TWI246381B - Mounting structure of bumpless chip - Google Patents
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Description
1246381 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種晶片之盔几仏^ 造 有關於-種如影像感测晶片等光電造，=係 4。 电曰曰片之無凸塊結合構. 【先前技術】
習知半導體或各式晶片係具有凸塊，以覆晶社合至一 基板，目前在影像感測器或光電電子產品之封裝^造中， 亦常見在一影像感測晶片具有光作動區之一主動面上製作 出凸塊，再覆晶結合至該基板，例如中華民國專利公告第 566067號「CMOS/CCD影像感測器封敦法」係揭示有一種習 知影像感測器之結合構造，請參閱第丨圖，該影測器 之凸塊結合構造100係包含一PCB電路基板11〇、一影^像感1 測器晶片120及一玻璃封蓋130，該PCB電路基板11〇係具有 一窗口111及複數個内引腳丨12，該影像感測器晶片12〇之 一主動面121係具有一感測區122及複數個銲墊123，一鈍 態層1 2 4係形成於該主動面1 2 1上，習知地，一凸塊下金屬
層 125(under bump metalization，UBM)係以電鍵 (plating)或濺鍍（sputter)方式形成於該些銲墊123上， 以利複數個凸塊141形成於一UBM層125上，利用覆晶技術 將該影像感測器晶片120之該些凸塊141結合至該PCB電路 基板11 0，該感測區1 22係朝向且對應於該窗口 111，以— 膠材142填充於該些凸塊141與該PCB電路基板110之間隙， 該玻璃封蓋1 30係同樣以該膠材142黏結於該PCB電路基板 110，由於該些銲墊123上之該UBM層125係以電鍵或濺鍍方
第7頁 1246381 五、發明說明（2) 式形成，且該些凸塊141係以蒸鑛（evaporation)或電鍍方 式形成，容易污染至該敏感之感測區1 22，而影響該影像· 感測器晶片1 2 0之品質，又該影像感測器晶片1 2 0於覆晶接 合後，必需以該膠材142填充於該些凸塊141之間，以氣密 該感測區122，然而該膠材142在填充過程具有良好流動 性，會溢流而污染該感測區1 2 2，若填充量太少則無法達 到氣密效果。 【發明内容】
本發明之主要目的係在於提供一種晶片之無凸塊結合 構造，其係包含有一基板、一晶片及一異方性導電膠 (anisotropic conductive film，ACF)，該異方性導電膠 係没於該晶片之一主動面而覆蓋該主動面上之複數個銲 塾’該異方性導電膠係包含有複數個硬質金屬顆粒，當該 晶片貼設於該基板，以該異方性導電膠之部分硬質金屬顆 粒電性連接該晶片與該基板，不需要在該晶片之該些銲墊 上製作一凸塊下金屬層與對應凸塊而覆晶接合於該基板， 特別適合運用於光電晶片之無凸塊接合，可以避免在該凸 塊下金屬層與該些凸塊之製作過程中污染該光電晶片之敏 感之光作動區’而影響該光電晶片之品質。
本發明之次一目的係在於提供一種晶片之無凸塊結合 構造，其中一異方性導電膠係包含有複數個硬質金屬顆 粒，每一硬質金屬顆粒係具有複數個穿刺端，當一晶片貼 設於一基板、，部分之該些硬質金屬顆粒係以該些穿刺端刺 入3曰曰片之複數個銲墊上之一氧化層，以增進該硬質金，屬
1246381
五、發明說明（3) 顆粒之電性連接效果。 構造，當一 ί ^二的係*於提供一種晶片之無凸塊結合 個硬質金屬=舱雷=於—基板，一異方性導電膠係以複數 連接墊，並以兮^連接該晶片之複數個銲墊及該基板之 片之一主叙ΠΛ '方性導電膠膠體形成一氣密空間於該晶 該基板之一表面之間，可省去習知晶片先 ν成凸塊後再填充一膠體之製作步驟。 依本發明之晶片之無凸塊結合構造，其係包含有一基 反 日日片及一異方性導電膠（anisotropic conductive 、1 m’ ACF )，咸基板係具有一表面，複數個連接墊係形成 於4基板之邊表面，該晶片係具有一主動面，複數個銲塾 係形成於該主動面，一氧化層係形成於該些銲墊上，較佳 地’相鄰銲墊之間隔係大於2 〇 〇 # ^，該異方性導電膠係設 於該晶片之該主動面而覆蓋該些銲墊，該異方性導電膠係 包含有複數個硬質金屬顆粒，較佳地，該些硬質金屬顆粒 係為鎳顆粒，每一硬質金屬顆粒係具有複數個穿刺端，當 該晶片貼設於該基板之該表面，部分之該些硬質金屬顆粒 係以該些穿刺端刺穿該些銲墊上之氧化層，而電性連接至 該基板之連接墊。 【實施方式】 參閱所附圖式，本發明將列舉以下之實施例說明。 依本發明之第一具體實施例，一種晶片之無凸塊結合 構造20 0，請參閱第2圖，其係包含有一基板21 0、一晶片 220 及一異方性導電膠23 〇 (ani so tropi c conductive
第9頁 1246381 五、發明說明（4) f i 1 m，ACF )，該基板2 1 〇係選自於玻璃基板、軟性電路 板、陶瓷電路板與印刷電路板之其中之一，在本實施例· 中，該基板210係為一玻璃基板，該基板21〇係具有一表面. 211，複數個連接墊212係形成於該基板210之該表面211， 較佳地，該晶片22 0係為一光電晶片，其係選自於影像感 測（image sensor)晶片、LCOS(Liquid Crystal On
Silicon，液晶矽基板）晶片、CM0S(complementary Metal Oxide Semiconductor， 互補性氧化金屬半導體）晶片與 CCD (Charge -Coup led Device，電荷藕合元件感測器）晶片 之其中之一，亦可為一般之積體電路晶片，在本實施例 中’該晶片220係為一影像感測晶片，該晶片220係具有一 主動面221，該晶片220之該主動面221係包含有一光作動 區222，複數個銲墊223係形成於該主動面221且排列於該 光作動區222之外周邊，每一相鄰銲墊2 23之間隔係大於 200 /zm ’该晶片220之該主動面221上係形成有一純態層224 (passivation layer)，在本實施例中，該晶片220之該些 銲墊223係為鋁墊，一如氧化鋁之氧化層223a係形成於該 晶片220之該些銲墊223上。 該異方性導電膠230係設於該晶片220之該主動面221 而覆蓋該些銲墊223，較佳地，該異方性導電膠230係塗佈 為回字形’以覆蓋該晶片220之該主動面221周邊而不污染 該光作動區222，該異方性導電膠230係包含有複數個硬質 金屬顆粒231，在本實施中，該些硬質金屬顆粒231係為高 硬度之鎳顆粒，較佳地，每一硬質金屬顆粒2 31係具有複 1246381 五、發明說明（5) 數個穿刺端231a，該些穿刺端23 la係可依該些硬質金屬顆 粒231之結晶型態不同而變化，當該晶片220之該異方性導 電膠230受一外力而黏結該主動面22ι與該基板2 1〇之該表 面211 ’該異方性導電膠23〇係氣密該光作動區222於一密 閉空間2 4 1 ’且該些硬質金屬顆粒2 3 1之該些穿刺端2 3丨a係 因為該外力之作用而刺穿該氧化層2 23a，以電性連接該晶 片220之該些銲墊223及該基板210之對應連接墊212。
該晶片220係以該異方性導電膠23〇之該些硬質金屬顆 粒231電性連接該基板21〇之該些連接墊212，並以該異方 性導電膠230膠體於該晶片220之該主動面221及該基板21 0 之遠表面211之間形成該密閉空間24 1，該晶片之無凸塊結 合構造2 0 0係同時以該異方性導電膠2 3 〇達到電性連接及氣 密之需求’可不需要習知在晶片上形成UBM層與凸塊之步 驟’減少對光電晶片之光作動區之污染，並簡化先形成凸 塊後再填充膠體之製作步驟。
依本發明之第二具體實施例，請參閱第3圖，一種晶 片之無凸塊結合構造3 〇 〇係主要包含一基板μ 〇、一晶片 320 及異方性導電膠330(anisotropic conductive film，ACF)，在本實施例中，該基板31〇係為一軟性電路 板，該基板3 10係具有一第一表面311、一第二表面31 2及 一貫通該基板310之該第一表面31ι與該第二表面312之窗 口 313 ’複數個連接墊314係形成於該基板31()之該第一表 面31>1且排列於該窗口313之周邊，在本實施例中，該晶片 320係為一影像感測晶片，該晶片32 0係具有一主動面
1246381 321 ’ a亥日曰片320之该主動面321係包含有一光作動區322， 複數個銲墊3 2 3係形成於該主動面3 2 1且排列於該光作動直 322之外周邊’每一相鄰銲墊323之間隔係大於2 〇 〇 # m，=. 晶片320之咸主動面321上係形成有一純態層324，在本實 施例中，該晶片32 0之該些銲墊3 23係為鋁墊，一如氧化銘 之氧化層3 2 3 a係形成於該晶片3 2 0之該些銲墊3 2 3上。
该異方性導電膠330係設於該晶片320之該主動面321 而覆蓋該些銲墊3 2 3，較佳地，該異方性導電膠3 3 〇係塗佈 為回子形，以覆盍该晶片320之該主動面321外周邊而不污 染該光作動區322，該異方性導電膠330係包含有複數個硬 夤金屬顆粒3 31，在本實施例中，該些硬質金屬顆粒3 3 1係 為咼硬度之鎳顆粒，較佳地，每一硬質金屬顆粒3 3 1係具 有複數個穿刺端3 3 1 a，當該晶片3 2 0上之該異方性導電膠 330受一外力而黏結該主動面321與該基板31〇之該第一表 面311，該光作動區3 2 2係朝向且對應於該基板3 1 〇之該窗 口 313，且該些硬質金屬顆粒331之該些穿刺端331a係因為 該外力之作用而刺穿該氧化層32 3a，以電性連接該晶片 320之該些銲墊323與該基板310之對應連接墊314，在本實 施例中，另結合有一透明蓋板340，其係以一黏膠351將該 透明蓋板3 4 0黏結於該基板3 1 〇之該第二表面31 2，該透明 蓋板340與該晶片320之該主動面321係於該基板310之該窗 口 313處形成一密閉空間352，該光作動區322係氣密於該 密閉空間352。 v 該晶片320係以該異方性導電膠330之該些硬質金屬顆
第12頁 1246381 五、發明說明（7) 粒3 3 1電性連接該基板3 1 〇之該些連接墊3 1 4，並以該異方 性導電膠330膠體黏結該晶片32〇之該主動面321及該基板· 310之該第一表面，讀曰μ > λ· 喊、，# s 一衣 σ亥日日片之無凸塊結合構造30 0係同· 生”膠330達到電性連接及氣密之需求，可 ===形成_層與凸塊之步驟，減少對光 體之製作步驟。 迫間化先形成凸塊後再填充膠 為準 圍内所 本發明之保護範圍當瀚 ，任何熟知此項技藝者，，之申請專利範圍所界定者 作之任何變化與^ ，在不脫離本發明之精神和範 ^ ，均屬於本發明之保護範圍。 1246381 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 第1圖：習知影像感測器之凸塊結合構造之截面示意圖\ 第2 圖：依本發明之第一實施例，一種晶片之無凸塊結合 構造之截面示意圖；及 第3 圖··依本發明之第二實施例，一種晶片之無凸塊結合 構造之截面示意圖。 元件符號簡單說明： 1 0 0 影像感測器之凸塊結合構造 110 PCB電路基板 111 窗口 112 内引腳 120 影像感測is晶片 121 主動面 122 感測區 123 鲜塾 124 鈍態層 125 UBM層 130 玻璃封蓋 141 凸塊 142 膠材 200 晶片之無凸塊結合構造 210 基板 211 表面 212 連接墊 220 晶片 221 主動面 222 光作動區 223 銲塾 223a 氧化層 224 鈍態層 230 異方性導電膠231 硬質金屬顆粒231a 穿刺端 241 密閉空間 300晶片之無凸塊結合構造 310 基板 311 第一表面 312 第二表面 313 窗口 314 連接墊
第14頁 1246381 圖式簡單說明 320 晶片 321 主動面 322 光作動區 323 銲墊 323a 氧化層 324 鈍態層 330 異方性導電膠 331 硬質金屬顆粒 331a 穿刺端 340 351 透明蓋板 黏膠 352 密閉空間 Ο
第15頁
Claims (1)
1246381 六、申請專利範圍 【申請專利範圍】 1、 一種晶片之無凸塊結合構造，包含： · 一基板，其係具有一第一表面及一第二表面，複數個 連接墊係形成於該基板之該第一表面； 一晶片，其係設於該基板之該第一表面，該晶片係具 有一主動面，複數個銲墊係形成於該主動面；及 一異方性導電膠（anisotropic conductive fi lm， ACF )，其係設於該晶片之該主動面而覆蓋該些録墊，該異 方性導電膠係包含有複數個硬質金屬顆粒，以電性連接該 晶片之該些銲墊及該基板之對應連接墊。 2、 如申請專利範圍第1項所述之晶片之無凸塊結合構 造’其中每一硬質金屬顆粒係具有複數個穿刺端。 3、 如申請專利範圍第丨項所述之晶片之無凸塊結合構 造’其中該些硬質金屬顆粒係為鎳顆粒。 4、 如申請專利範圍第2項所述之晶片之無凸塊結合構 造’其中一氧化層係形成於該晶片之該些銲墊上。 5、 如申請專利範圍第4項所述之晶片之無凸塊結合構 造’其中部分該些硬質金屬顆粒之該些穿刺端係刺穿該氧 化層。
6、如申請專利範圍第4項所述之晶片之無凸塊結合構 ^ 其中該晶片之該些銲墊係為紹塾。 7如申請專利範圍第1項所述之晶片之無凸塊結合構 遠，其中該晶片係為一光電晶片。 8如申請專利範圍第7項所述之晶片之無凸塊結合構 第16頁 1246381 六、申請專利範圍 造’其中該晶片之該主動面係包含有一光作動區，該些銲 墊係排列於該光作動區之外周邊。 · 2如申μ專利範圍第8項所述之晶片之無凸塊結合構* 造’其f該異方性導電膠係塗佈為回字形，以覆蓋該些銲 替而不污染該光作動區。 10、如申請專利範圍第8項所述之晶片之無凸塊結合構 造’其中該異方性導電膠係黏結該晶片之該主動面與該基 板之該第一表面，並氣密該光作動區。
如申請f利範圍第7項所述之晶片之無凸塊結合構 ie八中。亥日日片係選自於影像感測（image sensor)晶片、 IXOSaiquid CryStal 〇n Silic〇n，液晶矽基板）晶片、 CMO^S(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補 性^^ 金屬半導體）晶片與CCD(Charge一Coup1 ed Device， 電荷藕合元件感測器）晶片之其中之一。 1 2、如申請專利範圍第i項所述之晶片之無凸塊結合構 造’其中該晶片之相鄰銲墊之間隔係大於2〇〇 。 1 3二如申請專利範圍第上或8項所述之晶片之無凸塊結合 構造，其中該基板係具有一窗口，其係貫通該基板之該第 /表面與該第二表面。
14、如申請專利範圍第13項所述之晶片之無凸塊結合構 造’其中該晶片之該光作動區係朝向且對應於該基板之該 窗口。 15如申睛專利範圍第1 3項所述之晶片之無凸塊結合構 造’其中該基板之該些連接墊係排列於該窗口之周邊。
第17頁 J246381 、申請專利範圍 1 6、如申請專利範圍第丨3項所述之晶片之無凸塊結合構 造’其另包含有一透明蓋板，其係結合於該基板之$第^一 表面’該透明蓋板與該晶片之該主動面係於該窗口處形成 /密閉空間。 1、如申請專利範圍第〖6項所述之晶片之無凸塊結合構 ^ 其中5亥晶片之該光作動區係氣密於該密閉空間。 2 t I ·專利範圍第1項所述之晶片之無凸塊結合構 =扨盥f忒基板係選自於玻璃基板、軟性電路板、陶名命 路板與印刷電路板之其中之_。 傲陶瓷電
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|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |