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TW201541576A - 半導體器件之封裝方法與實施該方法之設備 - Google Patents

半導體器件之封裝方法與實施該方法之設備 Download PDF

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TW201541576A
TW201541576A TW103142701A TW103142701A TW201541576A TW 201541576 A TW201541576 A TW 201541576A TW 103142701 A TW103142701 A TW 103142701A TW 103142701 A TW103142701 A TW 103142701A TW 201541576 A TW201541576 A TW 201541576A
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TW
Taiwan
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semiconductor device
package
flexible substrate
module
heat dissipation
Prior art date
Application number
TW103142701A
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English (en)
Inventor
金俊一
金成振
金學模
Original Assignee
東部高科股份有限公司
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    • H10P74/238
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    • H10W74/014
    • H10W74/15
    • H10W74/00
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  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

本發明提供一種對多個安裝在撓性基板上的半導體器件進行封裝的方法及設備,其中該撓性基板係具有縱向延伸之條帶形狀,且在沿著撓性基板於縱向延伸方向上界定有多個封裝區域。撓性基板被傳送通過封裝模組。經由從封裝區域中檢測出未安裝半導體器件的空白區域,並在位於封裝模組之處理區域中的至少一個半導體器件上形成散熱層,藉以封裝半導體器件。該散熱層係藉由將散熱塗料組成物塗布於半導體器件上而形成,且封裝模組的操作係由控制器所控制,以於空白區域上省略封裝製程。

Description

半導體器件之封裝方法與實施該方法之設備
本發明所揭露之內容係關於一種封裝半導體器件方法與一種實施該方法的設備;更明確地說,本發明係關於一種對安裝於撓性基板上之半導體器件進行封裝之方法,諸如覆晶薄膜(COF)條帶、捲帶式載體封裝(TCP)條帶、及其他類似者;及一種實施該方法的設備。
通常,諸如液晶顯示器(LCD)之顯示設備係可以包括液晶面板及配置於液晶面板後方的背光單元。可使用例如驅動積體電路(IC)之半導體器件來驅動液晶面板。這些半導體器件可使用諸如COF、TCP、晶粒玻璃接合(COG)等之封裝製程而連接至液晶面板。
高解析度顯示設備可能需要由該半導體器件來提供增強的驅動負載。尤其是在COF型半導體封裝之特定例子中,此類增強的驅動負載可能引起熱產生量的增加,導致需要增加散熱量之相關問題。
為了解決散發所增加熱量之需求,已經有一些涉及使用黏著構件來增加散熱片之先前技術被開發出來了。例如,韓國專利公開公報第10-2009-0110206號揭露了一種COF型半導體封裝,其包括撓性基板、安裝於該撓性基板的頂表面之半導體器件、及藉由黏著構件而安裝於撓性基板之底表面的散熱片。
然而,安裝於撓性基板的底表面之散熱片可能由於對撓性基板的熱傳導性相對較低而導致不夠充分。此外,此類散熱片通常為板狀並且使用例如鋁之金屬所製成,其可能減少COF型半導體封裝的可撓性。此外,隨著時間經過及經由正常使用,散熱片有可能會從撓性基板上分離開來。
本發明提供一種能夠改善半導體器件的散熱效率之封裝方法、及一種實施該封裝方法之設備實施。
根據一些示範實施例,本發明揭露一種對安裝於撓性基板上半導體進行封裝之方法,該撓性基板具有縱向延伸之條帶形狀,並在沿著縱向延伸方向界定有多個封裝區域。該方法可包括將該撓性基板傳送通過封裝模組,並從該封裝區域中偵測出未安裝半導體器件的空白區域,並且經由在位於該封裝模組之處理區域之至少一個半導體器件上形成散熱層,藉以封裝該半導體器件。更明確地說,該散熱層可藉由塗布散熱塗料組成物於該半導體器件上來形成。於空白區域上可省略封裝製程。
於一些示範實施例中,該散熱層可以藉由灌封製程來形成。
於一些示範實施例中,形成該散熱層之步驟可以包括:藉由於該半導體器件之至少一個側表面上、及該撓性基板之至少一部分上,塗布該散熱塗料組成物來形成第一散熱層;及藉由於該半導體器件之頂表面之至少一部分上,塗布該散熱塗料組成物來形成第二散熱層。
於一些示範實施例中,複數個封裝區域位於該封裝模組之該處理區域,除了至少一個該空白區域以外,該封裝模組的該處理區域中的其餘封裝區域中所安裝的多個半導體器件可以是同時被封裝的。
於一些示範實施例中,該方法可以更進一步包括對形成於該半導體器件上之該散熱層進行固化。
於一些示範實施例中,該方法可以更進一步包括於該撓性基板與及該半導體器件之間形成底部填充層。
於一些示範實施例中,該底部填充層可以是藉由將底部填充樹脂注入於該撓性基板與該半導體器件之間界定的空間來形成。
於一些示範實施例中,形成該底部填充層之步驟可以是包含:先將該撓性基板傳送通過底部填充模組,再將該撓性基板傳送通過該封裝模組;及於撓性基板之封裝區域及與位於底部填充模組之處理區域中的半導體器件之間,形成底部填充層,其中於該空白區域上省略形成該底部填充層。
於一些示範實施例中,複數個封裝區域係位於該底部填充模組之該處理區域,且除了該空白區域以外,對位於該填充模組的該處理區域中的其餘封裝區域中所安裝的多個半導體器件上的填充製程可以是同時進行的。
於一些示範實施例中,該方法可以更進一步地包括對該底部填充層進行固化。
於一些示範實施例中,其中散熱塗料組成物可以包含約1wt%至約5wt%之環氧氯丙烷雙酚A樹脂,約1wt%至5wt%之改性環氧樹脂,約1wt%至約10wt%之固化劑,約1wt%至5wt%的固化促進劑、及該組成物中之剩餘量係由散熱填料所構成。
於一些示範實施例中,該改性環氧樹脂可以包括端羧基丁腈橡膠(CTBN)改性環氧樹脂、端胺基丁腈橡膠(ATBN)改性環氧樹脂、丁腈橡膠(NBR)改性環氧樹脂、丙烯酸樹脂改性環氧樹脂(ARMER)、聚胺酯改性環氧樹脂、或矽改性環氧樹脂。
於一些示範實施例中,該固化劑可以是酚醛清漆(novolac)型酚醛樹脂。
於一些示範實施例中,固化促進劑可以是咪唑系固化促進劑、或胺系固化促進劑。
於一些示範實施例中,該散熱填料可以包含具有粒子尺寸介於約0.01微米(μm)至約50微米之氧化鋁。
於另一示範實施例中揭露了一種半導體器件之封裝設備,其中該半導體器件係安裝於撓性基板,該撓性基板係具有縱向延伸之條帶形狀,並在沿著其延伸方向上界定有多個封裝區域,該設備可以包括:一展開機模組,其構成為用以供給該撓性基板;一收卷機模組,質構成為用以收回該撓性基板;一封裝模組,其位於該展開機模組與該收卷機模組之間,並構成為用以將散熱塗料組成物塗布於該半導體器件,以便形成封裝該半導體器件之散熱層;及一控制器,其構成為用以控制該封裝模組,以便檢測出在該封裝區域中之未安裝半導體器件之空白區域,及並於該空白區域省略封裝製程。
於一些示範實施例中,該封裝模組可以包括封裝室。該封裝模組亦可以包括一灌封單元,其位於該封裝室中並構成為用以將該散熱塗料組成物塗布該半導體器件。該封裝模組亦可以包括一封裝驅動單元,其構成為用以使該灌封單元在垂直或是水平方向中之一個方向上移動。
於一些示範實施例中,該設備可以進一步包括一固化模組,其構成為用以固化該散熱層。
於一些示範實施例中,其中該固化模組係包括:一固化室,其配置於封裝模組與收卷機模組之間;複數個加熱器,其配置於沿著該固化室內的該撓性基板的傳送路徑上,並構成為用以固化對該散熱層進行固化。
於一些示範實施例中,其係更進一步包含一底部填充模組,其構成為用以在介於撓性基板與該半導體器件之間形成底部填充層。
以上所提供的總結要旨僅為對於某一些例示性實施例要點之摘錄,用以對於本發明之某些觀點提供基本的認識。因此,上述之實施例僅為範例而已,不應以任何方式而解釋成用來限縮本發明之範圍或主旨。應當理解的是:在本發明之範圍除了此處之總結要旨以外,尚應包括許多潛在性實施例,其中的某些部分將在以下進一步說明。
以下,配合參考附圖而詳細地敘述特定的實施例。然而,本發明係可以不同形式來實施,不應被解釋為限制於此處所列舉之實施例的內容而已。更確切地說,這些實施例是提供用來使本揭露臻至徹底及完整,並且向本領域技術人員完整傳達本發明的範圍。
此外,亦應該理解的是,當一層、一薄膜、一區域、一板等物被引述為於另一層、另一薄膜、另一區域、另一板「之上」時,其可以是直接於位於後者的上方,亦可以存在有一個或更多個的中間層、薄膜、區域、板。另一方面,應該理解的是:當一元件被引述為直接在另一元件之上或連接於其他的元件時,則其間沒有存在另外之其他的元件。再者,雖然如第一、第二、及第三等順序編號係使用來敘述在本發明之不同的實施例中之各種不同的元件、成分、區域、及/或層,這些用語於僅為了方便對特定的元件、成分、區域、層及/或部分進行引用及/或做為先行詞之基礎。因此,除非有明確的說明,這些用語不應被解釋為用以敘述或隱喻元件、成分、區域、及/或層之特定序列或順序。
此處使用的專門術語,其目的僅為敘述特定示範實施例,並非是有意圖性地限定本發明概念。除非另有定義,否則此處使用的所有用語(包含技術及科學用語),皆為本發明概念所屬技藝領域具有通常知識者所能共同理解的同樣含義。另外,應當進一步理解的是,本文中所記載之用語,例如那些具有已被通用字典所定義的用語,彼等皆應被解釋為具有與在相關技藝領域的含義一致之義涵,而且除非另有定義,否則不應以理想化或過度形式化的方式來加以解釋。
此處,參考理想示範實施例之示意圖來說明示範實施例。諸如製造製程及/或公差所導致的與附圖不同之尺寸與形狀上的變異,皆為可預料。此外,這些示意圖非依比例繪製。因此,示範實施例不應該解釋為用以限制此處圖示的特定區域的尺寸或形狀。這些示範實施例可包含例如製造上所導致形狀的偏差。因此,應該被理解的是:附圖中所描繪的區域並非意圖描述一裝置上一區域之實際尺寸或形狀,亦非意圖用以限制本發明概念或申請專利範圍之範圍。
圖1描述根據某些示範實施例的用以實施半導體器件120之封裝方法之設備10之示意圖。圖2描述關於圖1之實施例的撓性基板110之示意圖。圖3描述關於圖1所示示範實施例之封裝模組30之示意圖。
如圖1至圖3所示,用以封裝半導體器件120之設備10,可使用於安裝於撓性基板110之半導體器件120之封裝。具體地說,撓性基板110,例如覆晶薄膜(COF)條帶,可做為製造製程之一部分所使用,以構成COF半導體封裝。做為一其他例,撓性基板110可為捲帶式載體封裝(TCP)條帶、球柵陣列封裝(BGA)條帶、或特定應用積體電路(ASIC)條帶。
撓性基板110可具有縱向延伸之條帶形狀,及如圖2所示,可限定出沿著撓性基板110的長度延伸的複數個封裝區域110A。半導體器件120可藉由例如片結製程(die-bonding)而安裝於封裝區域110A之上。
在實施片結製程後,安裝於撓性基板110之半導體器件120可藉由檢測製程來進行檢測。當檢測製程的結果被判定為瑕疵品之半導體器件,則可以將它由撓性基板110上移除。例如,對於有缺陷的半導體器件,可通過“衝切(punching)”製程從撓性基板110上來去除它。由於在檢測製程中去除了半導體器件,撓性基板110可因此包括一或多個未安裝半導體器件之空白區域110B。而衝切製程可在空白區域110B上形成衝孔110C。
封裝設備10可以包括:用以提供撓性基板110之展開機模組20、及用以收回該撓性基板110的收卷機模組25。展開機模組20及收卷機模組25可以分別包括供給滾輪22及回收滾輪27,分別用以供給及收回撓性基板110。封裝設備可以進一步包含驅動單元(未顯示),其用以轉動供給滾輪22及回收滾輪27。
用以實施半導體器件120封裝製程之封裝模組30可以是設置於展開機模組20及收卷機模組25之間。封裝模組30可包括封裝室32,撓性基板110可於水平方向(如縱向)被傳送通過封裝室32。
根據一些示範實施例,可在封裝室32中將散熱塗料組成物塗布至於半導體器件120上。此塗布製程可使散熱層130形成於半導體器件120上(參考圖4),進而將半導體器件120封裝於撓性基板110上。於一些示範性實施例中,散熱層130可藉由灌封製程(potting process)形成。例如,配置成將散熱塗料組成物塗布於半導體器件120上的灌封單元34可設置於封裝室32內。
如圖所示,六個灌封單元34可設置於封裝室32中。然而,應該理解的是:此處顯示的灌封單元34之數量並不意圖被限制於該附圖,可使用各種數量的灌封單元34。例如,一些實施例當中,可以僅於封裝室32中設置單個灌封單元34。
灌封單元34可以構成為能夠通過封裝驅動單元36而於垂直及/或水平方向上移動。例如,雖然未於附圖中詳細顯示,封裝驅動單元36可以構成為在垂直方向及水平方向上移動灌封單元34的直角座標型機器人。
封裝室32可包括用以支撐撓性基板110的支撐構件38。支撐構件38可具有平坦的頂表面,並且如圖所示,支撐構件38可以是部分或全部支撐位於灌封單元34下方的撓性基板110。支撐構件38可以界定出複數個真空孔(未顯示)。支撐構件38可透過使用該複數個真空孔,以真空吸住且固定撓性基板110於支撐構件38上的一部分。支撐構件38雖然未詳細顯示,但仍可以構成為能夠於垂直方向移動以支撐撓性基板。
如圖3中所示,處理區域30A可被限定為用以在封裝室32內實施封裝製程。具體地,處理區域30A可限定為介於灌封單元34與支撐構件38之間。灌封單元34可在位於處理區域30A內的半導體器件120上實施封裝製程。例如,如圖所示,有六個封裝區域110A位於處理區域30A中,而安裝至該六個封裝區域110A的半導體器件120的封裝製程也可以同時實施。
封裝製程可檢測在於處理區域30A的封裝區域110A中是否有空白區域,例如空白區域110B。當檢測到空白區域時,可於空白區域110B之外的封裝區域110A上實施封裝製程。發生於封裝區域110A之封裝製程步驟,可以與避開在空白區域110B上實施該製程之步驟為同時進行。
如圖3所示,封裝驅動單元36可以使多個灌封單元34(空白區域110B上面的灌封單元除外)下降,以於靠近半導體器件120。封裝驅動單元36可以於水平方向移動多個灌封元件34,以同步地於多個半導體器件120上實施封裝製程。散熱塗料組成物可通過多個灌封元件34(空白區域110B上面的灌封單元除外)塗布於半導體器件120上。由於該製程的結果,半導體器件120就可以散熱塗料組成物進行封裝。
根據一些實施例,封裝設備10可包括:照相機40,用以檢測空白區域110B;及控制器45。控制器45可控制封裝驅動單元36及灌封單元34的操作,以省略關於空白區域110B的封裝製程。或者,表明空白區域110B的資訊可以事先被提供至控制器45。例如,半導體器件120上的檢測製程及衝切製程的結果資料,可以在封裝製程之前或是途中提供給控制器45,以使控制器45能夠在封裝製程當中省略掉空白區域(一個或多個)110B。控制器45可利用所提供的數據及/或來自照相機40的檢測資料來控制封裝驅動單元36及灌封單元34的操作。
封裝設備10可以包括固化模組50,其用於固化形成於半導體器件120上的散熱層130。
固化模組50可以包括固化室52。撓性基板110可被傳送通過固化室52。固化室可以包括沿著撓性基板110傳送路徑設置的複數個加熱器54。此外,固化室52可包括滾輪56,其構成為用以調整撓性基板110之傳送距離、速度、及/或方向。例如,可於固化室52中沿著Z字形延伸的傳送路徑傳送撓性基板110。因撓性基板110沿著該傳送路徑被傳送,半導體器件120上的散熱層130可被加熱器54固化。
現在,將參考附圖來進一步詳細說明根據本發明之一些示範實施例之半導體器件封裝方法。
圖4至圖6為說明半導體器件封裝方法之實施例之示意斷面圖。圖7及圖8為使用圖4至圖6所示方法之實施例所製造的半導體封裝。
如圖1所示,撓性基板110在展開機模組20與收卷機模組25之間被傳送通過封裝模組30及固化模組50。如上所述,半導體器件120安裝於撓性基板110之封裝區域110A。
訊號線112(例如導電圖案)可設置於撓性基板119上。用以保護訊號線112之絕緣層114可配置於訊號線112上。如圖4所示,半導體器件120可與撓性基板110結合,以透過金凸塊或是錫焊凸塊122來連接訊號線112。例如,訊號線112可由例如銅的導體材料所形成,而絕緣層114可為一或多個表面電阻(SR)層或是阻焊層。
先由照相機40從封裝區域110A中檢測出未安裝半導體器件之空白區域110B,再對位於封裝模組30之處理區域30A之半導體器件120實施封裝製程。如上所述,控制器45可控制封裝模組30之操作,以省略於空白區域110B上的封裝製程。
在封裝模組30之處理區域30A內,可通過灌封單元34將散熱塗料組成物塗布於半導體器件上,從而於半導體器件120上形成散熱層130。
根據一些示範實施例,如圖5所示,可通過將散熱塗料組成物塗布於半導體器件120之側表面,及撓性基板110中鄰近半導體器件120之側表面的頂表面部分而形成第一散熱層132。如圖6所示,可通過將散熱塗料組成物塗布於半導體器件120之頂表面形成第二散熱層134。
封裝驅動單元36可使灌封單元34下降至靠近(除空白區域110B之外的)封裝區域110A中的半導體器件120。封裝驅動單元36可沿著半導體器件120之側表面,於水平方向移動灌封單元34,以形成第一散熱層132。封裝驅動單元36亦可於半導體器件120上方以水平方向移動灌封單元34,以形成第二散熱層134。
封裝製程當中,散熱塗料組成物可滲入到撓性基板110與半導體器件120之間的空間中。然而,當散熱塗料組成物未完全滲入至撓性基板110及半導體器件120之間的空間時,撓性基板110及半導體器件120之間可能會形成空氣層,如圖5及圖6所示。
根據一些示範實施例,可調整散熱塗料組成物之黏滯度,以確保散熱塗料組成物能夠充分地滲入至撓性基板110及半導體器件120之間的空間裡。在此情形下,可藉由散熱塗料組成物的滲入,於撓性基板110及半導體器件120之間形成底部填充層。
參考圖7及圖8,如上所述地形成散熱層130之後,可傳送撓性基板110至固化室52中,且當傳送通過固化室52時,半導體器件120上的散熱層130可完全被固化。散熱層130可於約140°C至約160°C之間的溫度被固化。例如,散熱層可於約150°C被固化。固化製程可因而完成半導體封裝100以使之具有改善的散熱特性及可撓性。
根據一些實施例,散熱塗料組成物可包括:環氧氯丙烷雙酚A樹脂、改性環氧樹脂、固化劑、固化促進劑、散熱填料、及/或它們的組合。具體地,於一些示範實施例當中,散熱塗料組成物係包含約1wt%至約5wt%之環氧氯丙烷雙酚A樹脂、約1wt%至約5wt%之改性環氧樹脂、約1wt%至約10wt%之固化劑、約1wt%至約5wt%的固化促進劑、及剩餘量的散熱填料。
使用環氧氯丙烷雙酚A樹脂可改善散熱塗料組成物的黏著性,使用改性環氧樹脂可改善固化過程之中及之後的散熱層之可撓性及伸縮性。具體地,改性環氧樹脂可以包括端羧基丁腈橡膠(CTBN)改性環氧樹脂、端胺基丁二烯丙烯腈(ATBN)改性環氧樹脂、丁腈橡膠(NBR)改性環氧樹脂、丙烯酸橡膠改性環氧樹脂(ARMER)、聚胺酯改性環氧樹脂、矽改性環氧樹脂、及其他類似者。
固化劑可包括酚醛清漆類之酚醛樹脂。例如,可以使用經過由酚、甲酚、雙酚A之一與甲醛反應所得到的酚醛清漆型酚醛樹脂。
固化促進劑可以包括咪唑系固化促進劑或胺系固化促進劑。例如,咪唑系固化促進劑可以包括:咪唑、異咪唑、2-甲咪唑、2-乙基-4-甲咪唑、2,4-二甲咪唑、丁基咪唑、2-甲咪唑、2-苯咪唑、1-苄基-2-甲咪唑、1-丙基-2-甲咪唑、1-氰乙基-2-甲咪唑、1-氰乙基-2-乙基-甲咪唑、苯咪唑、苄咪唑、及其他類似者或其組合。
胺系固化促進劑可以是包括脂族胺、改性脂族胺、芳香胺、二級胺、三級胺、及其他類似者;及其組合。例如,胺系固化促進劑可以包括:苯甲基二甲胺、三乙醇胺、三亞乙基四胺、二乙烯三胺、三乙胺、二甲胺乙醇、間二甲苯二胺、異佛爾酮二胺、及其他類似者。
散熱填料可以是包含具有粒子尺寸介於約0.01微米(μm)至約50微米之氧化鋁,且較佳為約0.01微米至約20微米。散熱填料可以用於改善固化後的散熱層130之熱傳導性。具體地說,基於散熱塗料組成物的總量計算,該散熱塗料組成物可以包括約75wt%至約95wt%的散熱填料。散熱層130之熱傳導性可調整至約2.0 W/mK至約3.0W/mK之範圍內。此外,散熱層130的黏著性可利用環氧氯丙烷雙酚A樹脂及改性環氧樹脂而調整成在約為8MPa至約12MPa之範圍內。
散熱塗料組成物的黏滯度可調整至約100Pas至約200Pas之間,散熱塗料組成物可在約140°C至約160°C之間的溫度範圍內被固化。散熱塗料組成物的黏滯度可利用B型旋轉黏滯度計來測量,具體來說,可在轉子轉速約20rpm溫度23°C的環境下測定。
根據一些示範實施例,散熱層130可直接形成於半導體器件120之頂表面及側表面,因而改善半導體器件120的散熱效率。因散熱層130具有改善的可撓性及黏著性,因此散熱層130從撓性基板110及半導體器件120上分離的可能性會變小。另外,相較於傳統的封裝及散熱技術,該半導體封裝100的可撓性可大幅地改善。
藉由從封裝區域110A中檢測空白區域110B的存在,實施例可避免在這些空白區域上實施封裝製程。也因此,實施例能夠改善封裝製程的生產率。
圖9為顯示根據一些實施例之實施半導體器件的封裝方法之設備。圖10至圖11顯示如圖9所示半導體器件封裝方法之實施例的示意斷面圖。
參考圖9,用於封裝半導體器件的設備10可包括:底部填充模組60,用以形成位於撓性基板110與半導體器件120之間的底部填充層140(見圖11)。設備10亦可包括用於固化底部填充層140之預固化模組70。底部填充模組60與預固化模組70可設置於展開機模組20與封裝模組30之間。撓性基板110可經過底部填充模組60及預固化模組70被傳送到封裝模組30。
底部填充模組60可包括底部填充室62。底部填充室62包括灌封單元64,其用以注射底部填充樹脂至撓性基板110及半導體器件120之間的空間。灌封單元64可以構成為能夠通過底部填充驅動單元66於在垂直及水平方向上移動。
進一步地,設備10可包括:用以支撐撓性基板110之支撐構件68,其可設置於底部填充室62中。雖然於圖中未顯示,但支撐構件68可包括真空孔,用以吸附及固定撓性基板110於支撐構件68。用於在其中實施底部填充製程之處理區域(未顯示),其為可界定於底部填充室62內。該處理區域可以界定於灌封單元64及支撐構件68之間。可在於處理區域的多個半導體器件120上同步實施多個底部填充製程。
照相機42可設置於底部填充室62中。照相機42可從撓性基板110之封裝區域110A中檢測出空白區域110B。底部填充驅動單元66及灌封單元64之操作可由控制器45來控制,而且尤其是可以控制為於空白區域110B上省略底部填充製程。
如上所述,底部填充模組60可以構成為近似於封裝模組30。根據一些示範實施例,底部填充模組60的灌封單元64的數量可以變更。然而,於一些實施例當中,為了改善半導體封裝100的生產率,灌封單元64的數量可與封裝模組30的灌封單元34的數量相同。
在經過底部填充模組60實施底部填充製程之後,撓性基板110經過預固化模組70被傳送至封裝模組30。預固化模組70可包括用以固化底部填充層140的加熱器72。
參考圖10,灌封單元64可將底部填充樹脂供給至撓性基板110上與半導體器件120側表面相鄰的頂表面部分。底部填充樹脂可因表面張力滲入至於撓性基板110及半導體器件120之間的空間。如上述般形成於撓性基板110及半導體器件120之間的底部填充層140,在撓性基板通過預固化模組70時,可於溫度約為150°C條件下被固化。
底部填充樹脂可以包括環氧樹脂、固化劑、固化促進劑、無機填料、及其組合。環氧樹脂可以包括雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、及其類似者,及其組合。胺系固化劑及咪唑系固化促進劑可分別做為固化劑及固化促進劑來使用。
氧化鋁可做為用以改善底部填充層140的熱傳導性之無機填料。氧化鋁的粒子尺寸可以是介於約0.01微米至約20微米範圍之間。
參考圖11,在如上述般形成底部填充層140之後,散熱層130可形成於半導體器件120與撓性基板110之上。形成散熱層130方法的例子已於上面配合圖4至圖6描述,因此將省略其詳細說明。
可以在片結製程將半導體器件120安裝至撓性基板110上後,實施使用底部填充樹脂的底部填充製程。在此情況下,可利用封裝設備及上述配合圖1至圖6敘述之方法來封裝半導體器件120。
根據上述示範實施例,用以半導體器件120所生成之熱量排散開來的散熱層130,已可以被形成於撓性基板110及半導體器件120上。半導體器件120可由散熱層130被封裝。如上記載,因為空白區域中沒有安裝半導體器件,撓性基板110的空白區域110B上的封裝製程可以被省略。因此,生產撓性半導體封裝100的封裝製程的生產率可得以大幅改善。
散熱層130,由於環氧氯丙烷雙酚A樹脂及改性環氧樹脂而使其在撓性及黏滯度上得以有所改善,並且由於散熱填料而使其具有相對較高的熱傳導性。因此,半導體器件120的散熱效率可以藉由熱傳導層130而得到大幅改善。具體地,因為散熱層130具有改善的可撓性及黏著性,所以在維持撓性基板110之可撓性的同時,亦可以減少散熱層130從撓性基板110及半導體器件120上分離的可能性。
此外,具有改善熱傳導性的底部填充層140可形成於撓性基板110及半導體器件120之間,進而增加對半導體器件120的散熱效率。
雖然封裝半導體器件的方法及設備,已參照特定實施例而記載如上所述,然而應理解的是彼等並不受限於此所記載者而已。因此,熟習本項技藝者皆可以輕易理解到:在不脫離於附錄的申請專利範圍中所界定的本發明之範疇與精神之範圍內,均能夠對該等實施例進行各種的修改和變更。
10‧‧‧(封裝)設備
20‧‧‧展開機模組
22‧‧‧供給滾輪
25‧‧‧收卷機模組
27‧‧‧回收滾輪
30‧‧‧封裝模組
30A‧‧‧處理區域
32‧‧‧封裝室
34‧‧‧灌封單元
36‧‧‧封裝驅動單元
38‧‧‧支撐構件
40‧‧‧照相機
42‧‧‧照相機
45‧‧‧控制器
50‧‧‧固化模組
52‧‧‧固化室
54‧‧‧加熱器
56‧‧‧滾輪
60‧‧‧底部填充模組
62‧‧‧底部填充室
64‧‧‧灌封單元
66‧‧‧底部填充驅動單元
68‧‧‧支撐構件
70‧‧‧預固化模組
72‧‧‧加熱器
100‧‧‧半導體封裝
110‧‧‧撓性基板
110A‧‧‧封裝區域
110B‧‧‧空白區域
110C‧‧‧衝孔
112‧‧‧訊號線
114‧‧‧絕緣層
120‧‧‧半導體器件
122‧‧‧凸塊
130‧‧‧散熱層
132‧‧‧第一散熱層
134‧‧‧第二散熱層
示範實施例係可經由配合附圖與以下的說明而得以更詳細地理解;其中該附圖係包括: 圖1描述根據某些示範實施例之適用於實施半導體器件之封裝方法之設備之示意構造圖。 圖2描述根據某些示範實施例之如圖1所示撓性基板之示意構造圖。 圖3描述根據某些示範實施例之如圖1所示封裝模組之示意構造圖。 圖4至圖6描述根據某些示範實施例之半導體器件之封裝方法之示意斷面圖。 圖7至圖8為根據某些示範實施例之如圖4至圖6所示方法所製造半導體封裝之照片。 圖9描述根據某些示範實施例之適用於實施半導體器件封裝方法之設備之示意構造圖。 圖10至圖11描述根據某些實施例的如圖9所示之半導體器件封裝方法之斷面圖。
20‧‧‧展開機模組
22‧‧‧供給滾輪
25‧‧‧收卷機模組
27‧‧‧回收滾輪
30‧‧‧封裝模組
32‧‧‧封裝室
34‧‧‧灌封單元
36‧‧‧封裝驅動單元
38‧‧‧支撐構件
40‧‧‧照相機
50‧‧‧固化模組
52‧‧‧固化室
54‧‧‧加熱器
56‧‧‧滾輪
110‧‧‧撓性基板

Claims (20)

  1. 一種對安裝在撓性基板上的半導體器件進行封裝之方法,其中該撓性基板係具有縱向延伸之條帶形狀,且在沿著其延伸方向上界定有多個封裝區域;該方法包括: 將該撓性基板傳送通過封裝模組; 在該封裝區域中,檢測未安裝半導體器件的空白區域;及 在位於該封裝模組的處理區域中,至少一個半導體器件上形成散熱層,從而封裝該半導體器件, 其中該散熱層係藉由將散熱塗料組成物塗布於該半導體器件上而形成,且其中在該空白區域上省略封裝製程。
  2. 如請求項1所記載之方法,其中該散熱層係以灌封製程(potting process)來形成。
  3. 如請求項2所記載之方法,其中該散熱層之形成係包括: 藉由在該半導體器件的至少一個側表面上、及在該撓性基板的至少一部分上,塗布該散熱塗料組成物來形成第一散熱層;及 藉由在該半導體器件的頂表面的至少一部分上,塗布該散熱塗料組成物來形成第二散熱層。
  4. 如請求項1所記載之方法,其中複數個封裝區域係位於該封裝模組的該處理區域中,且其中除了至少一個該空白區域以外,於該封裝模組的該處理區域中的其餘封裝區域中所安裝的多個半導體器件係同時被封裝。
  5. 如請求項1所記載之方法,其係還進一步包括對形成於該半導體器件上的該散熱層進行固化。
  6. 如請求項1所記載之方法,其係還進一步包括在該撓性基板與該半導體器件之間形成底部填充層(underfill)。
  7. 如請求項6所記載之方法,其中該底部填充層係藉由將底部填充樹脂注入於該撓性基板與該半導體器件之間所界定的空間而形成。
  8. 如請求項6所記載之方法,其中該底部填充層之形成係包括: 在將該撓性基板傳送通過該封裝模組之前,先將該撓性基板傳送通過底部填充模組;及 在位於該底部填充模組的處理區域中,於該撓性基板的該封裝區域與該半導體器件之間形成底部填充層, 其中省略於在該空白區域上形成該底部填充層。
  9. 如請求項8所記載之方法,其中複數個封裝區域係位於該底部填充模組的該處理區域中,且其中除了該空白區域以外,位於該底部填充模組的該處理區域中的其餘封裝區域中所安裝的多個半導體器件上的底部填充製程為同時進行的。
  10. 如請求項6項所記載之方法,其係還進一步包括對該底部填充層進行固化。
  11. 如請求項1所記載之方法,其中散熱塗料組成物係包含約1wt%至約5wt%之環氧氯丙烷雙酚A樹脂,約1wt%至約5wt%之改性環氧樹脂,約1wt%至約10wt%之固化劑,約1wt%至約5wt%的固化促進劑,而該組成物的剩餘量係由散熱填料所構成。
  12. 如請求項11所記載之方法,其中該改性環氧樹脂係包括端羧基丁腈橡膠(CTBN)改性環氧樹脂、端胺基丁二烯丙烯腈(ATBN)改性環氧樹脂、丁腈橡膠(NBR)改性環氧樹脂、丙烯酸橡膠改性環氧樹脂(ARMER)、聚胺酯改性環氧樹脂、或矽改性環氧樹脂。
  13. 如請求項11所記載之方法,其中固化劑為酚醛清漆類之酚醛樹脂。
  14. 如請求項11所記載之方法,其中固化促進劑為咪唑系固化促進劑或胺系固化促進劑。
  15. 如請求項11所記載之方法,其中該散熱填料係包含具有粒子尺寸介於約0.01微米至約50微米之氧化鋁。
  16. 一種對多個安裝於撓性基板的半導體器件進行封裝之設備,其中該撓性基板係具有縱向延伸之條帶形狀,且在沿著其縱向延伸方向界定有多個封裝區域,該設備係包括: 一展開機模組,其構成為供給該撓性基板; 一收卷機模組,其構成為回收該撓性基板; 一封裝模組,其設置於該展開機模組與該收卷機模組之間,並構成為以散熱塗料組成物塗布該半導體器件來形成封裝該半導體器件之散熱層;及 一控制器,其構成為控制該封裝模組之操作,以便檢測該封裝區域中未安裝半導體器件之空白區域,並在於該空白區域上省略封裝製程。
  17. 如請求項16所記載之設備,其中該封裝模組係包括: 一封裝室; 一灌封單元,其設置在該封裝室中,並構成為用以將該散熱塗料組成物塗布於該半導體器件;及 一封裝驅動單元,其構成為使該灌封單元在垂直方向或是水平方向中之至少一個方向上移動。
  18. 如請求項16所記載之設備,其係更進一步包括一固化模組,其構成為用以固化該散熱層。
  19. 如請求項18所記載之設備,其中該固化模組係包括: 一固化室,其設置於封裝模組與收卷機模組之間; 複數個加熱器,其設置於沿著該固化室內的該撓性基板的傳送路徑上,該複數個加熱器係構成為用以固化該散熱層。
  20. 如請求項16所記載之設備,其係還進一步包含一底部填充模組,其構成為用以形成介於撓性基板與該半導體器件之間的底部填充層。
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