TWI227051B

TWI227051B - Exposed pad module integrated a passive device therein

Info

Publication number: TWI227051B
Application number: TW093110034A
Authority: TW
Inventors: Chien-Chen Lee
Original assignee: Airoha Tech Corp
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2005-01-21
Also published as: US20050224937A1; US7015591B2; TW200534454A

Description

五、發明說明（1) 發明所屬之技術領織、本發明係有關於一種封裝結構，特別係有關一種内含被動兀件之外露式主動元件基座模組。先前技術現今數位資訊產品發展以整合晶片、高頻及高速為趨勢’因此強調體積巧、、散熱良好及電性特性佳之晶片模組封裝結構，以因應資訊產品市場的快速發展。因此對於許多整合電路產品而言，封裝技術是非常關鍵的一環，而曰片的封裝技術種類非常的多樣化。其中，具有低接腳電； Cpin inductance)效能的 QFN(quad flat n〇—Ua 枯 =是目前最受矚目的封裝技術之一，其主要 = 基材的封裝方法。守深木為於上Q:曰的片導表線Λ具有一晶片承載座以及複數個獨立排列、上31曰曰片承载座四周的引腳，上述晶片

=點以導線與相對應之引腳KG 片，上述引腳的外端部與上述封裝膝體平齊，;^ 底面暴露於上述封裝膠體外，構成一 ^ 腳的半導體元件。苒成四方扁平無外伸引雖然QFN封裝體的體積、電性表現等統以導線架為基材的封裝型式佳，但是實J生鹿已較其他傳品的組裝時，QFN封裝體仍須與一些被動〜一在電子產印刷電路板上，上述印刷電路板仍起組裝於 QFN封裝體與被動元件，這些線路的ϋ路來連接上述牡彳乃會佔用上述印

0816-A20453TlVF(Nl)；R〇4〇〇5；DWWANG.ptd 第5頁五、發明說明（2) 刷電路板乃至電子產品的體積，且上述印刷電路板上過密的線路會導致線路之間的串音效應（crosstalk)，而仍對電丨生^成不良影響。因此，僅僅改善封裝體的體積、電性表f等特性對整體電子產品體積的縮小及效能的改善方面的貝獻仍是相當有限。發明内容有，於此，本發明的主要目的係提供一種内含被動元 =之外路式主動元件基座模組，減少印刷電路板所需求的、路以長1升使用本發明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組的電子產品的電性表現並縮小其體積？動兀，達成本發明之上述目的，本發明係提供一種内含被動7C件之外露式主動元件基座模組一 ί述=動元，，於上述主動元件基座上；-連S i 二動兀件基座以間隔方式設置於其周圍，且與上述主電性連帛連接墊，與上述連接線以間隔方式設接塾;^目；—被動元件’電性連接上述連接線與上述連間’-隔絕材覆上述主動元件、上述連接線、域連件上，並暴露上述主動元件基座與至少部分其广i,明係又提供一種内含被動元件之外露式主動元件其包含：—主動元件基座；一主動元件’於上述動：件基座一連接線’其厚度小於上述主動元件基 ^上述主動兀件基座以間隔方式設置於其周圍；一導，電性連接上述主動元件與上述連接線；一連接墊，其

I 1227051 五、發明說明（3) 厚度大體等於上述主勤开杜^ t 式設置於其周® ; 一表 t二：土述連接線以間隔方接線與上述連接塾之動元件’位於上述連接墊之間；一 m犯3且電性連接上述連接線與上述連 ,㈤）化的防銲層，於上述連接墊盥上裳接線上、與上述第一連接墊上；一第一隔絶材，覆苔协μ 、七知一 I盍於上述主動兀件、上述連接線、與上被動元件下以及一第二隔絕材，覆蓋於上述連接線與 i ϋί 1上述第一隔絕材相對，並暴露上述主動兀件基座與至少部分上述連接墊。本發明的特徵，在於將被動元件整合至外露式主動元件基座模^。整個模組的體積不但可以動元件的體積，卜且縮短了兩者之間的連線長度於電性表現的改善；再加上將本發明之内含被動元件之外露式主動70件基座模組，組裝於電子產品的印刷電路板時、，上述印刷電路板的電路設計可以簡化，更進—步縮小上述印刷電路板乃至電子產品的體積，並改善其電性表現。為了讓本發明之上述和其他目的、特徵 '和優點能更明顯易懂’下文特舉二較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下：實施方式第一實施例 ”月參考第1圖，為一剖面圖，係顯示本發明第一實施例之内含被動元件之外露式主動元件基座模組。

1227051 __ 五、發明說明（4) ^~~' ----- =明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組顧名心義，具有一外露的主動元件基座1〇1，其上裝設 :^動Λ件乂0例如為半導體晶[光電元件:、或是其他只施例中為半導體晶片）。一連接線1 2 0則以與 H元/基座1〇1以間隔方式設置於其周®，且與主動元件11 0電性連接。 =^ 你便用一導線115例如為金線或鋁線做為導紅接主動兀件110上的銲墊（未繪示）與連接線120，此爲1 疋件U〇與主動元件基座1〇1之間較好為具有一黏著層105例如為熱固性的環氧樹脂，將主動元件ιι〇固定在主動元件基座1 〇 1上。

一連接墊130，則與連接線丨2〇以間隔方式設置於其周圍\其可以更包含一本體部131與延伸部132，其中延伸部 132係自本體部131延伸至連接線12〇的周圍。一被動元件 150 ’較好為具有接點151與152分別與連接線12〇與連接墊 130電性連接，而使被動元件15〇電性連接於連接線12〇與連接墊130之間，並使主動元件11〇經由導線115、連接線 120、被動元件丨50而至連接墊13〇構成一導通的線路。而 s連接墊1 3 0具有本體部1 3 1與延伸部1 3 2時，接點1 5 2則電性連接至延伸部1 3 2，而電性連接於連接線丨2 〇與延伸部 1 3 2之間。被動元件丨5 0較好為表面黏著式的被動元件，可藉由軟銲料155作為黏著層，將其置於連接線120與連接墊 1 3 0之間，而構成其與連接線丨2 〇及連接墊丨3 〇的電性連接。而為了製程上的方便，連接線120及連接墊130上較好

Τ997Π^1_____ 五、發明說明（5) " ' --—— 為具有一圖形化的防銲層160，暴露兩者與被動元件15q 接點以及連接線120與導線，在連接被動元件15〇與連 120及連接墊130，可以防止軟銲料155擴散到上述接點以外的部分。 · 一另外，主動元件基座101、連接線120、與連接墊13〇三者的材質通常為銅，其上亦可以具有具防蝕及/或助功能的鍍層（未繪示）例如鎳/金層。最後，包覆主動元件110、連接線i 20、與被動元件 150的是隔絕材17〇，其材質通常為熱固性環氧樹脂與二化矽填充材的混合物，而當主動元件11〇為光電元件或包含光電元件時，有時隔絕材丨70會選用透明玻璃及/或透^月的熱固性樹脂。因此連接線120的厚度較好為小於主動元件基座1 0 1的厚度，以方便隔絕材丨7〇將其包覆。另外，隔絕材170並暴露主動元件基座1〇1與至少部分連接墊丨;

當連接墊1 3 0具有本體部1 3 1與延伸部1 3 2時，暴露的部分較好是其本體部1 3 1，而延伸部1 32的厚度較好為小於本刀體部131，延伸部132並完全包覆於隔絕材17〇中。暴露的主動元件基座101可提供主動元件11〇之接地，從而提升本發明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組的電性表x 現；亦可幫助本發明之内含被動元件之外露式主動元件義座模組的散熱，而暴露的連接墊1 3 〇則用作本發明之内含^ 被動元件之外露式主動元件基座模組與一外部元件例如% 刷電路板電性連接的接點。 P 另外，隔絕材1 70可能因製程的因素區分為第一隔絕

材1 71與第二隔絕材丨7 2。第一隔絕材i 71係位於本發明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組的上側，覆蓋主動元件基座101、主動元件丨10、以及連接線丨2〇與被動元件150的上側；第二隔絕材172與第一隔絕材17ι相對，係位於本發明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組的下側’覆蓋連接線120與被動元件15〇(以及延伸部132)的下側’而將接線1 2 〇與被動元件1 5 〇 (以及延伸部1 3 2 )完全包覆。此外，第二隔絕材丨72並暴露主動元件基座丨〇1與至少部分連接墊130。而第一隔絕材171與第二隔絕材172較好為同一材質，以提升本發明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組的可靠度。為了方便本發明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組與上述外部元件的連接，暴露的主動元件基座1〇1 較好為與暴露的連接墊130共平面。而主動元件基座1〇1的厚度則較好為大體等於連接墊13〇的厚度，以方便兩者之共平面配置。而隔絕材丨70較好為與暴露的主動元件基座 101和暴露的連接墊130共平面，以盡量降低本發明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組的總厚度。

如上所述，本發明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，已將被動元件丨50整合至其中。整個模組的體積不但可以比習知封裝體加被動元件的體積小，且縮短了兩者之間的連線長度，更有助於電性表現的改盖；再加上 =本發明之内含被動元件之外露式主動元件基;模組，組裝於電子產品的印刷電路板時，±述印刷電路板的電路設

五、發明說明（7) --- 冲可以簡化’更進一步縮小上述印刷電路板乃至電子產品的體積，並改善其電性表現，係達成本發明之上述目的。另外，本發明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，亦可以具有未連接被動元件15〇之線路。如第i圖中 ^連接塾140 ’直接與主動元件基座丨〇1以間隔方式設置於〔、周圍，且與主動元件丨丨〇經由導線丨丨5而構成電性連接。連接墊140亦可更包含本體部141與延伸部142，其中延伸部142係自本體部141延伸至主動元件基座1〇1的周圍；此時導線115較好係電性連接於延伸部142。連接墊14〇上較好亦具有圖形化的防銲層16〇，暴露出連接墊14〇上與導線 115連接的接點。連接墊14〇並至少部分為隔絕材ho所暴Φ 路，暴露的連接墊1 4 0亦是用以與上述外部元件電性連接，且當連接墊140具有本體部141與延伸部142時，較好為延伸部142的厚度小於本體部141且延伸部142為隔絕材 170所包覆，而暴露本體部141。另外，也是為了方便將本發明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組連接至上述外部元件，暴露的連接墊140較好為與暴露的主動元件基座101及連接墊130共平面。第二實施例請參考第2圖，為一剖面圖，係顯示本發明第二實施例之内含被動元件之外露式主動元件基座模組。 f 1 本實施例與第一實施例的差別在於電性連接主動元件 180與連接線120的方式。主動元件180例如為半導體晶片、光電元件、或是其

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五、發明說明（8) 他元件（在本實施例中為半導體晶片），其與連接線丨2〇的電性連接，係使用覆晶的方式，經由導電凸塊185做為導體，建立連接線120與主動元件180的電性連接。此時，主動元件180亦同時藉由導電凸塊185固定於連接線120，而主動元件180的位置亦是位於主動元件基座1〇1的上方。另外，主動元件180亦可同時藉由導電凸塊185連接至主動元件基座101，將主動元件18〇接地及/或幫助主動元件18〇的散熱。、除了連接墊140亦是經由導電凸塊185做為導體，建立其與主動元件180的電性連接、並將主動元件180固定於其上之外’至於本實施例中其他各個元件及彼此的連接關係’則與第一實施例所述者相同，在此便予以省略。第三實施例請參考第3A〜3F圖，為一系列之剖面圖，係顯示本發明第一實施之例之内含被動元件之外露式主動元件基座模組之一例。、首先，請參考第3A圖，提供一基板1〇〇，較好為一銅基板，更好為其上鍍有具防蝕及/或助銲功能的鍍層（未繪不）例如鎳/金層。為了後續組裝各元件時，能夠準確的對準，基板100上較好具有一圖形化的防銲層16〇，其具有開 161 16 2 1 6 3 ,为別暴露後續主動元件11 〇的組裝位置、主動tl件11〇與基板1〇〇電性連接的接點、與後續被動 70件150與基板〗00電性連接的接點，並限制後續組裝主動

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不至於五、發明說明（9) 2:110與被動元件150時所使用的黏著層的位置擴政到整個基板上。内形：2桿=第3?、’於開口163(標示於第㈣、、H 通吊為錫基合金的粒子與助銲劑的 ===爯為錫膏；再將被動元件15。與開口二 150 r妊成本子準，而將其組裝於基板100上，被動元件別晉二黏著式的被動元件，具有接點151與152分 :=:163内的軟銲料155上；接下來執行-迴銲的程人銲料155中的錫基合金的粒子熔化、聚集並連接皮動元件150，而後冷卻、固化後，將被動元固疋於基板100上，並形成其與基板100的電性連接0 接下來，請參考第3C圖，將黏著層105例如為含銀或不3銀的熱固性環氧樹脂形成於開口丨6丨（標示於第3 a圖）内，再將主動70件1 1 0例如為半導體晶片置於黏著層丨〇 5 上，再藉由一烘烤的步驟使黏著層105硬化，而將主動元件11 0固定於基板1 0 0上。然後，再以一導線丨丨5例如為金線或鋁線連接主動元件丨丨〇上的銲墊（未繪示）與開口 162(標示於第3A圖）所暴露的基板1〇〇，而構成主動元件 no與基板1〇〇的電性連接。接下來，請參考第3D圖，藉由一第一封膠（m〇lding) 的步驟，形成一第一隔絕材171於本發明之内含被動元件之外露式主動元件基座模組的上側，覆蓋主動元件基座 101、主動元件110、以及連接線12〇與被動元件150的上

0816-A20453TW(N1) ;R04005 ;DWWANG. ptd 第13頁 1227051 五、發明說明（10) U:隔：：171通常為熱固性樹脂與二氧化矽填充材丄？動元件110為一光電元件或包含光電元，隔絕材171有時會選用透明玻璃及/ 固性樹脂。在基連接將基連接接下來，請參考第3Ε圖，進行第一階段的蝕刻板100蝕刻出第一實施例之暴露的主動元件基座1〇1 墊130(、與連接墊14〇)(請參考第1圖）的雛形。接下來，請參考第3F圖，進行第二階段的蝕刻板1〇〇蝕刻並分離為主動元件基座1〇1、連接線12〇、逆接墊130(更包含本體部131與延伸部132)(、與連接墊η 包含本體部141與延伸部142))。、最後，藉由一第二封膠的步驟，形成一第二隔絕材 172就如第1圖所示之本發明第一實施例之内含被動元件之外露式主動兀件基座模組。第二隔絕材丨72係與第一隔絕材171相對，位於本發明之内含被動元件之外^式主動兀件基座模組的下側，覆蓋連接線12〇與被動元件15〇(以及延伸部132、142)的下側，而將接線丨2〇與被動元件 150(以及延伸部132、142)完全包覆。此外，第二隔絕材 172並暴露主動元件基座1〇1與至少部分連接墊13〇 (與 140)。而第一隔絕材171與第二隔絕材172較好為同一材質，以提升本發明之内含被動元件之外露式主動元件美模組的可靠度。土第四實施例請參考第4Α〜4Β圖，為一系列之剖面圖，係顯示本發

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五、發明說明（11) 明第二實施例之内含妯私-Μ _、之一例。 3破動凡件之外露式主動元件基座模組首先，請參考第^ 基板，更好為其上贫有呈，供一土板100，較好為一鋼示）例如鎳/金層。為1;:姓及/或助銲功能的鑛層（未繪準，基板1〇〇上較好1右後、1組裝各元件日夺’能夠準確的對口162，與163，1=二圖形化的防銲層16〇 ’其具有開幻。。電性連接的接m係暴露後續主動元件18〇與基

! 50與基板i 00電^連Wm露後續被動元件 A 士連接的接點，開口 1 6 2，與1 6 3並分別IIP =組=動元件18。與被動元件15。時所使層的位置，不至於擴散到整個基板上。接下來，請參考第4B圖，將主動元件18〇 15〇固定並電性連接於基則。。上。其中主動元件二：由導電凸塊185固定並電性連接於基板1〇〇上，而導電凸曰 185可事先形成於主動元件18〇上或是在此步驟前先行形成於開:162’（標示於第^圖）所暴露的基板1〇〇上，在藉由一黏著層（未繪示）的幫助，使主動元件18〇固定並電性連接於基板100上。而將被動元件15〇固定並電性連接於基板 1 00上的說明，則與第三實施例相同，在此便予以省略"。接下來的步驟可參考第三實施例之第3C〜3F圖的描述’以大體相同的步驟，最後得到如第2圖所示本發明第二實施之例之内含被動元件之外露式主動元件基座模組。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神

T9970S1 五、發明說明（12) 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 a 〇 1·! 0816-A20453TWF(N1);R04005;DWWANG.p t d 第16頁 1227051 圖式簡單說明第1圖為-剖面圖，係顯示本發被動元件之外露式主動元件基座模組的^構a例之内含第2圖為一剖面圖，係顯示本發被動元件之外露式主動元件基座模組的结構。例之内含 —第3A〜3F圖為一系列之剖面圖，係顯示製造本一貫施例之内含被動元件之外露式 ^月第程。式主動兀件基座模組的流係顯示製造本發明第主動元件基座模組的流

第4 A〜4 B圖為一系列之剖面圖二實施例之内含被動元件之外露式程0 符號說明 1 0 0〜基板， 1 (Π〜主動元件基座， 1 0 5〜黏著層， 110、180〜主動元件 115〜導線， 120〜連接線， 1 3 0〜連接墊， 1 31〜本體部， 1 3 2〜延伸部， 140〜連接墊， 1 41〜本體部， 1 4 2〜延伸部， 1 5 0〜被動元件，

Τ22705Ί_ 圖式簡單說明 151、152〜接點， 1 6 0〜防鮮層， 161、16 2、1 6 3 〜開 π， 162’〜開口， 170〜隔絕材， 1 71〜第一隔絕材， 172〜第二隔絕材， 185〜導電凸塊。〇 Φ

0816 - A20453TWF( N1); R04005; DWWANG. p t d 第18頁

Claims

1227051 六、申請專利範圍 1· 一種内含被動元件之外露式主動元件基座模組，包含·· 一主動元件基座；一主動元件，於該主動元件基座上；一連接線’與該主動元件基座以間隔方式設置於其周圍’且與該主動元件電性連接；一連接墊，與該連接線以間隔方式設置於其周圍；一被動元件，電性連接該連接線與該連接墊之間；以及一隔絕材，包覆該主動元件、該連接線、與該被動元件上’並暴露該主動元件基座與至少部分該連接墊。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該連接塾更包含·· 一本體部；以及一延伸部，自該本體部延伸至該連接線周圍。 3·如申請專利範圍第2項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該被動元件電性連接該連接線與該延伸部之間。 4 ·如申請專利範圍第2項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該延伸部更包覆於該隔絕材内。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該被動元件係位於該連接線與該連接墊之間。

0816-A20453TWF(Nl);R04005;DWWANG.ptd 第19頁 J227051 六'申請專利範圍 6.如申請專利範圍第1項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該彡動元件基座、該連接線、與該連接墊包含鋼。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之内3被動元件之外露式主動元件基座模組，其中曝露的該主動元件基座與暴露的该連接墊大體為共平面。 8.如申請專利範圍第1項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，更包含〆_形化的防銲層於該第一連接線上與該第一連接塾上。 9 ·如申請專利範圍第1項戶斤述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該彡動元件包含一半導體晶片。 1 0 ·如申請專利範圍第1項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，更包含〆導體電性連接該主動元件與該連接線。 n •如申請專利範圍第1 0項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該導體為一金線、一鋁或一導電凸塊。 ^ i2\如申請專利範圍第1項所述之内含被動元件之外露式主動7G件基座模組，其中該被動元件動元件。 1干為表面黏著式的被組包含 13· 一種内含被動元件之外露式主動元件基座模一主動元件基座；

0816-A20453TW(Nl);R04005;DWWANG.ptd 第20頁 1227051 六、申請專利範圍一主動元件，於該主動元件基座上；一連接線，其厚度小於該主動元件基座，與該主動元件基座以間隔方式設置於其周圍；一導體，電性連接該主動元件與該連接線；一連接墊，其厚度大體等於該主動元件基座，與該連接線以間隔方式設置於其周圍；一表面黏著式的被動元件，位於該連接線與該連接墊之間，且電性連接該連接線與該連接墊之間；一圖形化的防銲層，於該連接墊與該連接線的間隔上、該第一連接線上、與該第一連接墊上；

一第一隔絕材，覆蓋於該主動元件、該連接線、與該被動元件上；以及 η 一第二隔絕材，覆蓋於該連接線與該被動元件下，與該第一隔絕材相對，並暴露該主動元件基座與至少部分該連接墊。命、14·如申請專利範圍第13項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該連接墊更包含：一本體部；以及一延伸部’其厚度小於該本體部，自該本體部延伸至該連接線周圍。 ♦ / 5 ·如申晴專利範圍第1 4項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該被動元件位於該連接線與該延伸部之間’且電性連接該連接線與該延伸部之間。 1 6 ·如申请專利範圍第1 4項所述之内含被動元件之外

六、申請專利範圍露式主動元件基座模組，其中該第二隔絕材更覆蓋於該延伸部下。 1 7 ·如申請專利範圍第14項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該主動元件基座、該連接線、與該連接墊包含銅。 1 8.如申請專利範圍第1 3項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中曝露的該主動元件基座與暴露的該連接墊大體為共平面。 1 9 ·如申請專利範圍第1 3項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該主動元件包含一半導體晶片。 2 0 ·如申請專利範圍第1 3項所述之内含被動元件之外露式主動元件基座模組，其中該導體為一金線、一鋁線、或一導電凸塊。

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