專利名稱：覆晶裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種覆晶裝置，特別涉及一種具有介質層的覆晶裝置。
背景技術：
在應用覆晶(COG)技術的顯示裝置中，透明基板的電極端子與驅動IC連接而驅動顯示裝置。覆晶技術通常是指IC晶片(如驅動IC)可直接與透明基板連接而無需其他類似撓性電路(Flexible Printed Circuit)的元件。通常電極端子可傳輸來自IC晶片的信號至透明基板的電極，而使透明基板的電極可驅動顯示裝置。IC晶片的接觸墊通過凸塊連接電極端子并輸出信號而驅動顯示裝置。隨著近年來電子裝置小型化、薄型化的發展趨勢，半導體元件中更高密度封裝技 術的需求很大。目前使用引線架以封裝半導體裝置的方法已無法迎合高密度封裝的需求。此外，在諸多用來接合半導體元件的晶粒粘接材料中，以使用樹脂糊膠為主的方法是目前的主流。由于覆晶封裝技術將半導體元件封裝在最小面積內，可與目前小尺寸高密度的電子裝置的發展相呼應，故頗受矚目。該覆晶封裝所用的半導體元件的鋁電極上形成有凸塊，且該凸塊與電路基板上的配線電性連接。至于凸塊的組成，主要是使用焊錫，且該焊錫凸塊形成在鋁電極端子上，而該鋁電極端子則曝露且通過層積或電鍍而電性連接于晶片的內部配線。如果這種采用覆晶連接方式的半導體裝置以如此方式來處理，則用以連接的電極端子會曝露于大氣，在經歷例如回焊(solder reflow)步驟等后續工藝的受熱過程(thermal history)中，會有巨大應力作用于凸塊的連接部，因為晶片與基板的熱膨脹系數差異甚大，從而產生封裝可靠性方面的問題。為解決此問題，可采用一種方法，即在凸塊連接于基板后，用樹脂糊膠或粘合膜填入半導體元件與基板間的間隙，然后使之硬化并固定，從而將半導體元件穩定設在基板上，以改善連接部的可靠性。一般而言，采用覆晶封裝的半導體元件具有許多電極端子，且因電路設計上的問題，這些電極端子是配設在半導體元件周圍。因此，在填充樹脂糊膠時，如果利用毛細管現象將液態樹脂從半導體元件的兩電極間的間隙注入，則樹脂不能充分擴散，很容易產生未填充部份，而導致各種操作上的缺失，例如半導體元件的動作容易不穩定、及耐濕可靠性很低的問題。而且，當晶片尺寸更小時，基板會因溢流的液態樹脂而污染。同時，當電極間距很窄時，樹脂不容易注入。此外，在覆晶連接式半導體元件內填入樹脂，要花太長時間，因此不利于固化步驟的量產問題。因此在覆晶接合技術中，異方性導電接合(anisotropic conductive bonding)是其中一種重要且不易被取代的方法，相較于上述焊接方式，異方性導電接合能以低溫低壓合的條件達到高密度的電性連通。然而，目前所采用的異方性導電接合膠膜(ACF)是在一半固化樹脂內封設有多個等球徑的導電球，并且這些導電球的分散密度必須相當均勻，故異方性導電接合膠膜的成本很高。此外，當覆晶壓合力量過大時，導電球通常無法順利地電性接觸晶片凸塊與基板的接觸墊；再者，當覆晶壓合力量過大時，導電球表面的電鍍層易于破裂，導致電性斷路，因此可作業參數范圍顯得狹窄，故覆晶接合合格率與產品可靠性需要做進一步的改善。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種覆晶裝置，該覆晶裝置能有效減少異方性導電接合膠膜而減少成本，并可避免覆晶壓合力量過大時晶片凸塊與基板的導線(或接觸墊)接觸不良的問題。
為達上述目的，本發明采取了以下技術方案。一種覆晶裝置，包含一第一基板，具有一表面以及凸出所述表面的至少一凸塊；一第二基板，具有至少一導線；以及一介質層，具有一高度，所述第一基板與所述第二基板之間形成一絕緣空間，且所述介質層環繞所述絕緣空間。一種覆晶裝置，包含一第一基板，具有一表面以及凸出所述表面的多個凸塊，所述凸塊沿所述表面的邊緣間隔排列；一第二基板，具有至少一導線，所述凸塊的部分投影面積位于所述導線內；以及一介質層，具有一高度，所述第一基板與所述第二基板之間形成一絕緣空間，且所述介質層環繞所述絕緣空間，而所述介質層的表面積重疊于所述凸塊的投影面積。進一步地，本發明覆晶裝置的第一基板選自晶片及半導體線路板。進一步地，本發明覆晶裝置的第二基板選自玻璃線路板、電路薄膜、面板、軟性電路板及印刷電路板。進一步地，本發明覆晶裝置的介質層為異方性導電接合膠膜。進一步地，本發明覆晶裝置的介質層電性連接所述凸塊及所述導線，且所述介質層設置于所述凸塊及所述導線之間。由此可知，本發明揭示一種覆晶裝置，其包含具有一表面及凸出該表面的至少一凸塊的一第一基板、具有至少一導線的一第二基板以及具有一預設高度的一介質層。該介質層連接該第一基版與該第二基板，使該第一基板與該第二基板之間形成一絕緣空間，且該介質層環繞該絕緣空間。此外，本發明還揭示另一種覆晶裝置，其包含一第一基板、一第二基板以及一介質層。該第一基板具有一表面以及凸出該表面的多個凸塊，這些凸塊沿該表面的邊緣間隔排列。該第二基板具有至少一導線，上述這些凸塊的部分投影面積位于該導線內，該介質層設置于該第一基板與該第二基板之間，并連接該第一基板與該第二基板。由于該介質層具有一預設高度，因此該第一基板與該第二基板之間形成一絕緣空間，且該介質層環繞該絕緣空間，此外該介質層的表面積重疊于這些凸塊的投影面積。因此，本發明具有以下有益效果I、本發明可避免使用過多不必要的異方性導電接合膠膜，并同時具有相同的接合功效，進而達到節省成本的目的。2、本發明可避免使用過多異方性導電接合膠膜電性連接晶片與基板時，所造成的短路問題。
圖I是現有技術的介質層的示意圖；圖2是現有技術的覆晶裝置的剖面圖；圖3是本發明一實施例的第一基板與介質層接合的俯視圖；圖4是圖3沿切線A-A'的剖面示意圖；圖5是本發明一實施例的第一基板、第二基板與介質層接合的剖面示意圖；圖6是本發明一實施例的覆晶裝置的剖面示意圖。主要元件符號說明2介質層薄膜3介質層薄膜4絕緣空間10覆晶裝置11第一基板111表面112凸塊113接觸點12第二基板121導線13介質層異方性導電接合膠膜131 膠材132導電粒子異方性導電接合膠膜21 介質層22膠帶23膠帶
具體實施例方式在下文中將將配合附圖和實施例以闡述本發明的技術細節。說明書所提及的“一實施例”、“實施范例”、“本實施例”等等，意指包含在本發明的該實施例所述有關的特殊特性、構造、或特征。說明書中各處出現的“此實施例中”的字語，并不必然全部指相同的實施例。圖6示意了本發明的覆晶裝置，如圖所示，該覆晶裝置10包括一第一基板11，該第一基板11具有一表面111以及凸出該表面111的至少一凸塊112 ;—第二基板12，該第二基板12具有至少一導線121 ；以及一介質層13，該介質層13具有一預設高度，該第一基板11與該第二基板12之間形成一絕緣空間4，且該介質層13環繞該絕緣空間4。圖3和圖4是本發明的第一基板11與介質層13接合的示意圖，其中，圖4為圖3沿切線A-A'的剖面圖。如圖所示，在制備本發明的覆晶裝置10時，使用了圖4所示的介質層薄膜3，該介質層薄膜3是由介質層13及膠帶23所組成。圖I示意了制備現有技術的覆晶裝置時所使用的介質層薄膜2，如圖所示，本發明與現有技術最大的差異在于，制備現有技術的覆晶裝置時使用的介質層薄膜2是由整片的異方性導電接合膠膜21及膠帶22所組成，而制備本發明的覆晶裝置時使用的介質層薄膜3的介質層13并非整片。具體而言，本發明的介質層13并非覆蓋全部膠帶23，而是在膠帶23上環繞形成一絕緣空間4。如圖4所示的實施例中，介質層13較佳為異方性導電接合膠膜，該異方性導電接合膠膜包含膠材131及導電粒子132。該異方性導電接合膠膜為一種內部分布有導電粒子132的粘著膠膜，其主要的功能在于提供兩種接合物體在垂直方向的電性導通，對于水平方向則具有絕緣效果。由于異方性導電接合膠膜具有低操作溫度、粘著工藝簡單及良好的接合粘著能力的優點，并同時具有導電及絕緣的效果，如今已被廣泛地運用在液晶顯示器的模塊組裝上，做為元件間的互連材料。一般而言，導電粒子132通常是由金(Au)等導電材料所構成，且導電粒子132通常是由一層金屬箔層(圖未示)包覆或電鍍于絕緣粒子(圖未示)所構成。因此若覆晶壓合力量過大，導電粒子132表面的金屬箔層或電鍍層將容易破裂而造成電性斷路。本發明異方性導電接合膠膜環繞一絕緣空間4，該絕緣空間4可避免覆晶壓合力量過大時，導電粒 子132表面的金屬箔層因為互相碰撞而損壞。這是因為絕緣空間4提供導電粒子132及膠材131位移的空間，因此當異方性導電接合膠膜受到強大的壓合力時，可以往絕緣空間4擴展，而不至于彼此過度碰撞。參照圖3所示，第一基板11 (如半導體晶片)的邊緣四周具有多個凸塊112，凸塊112彼此間隔排列。具體而言，凸塊112是沿第一基板11的表面邊緣間隔排列。而這些凸塊112是與異方性導電接合膠膜相對應設置。在此實施例中，第一基板11與異方性導電接合膠膜的連接采用卷帶自動接合(Tape Automated Bonding ;以下簡稱TAB)工藝進行。
圖5示意了本發明的第一基板11、第二基板12與介質層13 (本實施例中為異方性導電接合膠膜)接合的剖面示意圖。參考圖5，當采用TAB工藝粘接時，第一基板11 (如驅動晶片)是以覆晶方式通過異方性導電接合膠膜為粘接媒介，將其接點固定于第二基板12 (如軟帶式基板)表面接點的相對應位置，然后施加壓力，壓合第一基板11及第二基板12，使兩者各自的接點受到擠壓，進而接觸位于接點之間的導電粒子，使各接點之間導通，并使第一基板11及第二基板12形成電路連接。如圖5所不的異方性導電接合膠膜實施例中，第一基板11含有一表面111以及凸出該表面111的至少一凸塊112。具體而言,表面111為第一基板11的下表面，凸塊112凸出表面并具有兩接觸點113。在其他實施例(圖未示)中，凸塊的接觸點113可根據不同的設計需求或強度需求而設計成不同數目的接觸點113或省略該接觸點113。在圖5所示的實施例中，第一基板11的凸塊112相對應于介質層13 (本實施例中為異方性導電接合膠膜)設置。換言之，這些凸塊112的垂直投影面積位于該介質層13內。在制備本發明的覆晶裝置10時，當介質層薄膜3與第一基板11通過異方性導電接合膠膜連接后，即可將膠帶23移除，再使異方性導電接合膠膜異方性導電接合膠膜與第二基板12的至少一導線121電性連接，而產生如圖6所示的覆晶裝置10。其中，為了使不同物件之間的粘著能力及導通性能達到最佳的效果，在不同物件連接時，可采用相同或不同特性的異方性導電接合膠膜進行粘合，而使得電子裝置在制造的過程的每一次接合工藝中，所使用的異方性導電接合膠膜型號相同或不同。
如圖6所示的較佳實施例覆晶裝置10中，各層的順序由上而下分別為具有表面111及凸出表面111的至少一凸塊112的第一基板11、具有一預設高度的介質層13以及具有至少一導線121的第二基板12。換言之，介質層13設置于第一基板11的凸塊112下方，而第二基板12的導線121則設置于介質層13的下方，且這些凸塊112的部分投影面積位于至少一導線121內。在此實施例中，介質層13的面積略大于凸塊112或導線121的面積，然而在其他實施例(圖未示)中，介質層13的面積亦可根據設計的需求而設計成略小于或等于凸塊112或導線121的面積。另外，在此實施例中，介質層13的表面積重疊于凸塊112的投影面積，然而在其他實施例(圖未示)中，介質層13的表面積亦可部分重疊于凸塊112的投影面積。在圖6所示的實施例中，第一基板11選自晶片及半導體線路板，而第二基板12選自玻璃線路板、電路薄膜、面板、軟性電路板及印刷電路板，介質層13可為異方性導電接合膠膜，但于其他實施例中，介質層13亦可為其他可導電的材質。在此實施例中，介質層 13(本實施例中為異方性導電接合膠膜)電性連接凸塊112及導線121，且該介質層13設置于凸塊112及導線121之間。由于異方性導電接合膠膜具有一預設高度，因此可使第一基板11與第二基板12之間間隔至少上述預設高度，也因此于該第一基板11與該第二基板12之間形成一絕緣空間4，同時該介質層13(本實施例中為異方性導電接合膠膜)環繞該絕緣空間4。若將圖6的實施例相較于圖I及圖2的現有技術而言，現有技術的介質層21并無此絕緣空間4，因此當覆晶裝置如圖2所示壓合時，介質層21可能于中間攏起而使上下基板接觸，從而產生短路。由于本發明的異方性導電接合膠膜環繞一絕緣空間4，因此當覆晶裝置10壓合時并不會產生中間攏起的現象，因此可避免因中間攏起而使上下基板接觸的短路現象。綜上所述，本發明的介質層13環繞而形成一絕緣空間，該設計可避免介質層因壓合時所產生的中間攏起現象，因此可避免因中間攏起而使上下基板接觸的短路缺陷。此外，該設計能避免使用過多不必要的異方性導電接合膠膜，并同時具有相同的接合功效，進而達到節省成本的目的。
權利要求
1.一種覆晶裝置，其特征在于，包含 一第一基板，具有一表面以及凸出所述表面的至少一凸塊； 一第二基板，具有至少一導線；以及 一介質層，具有一預設高度，所述第一基板與所述第二基板之間形成一絕緣空間，且所述介質層環繞所述絕緣空間。
2.根據權利要求I所述的覆晶裝置，其中所述第一基板選自晶片及半導體線路板。
3.根據權利要求I所述的覆晶裝置，其中所述第二基板選自玻璃線路板、電路薄膜、面板、軟性電路板及印刷電路板。
4.根據權利要求I所述的覆晶裝置，其中所述介質層為異方性導電接合膠膜。
5.根據權利要求I所述的覆晶裝置，其中所述介質層電性連接所述凸塊及所述導線，且所述介質層設置于所述凸塊及所述導線之間。
6.一種覆晶裝置，其特征在于，包含 一第一基板，具有一表面以及凸出所述表面的多個凸塊，所述凸塊沿所述表面的邊緣間隔排列； 一第二基板，具有至少一導線，所述凸塊的部分投影面積位于所述導線內；以及 一介質層，具有一預設高度，所述第一基板與所述第二基板之間形成一絕緣空間，且所述介質層環繞所述絕緣空間，而所述介質層的表面積重疊于所述凸塊的投影面積。
7.根據權利要求6所述的覆晶裝置，其中所述第一基板選自晶片及半導體線路板。
8.根據權利要求6所述的覆晶裝置，其中所述第二基板選自玻璃線路板、電路薄膜、面板、軟性電路板及印刷電路板。
9.根據權利要求6所述的覆晶裝置，其中所述介質層為異方性導電接合膠膜。
10.根據權利要求6所述的覆晶裝置，其中所述介質層電性連接所述凸塊及所述導線，且所述介質層設置于所述凸塊及所述導線之間。
全文摘要
本發明涉及一種覆晶裝置，其包含第一基板、第二基板以及介質層。該第一基板具有一表面以及凸出該表面的至少一凸塊。該第二基板具有至少一導線。該介質層具有一預設高度，使該第一基板與該第二基板之間形成一絕緣空間，且該介質層環繞該絕緣空間。本發明的覆晶裝置能有效減少異方性導電接合膠膜而減少成本，并可避免覆晶壓合力量過大時晶片凸塊與基板的導線(或接觸墊)接觸不良的問題。
文檔編號H01L23/00GK102738088SQ201110219510
公開日2012年10月17日 申請日期2011年7月28日 優先權日2011年4月7日
發明者汪志昭, 許慶龍 申請人:瑞鼎科技股份有限公司