具体实施方式
现对本发明的较佳实施例进行详细说明如下,所述较佳实施例仅用作说明非用以限定本发明。图1A、图1D、图1E、图1F、图1G与图1H为本发明一实施例的四边扁平无接脚封装方法的流程示意图。于本实施例中,四边扁平无接脚封装方法包括下列步骤。
首先,如图1A所示,提供一封装载板10。其中,此封装载板10的至少一表面设置一可剥离金属层20。接着,请继续参照图1D,形成一图案化金属层40于可剥离金属层20上。其中,图案化金属层40包含至少一芯片承座42与多个导电接垫44。
接着,设置一芯片50于芯片承座42上,如图1E所示。芯片50可利用一黏着材料(图上未标)固定于芯片承座42上。之后,利用多条引线60电性连接芯片50与导电接垫44。
请继续参照图1F,利用一封装材料70覆盖芯片50、引线60、导电接垫44与可剥离金属层20。
之后,如图1G所示,移除封装载板10并暴露出可剥离金属层20的下表面。
如图1H所示,对可剥离金属层20(如图1G所示)进行一图案化程序用以形成多个外部接点22。其中,外部接点22与导电接垫44电性连接。
请继续参照图1H,于本实施例中,每一外部接点22的尺寸大于每一导电接垫44的尺寸,可提供后续导电材料,如焊球,较大的接触面积。然而,本发明并不限于此,外部接点22的尺寸大小与形状取决于使用者与设计者的需求。于一实施例中,如图2B,每一外部接点22,例如导电柱(conductive pillar),其尺寸小于每一导电接垫44的尺寸,如此其后使用的导电材料(如焊球),可增加与导电柱及导电接垫44的接合强度。
于本发明中,整体封装体的外部接点是利用移除封装载板后对可剥离金属层进行图案化工艺所得。因此,如图2A所示,多个外部接点22可设计成具有重新布线(re-layout)导电接垫44的对外接点,如此可因应客户需求增加封装体的可变化性。
接续上述说明,于不同实施例中,封装载板10的表面可设置一金属易剥离表面12用以辅助可剥离金属层20的剥离。此金属易剥离表面12可为金属材质或其它光滑材质所构成表面。
此外,图案化金属层40可利用不同工艺所制作,如影像转移工艺或平版印刷微影蚀刻工艺所制作。
如一实施例中,请参照图1B、图1C与图1D,图案化金属层40可利用影像转移工艺所制作。首先,设置一影像转移层30于可剥离金属层20上并暴露出部分可剥离金属层20的上表面,如图1B所示。进行电镀形成图案化金属层40于暴露于外的可剥离金属层20上,如图1C所示。
最后,移除影像转移层30完成图案化金属层40的制作。于另一实施例中(图上未示),形成图案化金属层的方式亦可先形成一金属层于封装载板的表面上,之后进行一微影蚀刻程序以形成此图案化金属层。
请同时参照图1A、图1D、图1E、图1F、图1G与图2C,于本实施例中,四边扁平无接脚封装方法包括下列步骤。首先,提供一封装载板10,其中此封装载板10的至少一表面设置一可剥离金属层20,如图1A所示。接着,形成一图案化金属层40于可剥离金属层20上,其中此图案化金属层40包含至少一芯片承座42与多个导电接垫44,如图1D所示。
之后,参照图1E,设置一芯片50于芯片承座42并利用多条引线60电性连接芯片50与导电接垫44。其后,如图1F与图1G所示,利用一封装材料70覆盖芯片50、引线60、导电接垫44与可剥离金属层20;以及利用一蚀刻程序移除可剥离金属层20。
于本实施例中,本发明所使用的封装载板具有可剥离金属层20,因此可选择性对此可剥离金属层20进行图案化工序或是依需求完全移除此可剥离金属层20,如图1G与图2C所示。于一实施例中,移除此可剥离金属层20的同时还可进一步移除部份厚度的图案化金属层40,如图1G、图2D所示。
请参照图3A、图3B、图3C与图3D,本发明的导电接垫与外部接点的结构具有多种变化外,还可选择性的形成一金属表面处理层80于外部接点22或导电接垫44上。其中,导电接垫44的上下表面都可选择性的设置金属表面处理层80于其上。
于本发明中,作为芯片承座与导电接垫的图案化金属层可选择电镀的方式制作,因此只要显影曝光技术可配合作到的间距,此方法可制作出品质优良的小尺寸与细间距的导电接垫。相较于蚀刻方式,由于受限于药水置换速度影响蚀刻率以及厚度的限制,其对于细间距的控制难度提高。因此,使用电镀方式可具有较高的可靠度与达标率,故可制作较复杂的导电接垫结构,如图5所示,侧面为阶梯状的导电接垫44’的结构。此方法亦可制作导电接垫可具有一正梯形或倒梯形结构,如图4A与图4B所示。
接续上述说明,制成此结构的方法如后所述,参照图1C,于影像转移层30间与可剥离金属层20上电镀制作一第一图案化金属层40后,可设置一次影像转移层30’于第一图案化金属层40上并暴露出部分第一图案化金属层40的上表面,如图6A所示。接着,电镀形成一第二图案化金属层43于暴露于外的第一图案化金属层40上,如图6B所示。然后,参照图6C,移除影像转移层30与次影像转移层30’即可获得导电接垫44’的侧边具有一阶梯状结构,如图4C所示。然而本发明的四边扁平无接脚封装结构并不限于此,利用上述方法制作如图4D所示侧边具有一阶梯状结构的导电接垫44。
本发明方法可通过控制影像转移层(30,图1B)形状,如梯形(图上未示),即可制作导电接垫可具有一正梯形或倒梯形结构,如图4A与图4B所示。
请参照图7A与图7B,于一实施例中,图案化金属层40除包括至少一芯片承座42与多个导电接垫44外,还包括一线路46用以电性连接两两导电接垫44。其中,两两导电接垫44的一对用以与芯片50利用引线60电性连接,而导电接垫44的另一对则可与外部接点22(如图8A所示)之一电性连接。其中,如前所述,还可选择性的设置金属表面处理层80于用于打线的导电接垫44上。
请继续参照图8A,于本发明中,并不限制图案化金属层40的芯片承座42的尺寸。芯片承座42的尺寸可相当于芯片50的尺寸(如图8A所示)或大于、小于芯片50的尺寸。于本发明中,此走线设计的导电接垫44配置有别于一般四边扁平无接脚封装的设计,可有效缩短引线60的打线的线长,除可提升封装后良率外还可有效节省封装成本。
接续上述说明,请参照图8B,当芯片承座42’尺寸小于芯片50的尺寸时,于一实施例中,位于芯片50下方的导电接垫44亦可辅助承载芯片50,芯片50可利用绝缘黏着层(图上未标)固定设置于其上。于一实施例中,芯片承座42’与用于承载芯片50的导电接垫44的高度可高于其它导电接垫44的高度,如此,可提供较大空间让封装材料充分填满空隙,避免芯片50底部外露达到有效保护芯片50的效果。
请继续参照图8C,于一实施例中,芯片承座可由设置于芯片50下方的导电接垫44’所组成,如此可有效利用有限位置达到外部接点22或焊球(图上未示)最密化设计。于一实施例中,承载芯片50的导电接垫44’的高度亦可高于其它导电接垫44的高度。
请参照图8A、图8B与图8C,于本发明中,芯片承座42’与导电接垫44’都可利用电镀来达到所需的厚度。与一般导电接垫44不同厚度的芯片42’与导电接垫44’则可利用不同步骤影像转移程序即可达成。
接续上述,本发明又一实施例的四边扁平无接脚封装方法,用以制造如图7A与图7B所示的结构,包括下列步骤:提供一封装载板,其中封装载板至少一表面设置一可剥离金属层;形成一图案化金属层于封装载板上,并暴露出部分可剥离金属层,其中图案化金属层包含至少一芯片承座、多个导电接垫、多条线路与多个对外接垫;进行一芯片封装步骤;以及移除封装载板并暴露出对外接垫。其中图9A至图9I为本发明一实施例的四边扁平无接脚封装方法的流程示意图,绘示设置一上接合层于图案化金属层与暴露出的可剥离金属层上的步骤流程;图10A至图10G为本发明一实施例的四边扁平无接脚封装方法的流程示意图,绘示设置一下接合层于图案化金属层下的步骤流程;以及图10H绘示同时分别形成上接合层与下接合层于图案化金属层上与下。其实施例详细说明如下。
首先,请参考图9A,提供一封装载板10,其中封装载板10的至少一表面设置一可剥离金属层20。接着,如图9B所示,形成一图案化金属层40于可剥离金属层20上方,并暴露出部分可剥离金属层20,其中图案化金属层40系含至少一芯片承座42、多个导电接垫44、多条线路46与多个对外接垫48。如图9C所示,可选择性的设置打线垫82于用于打线的导电接垫44上。于此实施例中,形成图案化金属层40的步骤包括:设置一影像转移层于可剥离金属层20上;电镀形成图案化金属层40于可剥离金属层20上;以及移除影像转移层。
于一实施例中,如图9C所示,利用包含溅镀、蒸镀或电镀的方法形成一上接合层90于图案化金属层40与暴露于外的可剥离金属层20上。以及,如图9D所示,移除部份上接合层90以露出打线垫82。接着,请参考图9E,以适当方式移除部份上接合层90以暴露出部分芯片承座42。
接着,进行一芯片封装步骤。如图9F所示,设置一芯片50于芯片承座42上,并且利用多条引线60电性连接芯片50与导电接垫44或者如有设置打线垫82则电性连接芯片50与打线垫82。进一步,利用一封装材料70包封引线60、芯片50、上接合层90与导电接垫44或者打线垫82,其中封装材料70包含但不限于利用注胶、网印、旋转涂布的方式包封引线60、芯片42与导电接垫44。其中线路46电性连接两两导电接垫44,且两两导电接垫44的一对与芯片50电性连接,两两导电接垫44的另一对与对外接垫48电性连接。最后,如图9F及图9G所示,移除封装载板10以暴露出图案化金属层40及部分上接合层90。其中移除载板10后,还包括以包含蚀刻的方式移除可剥离金属层20以形成如图9G的结构。请参考图9H,还包括以适当方式移除暴露出的部分上接合层90,如图中箭头所示,以电性分离芯片承座42与导电接垫44。再来,请参考图9I,可选择性的设置金属表面处理层80于外露的对外接垫48上。于一实施例中,请继续参考图9I,可在暴露出的图案化金属层40上设置一绝缘层91,其中形成此绝缘层91的方式包含但不限于棕氧化(Brown Oxide)及黑化(Black Oxide)处理。在金属层与封装材料之间形成一接合层可增加封装材料与金属层之间的接合功能。
接续上述,图10A至图10H为本发明又一实施例的四边扁平无接脚封装方法的流程示意图,于本实施例中,四边扁平无接脚封装方法包括下列步骤。与上述实施例差异在于,形成一下接合层于图案化金属层之下。
首先,如图10A所示,提供一封装载板10,其中封装载板10的至少一表面设置一可剥离金属层20。接着,如图10B所示,形成一下接合层92于可剥离金属层20上,其中下接合层92为一图案化接合层使部分可剥离金属层20暴露于外,且下接合层92包含但不限于以至少一接合层堆叠形成。再来,如图10C所示,形成一图案化金属层40’于可剥离金属层20以及部分下接合层92上。如同上述实施例中所描述,图案化金属层40’包括至少一芯片承座42’、多个导电接垫44’、多条线路46’与对外接垫48’,其中部分图案化金属层40’完全设置于下接合层92上,如芯片承座42’;一部分图案化金属层40’部分覆盖下接合层92部分覆盖可剥离金属层20,如导电接垫44’、线路46’与对外接垫48’。接着,如图10D所示,移除芯片承座42’周围下方的下接合层92,如图中箭头所示,使芯片承座42’与设置于其周围的导电接垫44’电性分离。
接着,进行一芯片封装步骤。如图10E所示,设置一芯片50’于芯片承座42’,且利用多条引线60’电性连接芯片50’与导电接垫44’;以及利用一封装材料70’包封引线60’、芯片50’、下接合层92、可剥离金属层20与导电接垫44’。并且选择性在导电接垫44’上形成打线垫82’以方便打线作业。最后,如图10E及图10F所示,移除封装载板10以及蚀刻掉可剥离金属层20后,暴露出对外接垫48’及下接合层92,其中此处下接合层92具有防焊层的作用。于一实施例中,如图10G所示,还可选择性的设置金属表面处理层80’于外露的对外接垫48’上。请参考图10H,如同上述实施例中所示,还包括形成一上接合层90’于图案化金属层40’与封装材料70之间,以增加图案化金属层40’与封装材料70’的接合力。
接续上述,图11A至图11I为本发明又一实施例的四边扁平无接脚封装方法的流程示意图,用以制造如图7A与图7B所示的结构。于本实施例中,四边扁平无接脚封装方法包括下列步骤。
首先,请参考图11A,提供一封装载板10,其中封装载板10至少一表面设置一可剥离金属层20。接着,如图11D所示,形成一第一图案化金属层41于可剥离金属层20上。以及形成一第一次图案化金属层411,堆叠设置于第一图案化金属层41上。再来,请参考图11E,形成一绝缘层93于可剥离金属层20上与第一图案化金属层41上,并暴露出第一次图案化金属层411,且绝缘层93将每一堆叠设置的第一图案化金属层41与第一次图案化金属层411分隔成彼此电性隔绝的多个对外接垫48;其中绝缘层93可利用涂布(printing)的方式设置于封装载板10上。于一实施例中,可在图案化绝缘层93上进行一表面处理步骤形成粗糙表面以加强与后续设置于其上的物质接合,其中可利用干式或湿式等离子体处理(plasmatreatment)的方法来完成。而且,可如图11F所示,选择性利用溅镀方法形成一金属接合层94覆盖绝缘层93与暴露出的第一次图案化金属411上,以加强后续线路与图案化绝缘层93的接合功能,其中金属接合层94的材质包含但不限于钛或铜。
接续上述,于此实施例中,形成对外接垫48的步骤如图11B及图11C所示,包括:设置一第一影像转移层33于可剥离金属层20上,并暴露出部分可剥离金属层20;接着,电镀形成第一图案化金属层41于暴露于外的可剥离金属层20上。再来,如图11C所示,设置一第一次影像转移层34于第一影像转移层33上并露出部分第一图案化金属层41。电镀形成第一次图案化金属层411堆叠于第一图案化金属层41上;以及移除第一影像转移层33与第一次影像转移层34,以形成如图11D之结构。
接着,如图11G所示,形成一第二图案化金属层,如图案化金属层40,于绝缘层93与暴露于外的对外接垫48上方,其中图案化金属层40包含至少一芯片承座42、多个导电接垫44与多条线路46,且图案化金属层40与对外接垫48电性连接。其中可选择性的设置金属表面处理层82于用于打线的导电接垫44上。于此实施例中,形成图案化金属层40的步骤如图11G所示,包括:设置一第二影像转移层35于绝缘层93上并暴露出部分绝缘层93与对外接垫48,且电镀形成第二图案化金属层,如图案化金属层40,于绝缘层93与暴露于外的对外接垫48上;以及移除第二影像转移层35。在移除第二影像转移层35之后还包含以蚀刻方式移除位于第二影像转移层35下方的金属接合层94,如图,11H所示,使金属接合层94与第二图案化金属层具有相同的图案化配置。
接着,进行一芯片封装步骤。如图11I所示,设置一芯片50于芯片承座42;利用多条引线60电性连接芯片50与导电接点44;以及利用一封装材料70包封引线60、芯片50与导电接点44。其中线路46电性连接两两导电接垫44,且两两导电接垫44之一与芯片50电性连接,两两导电接垫44的另一与对外接垫48电性连接。最后,如图11I所示,移除封装载板10再蚀刻掉可剥离金属层20以暴露出对外接垫48。
图11J、图11K、图11L分别绘示移除载板后的不同应用,如图11J所示,可形成一金属表面处理层80于暴露出的对外接垫48上,此后并于曝露出的绝缘层93形成一层封装材料73,其中封装材料73可与包覆芯片50的封装材料70的材质相同或不同。如图11K所示,在移除载板后,还包含移除部分第一图案化金属层41后,再选择性的设置金属表面处理层80于外露的对外接垫48上。而且,如图11L所示,绝缘层93与导电接垫48的结构设计,可为多层堆叠且各层导电接垫48之间是电性连接。
接续上述,图12A至图12I为本发明又一实施例的四边扁平无接脚封装方法的流程示意图,用以制造如图7A与图7B所示的结构。于本实施例中,四边扁平无接脚封装方法包括下列步骤。与上述实施例差异在于,金属表面处理层可于不同阶段制作形成。
首先,如图12A所示,提供一封装载板10,其中封装载板10至少一表面设置一可剥离金属层20。接着,如图12B所示,形成一第一图案化金属层41’于可剥离金属层20上。其中形成第一图案化金属层41’的步骤包括:设置一第一影像转移层33’于可剥离金属层20上,并暴露出部分可剥离金属层20;接着,电镀形成第一图案化金属层41’于暴露于外的可剥离金属层20上;以及移除第一影像转移层33’。
接着,请参考图12C、图12D,先形成一绝缘层93’于可剥离金属层20上,其中绝缘层93’具有多个开口以露出部分第一图案化金属层41’。接着,如图12E,形成一金属接合层94’覆盖绝缘层93’与暴露出的第一图案化金属层41’上以加强绝缘层93’与其后设置于其上的线路的键结。接着,如图12E所示,形成一第一次图案化金属层411’于绝缘层93’的开口内,并位于暴露出的第一图案化金属层41’上,其中第一次图案化金属层411’堆叠设置于第一图案化金属层41’上,且绝缘层93’将堆叠设置的第一图案化金属层41’与第一次图案化金属层411’分隔成彼此成电性隔绝的复数个对外接垫48’。
再来,如图12F所示,形成一第二图案化金属层,如图案化金属层40’,于绝缘层93’与暴露出的对外接垫48’上,其中第二图案化金属层40’系包括至少一芯片承座42’、多个导电接垫44’与复数线路46’,且对外接垫48’与第二金属层40’电性连接。于一实施例中,形成第二图案化金属层40’的步骤如图12F与图12G所示,包括:设置一第二影像转移层35’于部分金属接合层94’上,并暴露出的第一次图案化金属层411’;电镀形成第二图案化金属层40’在金属接合层94’与第一次图案化金属层411’上;移除第二影像转移层35’;以及以蚀刻方式移除第二影像转移层35’下方的金属接合层94’,以形成如图12G的结构。
接着,进行一芯片封装步骤。如图12H所示,设置一芯片50’于芯片承座42’;利用复数条引线60’电性连接芯片50’与导电接点44’;以及利用一封装材料70’包封引线60’、芯片50’与导电接点44’。最后,如图12H及12I所示,移除封装载板10并暴露出对外接垫48’。于又一实施例中,如图12I所示,更可选择性的设置金属表面处理层80’于外露的对外接垫48’上。形成堆叠式对外接垫可使后续制程掌握度较高,进而提高工艺良率。此外,在金属层与绝缘层之间可形成一金属接合层以增加绝缘材料与金属层的接合功能。
综合上述,本发明四边扁平无接脚封装方法通过使用具有可剥离金属层的封装载板,并可利用此可剥离金属层进行图案化作为其后封装体外部接点,提供整体封装工艺与封装结构的多样性。在上下接合层的处理上则可利用其材料特性以增加图案化金属层与封装材料间的结构强度,加强其拉力值,并避免在SMT的过程中造成因线路桥接而短路,同时保护金属层以避免氧化。另外,所有工艺皆可使用既有技术与设备,并未增加成本与困难度。而且,由于图案化可剥离金属层的工艺是使用影像转移技术或平版印刷微影技术,因此可有效达成高密度与细间距的结构。本发明除可使用现有技术外,亦可应用于双面工艺。且本发明与一般使用基板的封装方法相比,封装载板亦可选用可回收或重复使用材质,因此具有较低的成本与较佳的优势。此外,本方法可配合利用电镀技术制作特殊结构且细间距的导电接垫结构。
以上所述的实施例仅是说明本发明的技术思想及特点,其目的在于使熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,当不能以其限定本发明的专利范围,即凡是根据本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰,仍应涵盖在本发明的专利范围内。