。其覆晶封装接合结构是由基板、组件及各向异性导电接着剂所形成，其中基板表面形成数个接合垫以作为基板的导电线路；组件表面形成数个导电凸块，导电凸块侧面是形成一绝缘膜，其导电凸块压合于基板的接合垫，以形成基板与组件的电性导通；及包括有数个导电粒子的导电性接着剂，是填充于基板和组件的接合区域以电性连接基板与组件。
此外，本发明还包括覆晶封装接合结构的制造方法，是在上述的组件和基板的表面分别形成数个导电凸块与接合垫；于每一导电凸块侧面形成绝缘膜；同时于基板表面涂布各向异性导电接着剂；再将组件表面的数个导电导电凸块对准基板表面的数个接合垫后压合，并且固化各向异性导电接着剂。由于导电粒子也可能堆积于基板的接合垫之间而导致短路，故于基板的接合垫侧面形成一绝缘膜。
图1为本发明第一实施例的结构示意图；图2和图3为本发明的绝缘膜分布示意图；图4至图6为绝缘膜的制作流程示意图；图7至图9为绝缘膜的制作流程示意图；图10为本发明第一实施例的制作流程图；及图11为本发明第二实施例的结构示意图。
其中附图标记100芯片110导电凸块111绝缘膜
111绝缘膜120导电性接着剂130光罩140研磨轮121导电粒子200基板210接合垫211绝缘膜步骤310提供一芯片，在其表面形成数个导电凸块步骤320提供一基板，于其表面形成数个接合垫步骤330于芯片表面形成绝缘膜步骤340将含有导电粒子的各向异性导电接着剂覆盖于基板上步骤350对位压合芯片与基板以并固化各向异性导电接着剂以形成覆晶封装接合结构具体实施方式
为使对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，配合附图详细说明如下根据本发明所公开的覆晶(flip chip，倒装片)封装接合结构及其制造方法，是为解决使用各向异性导电接着剂以接合组件与基板，其间距缩小时所容易产生的短路问题。各向异性导电接着剂中含有相当浓度的导电粒子，浓度越高其导电性质越好，相对也容易因导电粒子聚集在接点之间而产生短路，其可应用于各种半导体封装及组装结构，特别是芯片与基板的接合。
本发明的较佳实施例，是由基板、芯片及各向异性导电接着剂所形成，请参考图1，其为本发明第一实施例的结构示意图，其包括一芯片100，其表面具有数个导电凸块110，其导电凸块110的侧面是具有绝缘膜111；一基板200，其表面具有数个接合垫210；以及一各向异性导电接着剂120，是为含有导电粒子121的高分子材料。芯片100与基板200是以面对面的方式接合使数个导电凸块110个别地压合于数个接合垫210之上而形成电性导通。其中，本发明的特征点是在于芯片与基板的接点的侧面，如导电凸块或接合垫，形成绝缘膜。依制造过程或应用的差异，其绝缘膜的分布形式可配合调整，如仅涂布于接点周围或是涂布于整个芯片表面仅露出接合处，即填充于各个导电凸块之间或接合垫之间的间隙。请参考图2和图3，其为本发明的绝缘膜分布示意图。
如图2所示，绝缘膜111是仅形成于芯片100表面的导电凸块110周围。
如图3所示，绝缘膜111是形成于芯片100的整个接合表面，即填充于各个导电凸块110之间的间隙，仅露出导电凸块110导电接合面。
覆晶封装接合结构的绝缘膜可由多种方法加以制作，请参考图4至图6，其为绝缘膜的制作流程示意图，是配合光微影技术以制作绝缘膜。
如图4所示，提供一芯片100，在其表面形成数个导电凸块110，并于芯片100表面涂布光阻材料作为绝缘膜111，并且完全覆盖导电凸块110。
如图5所示，使用光罩130曝光芯片100表面的导电凸块110导电接合面的区域。
如图6所示，显影光阻材料的图案使其于导电凸块110侧面形成绝缘膜111，并露出导电凸块110的导电接合面。
此外，亦可使用镀膜后机械研磨方式形成绝缘膜，请参考图7至图9，其为绝缘膜的制作流程示意图。
如图7所示，提供一芯片100，在其表面形成数个导电凸块110，并于芯片表面溅镀半导体绝缘材料以作为绝缘膜112，并且完全覆盖导电凸块110。
如图8所示，以研磨轮140对导电凸块110表面施以化学机械研磨，直至露出导电凸块110的导电接合面。
如图9所示，去除导电凸块110的导电接合面的半导体绝缘层后，芯片100表面即形成覆盖于导电凸块110侧面的绝缘膜111并露出导电凸块110的导电接合面。
配合绝缘膜制造工艺的差异，其用以覆盖导电凸块侧面的绝缘膜的材质与其涂布区域可做各种调整，配合不同制造工艺，绝缘膜可选择光阻材料或绝缘材料。本发明所公开的覆晶封装接合结构及其制造方法，可用于任何半导体组装应用上，且特别适合用于液晶显示器(LCD)的驱动芯片与玻璃基板或软质基板的接合。
请参考图10，其为本发明第一实施例的制作流程图，首先，提供一芯片，在其表面形成数个导电凸块(步骤310)；其次，提供一基板，于其表面形成数个接合垫(步骤320)；于芯片表面形成绝缘膜(步骤330)，绝缘膜是包覆导电凸块侧面并且露出导电凸块的导电接合面；再将含有导电粒子的各向异性导电接着剂覆盖于基板上(步骤340)；经由芯片与基板的对准定位使导电凸块对准接合垫，然后对位压合芯片与基板并固化导电性接着剂，以形成覆晶封装接合结构(步骤350)。上述的基板可选择有机基板、陶瓷基板、玻璃基板、硅基板或砷化镓基板等等。其各向异性导电接着剂亦可选择热固化的高分子基接着剂、光固化高分子基接着剂或其它接着材料，并配合材料以加热、曝光或微波等方式固化。
由于导电粒子也可能堆积于基板的接合垫之间而导致短路，基板的接合垫侧面亦可形成一绝缘膜，于本发明的制作流程步骤中还包括于基板形成绝缘膜的步骤，绝缘膜是包覆接合垫侧面并且露出接合垫的导电接合面。请参考图11，其为本发明第二实施例的结构示意图。芯片100与基板200是以面对面的方式接合使数个导电凸块110个别地压合于数个接合垫210而形成电性导通。于芯片与基板的接点侧面，包括导电凸块110和接合垫210，皆形成绝缘膜111、211来防止因各向异性导电接着剂120的导电粒子121产生聚集而产生的短路现象。
虽然本发明的较佳实施例公开如上所述，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作一些变动与修改，因此本发明的专利保护范围以权利要求为准。
权利要求
1.一种覆晶封装接合结构，其特征在于，包括有一基板，其表面形成数个接合垫以作为该基板的导电线路；一组件，其表面形成数个导电凸块，该导电凸块侧面是具有一绝缘膜以隔绝其侧向的电性导通，该数个导电凸块压合于该数个接合垫，以电性连接该基板与该组件；及一各向异性导电接着剂，包括有数个导电粒子，该各向异性导电接着剂是涂布于该基板与该组件的接合区域以接着该基板与该组件。
2.如权利要求1所述的覆晶封装接合结构，其特征在于，该绝缘膜的材质是为光阻材料及绝缘材料其中之一。
3.如权利要求1所述的覆晶封装接合结构，其特征在于，该绝缘膜是填充于该导电凸块之间的间隙以覆盖该导电凸块侧面。
4.如权利要求1所述的覆晶封装接合结构，其特征在于，该接合垫侧面是覆盖一接合垫绝缘膜。
5.如权利要求4所述的覆晶封装接合结构，其特征在于，该接合垫绝缘膜的材质是为光阻材料及绝缘材料其中之一。
6.如权利要求4所述的覆晶封装接合结构，其特征在于，该接合垫绝缘膜是填充于该接合垫之间的间隙以覆盖该接合垫侧面。
7.如权利要求1所述的覆晶封装接合结构，其特征在于，该组件是为一液晶显示器驱动芯片。
8.如权利要求1所述的覆晶封装接合结构，其特征在于，该基板是选自有机基板、陶瓷基板、玻璃基板、硅基板和砷化镓基板所组成的族群其中之一。
9.如权利要求1所述的覆晶封装接合结构，其特征在于，该各向异性导电接着剂是选自热固化高分子基接着剂及光固化高分子基接着剂其中之一。
10.一种覆晶封装接合结构的制造方法，其特征在于，步骤包括有提供一组件，于其表面形成数个导电凸块；提供一基板，于其表面形成数个接合垫；于该导电凸块侧面形成一绝缘膜；于该基板表面涂布一各向异性导电接着剂；使该导电凸块对准压合于该基板表面的该接合垫；及固化该各向异性导电接着剂以接合该组件与该基板。
11.如权利要求10所述的覆晶封装接合结构的制造方法，其特征在于，该于该导电凸块侧面形成绝缘膜的步骤，是将该绝缘膜填充于该导电凸块之间的间隙，以覆盖该导电凸块的侧面。
12.如权利要求10所述的覆晶封装接合结构的制造方法，其特征在于，该于该导电凸块侧面形成一绝缘膜的步骤，是以光微影方法于该导电凸块侧面形成该绝缘膜。
13.如权利要求10所述的覆晶封装接合结构的制造方法，其特征在于，该于该导电凸块侧面形成一绝缘膜的步骤，是于组件表面沉积绝缘层，再施以化学机械研磨去除该导电凸块表面的绝缘层，以形成覆盖于该导电凸块侧面的该绝缘膜。
14.如权利要求10所述的覆晶封装接合结构的制造方法，其特征在于，还包括于该基板形成一接合垫绝缘膜的步骤。
15.如权利要求14所述的覆晶封装接合结构的制造方法，其特征在于，该于该接合垫侧面形成一接合垫绝缘膜的步骤，是将该绝缘膜填充于该接合垫之间的间隙，以覆盖该接合垫的侧面。
16.如权利要求14所述的覆晶封装接合结构的制造方法，其特征在于，该于该接合垫侧面形成一接合垫绝缘膜的步骤，是以光微影方法于该接合垫侧面形成该接合垫绝缘膜。
17.如权利要求14所述的覆晶封装接合结构的制造方法，其特征在于，该于该接合垫侧面形成一接合垫绝缘膜的步骤，于该基板表面沉积绝缘层，再施以化学机械研磨去除该接合垫表面的绝缘层，以形成覆盖于该接合垫侧面的该接合垫绝缘膜。
18.如权利要求14所述的覆晶封装接合结构的制造方法，其特征在于，该固化该各向异性导电接着剂以接合该组件与该基板的步骤，是选自加热、曝光及微波方法其中之一。
全文摘要
本发明涉及一种覆晶封装接合结构及其制造方法，包括有一基板，其表面形成数个接合垫以作为该基板的导电线路；一组件，其表面形成数个导电凸块，该导电凸块侧面是具有一绝缘膜以隔绝其侧向的电性导通，该数个导电凸块压合于该数个接合垫，以电性连接该基板与该组件；及一各向异性导电接着剂，包括有数个导电粒子，该各向异性导电接着剂是涂布于该基板与该组件的接合区域以接着该基板与该组件。本发明可以防止接点之间因导电接着剂的导电粒子聚集而产生的短路现象，是应用于使用导电性接着剂的细线宽与细间距组件覆晶封装。
文档编号H01L23/48GK1567582SQ0313709
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月18日 优先权日2003年6月18日
发明者黄元璋 申请人:财团法人工业技术研究院