專利名稱：基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體晶片的封裝，特別有關(guān)于一種基板在晶片上(Substrate-On-Chip，SOC)的封裝結(jié)構(gòu)，其在基板的下表面具有阻隔壓模溢料[molding flash]的槽道。
“壓模溢料”的問(wèn)題常會(huì)發(fā)生在[基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)][即Substrate-On-Chip package，以下簡(jiǎn)稱為SOC封裝結(jié)構(gòu)]，SOC封裝結(jié)構(gòu)屬于一種常用的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，其以一具有窗口的電路基板粘貼于一晶片，并以復(fù)數(shù)個(gè)金屬焊線穿過(guò)該窗口連接電路基板與晶片，該電路基板并形成有復(fù)數(shù)個(gè)矩陣排列的焊球，在中國(guó)臺(tái)灣新型專利案第407795號(hào)“改良球格陣列封裝構(gòu)造”中揭示一種SOC封裝結(jié)構(gòu)，該SOC封裝結(jié)構(gòu)包含有一基板、一晶片及復(fù)數(shù)個(gè)焊球，其中該基板具有一用以粘固晶片的上表面、一用以焊接焊球的下表面以及貫穿上表面與下表面的槽縫[或稱窗口]，基板下表面在接近槽縫的兩側(cè)形成有覆數(shù)個(gè)密封條，當(dāng)晶片粘固于基板的上表面并形成連接線后，進(jìn)行壓?！瞞olding]注膠時(shí)，上模具緊壓晶片的背面，使得密封條可防止封膠體的塑料在注膠時(shí)溢出，即避免發(fā)生“壓模溢料”的現(xiàn)象，然而這種基板上外加密封條的構(gòu)造并不可合并于印刷電路板的制程，在制造基板時(shí)需要額外另行粘貼，故需要準(zhǔn)備特別的生產(chǎn)設(shè)備，此外，密封條凸起于基板的下表面，在壓模時(shí)亦會(huì)影響基板的平整度，此一基板平整度的問(wèn)題在制造不裸露晶背的SOC封裝結(jié)構(gòu)時(shí)更加顯得嚴(yán)重。
本實(shí)用新型的再一目的在于提供一種基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)，利用基板的下表面形成有阻絕毛細(xì)現(xiàn)象的凹槽，其位于接近基板窗口的兩側(cè)，其凹槽由下表面的第二防焊層所構(gòu)成，使得該具凹槽的基板可合并于印刷電路板的制造流程，無(wú)需額外的生產(chǎn)設(shè)備，當(dāng)運(yùn)用于半導(dǎo)體封裝時(shí)能避免因壓模溢料污染外接墊并能確保在壓模時(shí)基板的平整度。
為了達(dá)到上述的目的，依本實(shí)用新型的基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)，其包含有一晶片，具有一正面以及在該正面的復(fù)數(shù)個(gè)焊墊；一基板，具有一上表面、一下表面及至少一窗口，其中該上表面粘貼該晶片，并在下表面形成有復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)接墊、外接墊、連接該內(nèi)接墊與該外接墊的連接線、第一防焊層及第二防焊層，第二防焊層形成有在內(nèi)接墊與外接墊之間的凹槽；復(fù)數(shù)個(gè)焊線，位于該窗口并電性連接晶片的焊墊與基板的內(nèi)接墊；及一封膠體，密封該復(fù)數(shù)個(gè)焊線與該晶片。此外，亦可在基板的上表面邊緣形成有凹槽。
本實(shí)用新型在下表面接近窗口兩側(cè)形成有凹槽，其由第二防焊層的缺口所形成，用以阻絕毛細(xì)現(xiàn)象或避免灌膠壓力過(guò)大而導(dǎo)致壓模溢料污染外接墊的問(wèn)題，并能確保在壓模時(shí)基板的平整度，該凹槽由第二防焊層的缺口所形成，故該具凹槽的基板可利用印刷電路板的制程加以制造而不需要額外的生產(chǎn)設(shè)備。
如

圖1所示，該SOC封裝結(jié)構(gòu)100主要包含有一晶片110、一基板120、復(fù)數(shù)個(gè)焊線140及一封膠體150等構(gòu)件，其中基板120為一種單層或多層印刷電路板，在本實(shí)施例中，基板120以單層電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單表示，該基板120具有一上表面121、一下表面122以及至少一貫通上下表面121、122的窗口123，其呈狹長(zhǎng)通孔為較佳，上表面121粘貼該晶片110，通常以雙面粘性膠帶130或其它粘著劑粘設(shè)晶片110的正面111至基板120的上表面121，而該晶片110為微處理晶片、圖形顯示晶片或各種存儲(chǔ)器晶片，較佳地，晶片110為雙倍速率傳輸同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器[DDR SDRAM]，并在晶片110的正面111[activesurface]形成有復(fù)數(shù)個(gè)位于中央的焊墊112[central pad]，當(dāng)粘固后，在晶片正面111的焊墊112對(duì)位于基板的窗口123，使得復(fù)數(shù)個(gè)焊線140以打線或TAB[Tape Automated Bonding，卷帶自動(dòng)接合]接合方式經(jīng)由該窗口123電性連接晶片110的焊墊112至基板120，該SOC封裝結(jié)構(gòu)100在粘晶與電性連接的步驟后，進(jìn)行一壓模過(guò)程，如圖2及3所示，將基板120以一上模具10與一下模具20夾合，由于基板120下表面122在窗口123的兩側(cè)形成有至少一第一凹槽124，以呈直線長(zhǎng)條狀為較佳，在灌注熱固性的膠體〔封膠體150未熱固前的狀態(tài)〕過(guò)程中，當(dāng)毛細(xì)現(xiàn)象發(fā)生時(shí)膠體沿基板120與下模具20的細(xì)小縫隙擴(kuò)散至凹槽124而被阻絕，該凹槽124的深度約在10至40微米之間，避免膠體更進(jìn)一步擴(kuò)散至外接墊126，影響后續(xù)的植球或電鍍過(guò)程，或者，當(dāng)灌注壓力過(guò)大或模具夾合力不足時(shí)，溢流的膠體被導(dǎo)流于該凹槽124，以避免膠體擴(kuò)散污染外接墊126，故封膠體150在基板120下表面122的部份被局限于窗口123兩側(cè)凹槽124之間，此外，基板120被上模具10與下模具20夾合時(shí)，即使上模具10未壓抵晶片110的背面，基板的凹槽124亦不會(huì)影響基板120的平整性，因此，基板120的凹槽124具有防止壓模溢料及維持壓模時(shí)基板120平整度的功效，當(dāng)封膠體150密封晶片110時(shí)〔非裸晶的設(shè)計(jì)〕，其功效尤為明顯，如圖2所示，由于上模具10未壓抵晶片110，故基板110在窗口124處往下緊壓的強(qiáng)度略為不足，若以習(xí)用的密封條等凸起物來(lái)阻擋溢膠將易于導(dǎo)致基板略為上翹，使得基板平整度較差，而本實(shí)用新型利用在基板120下表面122的凹槽124能避免上述問(wèn)題發(fā)生而維持壓模時(shí)基板120平整度。
通常該SOC封裝結(jié)構(gòu)100在壓模后，在基板120下表面122的外接墊126形成有復(fù)數(shù)個(gè)焊球160、焊膏或電鍍層等等，以供表面粘著，此外，亦可在基板120上表面121周邊形成有第二凹槽124a，以防止基板120上表面121溢料的擴(kuò)散。
此一基板120的凹槽124設(shè)計(jì)不需要額外增加制造基板120的制造設(shè)備，如圖2及3所示，基板120為一種印刷電路板，其包含有BT或FR-4樹(shù)脂等玻璃纖維強(qiáng)化樹(shù)脂等材質(zhì)，基板120具有一上表面121、一下表面122及至少一窗口123，在制造時(shí)，在下表面122形成有一銅箔層[圖未繪出]，藉以蝕刻形成電路圖案，如復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)接墊125、外接墊126及連接線127，其中內(nèi)接墊125位于窗口123的兩側(cè)，以供連接焊線140，而該連接線127[conductivetrace]電性連接內(nèi)接墊125與對(duì)應(yīng)的外接墊126，之后，在下表面122印刷上第一防焊層128〔first solder-resist layer]，即俗稱的綠漆，其覆蓋連接線127，然后，在第一防焊層128上以網(wǎng)版印刷〔screen printing]再覆蓋上第二防焊層129〔second solder-resist layer]，第二防焊層129在內(nèi)接墊125與外接墊126之間具有狹長(zhǎng)的缺口，而構(gòu)成上述的凹槽124，且第一防焊層128與第二防焊層129均顯露內(nèi)接墊125與外接墊126，故第二防焊層129的形成是利用形成第一防焊層128的制造設(shè)備，在與習(xí)知在基板上具有凸起的密封條設(shè)計(jì)的比較上更顯其方便與實(shí)用性。
另，本實(shí)用新型的SOC封裝結(jié)構(gòu)更能運(yùn)用于晶片尺寸封裝[Chip ScalePackage]，如圖4所示，在第二具體實(shí)施例中，SOC封裝結(jié)構(gòu)200包含有一晶片210、承載晶片210的基板220、焊線240、封膠體250及焊球260，其中基板220具有一上表面221，以供膠帶230粘設(shè)晶片210的正面211，且基板220上表面221的面積不大于晶片210正面211的一點(diǎn)三倍，而基板220的窗口223顯露晶片210的焊墊212，以供形成焊線240，基板220的下表面222形成有復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)接墊225、外接墊226、連接該內(nèi)接墊225與該外接墊226的連接線227、第一防焊層228及第二防焊層229，第二防焊層229形成有在內(nèi)接墊225與外接墊226之間的凹槽224，以防止密封晶片210的封膠體250溢流至外接墊226，使得在外接墊226上接植焊球260的效果良好。
雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉此項(xiàng)技藝者，在不脫離本實(shí)用新型之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本實(shí)用新型之保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是其包含有一晶片，具有一正面以及在該正面的復(fù)數(shù)個(gè)焊墊；一基板，具有一上表面、一下表面及至少一窗口，其中該上表面粘貼該晶片，并在下表面形成有復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)接墊、外接墊、連接該內(nèi)接墊與該外接墊的連接線、第一防焊層及第二防焊層，第二防焊層形成有在內(nèi)接墊與外接墊之間的凹槽；復(fù)數(shù)個(gè)焊線，位于該窗口并電性連接晶片的焊墊與基板的內(nèi)接墊；及一封膠體，密封該復(fù)數(shù)個(gè)焊線與該晶片。
2.如權(quán)利要求1所述的基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是其另包含有復(fù)數(shù)個(gè)焊球、焊膏或電鍍層，位于該基板下表面的外接墊。
3.如權(quán)利要求1所述的基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是該凹槽的深度在10至40微米之間。
4.如權(quán)利要求1所述的基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是在該基板上表面的周邊形成有凹槽。
5.如權(quán)利要求1所述的基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是該晶片的焊墊位于該晶片正面的中央。
6.如權(quán)利要求1所述的基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是該封膠體在該基板下表面的部份局限于該窗口兩側(cè)凹槽之間。
7.如權(quán)利要求1所述的基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是該凹槽呈直線長(zhǎng)條狀。
8.如權(quán)利要求1所述的基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)，其特征是該基板的上表面面積不大于該晶片正面的一點(diǎn)三倍。
專利摘要一種基板在晶片上的封裝結(jié)構(gòu)，其包含有一晶片，具有一正面以及在該正面的復(fù)數(shù)個(gè)焊墊；一基板，具有一上表面、一下表面及至少一窗口，其中該上表面粘貼該晶片，并在下表面形成有復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)接墊、外接墊、連接該內(nèi)接墊與該外接墊的連接線、第一防焊層及第二防焊層，第二防焊層形成有在內(nèi)接墊與外接墊之間的凹槽；復(fù)數(shù)個(gè)焊線，位于該窗口并電性連接晶片的焊墊與基板的內(nèi)接墊；及一封膠體，密封該復(fù)數(shù)個(gè)焊線與該晶片；本實(shí)用新型在下表面接近窗口兩側(cè)形成有凹槽，其由第二防焊層的缺口所形成，用以阻絕毛細(xì)現(xiàn)象或避免灌膠壓力過(guò)大而導(dǎo)致壓模溢料污染外接墊的問(wèn)題，并能確保在壓模時(shí)基板的平整度，該凹槽由第二防焊層的缺口所形成，故該具凹槽的基板可利用印刷電路板的制程加以制造而不需要額外的生產(chǎn)設(shè)備。
文檔編號(hào)H01L21/50GK2567768SQ02247460
公開(kāi)日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2002年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月22日
發(fā)明者林俊宏, 黃國(guó)樑, 杜武昌, 黃銘亮 申請(qǐng)人:南茂科技股份有限公司, 百慕達(dá)南茂科技股份有限公司