TWI228305B - Structure of stacked chip packaging structure and manufacture method of the same - Google Patents

Description

1228305 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種堆疊晶片封裝構造及其製造方法，特 別是一種利用熱壓合方式之堆疊晶片封裝方法及封 【先前技術】 參考圖1，習用之堆疊晶片封裝構造1〇包括：一基板 11、一第一晶片12、一第二晶片13、複數條導線及一 封膠15。該基板U具有一上表面ln及一下表面112。 該第一晶片12具有一線路面121及一非線路面122，其 中該線路面121具有複數個覆晶接合墊（flip-chip bonding pad) 123及複數個位於該等覆晶接合墊123周圍之線接 合墊（wire-bonding pad) 124 ,該非線路面122係黏貼於 該綦板Π之上表面111。 該第二晶片1 3係置於該第一晶片1 2上，其具有一線路 面13 1及一非線路面13 2，其中該線路面13 1具有複數個 錫鉛凸塊（solder bump) 133，該等凸塊133係對齊該等 覆晶接合整123且置於其上，經由一迴烊（reflow)步驟， 將該等凸塊13 3熔融於該等覆晶接合墊丨23上，使該第二 晶片13之線路面131得以覆晶方式接合該第一晶片12之 線路面12 1。 該等導線14係用以電性連接該等線接合墊124至該基 板上表面111之線接合墊113。該封膠15係包覆該第一晶 片12、該等導線14、該第二晶片13以及該基板上表面

〇：\85\85892 D0C 1228305 1 1 1之一部分。 該習用之堆疊晶片封裝構造10必須經由迴焊（reflow) 步驟將該等㈣133炫融才能使該第二晶片13接合該第 :晶片12’因此其溫度必須升高至凸塊之熔點，此時該 等泉接口 # 124則會因高溫而發生氧化，進而在打線步驟 中，該等導線U與該等線接合塾i⑽之接合會有困難， 封膠後容易造成整體封裝構造之瑕疵。 因此’有必要提供-創新且富進步性的堆疊晶片封裝構 造及其製造方法，以解決上述問題。 【發明内容】 本發明《王要目的係在覆晶接合之過程中採用熱壓合 方式使第二晶片接合於該第—晶片上，可省卻傳統之迴焊 製程，以避免傳統迴焊過程中線接合墊因高溫而發生氧化 之情形。 本發明之另一目的係提供一種堆疊晶片封裝構造之製 造方法，其包括： 提供一第一晶片，該第一晶片具有一線路面及一非 線路面，其中該線路面具有複數個覆晶接合墊及複 數個位於該等覆晶接合墊周圍之線接合墊。 (b) 將該第一晶片之非線路面黏貼於一基板之上表面。 (c) 提供一第二晶片，該第二晶片具有一線路面及一非 線路面，其中該線路面具有複數個凸塊。 (d) 將該第二晶片置於該第一晶片上方，使該等凸塊面 對且對齊該等覆晶接合墊。

〇 \85\85892.DOC * 6 - 1228305 (e) 以熱壓合方式使該第二晶片及該第一晶片接合在一 起。 (f) 電性連接該等線接合塾至該基板。及 (g) 形成一封膠體包覆该第一晶片、第二晶片以及該基 板上表面之一部分。 另外’本發明提出一種堆疊晶片封裝構造，其包括··一 基板、一第一晶片、一弟一晶片、一異方性導電膠層、複 數條導線及一封膠。 該基板具有一上表面及一下表面，且其下表面包括複數 個錫球。 該第一晶片具有一線路面及一非線路面，其中該線路面 具有複數個覆晶接合墊及複數個位於該等覆晶接合墊周 圍之線接合墊。該非線路面係黏貼於該基板之上表面。 華第二晶片係位於該第一晶片上方，該第二晶片具有一 線路W及一非線路面，其中該線路面具有複數個凸塊，該 第二曰:曰片之凸塊係面對且對齊該第一晶片之覆晶接合墊。 該Λ万性導電膠層係置於該第二晶片與該第一晶片之 間U f生導電膠層使導電性僅於該等凸塊與該等覆晶 接合塾間發生。 該等導線係用以 該封膠係包覆言亥 線、該第二晶片以 【實施方式】 電性連接該等線接合墊至該基板。 第一晶片、該異方性導電膠層、該等導 及該基板上表面之一部分。 參考圖2 '、用以說明根據本發明第一實施例之堆疊晶

〇 \85\85892 DOC 1228305 片封裝構造之製造方法。 首先’提供一第一晶片12，該第一晶片12具有一線路 面12 1及一非線路面丨22，其中該線路面丨2 1具有複數個 覆晶接合墊123及複數個位於該等覆晶接合墊丨23周圍之 線接合墊124。較佳者，該等覆晶接合墊123及該等線接 合塾124係先鍍金，其目的係防止線接合墊124在接續製 程中因高溫而氧化。接著，將該第一晶片12之非線路面 122利用一膠層（圖中未示）黏貼於一基板n之上表面 U 1，該膠層係先以點膠的方式塗佈在該基板之上表面 111 ’然後表第一晶片12再以貼晶片製程（chip attachment ) 貼上。 接著’提供一第二晶片13，該第二晶片13同樣具有一 線路面131及一非線路面132，其中該線路面ι31具有複 數华1凸塊（bump) 1 33。該第二晶片η上之凸塊133可利 用習知的 C4 (Controlled Collapse Chip Connection)製程形 成’其係先在晶片之晶片銲墊（bonding pad)上形成一球下 金屬層（Under Bump Metallurgy，UBM)，之後，在 UBM 上 形成凸塊133。該等凸塊133可以是錫鉛凸塊或是金凸塊， 較佳為金凸塊。 接著，將該第二晶片13置於該第一晶片12上方，使該 等凸塊133面對且對齊該等覆晶接合墊}23之後，以圖中 请頭所示方向加壓，且於加壓過程中同時加熱，俾使該第 一晶片13及該第一晶片12接合在一起。 在熱壓接合過程中，該等凸塊133和該等覆晶接合墊

O:\85\85892.DOC 1228305 123均有塑性變形（Plastic Deformation)產生，内應力交 互作用使該等凸塊133和該等覆晶接合墊123緊緊接合在 一起。因此就不需要傳統之迴焊製程，而可以避免線接合 墊124因迴焊之高溫而發生氧化之情形，同時可省卻迴焊 爐（reflow oven)的使用。在其他應用中，熱壓接合過程 中加上超音波震動而為超音波熱壓合，其可以在更低之溫 度下進行接合工作。

然後，將導線（圖2中未顯示）係利用習知的線銲（wiR bonding)技術分別電性連接該第一晶片12之線接合墊Η# 至該基板上表面111之線接合墊113。接著，利用習知的 塑膠模塑法形成-封膠（圖2中未顯示）包覆該第一晶片 12、第二晶片13以及該基板上表面lu之—部分。最後， 以習用之方法將錫球（圖2中未顯示）形成㈣基板下表面 112;之錫球銲塾上，即可製得如圖i所示之堆疊晶片封裝 構造10。 參考圖3,係用以說明根據本發明第二實施例之堆疊曰£ 片封裝構造之製造方法。 首先，提供一第一晶片22及一基板21，該第__晶片22 基板21及其結合方式係與第_實施例相同。 接著，提供-第二晶片23，該第二晶片U係與第」 施例相同。將該第二晶片23置於該第—晶片U上方，右

該第二晶片23上之凸塊233面對且對齊第—晶片J 覆晶接合墊223。 然後，提供提供一異方性導電膠層

O:\85\85892.DOC -9- 1228305 conductive adhesive film，ACF)26，該異方性導電膠層 26 係位於該第二晶片23與該第一晶片22之間，通常係先塗 佈於第一晶片22之線路面221上。之後，以圖中箭頭所 示方向加壓，且於加壓過程中同時加熱，使該第二晶片 23、該異方性導電膠層26及該第一晶片22接合在一起。 孩異方性導電膠層26内導電粒子大小、數目和該凸塊 23 3覆曰曰接合塾223尺寸存在適當的關係，可使當該第 二晶片23、該異方性導電膠層26及該第一晶片22接合 在一起後，導電性僅於該等凸塊233與該等覆晶接合墊 223間之方向發生，而晶片22、23或基板2ι之平面方向 則不具導電性。此外，該異方性導電膠層26可以緊緊將 省第一曰曰片23及該第一晶片22接合在一起，因此就不需 要傳統之迴焊製程，而可以避免線接合墊224因迴焊之高 溫吊發生氧化之情形。 其餘 < 打線、封膠及錫球裝設等製程皆與第一實施例相 同。 參考圖4 ,係根據本發明第二實施例之堆疊晶片封裝構 造=製造方法所製成之封裝構造，其包括：-基板21、 一第一晶片22、一楚-曰 罘一日曰片23、一兴方性導電膠層26、 複數條導線24及一封膠25。 該基板21且右 、 /、有上表面211及一下表面212，該基板 之下表面212包括複數個錫球214。 、⑼、 片22具有一線路面221及一非線路面222 , 其中該線路面221具有複數個覆晶接合整223及複數個位

O:\85\85892.DOC 1228305 於該等覆晶接合墊223周圍之線接合墊224。該等線接合 墊224係鍍金。該非線路面222係黏貼於該基板之上表面 211 〇 該第二晶片23係位於該第一晶片22上方，該第二晶片 23具有一線路面231及一非線路面232，其中該線路面 231具有複數個凸塊233，該第二晶片23之凸塊233係面 對且對齊該第一晶片22之覆晶接合墊223。該等凸塊233 可以是錫錯凸塊或是金凸塊。 該異方性導電膠層26係置於該第二晶片23與該第一晶 片22之間，該第二晶片23係透過該異方性導電爆層26 黏貼於該第一晶片22上。該異方性導電膠層26使導電性 僅於該等凸塊233與該等覆晶接合墊223間發生。 该等導線24係用以電性連接該等線接合塾224至該基 板21。 邊封膠25係包覆該第一晶片22、該異方性導電膠層 26、該等導線24、該第二晶片23以及該基板上表面2ιι 之一部分。 上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制 本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及 變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之 申請專利範圍所列。 【圖式簡單說明】 圖1顯示習用之堆疊晶片封裝構造之剖視示意圖； 圖2顯示根據本發明之第一實施例之堆疊晶片封裝構 O:\85\85892.DOC -11 · 1228305 造之製造方法之示意圖； 圖3顯示根據本發明之第二實施例之堆疊晶片封裝構 造之製造方法之示意圖；及 圖4顯示根據本發明之第二實施例之堆疊晶片封裝構 造之剖視示意圖。 【圖式元件符號說明】 10習用之堆疊晶片封裝構造 11 基板 111 上表面 112下表面 113線接合墊 114錫球 12 第一晶片 121;線路面 122 非線路面 12 3覆晶接合塾 124線接合墊 13 第二晶片 13 1 線路面 13 2非線路面 133凸塊 14 導線 15 封膠 20 堆叠晶片封裝構造 21 基板 211上表面 _ 212下表面 214錫球 22 第一晶片 221 線路面 222非線路面 223覆晶接合墊 2 2 4線接合塾 23第二晶片 ® 2 3 1線路面 232 非線路面 233錫鉛凸塊 24 導線 25 封膠 26 異方性導電膠層

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Claims (1)

1228305 拾、申請專利範圍： 1. 一種堆疊晶片封裝構造之製造方法，其包括： 〇)提供一第一晶片，該第一晶片具有一線路面及一非線 路面’其中該線路面具有複數個覆晶接合墊及複數個 位於該等覆晶接合墊周圍之線接合墊； (b) 將該第一晶片之非線路面黏貼於一基板之上表面； (c) #疋供第一曰曰片，該第二晶片具有一線路面及一非線 路面，其中該線路面具有複數個凸塊； (d) 將該第二晶片置於該第一晶片上方，使該等凸塊面對 且對齊該等覆晶接合墊； t (e) 以熱壓合方式使該第二晶片及該第一晶片接合在一 起； (〇電性連接該等線接合墊至該基板；及 (8);形成一封膠體包覆該第一晶片、第二晶片以及該基板 上表面之^--部分。 2·如申請專利範圍第i項之方法，其中步驟⑷之後更包括： U1)將該等線接合墊鍍金。 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟⑷之後更包括： (al)將該等覆晶接合墊及該等線接合墊鍍金。 4·如申請專利範圍第^之方法，其中該等凸塊係為錫鉛凸 塊。 5·如申請專利_ 1項之方法，其中該等凸塊係為金凸 塊。 6.如申請專利範圍第丄项之方法，其中步驟⑷之後更包括： O:\85\85892.DOC 1228305 (dl)提供一異方性導電膠層，該異方性導電膠層係置於該 第二晶片與該第一晶片之間，該異方性導電膠層使導 電性僅於該等凸塊與該等覆晶接合墊間發生。 7·如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟（e)之熱壓合方 式係為超音波熱壓合。 8·如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟（g)之後更包括： (g 1)形成複數個錫球於該基板之下表面。 9· 一種堆疊晶片封裝構造，其包括·· 基板’其具有一上表面及一下表面； 弟 曰曰片’其具有 >一線路面及一非線路面，，其中該 線路面具有複數個覆晶接合墊及複數個位於該等覆晶接 合墊周圍之線接合墊，該非線路面係黏貼於該基板之上 表面； 厂第二晶片，位於該第一晶片上方，該第二晶片具有 一線路面及一非線路面，其中該線路面具有複數個凸 塊’該等凸塊係面對且對齊該等覆晶接合墊； 一異方性導電膠層，係置於該第二晶片與該第一晶片 之間’該異方性導電膠層使導電性僅於該等凸塊與該等 覆晶接合塾間發生； 複數條導線，係用以電性連接該等線接合塾至該基 板；及 一封膠，係包覆該第一晶片、該異方性導電膠層、該 等導線、該第二晶片以及該基板上表面之一部分。 1〇·如申請專利範圍第9項之構造，其中該等線接合墊係鍍 O:\85\85892 DOC -2 - 1228305 金。 11. 12. 13. 14. 如申清專利範圍第9項之構造， 等線接合塾係鍍金。 如申請專利範圍第9項之構造， 塊。 其中該等覆晶接合墊及該 其中該等凸塊係為錫鉛凸 如申請專利範圍第9項之構造，其中該等凸塊係為金凸 塊。 如申請專利範圍第9項之構造，其中該基板之下表面更包 括複數個錫球。 O:\85\85892 DOC