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TWI445222B - 具有凸塊/基座之散熱座及凸塊內含倒置凹穴之半導體晶片組體 - Google Patents

具有凸塊/基座之散熱座及凸塊內含倒置凹穴之半導體晶片組體 Download PDF

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Publication number
TWI445222B
TWI445222B TW100124469A TW100124469A TWI445222B TW I445222 B TWI445222 B TW I445222B TW 100124469 A TW100124469 A TW 100124469A TW 100124469 A TW100124469 A TW 100124469A TW I445222 B TWI445222 B TW I445222B
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TW
Taiwan
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bump
cover
vertical direction
adhesive layer
assembly
Prior art date
Application number
TW100124469A
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English (en)
Other versions
TW201218469A (en
Inventor
林文強
王家忠
Original Assignee
鈺橋半導體股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/911,729 external-priority patent/US8314438B2/en
Priority claimed from US13/050,934 external-priority patent/US20110163348A1/en
Application filed by 鈺橋半導體股份有限公司 filed Critical 鈺橋半導體股份有限公司
Publication of TW201218469A publication Critical patent/TW201218469A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI445222B publication Critical patent/TWI445222B/zh

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    • H10W72/884
    • H10W90/734
    • H10W90/754

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Description

具有凸塊/基座之散熱座及凸塊內含倒置凹穴之半導體晶片組體 相關申請案之相互參照:
本申請案為2010年10月26日提出申請之第12/911,729號美國專利申請案之部分延續案,該申請案之內容在此以引用之方式併入本文。本申請案另主張2011年1月4日提出申請之第61/429,455號美國臨時專利申請案之優先權,該申請案之內容亦以引用之方式併入本文。
前開於2010年10月26日提出申請之第12/911,729號美國專利申請案為2009年11月11日提出申請之第12/616,773號美國專利申請案之部分延續案,亦為2009年11月11日提出申請之第12/616,775號美國專利申請案之部分延續案,後兩案之內容在此以引用之方式併入本文。
前開於2010年10月26日提出申請之第12/911,729號美國專利申請案另主張2010年6月1日提出申請之第61/350,036號美國臨時專利申請案及2010年5月1日提出申請之第61/330,318號美國臨時專利申請案之優先權,後兩案之內容亦以引用之方式併入本文。
前開於2009年11月11日提出申請之第12/616,773號美國專利申請案及前開於2009年11月11日提出申請之第12/616,775號美國專利申請案均為2009年9月11日提出申請之第12/557,540號美國專利申請案之部分延續案,且亦均為2009年9月11日提出申請之第12/557,541號美國專利申請案之部分延續案。
前開於2009年9月11日提出申請之第12/557,540號美國專利申請案及前開於2009年9月11日提出申請之第12/557,541號美國專利申請案均為2009年3月18日提出申請之第12/406,510號美國專利申請案之部分延續案。該第12/406,510號美國專利申請案主張2008年5月7日提出申請之第61/071,589號美國臨時專利申請案、2008年5月7日提出申請之第61/071,588號美國臨時專利申請案、2008年4月11日提出申請之第61/071,072號美國臨時專利申請案及2008年3月25日提出申請之第61/064,748號美國臨時專利申請案之優先權,上述各案之內容均以引用之方式併入本文。前開於2009年9月11日提出申請之第12/557,540號美國專利申請案及前開於2009年9月11日提出申請之第12/557,541號美國專利申請案亦主張2009年2月9日提出申請之第61/150,980號美國臨時專利申請案之優先權,其內容亦以引用之方式併入本文。
本發明係關於半導體晶片組體,更詳而言之,係關於一種由半導體元件、導線、黏著層及散熱座組成之半導體晶片組體及其製造方法。
諸如經封裝與未經封裝之半導體晶片等半導體元件可提供高電壓、高頻率及高效能之應用;該些應用為執行特定功能,所需消耗之功率甚高,然功率愈高則半導體元件生熱愈多。此外,在封裝密度提高及尺寸縮減後,可供散熱之表面積縮小,更導致生熱加劇。
半導體元件在高溫操作下易產生效能衰退及使用壽命縮短等問題,甚至可能立即故障。高熱不僅影響晶片效能,亦可能因熱膨脹不匹配而對晶片及其週遭元件產生熱應力作用。因此,必須使晶片迅速有效散熱方能確保其操作之效率與可靠度。一條高導熱性路徑通常係將熱能傳導並發散至一表面積較晶片或晶片所在之晶粒座更大之區域。
發光二極體(LED)近來已普遍成為白熾光源、螢光光源與鹵素光源之替代光源。LED可為醫療、軍事、招牌、訊號、航空、航海、車輛、可攜式設備、商用與住家照明等應用領域提供高能源效率及低成本之長時間照明。例如,LED可為燈具、手電筒、車頭燈、探照燈、交通號誌燈及顯示器等設備提供光源。
LED中之高功率晶片在提供高亮度輸出之同時亦產生大量熱能。然而,在高溫操作下,LED會發生色偏、亮度降低、使用壽命縮短及立即故障等問題。此外,LED在散熱方面有其限制,進而影響其光輸出與可靠度。因此,LED格外突顯市場對於具有良好散熱效果之高功率晶片之需求。
LED封裝體通常包含一LED晶片、一基座、電接點及一熱接點。所述基座係熱連結至LED晶片並用以支撐該LED晶片。電接點則電性連結至LED晶片之陽極與陰極。熱接點經由該基座熱連結至LED晶片,其下方載具可充分散熱以預防LED晶片過熱。
業界積極以各種設計及製造技術投入高功率晶片封裝體與導熱板之研發,以期在此極度成本競爭之環境中滿足效能需求。
塑膠球柵陣列(PBGA)封裝係將一晶片與一層壓基板包裹於一塑膠外殼中,然後再以錫球黏附於一印刷電路板(PCB)之上。所述層壓基板包含一通常由玻璃纖維構成之介電層。晶片產生之熱能可經由塑膠及介電層傳至錫球,進而傳至印刷電路板。然而,由於塑膠與介電層之導熱性低,PBGA之散熱效果不佳。
方形扁平無引腳(QFN)封裝係將晶片設置在一焊接於印刷電路板之銅質晶粒座上。晶片產生之熱能可經由晶粒座傳至印刷電路板。然而,由於其導線架中介層之路由能力有限,使得QFN封裝無法適用於高輸入/輸出(I/O)晶片或被動元件。
導熱板為半導體元件提供電性路由、熱管理與機械性支撐等功能。導熱板通常包含一用於訊號路由之基板、一提供熱去除功能之散熱座或散熱裝置、一可供電性連結至半導體元件之焊墊,以及一可供電性連結至下一層組體之端子。該基板可為一具有單層或多層路由電路系統及一或多層介電層之層壓結構。該散熱座可為一金屬基座、金屬塊或埋設金屬層。
導熱板接合下一層組體。例如,下一層組體可為一具有印刷電路板及散熱裝置之燈座。在此範例中,一LED封裝體係安設於導熱板上,該導熱板則安設於散熱裝置上,導熱板/散熱裝置次組體與印刷電路板又安設於燈座中。此外,導熱板經由導線電性連結至該印刷電路板。該基板將電訊號自該印刷電路板導向LED封裝體,而該散熱座則將LED封裝體之熱能發散並傳遞至該散熱裝置。因此,該導熱板可為LED晶片提供一重要之熱路徑。
授予Juskey等人之第6,507,102號美國專利揭示一種組體,其中一由玻璃纖維與固化之熱固性樹脂所構成之複合基板包含一中央開口。一具有類似前述中央開口正方或長方形狀之散熱塊係黏附於該中央開口側壁因而與該基板結合。上、下導電層分別黏附於該基板之頂部及底部,並透過貫穿該基板之電鍍導孔互為電性連結。一晶片係設置於散熱塊上並打線接合至上導電層,一封裝材料係模設成形於晶片上,而下導電層則設有錫球。
製造時,該基板原為一置於下導電層上之乙階(B-stage)樹脂膠片。散熱塊係插設於中央開口,因而位於下導電層上,並與該基板以一間隙相隔。上導電層則設於該基板上。上、下導電層經加熱及彼此壓合後,使樹脂熔化並流入前述間隙中固化。上、下導電層形成圖案,因而在該基板上形成電路佈線,並使樹脂溢料顯露於散熱塊上。然後去除樹脂溢料,使散熱塊露出。最後再將晶片安置於散熱塊上並進行打線接合與封裝。
因此,晶片產生之熱能可經由散熱塊傳至印刷電路板。然而在量產時,以手工方式將散熱塊放置於中央開口內之作業極為費工,且成本高昂。再者,由於側向之安裝容差小,散熱塊不易精確定位於中央開口中,導致基板與散熱塊之間易出現間隙以及打線不均之情形。如此一來,該基板僅部分黏附於散熱塊,無法自散熱塊獲得足夠支撐力,且容易脫層。此外,用於去除部分導電層以顯露樹脂溢料之化學蝕刻液亦將去除部分未被樹脂溢料覆蓋之散熱塊,使散熱塊不平且不易結合,最終導致組體之良率降偏低、可靠度不足且成本過高。
授予Ding等人之第6,528,882號美國專利揭露一種高散熱球柵陣列封裝體,其基板包含一金屬芯層,而晶片則安置於金屬芯層頂面之晶粒座區域。一絕緣層係形成於金屬芯層之底面。盲孔貫穿絕緣層直通金屬芯層,且孔內填有散熱錫球,另在該基板上設有與散熱錫球相對應之錫球。晶片產生之熱能可經由金屬芯層流向散熱錫球,再流向印刷電路板。然而,夾設於金屬芯層與印刷電路板間之絕緣層卻對流向印刷電路板之熱流造成限制。
授予Lee等人之第6,670,219號美國專利教示一種凹槽向下球柵陣列(CDBGA)封裝體,其中一具有中央開口之接地板係設置於一散熱座上以構成一散熱基板。一具有中央開口之基板透過一具有中央開口之黏著層設置於該接地板上。一晶片係安裝於該散熱座上由接地板中央開口所形成之一凹槽內,且該基板上設有錫球。然而,由於錫球係位於基板上,散熱座並無法接觸印刷電路板,導致該散熱座之散熱作用僅限熱對流而非熱傳導,因而大幅限縮其散熱效果。
授予Woodall等人之第7,038,311號美國專利提供一種高散熱BGA封裝體,其散熱裝置為倒T形且包含一柱部與一寬基底。一設有窗型開口之基板係安置於寬基底上,一黏著層則將柱部與寬基底黏附於該基板。一晶片係安置於柱部上並打線接合至該基板,一封裝材料係模製成形於晶片上,該基板上則設有錫球。柱部延伸穿過該窗型開口,並由寬基底支撐該基板,至於錫球則位於寬基底與基板周緣之間。晶片產生之熱能可經由柱部傳至寬基底,再傳至印刷電路板。然而,由於寬基底上必須留有容納錫球之空間,寬基底僅在對應於中央窗口與最內部錫球之間的位置突伸於該基板下方。如此一來,該基板在製造過程中便不平衡,且容易晃動及彎曲,進而導致晶片之安裝、打線接合以及封裝材料之模製成形均十分困難。此外,該寬基底可能因封裝材料之模製成形而彎折,且一旦錫球崩塌,便可能使該封裝體無法焊接至下一層組體。是以,此封裝體之良率偏低、可靠度不足且成本過高。
Erchak等人之美國專利申請公開案第2007/0267642號提出一種發光裝置組體,其中一倒T形之基座包含一基板、一突出部及一具有通孔之絕緣層,絕緣層上並設有電接點。一具有通孔與透明上蓋之封裝體係設置於電接點上。一LED晶片係設置於突出部並以打線連接該基板。該突出部係鄰接該基板並延伸穿過絕緣層與封裝體上之通孔,進入封裝體內。絕緣層係設置於該基板上,且絕緣層上設有電接點。封裝體係設置於該等電接點上並與絕緣層保持間距。該晶片產生之熱能可經由突出部傳至該基板,進而到達一散熱裝置。然而,該等電接點不易設置於絕緣層上,難以與下一層組體電性連結,且無法提供多層路由。
習知封裝體與導熱板具有重大缺點。舉例而言,諸如環氧樹脂等低導熱性之電絕緣材料對散熱效果造成限制,然而,以陶瓷或碳化矽填充之環氧樹脂等具有較高導熱性之電絕緣材料則具有黏著性低且量產成本過高之缺點。該電絕緣材料可能在製作過程中或在操作初期即因受熱而脫層。該基板若為單層電路系統則路由能力有限,但若該基板為多層電路系統,則其過厚之介電層將降低散熱效果。此外,前案技術尚有散熱座效能不足、體積過大或不易熱連結至下一層組體等問題。前案技術之製造工序亦不適於低成本之量產作業。
有鑑於現有高功率半導體元件封裝體及導熱板之種種發展情形及相關限制,業界實需一種具成本效益、效能可靠、適於量產、多功能、可靈活調整訊號路由且具有優異散熱性之半導體晶片組體。
本發明提供一種半導體晶片組體,其至少包含一半導體元件、一散熱座、一導線及一黏著層。該散熱座至少包含一凸塊及一基座。該導線包含一焊墊及一端子。該半導體元件係設置於該凸塊上,且位於該凸塊內之一凹穴之相反側,同時電性連結至該導線,並與該凸塊熱連結。該凸塊自該基座延伸進入該黏著層之一開口,而該基座則自該凸塊側伸而出。該導線位於該凹穴外,並提供該焊墊與該端子間之訊號路由。
根據本發明之一樣式,一半導體晶片組體至少包含一半導體元件、一黏著層、一散熱座與一導線。該黏著層至少具有一開口。該散熱座至少包含一凸塊與一基座,其中(i)該凸塊鄰接該基座且與該基座形成一體,並自該基座沿一第一垂直方向伸出;(ii)該基座自該凸塊沿著垂直於該第一垂直方向之側面方向側伸而出;且(iii)該凸塊具有一凹穴,該凹穴在該第一垂直方向上係由該凸塊覆蓋,但該凹穴在一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向上並未被該凸塊覆蓋。該導線包含一焊墊與一端子。
該半導體元件係設置於該凸塊上,延伸於該凸塊沿該第一垂直方向之外側,且位於該凹穴外,並在該凹穴之一周緣內側向延伸。該半導體元件係電性連結至該焊墊,從而電性連結至該端子。該半導體元件亦熱連結至該凸塊,從而熱連結至該基座。該黏著層接觸該凸塊與該基座,並自該凸塊側向延伸至該端子或越過該端子。該導線位於該凹穴外。該凸塊與該凹穴均延伸進入該開口。
根據本發明之另一樣式,一半導體晶片組體至少包含一半導體元件、一黏著層、一散熱座與一導線。該黏著層至少具有一開口。該散熱座至少包含一凸塊、一基座與一蓋體,其中(i)該凸塊鄰接該基座且與該基座形成一體,並自該基座沿一第一垂直方向伸出,該凸塊亦鄰接該蓋體,並自該蓋體沿一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向伸出;(ii)該基座自該凸塊沿著垂直於該等垂直方向之側面方向側伸而出;(iii)該蓋體於該第一垂直方向覆蓋該凸塊,並自該凸塊側伸而出;且(iv)該凸塊具有一凹穴,該凹穴在該第一垂直方向上係由該凸塊覆蓋,但該凹穴在該第二垂直方向上並未被該凸塊覆蓋,該凸塊將該凹穴與該蓋體隔開,且該凹穴沿該等垂直方向及該等側面方向延伸跨越該凸塊之大部分。該導線包含一焊墊及一端子。
該半導體元件係設置於該蓋體上,延伸於該蓋體沿該第一垂直方向之外側,且位於該凹穴外,並在該凹穴之一周緣內側向延伸。該半導體元件係電性連結至該焊墊,從而電性連結至該端子。該半導體元件亦熱連結至該蓋體,從而熱連結至該基座。該黏著層接觸該凸塊、該基座與該蓋體,且位於該基座與該焊墊之間以及該基座與該蓋體之間,並自該凸塊側向延伸至該端子或越過該端子。該導線位於該凹穴外。該凸塊與該凹穴均延伸進入該開口。
根據本發明之另一樣式,一半導體晶片組體至少包含一半導體元件、一黏著層、一散熱座、一基板與一導線。該黏著層至少具有一開口。該散熱座至少包含一凸塊、一基座與一蓋體,其中(i)該凸塊鄰接該基座且與該基座形成一體,並自該基座沿一第一垂直方向伸出,該凸塊亦鄰接該蓋體,並自該蓋體沿一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向伸出;(ii)該基座自該凸塊沿著垂直於該等垂直方向之側面方向側伸而出;(iii)該蓋體於該第一垂直方向覆蓋該凸塊,並自該凸塊側伸而出;且(iv)該凸塊具有一凹穴,該凹穴在該第一垂直方向上係由該凸塊覆蓋,但該凹穴在該第二垂直方向上並未被該凸塊覆蓋,該凸塊將該凹穴與該蓋體隔開,且該凹穴沿該等垂直方向及該等側面方向延伸跨越該凸塊之大部分。該基板包含一介電層,其中一通孔延伸穿過該基板。該導線包含一焊墊及一端子。
該半導體元件係設置於該蓋體上,延伸於該蓋體沿該第一垂直方向之外側,且位於該凹穴外,並在該凹穴之一周緣內側向延伸。該半導體元件係電性連結至該焊墊,從而電性連結至該端子。該半導體元件亦熱連結至該蓋體,從而熱連結至該基座。該黏著層接觸該凸塊、該基座、該蓋體與該介電層,但與該焊墊保持距離。該黏著層位於該凸塊與該介電層之間、該基座與該焊墊之間、該基座與該蓋體之間,以及該基座與該介電層之間,並自該凸塊側向延伸至該端子或越過該端子。該基板係設置於該黏著層上。該介電層接觸該焊墊與該蓋體,但與該凸塊及該基座保持距離。該導線位於該凹穴外。該凸塊與該凹穴均延伸進入該開口與該通孔,且該凸塊沿該等垂直方向延伸至該通孔外。該蓋體於該第一垂直方向覆蓋該開口及該通孔。
該半導體元件可設置於該凸塊上,位於該凹穴外,並在該凸塊與該凹穴之周緣內側向延伸。例如,該半導體元件可設置於該焊墊與該蓋體上,延伸於該焊墊與該蓋體沿該第一垂直方向之外側,同時利用一第一焊錫電性連結至該焊墊,並利用一第二焊錫熱連結至該蓋體。在此例中,該半導體元件可側向延伸於該導線之周緣內及周緣外,並且側向延伸於該凸塊與該凹穴之周緣內及周緣外。或者,該半導體元件可設置於該蓋體而未設置於該焊墊上,並且延伸於該焊墊與該蓋體沿該第一垂直方向之外側,同時利用一打線電性連結至該焊墊,並利用一固晶材料熱連結至該蓋體。在此例中,該半導體元件可位於該導線之周緣外以及該凸塊與該凹穴之周緣內,並在該第二垂直方向上由該凸塊與該凹穴覆蓋。在此例中,該半導體元件亦可位於該導線之周緣外,側向延伸於該凸塊與該凹穴之周緣內及周緣外,並於該第一垂直方向覆蓋或不覆蓋該凸塊與該凹穴。在此例中,該半導體元件亦可位於該導線之周緣外以及該凸塊之周緣內,側向延伸於該凹穴之周緣內及周緣外,並於該第一垂直方向覆蓋該凹穴,且於該第二垂直方向由該凸塊覆蓋。無論採用任一設置方式,該半導體元件均係設置於該凸塊上,位於該凹穴外,並在該凹穴之周緣內側向延伸。
該半導體元件可為一經封裝或未經封裝之半導體晶片。例如,該半導體元件可為一包含LED晶片之LED封裝體,且係設置於該焊墊與該蓋體上,並且延伸於該焊墊與該蓋體沿該第一垂直方向之外側,其中該半導體元件係利用一第一焊錫電性連結至該焊墊,並利用一第二焊錫熱連結至該蓋體。或者,該半導體元件可為一諸如LED晶片之半導體晶片,且係設置於該蓋體而未設置於該焊墊上,並且延伸於該焊墊與該蓋體沿該第一垂直方向之外側,其中該半導體元件係利用一打線電性連結至該焊墊,並利用一固晶材料熱連結至該蓋體。
該黏著層可在該通孔內一位於該凸塊與該基板間之缺口中接觸該凸塊與該介電層,並在該缺口之外接觸該基座、該蓋體與該介電層。該黏著層亦可接觸並位於該凸塊與該基座之間、該凸塊與該蓋體之間、該凸塊與該介電層之間,以及該基座與該介電層之間。該黏著層亦可於該第一垂直方向覆蓋該基座位於該凸塊以外之部分,並於該第二垂直方向覆蓋該基板,同時於該等側面方向覆蓋且環繞該凸塊之一側壁。該黏著層亦可同形被覆於該凸塊之該側壁、該基座之一表面部分以及該介電層之一表面,其中該基座之該表面部分係鄰接該凸塊,且自該凸塊側向伸出,同時面朝該第一垂直方向,該介電層之該表面則面朝該第二垂直方向。該黏著層亦可填滿該凸塊與該介電層間之空間、該基座與該蓋體間之空間,以及該基座與該基板間之空間。
該黏著層可自該凸塊側向延伸至該端子或越過該端子。例如,該黏著層與該端子可延伸至該組體之外圍邊緣。在此例中,該黏著層係從該凸塊側向延伸至該端子。或者,該黏著層可延伸至該組體之外圍邊緣,而該端子則與該組體之外圍邊緣保持距離。在此例中,該黏著層係從該凸塊側向延伸且越過該端子。
該黏著層可單獨穿過該凸塊與該蓋體間之一假想水平線、該凸塊與該介電層間之一假想水平線、該凸塊與一被覆穿孔間之一假想水平線、該凸塊與該組體之一外圍邊緣間之一假想水平線、該基座與該蓋體間之一假想垂直線,以及該基座與該介電層間之一假想垂直線。若省略該介電層,該黏著層亦可單獨穿過該基座與該焊墊間之一假想垂直線,以及該基座與該端子間之一假想垂直線。
該凸塊可與該基座一體成型。例如,該凸塊與該基座可為單一金屬體,或於其介面包含單一金屬體,其中該單一金屬體可為銅。該凸塊與該黏著層可於該蓋體處共平面。該凸塊亦可接觸該黏著層但與該介電層保持距離,並且延伸進入該開口及該通孔,同時沿該等垂直方向延伸至該通孔外。
該凸塊延伸至該基座之部分可包含一第一彎折角落,該凸塊延伸至該蓋體之部分可包含一第二彎折角落。該凸塊鄰接該基座處可以約90度之角度沿側向向外彎折,而該凸塊鄰接該蓋體處可以約90度之角度沿側向向內彎折。該凸塊亦可具有沖壓而成之特有不規則厚度。此外,該凸塊於該基座處之直徑可大於該凸塊於該蓋體處之直徑。例如,該凸塊可為平頂圓錐或角錐形,其直徑係自該基座沿著該第一垂直方向朝該蓋體遞減。或者,該凸塊可為圓柱或矩形稜柱形,其直徑在該凸塊從該基座沿著該第一垂直方向延伸至該蓋體之過程中乃固定不變。
該凹穴可為平頂圓錐或角錐形,其直徑係沿著該第一垂直方向朝該蓋體遞減。或者,該凹穴可為圓柱或矩形稜柱形,其直徑在該凹穴沿著該第一垂直方向朝該蓋體延伸之過程中乃固定不變。該凹穴亦可具有圓形、正方形或矩形之周緣,以及圓形、正方形或矩形之入口。該凹穴亦可具有與該凸塊相符之形狀,並且延伸進入該開口及該通孔,同時沿該等垂直及側面方向延伸跨越該凸塊之大部分。
該凹穴可朝該第二垂直方向外露,或於該第二垂直方向被覆蓋。例如,該凹穴可呈中空且非密閉之狀態。在此例中,該凹穴可朝該第二垂直方向外露,並使該凸塊亦朝該第二垂直方向外露。或者,該凹穴內可裝有一諸如環氧樹脂、聚醯亞胺或焊錫之填充物,其中該填充物接觸該凸塊,並沿該等垂直及側面方向延伸跨越該凸塊之大部分,此外,該填充物乃受限於該凹穴,並填滿該凹穴之大部分或全部。例如,該凹穴可呈未密封之狀態,且該填充物可與該基座大致共平面,並朝該第二垂直方向外露。又例如,該凹穴可由該基座加以密封,且該填充物可接觸該凸塊與該基座,同時被該兩者包圍在內,並在該第二垂直方向上由該基座覆蓋。
該基座可支撐該凸塊、該基板與該黏著層,側向延伸至該蓋體外,並且延伸至該組體之外圍邊緣或與該組體之外圍邊緣保持距離。該基座亦可接觸該黏著層並與該基板保持距離,同時延伸於該黏著層與該基板沿該第二垂直方向之外側。該基座亦可於該第二垂直方向覆蓋該導線與該基板。
該蓋體可具有均勻或不均勻之厚度。例如,該蓋體可具有均勻之厚度,且與該導電層及該介電層保持距離。在此例中,該蓋體可自該凸塊側向延伸至該黏著層而未延伸至該導電層或該介電層,並於該第一垂直方向覆蓋該開口而未覆蓋該通孔。或者,該蓋體可於鄰接該凸塊處具有一第一厚度,且於鄰接該介電層處具有一大於該第一厚度之第二厚度,此外另具有一面朝該第一垂直方向之平坦表面。在此例中,該蓋體可接觸該黏著層與該介電層,其中該蓋體鄰接該黏著層且與該介電層保持距離之部分可具有該第一厚度,而該蓋體接觸該介電層、鄰近該焊墊並於該第一垂直方向覆蓋該開口與該通孔之部分則具有該第二厚度。該蓋體亦可與該組體之外圍邊緣保持距離,並為該半導體元件提供一晶片座。
該蓋體可為矩形或正方形,該凸塊則可為圓形。在此例中,該蓋體之尺寸及形狀可配合該半導體元件之一熱接觸表面而設計,而該凸塊之尺寸及形狀則並非依照該半導體元件之該熱接觸表面而設計。但無論如何,該蓋體均透過該凸塊而與該基座熱連結。
該散熱座可由該凸塊、該基座與該蓋體組成。該散熱座亦可實質上由銅、鋁或銅/鎳/鋁合金組成。該散熱座亦可由一內部銅、鋁或銅/鎳/鋁合金核心及表層之被覆接點組成,其中該等被覆接點係由金、銀及/或鎳組成。無論採用任一組成方式,該散熱座皆可提供散熱作用,將該半導體元件之熱能擴散至下一層組體。
該基板可接觸該蓋體,且與該凸塊及該基座保持距離。該基板亦可為一層壓結構。該基板亦可包含該焊墊,並且包含或不包含該端子。
該焊墊與該蓋體彼此相鄰處可具有相同之厚度,但該蓋體鄰接該凸塊處之厚度可與該焊墊不同。此外,該焊墊與該蓋體可共同位於一面朝該第一垂直方向之表面。
該焊墊與該端子可具有相同之厚度,且共同位於一面朝該第一垂直方向之表面。或者,該基座與該端子可具有相同之厚度,且共同位於一面朝該第二垂直方向之表面。
該導線可接觸該黏著層或與該黏著層保持距離。例如,該焊墊與該端子可接觸該黏著層,並延伸於該黏著層沿該第一垂直方向之外側。在此例中,該焊墊與該端子可具有相同之厚度,且彼此共平面。同樣地,該焊墊可接觸該黏著層並延伸於該黏著層沿該第一垂直方向之外側,而該端子則接觸該黏著層並延伸於該黏著層沿該第二垂直方向之外側。在此例中,該基座與該端子可具有相同之厚度,且彼此共平面。或者,該焊墊與該端子可接觸該介電層,並與該黏著層保持距離,同時延伸於該黏著層與該介電層沿該第一垂直方向之外側。在此例中,該焊墊與該端子可具有相同之厚度,且彼此共平面。又例如,該焊墊可接觸該介電層但與該黏著層保持距離,並且延伸於該黏著層與該介電層沿該第一垂直方向之外側,至於該端子則接觸該黏著層且與該介電層保持距離,並延伸於該黏著層與該介電層沿該第二垂直方向之外側。在此例中,該基座與該端子可具有相同之厚度,且彼此共平面。
該導線可包含一路由線,該路由線係延伸於該黏著層與該介電層沿該第一垂直方向之外側,且位於該焊墊與該端子間之一導電路徑上。例如,該焊墊、該端子與該路由線可延伸於該黏著層與該介電層沿該第一垂直方向之外側。在此例中,該路由線可在該焊墊與該端子之間提供水平路由。同樣地,該導線可包含一被覆穿孔,該被覆穿孔係延伸穿過該黏著層與該介電層,且位於該焊墊與該端子間之一導電路徑上。例如,該焊墊可延伸於該黏著層與該介電層沿該第一垂直方向之外側,該端子可延伸於該黏著層與該介電層沿該第二垂直方向之外側,該被覆穿孔可貫穿該黏著層與該介電層。在此例中,該被覆穿孔可在該焊墊與該端子之間提供垂直路由。同樣地,該焊墊與該路由線可延伸於該黏著層與該介電層沿該第一垂直方向之外側,該端子可延伸於該黏著層與該介電層沿該第二垂直方向之外側,該被覆穿孔可貫穿該黏著層與該介電層,並電性連結該路由線與該端子。在此例中,該路由線可在該焊墊與該被覆穿孔之間提供水平路由,該被覆穿孔可在該路由線與該端子之間提供垂直路由。此外,該被覆穿孔可延伸至該組體之一外圍邊緣,或與該組體之外圍邊緣保持距離。
該導線可實質上由銅組成。該導線亦可由一內部銅核心與表層之被覆接點組成,其中該等被覆接點係由金、銀及/或鎳組成。無論採用任一組成方式,該導線皆可提供該焊墊與該端子間之訊號路由。
該焊墊可作為該半導體元件之一電接點,該端子可作為下一層組體之一電接點,且該焊墊與該端子可在該半導體元件與該下一層組體之間提供訊號路由。
該基座、該蓋體、該焊墊與該端子可採用相同之金屬。例如,該基座、該蓋體、該焊墊與該端子可包含一金、銀或鎳質表面層及一內部銅核心,但主要為銅,至於該凸塊、該路由線與該被覆穿孔可主要為銅或全部為銅。在此例中,一被覆接點可包含一金或銀質表面層及一內部鎳層,其中該內部鎳層接觸且位於該表面層與該內部銅核心之間;或者,該被覆接點可包含一接觸該內部銅核心之鎳質表面層。
該散熱座可包含一由該凸塊、該基座與該蓋體共用之銅核心,該導線可包含一由該焊墊與該端子共用之銅核心。例如,該散熱座可包含一設於該基座與該蓋體之金、銀或鎳質表面層,以及一設於該凸塊、該基座與該蓋體之內部銅核心,且該散熱座主要為銅。在此例中,該基座可包含一被覆接點以作為其表面層,該蓋體亦可包含一被覆接點以作為其表面層,該凸塊可為銅,或者包含一被覆接點以作為該凸塊於該凹穴處之表面層。同樣地,該導線可包含一設於該焊墊與該端子之金、銀或鎳質表面層,以及一設於該焊墊與該端子之內部銅核心,且該導線主要為銅。在此例中,該焊墊可包含一被覆接點以作為其表面層,該端子亦可包含一被覆接點以作為其表面層。
該組體可包含一封裝材料,該封裝材料係於該第一垂直方向覆蓋該半導體元件。例如,該封裝材料可為一用以轉換顏色之封裝材料,其接觸一LED晶片、一打線及一固晶材料,且可將該LED晶片所發出之藍光轉換為白光。在此例中,該組體可包含一透明封裝材料,其接觸該用以轉換顏色之封裝材料,並於該第一垂直方向覆蓋該用以轉換顏色之封裝材料。此外,該用以轉換顏色之封裝材料可包含矽氧樹脂及磷光體,該透明封裝材料可包含矽氧樹脂但不包含磷光體。
該組體可為一第一級或第二級單晶或多晶裝置。例如,該組體可為一包含單一晶片或多枚晶片之第一級封裝體。或者,該組體可為一包含單一LED封裝體或多個LED封裝體之第二級模組,其中各該LED封裝體可包含單一LED晶片或多枚LED晶片。
本發明提供一種製作一半導體晶片組體之方法,其包含:提供一凸塊與一外伸平台;設置一黏著層於該外伸平台上,此步驟包含將該凸塊插入該黏著層之一開口;設置一導電層於該黏著層上,此步驟包含將該凸塊對準該導電層之一通孔;使該黏著層在該凸塊與該導電層之間流動;固化該黏著層;提供一導線,該導線包含一焊墊、一端子與該導電層之一選定部分;設置一半導體元件於該凸塊上,並使該半導體元件位於該凸塊內之一凹穴之相反側,其中一散熱座包含該凸塊與一基座,該基座包含該外伸平台鄰接該凸塊之部分;電性連結該半導體元件至該導線;以及熱連結該半導體元件至該散熱座。
根據本發明之一樣式,一種製作一半導體晶片組體之方法包含:(1)提供一凸塊、一外伸平台、一黏著層及一導電層,其中(a)該凸塊鄰接該外伸平台並與之形成一體,此外,該凸塊係沿一第一垂直方向自該外伸平台垂直伸出,同時延伸進入該黏著層之一開口,並對準該導電層之一通孔,(b)該外伸平台係沿垂直於該第一垂直方向之側面方向自該凸塊側伸而出,(c)該凸塊具有一凹穴,該凹穴係面朝一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向,並在該第一垂直方向上由該凸塊覆蓋,(d)該黏著層係設置於該外伸平台上,介於該外伸平台與該導電層之間,且未固化,此外,(e)該導電層係設置於該黏著層上;(2)使該黏著層沿該第一垂直方向流入該通孔內一介於該凸塊與該導電層間之缺口;(3)固化該黏著層;(4)提供一導線,該導線包含一焊墊、一端子與該導電層之一選定部分;(5)設置一半導體元件於該凸塊上,其中(a)一散熱座包含該凸塊與一基座,(b)該凸塊鄰接該基座,並沿該第一垂直方向自該基座垂直伸出,(c)該基座包含該外伸平台之一部分,該部分係鄰接該凸塊且與之形成一體,並自該凸塊側伸而出,且(d)該半導體元件係延伸於該凸塊沿該第一垂直方向之外側,位於該凹穴外,並在該凹穴之一周緣內側向延伸;(6)電性連結該半導體元件至該焊墊,藉此電性連結該半導體元件至該端子;以及(7)熱連結該半導體元件至該凸塊,藉此熱連結該半導體元件至該基座。
根據本發明之另一樣式,一種製作一半導體晶片組體之方法包含:(1)提供一凸塊及一外伸平台,其中(a)該凸塊鄰接該外伸平台並與之形成一體,此外,該凸塊係沿一第一垂直方向自該外伸平台垂直伸出,(b)該外伸平台沿著垂直於該第一垂直方向之側面方向自該凸塊側伸而出,且(c)該凸塊具有一凹穴,其中(i)該凹穴係面朝一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向,(ii)該凹穴在該第一垂直方向上係由該凸塊覆蓋,且(iii)該凹穴沿該等垂直及側面方向延伸跨越該凸塊之大部分;(2)提供一黏著層,其中一開口延伸貫穿該黏著層;(3)提供一導電層,其中一通孔延伸貫穿該導電層;(4)設置該黏著層於該外伸平台上,此步驟包含將該凸塊插入該開口中,其中該凸塊與該凹穴均延伸進入該開口;(5)設置該導電層於該黏著層上,此步驟包含將該凸塊對準該通孔,其中該黏著層係位於該外伸平台與該導電層之間且未固化;(6)加熱熔化該黏著層;(7)使該外伸平台與該導電層彼此靠合,藉此使該凸塊在該通孔內沿該第一垂直方向移動,同時對該外伸平台與該導電層間之熔化黏著層施加壓力,該壓力迫使該熔化黏著層沿該第一垂直方向流入該通孔內一介於該凸塊與該導電層間之缺口;(8)加熱固化該熔化黏著層,藉此將該凸塊與該外伸平台機械性黏附至該導電層;(9)提供一導線,該導線包含一焊墊、一端子及該導電層之一選定部分;(10)設置一半導體元件於該凸塊上,其中(a)一散熱座包含該凸塊與一基座,(b)該凸塊鄰接該基座,並沿該第一垂直方向自該基座垂直伸出,(c)該基座包含該外伸平台之一部分,該部分係鄰接該凸塊且與之形成一體,並自該凸塊側伸而出,且(d)該半導體元件係延伸於該凸塊沿該第一垂直方向之外側,位於該凹穴外,並在該凹穴之一周緣內側向延伸;(11)電性連結該半導體元件至該焊墊,藉此電性連結該半導體元件至該端子;以及(12)熱連結該半導體元件至該凸塊,藉此熱連結該半導體元件至該基座。
設置該導電層可包含:將該導電層單獨設置於該黏著層上。或者,設置該導電層可包含:將該導電層與一載體一同設置於該黏著層上,以使該導電層接觸且位於該黏著層與該載體之間,接著在該黏著層固化後,先去除該載體,再提供該導線。又或者,設置該導電層可包含:將該導電層與一介電層一同設置於該黏著層上,以使該導電層與該黏著層保持距離,並使該介電層接觸且位於該導電層與該黏著層之間。
根據本發明之另一樣式,一種製作一半導體晶片組體之方法包含:(1)提供一凸塊、一外伸平台、一黏著層及一導電層,其中(a)該凸塊鄰接該外伸平台並與之形成一體,此外,該凸塊係沿一第一垂直方向自該外伸平台垂直伸出,同時延伸進入該黏著層之一開口,並對準該導電層之一通孔,(b)該外伸平台係沿著垂直於該第一垂直方向之側面方向自該凸塊側伸而出,(c)該凸塊具有一凹穴,其中(i)該凹穴係面朝一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向,(ii)該凹穴在該第一垂直方向上係由該凸塊覆蓋,且(iii)該凹穴沿該等垂直及側面方向延伸跨越該凸塊之大部分,(d)該黏著層係設置於該外伸平台上,介於該外伸平台與該導電層之間,且未固化,此外,(e)該導電層係設置於該黏著層上;(2)使該黏著層沿該第一垂直方向流入該通孔內一介於該凸塊與該導電層間之缺口;(3)固化該黏著層;(4)提供一導線,該導線包含一焊墊與一端子,其中該焊墊包含該導電層之一選定部分;(5)提供一散熱座,該散熱座包含該凸塊、一基座與一蓋體,其中(a)該凸塊鄰接該基座,並沿該第一垂直方向自該基座垂直伸出,(b)該基座包含該外伸平台之一部分,該部分係鄰接該凸塊且與之形成一體,並自該凸塊側伸而出,此外,(c)該蓋體鄰接該凸塊,並於該第一垂直方向覆蓋該凸塊,同時從該凸塊側伸而出,且包含該導電層之一選定部分;(6)設置一半導體元件於該蓋體上,其中該半導體元件係延伸於該蓋體沿該第一垂直方向之外側,位於該凹穴外,並在該凹穴之一周緣內側向延伸;(7)電性連結該半導體元件至該焊墊,藉此電性連結該半導體元件至該端子;以及(8)熱連結該半導體元件至該蓋體,藉此熱連結該半導體元件至該基座。
根據本發明之又一樣式,一種製作一半導體晶片組體之方法包含:(1)提供一凸塊與一外伸平台,其中(a)該凸塊鄰接該外伸平台並與之形成一體,此外,該凸塊係沿一第一垂直方向自該外伸平台垂直伸出,(b)該外伸平台係沿著垂直於該第一垂直方向之側面方向自該凸塊側伸而出,且(c)該凸塊具有一凹穴,其中(i)該凹穴係面朝一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向,(ii)該凹穴在該第一垂直方向上係由該凸塊覆蓋,(iii)該凹穴沿該等垂直及側面方向延伸跨越該凸塊之大部分,且(iv)該凹穴具有一位於該外伸平台之入口;(2)提供一黏著層,其中一開口延伸貫穿該黏著層;(3)提供一導電層,其中一通孔延伸貫穿該導電層;(4)設置該黏著層於該外伸平台上,此步驟包含將該凸塊插入該開口,其中該凸塊與該凹穴均延伸進入該開口;(5)設置該導電層於該黏著層上,此步驟包含將該凸塊對準該通孔,其中該黏著層係位於該外伸平台與該導電層之間且未固化;(6)加熱熔化該黏著層;(7)使該外伸平台與該導電層彼此靠合,藉此使該凸塊在該通孔內沿該第一垂直方向移動,同時對該外伸平台與該導電層間之熔化黏著層施加壓力,該壓力迫使該熔化黏著層沿該第一垂直方向流入該通孔內一介於該凸塊與該導電層間之缺口;(8)加熱固化該熔化黏著層,藉此將該凸塊與該外伸平台機械性黏附至該導電層;(9)提供一導線,該導線包含一焊墊與一端子,其中該焊墊包含該導電層之一選定部分;(10)提供一散熱座,該散熱座包含該凸塊、一基座與一蓋體,其中(a)該凸塊鄰接該基座,並沿該第一垂直方向自該基座垂直伸出,(b)該基座包含該外伸平台之一部分,該部分係鄰接該凸塊且與之形成一體,並自該凸塊側伸而出,此外,(c)該蓋體鄰接該凸塊,並於該第一垂方向覆蓋該凸塊,同時從該凸塊側伸而出,且包含該導電層之一選定部分;(11)設置一半導體元件於該蓋體上,其中該半導體元件係延伸於該蓋體沿該第一垂直方向之外側,位於該凹穴外,並在該凹穴之一周緣內側向延伸;(12)電性連結該半導體元件至該焊墊,藉此電性連結該半導體元件至該端子;以及(13)熱連結該半導體元件至該蓋體,藉此熱連結該半導體元件至該基座。
提供該凸塊可包含:以機械方式沖壓一金屬板,藉以在該金屬板上形成該凸塊並在該凸塊中形成該凹穴。在此例中,該凸塊係該金屬板上一受沖壓之部分,而該外伸平台則為該金屬板上一未受沖壓之部分。
提供該黏著層可包含:提供一未固化環氧樹脂之膠片。使該黏著層流動可包含:熔化該未固化環氧樹脂,並擠壓該外伸平台與該導電層間之該未固化環氧樹脂。固化該黏著層可包含:固化該熔化之未固化環氧樹脂。
提供該焊墊可包含:在固化該黏著層之後,去除該導電層之選定部分。所述去除可包含:利用一可定義該焊墊之圖案化蝕刻阻層對該導電層進行濕式化學蝕刻,以使該焊墊包含該導電層之一選定部分。
提供該蓋體可包含:在固化該黏著層之後,去除該導電層之選定部分。所述去除可包含:利用一可定義該蓋體之圖案化蝕刻阻層對該導電層進行濕式化學蝕刻,以使該蓋體包含該導電層之一選定部分。
提供該端子可包含:在固化該黏著層之後,去除該導電層之選定部分。所述去除可包含:利用一可定義該端子之圖案化蝕刻阻層對該導電層進行濕式化學蝕刻,以使該端子包含該導電層之一選定部分。
提供該端子可包含:在固化該黏著層之後,去除該外伸平台之選定部分。所述去除可包含:利用一可定義該端子之圖案化蝕刻阻層對該外伸平台進行濕式化學蝕刻,以使該端子包含該外伸平台之一選定部分。
提供該基座可包含:在固化該黏著層之後,去除該外伸平台之選定部分。所述去除可包含:利用一可定義該基座之圖案化蝕刻阻層對該外伸平台進行濕式化學蝕刻,以使該基座包含該外伸平台之一選定部分。
提供該焊墊與該蓋體可包含:利用一可定義該焊墊與該蓋體之圖案化蝕刻阻層移除該導電層之選定部分。如此一來,該焊墊與該蓋體便可於同一濕式化學蝕刻步驟中利用相同之圖案化蝕刻阻層同時形成。同樣地,提供該焊墊與該端子可包含:利用一可定義該焊墊與該端子之圖案化蝕刻阻層移除該導電層之選定部分。如此一來,該焊墊與該端子便可於同一濕式化學蝕刻步驟中利用相同之圖案化蝕刻阻層同時形成。同樣地,提供該焊墊、該端子與該蓋體可包含:利用一可定義該焊墊、該端子與該蓋體之圖案化蝕刻阻層移除該導電層之選定部分。如此一來,該焊墊、該端子與該蓋體便可於同一濕式化學蝕刻步驟中利用相同之圖案化蝕刻阻層同時形成。
提供該基座與該端子可包含:利用一可定義該基座與該端子之圖案化蝕刻阻層移除該外伸平台之選定部分。如此一來,該基座與該端子便可於同一濕式化學蝕刻步驟中利用相同之圖案化蝕刻阻層同時形成。
吾人可在該端子形成前、形成後、或在該端子之形成過程中形成該焊墊。因此,該焊墊與該端子可於同一濕式化學蝕刻步驟中利用不同之圖案化蝕刻阻層同時形成或先後形成。同樣地,吾人可在該蓋體形成前、形成後、或在該蓋體之形成過程中形成該基座。因此,該基座與該蓋體可於同一濕式化學蝕刻步驟中利用不同之圖案化蝕刻阻層同時形成或先後形成,或者利用一可定義該蓋體而非該基座之圖案化蝕刻阻層先後形成該基座與該蓋體。同樣地,該焊墊、該端子、該基座與該蓋體可同時形成或陸續形成。
提供該焊墊可包含:在固化該黏著層之後,研磨該凸塊、該黏著層及該導電層,俾使該凸塊、該黏著層及該導電層在一面朝該第一垂直方向之側向表面上彼此側向齊平;然後利用一可定義該焊墊之圖案化蝕刻阻層去除該導電層之選定部分,以使該焊墊包含該導電層之一選定部分。所述研磨可包含:研磨該黏著層而不研磨該凸塊,而後研磨該凸塊、該黏著層以及該導電層。所述去除可包含:利用一可定義該焊墊之圖案化蝕刻阻層對該導電層進行濕式化學蝕刻。
提供該焊墊可包含:在研磨完成後,於該凸塊、該黏著層及該導電層上沉積導電金屬以形成一被覆層,然後去除該導電層與該被覆層兩者之選定部分,以使該焊墊包含該導電層與該被覆層兩者之選定部分。沉積導電金屬以形成該被覆層可包含:將一薄被覆層以無電鍍被覆之方式設於該凸塊、該黏著層及該導電層上,然後將一厚被覆層電鍍於該薄被覆層上。所述去除可包含:利用一可定義該焊墊之圖案化蝕刻阻層對該導電層與該被覆層進行濕式化學蝕刻。
提供該蓋體可包含:在研磨完成後,於該凸塊、該黏著層及該導電層上沉積導電金屬以形成一被覆層,然後去除該導電層與該被覆層兩者之選定部分,以使該蓋體包含該導電層與該被覆層兩者之選定部分。沉積導電金屬以形成該被覆層可包含:將一薄被覆層以無電鍍被覆之方式設於該凸塊、該黏著層與該導電層上,然後將一厚被覆層電鍍於該薄被覆層上。所述去除可包含:利用一可定義該蓋體之圖案化蝕刻阻層對該導電層與該被覆層進行濕式化學蝕刻。
提供該端子可包含:在研磨完成後,於該凸塊、該黏著層及該導電層上沉積導電金屬以形成一被覆層,然後去除該導電層與該被覆層兩者之選定部分,以使該端子包含該導電層與該被覆層兩者之選定部分。沉積導電金屬以形成該被覆層可包含:將一薄被覆層以無電鍍被覆之方式設於該凸塊、該黏著層與該導電層上,然後將一厚被覆層電鍍於該薄被覆層上。所述去除可包含:利用一可定義該端子之圖案化蝕刻阻層對該導電層與該被覆層進行濕式化學蝕刻。
提供該端子可包含:在研磨完成後,於該外伸平台上沉積導電金屬以形成一被覆層,然後去除該外伸平台與該被覆層兩者之選定部分,以使該端子包含該外伸平台與該被覆層兩者之選定部分。沉積導電金屬以形成該被覆層可包含:將一薄被覆層以無電鍍被覆之方式設於該外伸平台上,然後將一厚被覆層電鍍於該薄被覆層上。所述去除可包含:利用一可定義該端子之圖案化蝕刻阻層對該外伸平台與該被覆層進行濕式化學蝕刻。
提供該基座可包含:在研磨完成後,於該外伸平台上沉積導電金屬以形成一被覆層,然後去除該外伸平台與該被覆層兩者之選定部分,以使該基座包含該外伸平台與該被覆層兩者之選定部分。沉積導電金屬以形成該被覆層可包含:將一薄被覆層以無電鍍被覆之方式設於該外伸平台上,然後將一厚被覆層電鍍於該薄被覆層上。所述去除可包含:利用一可定義該基座之圖案化蝕刻阻層對該外伸平台與該被覆層進行濕式化學蝕刻。
提供該基座可包含:在研磨完成後,於該外伸平台以及該凹穴內之一填充物上沉積導電金屬以形成一被覆層。沉積導電金屬以形成該被覆層可包含:將一薄被覆層以無電鍍被覆之方式設於該外伸平台與該填充物上,然後將一厚被覆層電鍍於該薄被覆層上。此外,該基座可封閉該凹穴,並於該第二垂直方向覆蓋該凸塊、該凹穴與該填充物。
提供該導線可包含:提供該焊墊、該端子及一路由線,其中該路由線位於該焊墊與該端子間之一導電路徑上。該路由線可包含該導電層之一選定部分,並延伸於該黏著層與該介電層沿該第一垂直方向之外側。
提供該焊墊與該路由線可包含:利用一可定義該焊墊與該路由線之圖案化蝕刻阻層移除該導電層之選定部分。如此一來,該焊墊與該路由線便可於同一濕式化學蝕刻步驟中利用相同之圖案化蝕刻阻層同時形成。
提供該導線可包含:提供該焊墊、該端子及一被覆穿孔,其中該被覆穿孔位於該焊墊與該端子間之一導電路徑上。吾人可先形成該被覆穿孔,再形成該焊墊與該端子,其中該被覆穿孔延伸穿過該導電層、該黏著層、該介電層與該外伸平台。
提供該基座、該蓋體、該焊墊、該端子與該被覆穿孔可包含:在固化該黏著層之後,鑽透該導電層、該黏著層、該介電層與該外伸平台以形成一孔洞;繼而在該凸塊、該黏著層、該介電層、該導電層與該外伸平台上以及該孔洞內沉積導電金屬以形成一被覆層,其中該被覆層於該凸塊、該黏著層及該導電層上形成一第一被覆層,並於該外伸平台上形成一第二被覆層,同時在該孔洞內形成該被覆穿孔;接著在該第一被覆層上形成一可定義該焊墊與該蓋體之第一圖案化蝕刻阻層,並在該第二被覆層上形成一可定義該基座與該端子之第二圖案化蝕刻阻層;利用該第一圖案化蝕刻阻層蝕刻該導電層與該第一被覆層,使其形成該第一圖案化蝕刻阻層所定義之圖案;利用該第二圖案化蝕刻阻層蝕刻該外伸平台與該第二被覆層,使其形成該第二圖案化蝕刻阻層所定義之圖案;最後去除該等圖案化蝕刻阻層。
位於該凸塊、該黏著層及該導電層上之第一被覆層可接觸該凸塊、該黏著層與該導電層,並於該第一垂直方向覆蓋該凸塊,同時分別形成該焊墊、該端子、該路由線與該蓋體此四者之一部分。同樣地,位於該外伸平台上之第二被覆層可接觸該外伸平台,接觸該凸塊及/或該凹穴內之一填充物,並於該第二垂直方向覆蓋該凸塊,同時分別形成該基座之一部分與該端子之一部分。該路由線可接觸該介電層但與該黏著層保持距離。該被覆穿孔可於該孔洞內接觸該黏著層與該介電層。此外,蝕刻該導電層與該第一被覆層可包含:使該介電層朝該第一垂直方向外露,但不使該黏著層朝該第一垂直方向外露。蝕刻該外伸平台與該第二被覆層可包含:使該黏著層朝該第二垂直方向外露,但不使該介電層朝該第二垂直方向外露。
該凹穴可中空或內含一填充物。例如,在設置該半導體元件之後,該凹穴可具有一中空空間,且該中空空間係沿該等垂直及側面方向延伸跨越該凸塊之大部分。在此例中,該凹穴在該半導體元件設置完成後可朝該第二垂直方向外露,並使該凸塊亦朝該第二垂直方向外露。或者,在設置該半導體元件之前,該凹穴內可裝有一諸如環氧樹脂、聚醯亞胺或焊錫之填充物,且該填充物係沿該等垂直及側面方向延伸跨越該凸塊之大部分,並填滿該凹穴之大部分或全部。例如,可先將該填充物填入該凹穴中,再設置該黏著層。又例如,在該凹穴中填裝該填充物之步驟可在固化該黏著層之後以及提供該導線之前進行。在此例中,可先將該填充物填入該凹穴內,再將該第二被覆層設於該外伸平台及該填充物上;或者,可先將該第二被覆層設於該凸塊及該外伸平台上,再將該填充物填入該凹穴中。此外,該填充物於填充完成後可接受研磨,使該填充物不僅容置於該凹穴內,更與該外伸平台或該第二被覆層在一面朝該第二垂直方向之側向平面上側向切齊。
使該黏著層流動可包含:以該黏著層填滿該缺口。使該黏著層流動亦可包含:擠壓該黏著層,使其通過該缺口並沿該第一垂直方向延伸至該凸塊與該導電層之外,最後到達該凸塊與該導電層兩者之表面部分,其中該等表面部分均鄰接該缺口且面向該第一垂直方向,因此,該黏著層係延伸至該凸塊與該導電層沿該第一垂直方向之外側。
固化該黏著層可包含:將該凸塊與該外伸平台機械性結合於該導電層。
設置該半導體元件於該凸塊上可包含:設置該半導體元件於該蓋體上,因而將該半導體元件設置於該凸塊上。設置該半導體元件亦可包含:將該半導體元件定位於該蓋體之周緣內以及該焊墊之周緣外,或者將該半導體元件定位於該蓋體與該焊墊之周緣內及周緣外。該半導體元件亦可位於該凸塊與該凹穴之周緣內或延伸於該兩者之周緣內及周緣外,並且位於該導線之周緣外或延伸於該導線之周緣內及周緣外。此外,該半導體元件可位於該基座之周緣內。無論採用何種設置方式,該半導體元件均側向延伸於該凹穴之周緣內。
設置該半導體元件可包含:提供一第一焊錫與一第二焊錫,其中該第一焊錫位於一包含LED晶片之LED封裝體與該焊墊之間,該第二焊錫則位於該LED封裝體與該蓋體之間。電性連結該半導體元件可包含:在該LED封裝體與該焊墊之間提供該第一焊錫。熱連結該半導體元件可包含:在該LED封裝體與該蓋體之間提供該第二焊錫。
設置該半導體元件可包含:在一半導體晶片(如LED晶片)與該蓋體之間提供一固晶材料。電性連結該半導體元件可包含:在該晶片與該焊墊之間提供一打線。熱連結該半導體元件可包含:在該晶片與該蓋體之間提供該固晶材料。
該黏著層可接觸該凸塊、該基座、該蓋體及該介電層,並於該第二垂直方向覆蓋該導線與該基板,並於該等側面方向覆蓋且環繞該凸塊之一側壁,同時延伸至該組體製造完成後與同批生產之其他組體分離所形成之外圍邊緣。
該基座可支撐該凸塊、該基板與該黏著層,側向延伸至該蓋體外,並於該組體製造完成且與同批生產之其他組體分離後,延伸至該組體之外圍邊緣或與該組體之外圍邊緣保持距離。
本發明具有多項優點。該散熱座可提供優異之散熱效果,並使熱能不流經該黏著層,因此,該黏著層可為低導熱性之低成本電介質且不易脫層。該散熱座可利用相對較薄之金屬提供相對較大之表面積,故有助於降低重量及成本。該凸塊與該凹穴可以機械方式沖壓而成,藉此提高精密度,且該凸塊與該基座可一體成型以提高可靠度。該蓋體可為該半導體元件量身訂做以提升熱連結之效果。該填充物可為該凸塊提供機械性支撐以增加強度。該焊墊與該蓋體可包含疊合於該黏著層或疊合於該介電層上之該導電層之一選定部分,藉以提高可靠度。該黏著層可位於該凸塊與該基板之間、該基座與該基板之間,以及該蓋體與該基板之間,藉以在該散熱座與該基板之間提供堅固之機械性連結。該導線可形成簡單之電路圖案以提供訊號路由,或形成複雜之電路圖案以實現具彈性之多層訊號路由。該導線亦可利用一延伸貫穿該黏著層與該介電層之被覆穿孔,於該焊墊與該端子之間提供垂直訊號路由。此外,該被覆穿孔可於該黏著層固化之後形成,並維持中空管狀,或於該組體之外圍邊緣處被劈開,使後續迴焊至該端子表面之銲錫得以濕潤並流入該被覆穿孔內,從而避免因為該被覆穿孔被該黏著層或其他非可濕性絕緣材料填滿而導致該銲錫內形成空洞,此一設計有助於提高可靠度。該基座可為該基板提供機械性支撐,防止其彎曲變形。該組體可利用低溫工序製造,不僅降低應力,亦可提高可靠度。該組體亦可利用電路板、導線架與捲帶式基板製造廠可輕易實施之高控制工序加以製造。
本發明之上述及其他特徵與優點將於下文中藉由各種實施例進一步加以說明。
第1A及1B圖為剖視圖,繪示本發明之一實施例中一種製作凸塊及外伸平台之方法,第1C圖為第1B圖之放大剖視圖,第1D及1E圖則分別為第1B圖之俯視圖及仰視圖。
第1A圖為金屬板10之剖視圖,金屬板10包含相背之主要表面12及14。圖示之金屬板10係一厚度為150微米之銅板。銅具有導熱性高、結合性良好與低成本等優點。金屬板10可由多種金屬製成,如銅、鋁、鐵鎳合金42、鐵、鎳、銀、金、其混合物及其合金。
第1B、1C、1D及1E圖分別為金屬板10形成凸塊16、外伸平台18及凹穴20後之剖視圖、放大剖視圖、俯視圖及仰視圖。凸塊16、凹穴20及彎折角落22、24係由金屬板10以機械方式沖壓而成,其中凸塊16為金屬板10受沖壓之部分,外伸平台18為金屬板10未受沖壓之部分,而彎折角落22與24則為金屬板10之彎折部分。
凸塊16鄰接外伸平台18,與外伸平台18形成一體,且自外伸平台18沿一向上方向伸出,而外伸平台18則沿著垂直於向上及向下方向之側面方向(如左、右)自凸塊16側伸而出。
凸塊16包含彎折角落22及24、側壁26與頂板28。彎折角落22及24係因沖壓而彎折,並導致側壁26亦具有沖壓而成之形狀及斜度。彎折角落22鄰接頂板28且沿側向向內延伸,彎折角落24則鄰接外伸平台18並沿側向向外延伸。側壁26係沿向上及向下方向垂直延伸於彎折角落22與24之間,而頂板28則自彎折角落22沿側向向內延伸。此外,彎折角落22具有一角度θ1 ,其值為90度,彎折角落24具有一角度θ2 ,其值同為90度(參見第1C圖)。因此,側壁26相對於頂板28之角度θ1 為90度,側壁26相對於外伸平台18之角度θ2 亦為90度。
凸塊16為圓柱形,其直徑在彎折角落22與24間之垂直方向上係固定不變。凸塊16之高度(相對於外伸平台18)為600微米,直徑為1000微米。此外,凸塊16因沖壓而具有不規則之厚度。例如,因沖壓而拉長之側壁26較頂板28為薄。但為便於圖示,凸塊16在圖中具有均一之厚度。
凹穴20延伸進入凸塊16,並由凸塊16從上方覆蓋,同時面朝向下方向,此外,凹穴20係朝向下方向外露,並使凸塊16構成凹穴20之部分亦朝向下方向外露。因此,凹穴20係呈中空狀,其位於外伸平台18之入口並未封閉,且凸塊16並未從下方覆蓋凹穴20。由於凹穴20之形狀與凸塊16相符,凹穴20亦呈直徑固定之圓柱形。再者,凹穴20沿垂直及側面方向延伸跨越凸塊16之大部分。
第2A及2B圖為剖視圖,說明本發明之一實施例中一種製作黏著層之方法。第2C及2D圖分別為根據第2B圖所繪製之俯視圖及仰視圖。
第2A圖為黏著層30之剖視圖,其中黏著層30為乙階(B-stage)未固化環氧樹脂之膠片,其為一未經固化且無圖案之片體,厚250微米。
黏著層30可為多種有機或無機電性絕緣體製成之各種介電膜或膠片。例如,黏著層30起初可為一膠片,其中樹脂型態之熱固性環氧樹脂浸入一加強材料後部分固化至中期。所述環氧樹脂可為FR-4,但亦可使用諸如多官能與雙馬來醯亞胺-三氮雜苯(BT)樹脂等其他環氧樹脂。在特定應用中,氰酸酯、聚醯亞胺及聚四氟乙烯(PTFE)亦為適用之材料。所述加強材料可為電子級玻璃,亦可為其他加強材料,如高強度玻璃、低誘電率玻璃、石英、克維拉纖維(kevlar aramid)及紙等。所述加強材料也可為織物、不織布或無方向性微纖維。可將諸如矽(研粉熔融石英)等填充物加入膠片中以提升導熱性、熱衝擊阻抗力與熱膨脹匹配性。可利用市售之預浸漬體,如美國威斯康辛州奧克萊W.L. Gore & Associates之SPEEDBOARD C膠片即為一例。
第2B、2C及2D圖分別為具有開口32之黏著層30之剖視圖、俯視圖及仰視圖。開口32為一窗口,其貫穿黏著層30且直徑為1050微米。開口32係以機械方式鑽透該膠片而形成,但亦可以其他技術製作,如衝製及沖壓等。
第3A及3B圖為剖視圖,說明本發明之一實施例中一種製作基板之方法,而第3C及3D圖則分別為根據第3B圖繪製之俯視圖及仰視圖。
第3A圖係基板34之剖視圖。基板34包含導電層36與介電層38。導電層36為電性導體,其接觸介電層38且延伸於介電層38上方。介電層38則為電性絕緣體。例如,導電層36係一無圖案且厚度為50微米之銅板,而介電層38則為厚度350微米之環氧樹脂。
第3B、3C及3D圖分別為具有通孔40之基板34之剖視圖、俯視圖及仰視圖。通孔40為一窗口,其貫穿基板34且直徑為1050微米。通孔40係以機械方式鑽透導電層36與介電層38而形成,但亦可以其他技術製作,如衝製及沖壓等。開口32與通孔40具有相同直徑。此外,開口32與通孔40可以相同之鑽頭在同一鑽台上透過相同方式形成,或以相同之衝頭在同一衝床上透過相同方式形成。
基板34在此繪示為一層壓結構,但基板34亦可為其他電性互連結構,如陶瓷板或印刷電路板。同樣地,基板34可另包含複數個內嵌電路之層體。
第4A至4L圖為剖視圖,說明本發明之一實施例中一種製作導熱板之方法,該導熱板包含凸塊16、黏著層30及基板34。第4M及4N圖分別為第4L圖之俯視圖及仰視圖。
第4A及4B圖中之結構係呈凹穴向下之狀態,以便利用重力將黏著層30及基板34設置於外伸平台18上。第4C至4L圖中之結構依舊維持凹穴向下之狀態。換言之,凹穴20係面朝下方,並由凸塊16從上方覆蓋。然而,無論凹穴20面向何方,該結構體之相對方位均未改變。詳言之,無論該結構體是否倒置、旋轉或傾斜,凹穴20在一第一垂直方向上始終由凸塊16所覆蓋。同樣地,無論該結構體是否倒置、旋轉或傾斜,凸塊16始終沿該第一垂直方向延伸至外伸平台18之外,並沿一第二垂直方向延伸至基板34之外。該第一與第二垂直方向係相對於該結構體之方向,彼此始終相反,且恆垂直於前述之側面方向。
第4A圖為黏著層30設置於外伸平台18上之剖視圖。黏著層30係下降至外伸平台18上,使凸塊16向上插入並貫穿開口32,最終則使黏著層30接觸並定位於外伸平台18。較佳者,凸塊16在插入及貫穿開口32後係對準開口32且位於開口32內之中央位置而不接觸黏著層30。
在第4B圖所示結構中,基板34已設置於黏著層30上。基板34係下降至黏著層30上,使凸塊16向上插入通孔40,最終則使基板34接觸並定位於黏著層30。
凸塊16在插入(但並未貫穿)通孔40後係對準通孔40且位於通孔40內之中央位置而不接觸基板34。因此,缺口42係位於通孔40內且位於凸塊16與基板34之間。缺口42側向環繞凸塊16,同時被基板34側向包圍。此外,開口32與通孔40係相互對齊且具有相同直徑。
此時,基板34係設置於黏著層30上並與之接觸,且延伸於黏著層30上方。凸塊16延伸通過開口32後,進入通孔40並到達介電層38。凸塊16較導電層36之頂面低50微米,且透過通孔40朝向上方向外露。黏著層30接觸外伸平台18與基板34且位於該兩者之間。黏著層30接觸介電層38但與導電層36保持距離。在此階段,黏著層30仍為乙階(B-stage)未固化環氧樹脂之膠片,而缺口42中則為空氣。
第4C圖繪示黏著層30經加熱加壓後流入缺口42。在此圖中,迫使黏著層30流入缺口42之方法係對導電層36施以向下壓力及/或對外伸平台18施以向上壓力,亦即將外伸平台18與基板34相對壓合,藉以對黏著層30施壓;在此同時亦對黏著層30加熱。受熱之黏著層30可在壓力下任意成形。因此,位於外伸平台18與基板34間之黏著層30受到擠壓後,改變其原始形狀並向上流入缺口42。外伸平台18與基板34持續朝彼此壓合,直到黏著層30填滿缺口42為止。此外,在外伸平台18與基板34間之間隙縮小後,黏著層30仍舊填滿此一縮小之間隙。
例如,可將外伸平台18及導電層36設置於一壓合機之上、下壓台(圖未示)之間。此外,可將一上擋板及上緩衝紙(圖未示)夾置於導電層36與上壓台之間,並將一下擋板及下緩衝紙(圖未示)夾置於外伸平台18與下壓台之間。以此構成之疊合體由上到下依次為上壓台、上擋板、上緩衝紙、基板34、黏著層30、外伸平台18、下緩衝紙、下擋板及下壓台。此外,可利用從下壓台向上延伸且穿過金屬板10對位孔(圖未示)之工具接腳(圖未示)將此疊合體定位於下壓台上。
而後將上、下壓台加熱並相互推進,藉此對黏著層30加熱並施壓。擋板可將壓台之熱分散,使熱均勻施加於外伸平台18與基板34乃至於黏著層30。緩衝紙則將壓台之壓力分散,使壓力均勻施加於外伸平台18與基板34乃至於黏著層30。起初,介電層38接觸並壓合於黏著層30。隨著壓台持續動作與持續加熱,外伸平台18與基板34間之黏著層30受到擠壓並開始熔化,因而向上流入缺口42,並通過介電層38與導電層36。例如,未固化環氧樹脂遇熱熔化後,被壓力擠入缺口42中,但加強材料及填充物仍留在外伸平台18與基板34之間。黏著層30在通孔40內上升之速度大於凸塊16,終至填滿缺口42。黏著層30亦上升至稍高於缺口42之位置,並在壓台停止動作前,溢流至凸塊16頂面及導電層36頂面鄰接缺口42處。若膠片厚度略大於實際所需便可能發生此一情形。如此一來,黏著層30便在凸塊16頂面及導電層36頂面形成一覆蓋薄層。壓台在觸及凸塊16後停止動作,但仍持續對黏著層30加熱。
黏著層30於缺口42內向上流動之方向如圖中向上粗箭號所示,凸塊16與外伸平台18相對於基板34之向上移動如向上細箭號所示,而基板34相對於凸塊16與外伸平台18之向下移動則如向下細箭號所示。
第4D圖中之黏著層30已固化。
例如,壓台停止移動後仍持續夾合凸塊16與外伸平台18並供熱,藉此將已熔化之乙階(B-stage)環氧樹脂轉換為丙階(C-stage)固化或硬化之環氧樹脂。因此,環氧樹脂係以類似習知多層壓合之方式固化。環氧樹脂固化後,壓台分離,以便將結構體從壓合機中取出。
固化之黏著層30可在凸塊16與基板34之間以及外伸平台18與基板34之間提供牢固之機械性連結。黏著層30可承受一般操作壓力而不致變形損毀,遇過大壓力時則僅暫時扭曲。再者,黏著層30可吸收凸塊16與基板34之間以及外伸平台18與基板34之間的熱膨脹不匹配。
在此階段,凸塊16與導電層36大致共平面,而黏著層30與導電層36則延伸至一面朝向上方向之頂面。例如,外伸平台18與介電層38間之黏著層30厚200微米,較其初始厚度250微米減少50微米;亦即凸塊16在通孔40中升高50微米,而基板34則相對於凸塊16下降50微米。凸塊16之高度600微米基本上等同於導電層36(50微米)、介電層38(350微米)與下方黏著層30(200微米)之結合高度。此外,凸塊16仍位於開口32與通孔40內之中央位置並與基板34保持距離,而黏著層30則填滿外伸平台18與基板34間之空間並填滿缺口42。例如,缺口42(以及凸塊16與基板34間之黏著層30)之寬度為25微米((1050-1000)/2)。黏著層30在缺口42內延伸跨越介電層38。換言之,缺口42中之黏著層30係沿向上方向及向下方向延伸並跨越缺口42外側壁之介電層38厚度。黏著層30亦包含缺口42上方之薄頂部分,其接觸凸塊16之頂面與導電層36之頂面,並在凸塊16上方延伸10微米。
在第4E圖所示結構中,凸塊16、黏著層30及導電層36之頂部皆已去除。
凸塊16、黏著層30及導電層36之頂部係以研磨方式去除,例如以旋轉鑽石砂輪及蒸餾水處理結構體之頂部。起初,鑽石砂輪僅磨去黏著層30。持續研磨,則黏著層30因受磨表面下移而變薄。鑽石砂輪終將接觸凸塊16與導電層36(不必然同時),因而開始研磨凸塊16與導電層36。持續研磨後,凸塊16、黏著層30及導電層36均因受磨表面下移而變薄。研磨持續至去除所需厚度為止,然後以蒸餾水沖洗結構體去除污物。
上述研磨步驟將黏著層30之頂部磨去25微米,將凸塊16之頂部磨去15微米,並將導電層36之頂部磨去15微米。厚度減少對凸塊16或黏著層30並無明顯影響,但導電層36之厚度卻從50微米大幅縮減至35微米。
至此,凸塊16、黏著層30及導電層36係共同位於介電層38上方一面朝向上方向之平滑拼接側向頂面。
第4F圖所示之結構具有被覆層44及46。被覆層44係形成於凸塊16、黏著層30及導電層36上,被覆層46則形成於凸塊16及外伸平台18上。
被覆層44係沉積於凸塊16、黏著層30及導電層36朝向上方向外露之側向頂面上,同時接觸並從上方覆蓋此三者。被覆層44係一無圖案之銅層,其厚度為25微米。
被覆層46係沉積於凸塊16及外伸平台18朝向下方向外露之底面上,同時接觸並從下方覆蓋此二者。被覆層46係一無圖案之銅層,其厚度為25微米。
舉例而言,可將結構體浸入一活化劑溶液中,使黏著層30可與無電鍍銅產生觸媒反應。接著將一上部無電鍍銅層以無電鍍被覆之方式設於凸塊16、黏著層30及導電層36上,並將一下部無電鍍銅層以無電鍍被覆方式設於凸塊16及外伸平台18上。然後在該上部無電鍍銅層上電鍍一上部電鍍銅層以形成被覆層44,並在該下部無電鍍銅層上電鍍一下部電鍍銅層以形成被覆層46。其中,無電鍍銅層之厚度約為2微米,電鍍銅層之厚度約為23微米,故被覆層44、46之厚度均約為25微米。如此一來,凸塊16與外伸平台18之厚度便沿向下方向實質增加,而導電層36之厚度則沿向上方向實質增加。此外,凹穴20依舊呈中空狀,依舊朝向下方向外露,依舊使凸塊16朝向下方向外露,且依舊沿垂直及側面方向延伸跨越凸塊16之大部分。
被覆層44係作為凸塊16之一覆蓋層、導電層36之一加厚層,以及凸塊16與導電層36間之一橋接結構。被覆層46係作為凸塊16與外伸平台18之一加厚層。
為便於圖示,凸塊16、導電層36與被覆層44係以單層顯示。同樣地,為便於圖示,凸塊16、外伸平台18與被覆層46亦以單層顯示。由於銅為同質被覆,凸塊16與被覆層44間之界線、導電層36與被覆層44間之界線、凸塊16與被覆層46間之界線以及外伸平台18與被覆層46間之界線(均以虛線繪示)可能不易察覺甚至無法察覺。然而,黏著層30與被覆層44間之界線則清楚可見。
第4G圖所示結構體之被覆層44、46上分別設有蝕刻阻層50及52。
圖示之蝕刻阻層50、52係分別沉積於被覆層44、46上之光阻層,其製作方式係利用乾式壓模技術以熱滾輪同時將光阻層分別壓合於被覆層44、46。濕性旋塗法及淋幕塗佈法亦為適用之光阻形成技術。蝕刻阻層50為一圖案化之光阻層,而蝕刻阻層52則為一無圖案之光阻層,可作為一全面覆蓋之蝕刻阻層。
將一光罩(圖未示)靠合於光阻層50,然後依照習知技術,令光線選擇性通過該光罩,使受光之光阻部分變為不可溶解,之後再以顯影液去除未受光且仍可溶解之光阻部分,使光阻層50形成圖案。因此,光阻層50具有一可使被覆層44之選定部分朝向上方向外露之圖案,而光阻層52則維持無圖案之狀態,並從下方覆蓋被覆層46。此外,光阻層50與52分別從下方及從下方覆蓋凸塊16。
在第4H圖所示之結構體中,導電層36及被覆層44已經由蝕刻去除其選定部分而形成蝕刻阻層50所定義之圖案。
所述蝕刻為正面濕式化學蝕刻。例如,可將結構體倒置,使蝕刻阻層50朝下,而蝕刻阻層52朝上,然後利用一朝上且面向蝕刻阻層50之底部噴嘴(圖未示)將化學蝕刻液噴灑於被覆層44及蝕刻阻層50上。在此同時,一面向蝕刻阻層52之頂部噴嘴(圖未示)則不予啟動。如此一來便可藉助重力去除蝕刻之副產物。或者,利用蝕刻阻層52提供背面保護,亦可將結構體浸入化學蝕刻液中。化學蝕刻液可蝕透被覆層44及導電層36,使介電層38朝向上方向外露,因而將原本無圖案之導電層36及被覆層44轉變為圖案層。然而,凸塊16、外伸平台18及被覆層46並不受化學蝕刻液之影響,外伸平台18及被覆層46仍為無圖案層。因此,黏著層30仍維持從上方被覆蓋及從下方被覆蓋之狀態,而介電層38則僅朝向上方向外露而未朝向下方向外露。
適用於上述蝕刻作業且對銅具有高度選擇性之化學蝕刻液可為含鹼氨之溶液或硝酸與鹽酸之稀釋混合物。換言之,所述化學蝕刻液可為酸性或鹼性。足以形成圖案而不致使導電層36及被覆層44過度曝露於化學蝕刻液之理想蝕刻時間可由試誤法決定。
在第41圖中,結構體上之蝕刻阻層50及52均已去除。該等光阻層係經溶劑處理去除。例如,所用溶劑可為pH為14之強鹼性氫氧化鉀溶液。
蝕刻後之導電層36及被覆層44包含焊墊54、路由線56、端子58與蓋體64。因此,導電層36及被覆層44係一包含焊墊54、路由線56、端子58與蓋體64之圖案層。同樣地,焊墊54、路由線56、端子58與蓋體64係蝕刻阻層50在導電層36與被覆層44上所定義之選定部分。
焊墊54係導電層36與被覆層44受蝕刻阻層50保護而未被蝕刻之部分,其鄰接路由線56但與端子58保持距離。路由線56係導電層36與被覆層44受蝕刻阻層50保護而未被蝕刻之部分,其鄰接焊墊54與端子58,並自焊墊54與端子58側向延伸,同時電性連結焊墊54與端子58。端子58係導電層36與被覆層44受蝕刻阻層50保護而未被蝕刻之部分,其鄰接路由線56但與焊墊54保持距離。蓋體64亦為導電層36與被覆層44受蝕刻阻層50保護而未被蝕刻之部分,其鄰接凸塊16並自凸塊16側伸而出,且與凸塊16熱連結,同時從上方覆蓋凸塊16,但與焊墊54、路由線56及端子58保持距離。
焊墊54、路由線56及端子58之厚度均為60微米(35+25)。蓋體64之厚度於鄰接凸塊16處(其不含導電層36)為25微米,於鄰接介電層38處(其包含導電層36之一選定部分)則為60微米(35+25)。蓋體64之厚度於接觸黏著層30處(此部分係與介電層38保持距離,且從上方覆蓋開口32及通孔40)亦為25微米,於接觸介電層38處則同樣為60微米(35+25)。
因被覆層46而增厚之凸塊16包含被覆層46位於凹穴20內之部分。同樣地,因被覆層46而增厚之外伸平台18包含被覆層46位於凹穴20外之部分。
基座62包含由金屬板10製成之外伸平台18之一部分,此部分係鄰接凸塊16,與凸塊16形成一體且自凸塊16側伸而出。基座62亦包含被覆層46之一部分,此部分係從下方覆蓋外伸平台18之上述部分。因此,基座62係鄰接凸塊16,且與凸塊16形成一體,同時自凸塊16側伸而出,厚度為175微米(150+25)。
焊墊54、路由線56及端子58共同構成導線70。因此,導線70包含導電層36與被覆層44兩者之選定部分,且該等選定部分均與凸塊16、基座62及蓋體64保持距離。導線70位於凹穴20外。此外,路由線56形成焊墊54與端子58間之一導電路徑。
導線70透過路由線56提供從焊墊54至端子58之水平(側向)路由。導線70並不限於此一構型。舉例而言,上述導電路徑可包含貫穿黏著層30及/或介電層38之導電孔、額外之路由線(其位於黏著層30及/或介電層38之上方及/或下方)及被動元件(例如設置於其他焊墊上之電阻與電容)。
凸塊16、基座62及蓋體64共同形成散熱座72。因此,散熱座72包含金屬板10、導電層36及被覆層44、46四者之選定部分,且該等選定部分均與導線70保持距離。此外,凸塊16形成基座62與蓋體64間之一導熱路徑。
散熱座72實質上為一倒T形之散熱塊,其包含一柱部(凸塊16)、一相對較大之下翼部(基座62)及一相對較小之上翼部(蓋體64)。
第4J圖所示之結構體在基板34、導線70及散熱座72上設有防焊綠漆74。
防焊綠漆74為一電性絕緣層,其具有一選定之圖案,故可使焊墊54、端子58及蓋體64朝向上方向外露,並從上方覆蓋路由線56,同時覆蓋介電層38原本朝向上方向外露之部分。防焊綠漆74於焊墊54、路由線56、端子58與蓋體64上方之厚度為25微米,防焊綠漆74於介電層38上方則延伸85微米(60+25)。
防焊綠漆74起初為塗佈於結構體上之一光顯像型液態樹脂。之後再於防焊綠漆74上形成圖案,其作法係令光線選擇性穿透光罩(圖未示),使受光之部分防焊綠漆變為不可溶解,然後利用一顯影溶液去除未受光且仍可溶解之部分防焊綠漆,最後再進行硬烤,以上步驟乃習知技藝。
第4K圖所示結構體之導線70及散熱座72上設有被覆接點78。
被覆接點78為一接觸外露銅質表面之多層金屬鍍層。因此,被覆接點78接觸焊墊54、端子58與蓋體64,並從上方覆蓋此三者之外露部分。被覆接點78亦接觸凸塊16與基座62,並從下方覆蓋此二者之外露部分。例如,一鎳層係以無電鍍被覆之方式設於外露之銅質表面上,而後再將一銀層以無電鍍被覆之方式設於該鎳層上,其中內部鎳層厚約3微米,銀質表面層厚約0.5微米,故被覆接點78之厚度約為3.5微米。
以被覆接點78作為凸塊16、焊墊54、端子58、基座62與蓋體64之表面處理具有多項優點。內部鎳層提供主要之機械性與電性連結及/或熱連結,而銀質表面層則提供一可濕性表面以利焊料迴焊,藉以搭配焊錫及打線。被覆接點78亦可保護導線70與散熱座72不受腐蝕。被覆接點78可包含多種金屬以符合外部連結媒介之需要。例如,可在內部鎳層上被覆一金層,或單獨使用一鎳質表面層。
為便於圖示,設有被覆接點78之凸塊16、焊墊54、端子58、基座62與蓋體64係以單一層體表示。被覆接點78與凸塊16、焊墊54、端子58、基座62及蓋體64間之界線均為銅/鎳介面。
至此完成導熱板80之製作。
第4L、4M及4N圖分別為導熱板80之剖視圖、俯視圖及仰視圖,圖中導熱板80之邊緣已沿切割線而與支撐架及/或同批生產之相鄰導熱板分離。
導熱板80包含黏著層30、基板34、導線70、散熱座72及防焊綠漆74。基板34包含介電層38。導線70包含焊墊54、路由線56及端子58。散熱座72包含凸塊16、基座62及蓋體64。
凸塊16於彎折角落24處鄰接基座62,並於彎折角落22及頂板28處鄰接蓋體64。凸塊16一方面從基座62朝向上方向延伸,一方面則從蓋體64朝向下方向延伸,且與基座62形成一體。凸塊16延伸進入開口32與通孔40後,仍位於開口32與通孔40內之中央位置。此外,凸塊16延伸至介電層38與通孔40之上方及下方,並於蓋體64處與黏著層30共平面。凸塊16依舊形成凹穴20,並從上方覆蓋凹穴20,且具有沖壓而成之特有不規則厚度。凸塊16亦接觸黏著層30,且與介電層38保持距離,同時維持圓柱形,亦即凸塊16自基座62向上延伸至蓋體64之過程中,其直徑固定不變。此外,彎折角落22於鄰接蓋體64處仍舊以約90度之角度沿側向向內彎折,而彎折角落24於鄰接基座62處仍舊以約90度之角度沿側向向外彎折,且側壁26仍舊將彎折角落22與24垂直隔開。
凹穴20延伸進入凸塊16,並由凸塊16從上方覆蓋。凹穴20面朝下方且朝向下方向外露,致使凸塊16構成凹穴20之部分亦朝向下方向外露。因此,凹穴20呈中空狀,其入口並未封閉,且並未由凸塊16從下方覆蓋。凹穴20亦延伸進入開口32與通孔40,並由凸塊16將凹穴20與蓋體64隔開。凹穴20之形狀與凸塊16相符,亦即兩者均為直徑固定之圓柱形。此外,凹穴20沿垂直及側面方向延伸跨越凸塊16之大部分。
基座62位於黏著層30、基板34與導線70之下方。基座62接觸黏著層30,但與基板34及蓋體64保持距離。基座62自凸塊16側伸而出且超出蓋體64與導線70之外,同時延伸於黏著層30與基板34沿向下方向之外側,並從下方覆蓋導線70,進而支撐凸塊16、黏著層30、基板34與導線70。
蓋體64接觸黏著層30與介電層38,且延伸於該兩者上方。蓋體64鄰接凸塊16處具有一第一厚度,蓋體64鄰接介電層38處則具有一大於該第一厚度之第二厚度。蓋體64尚具有一面朝向上方向之平坦表面。此外,蓋體64鄰接黏著層30且與介電層38保持距離之部分具有該第一厚度,蓋體64鄰接介電層38且與黏著層30保持距離之部分具有該第二厚度。
黏著層30係設置於基座62上,且延伸於基座62上方。黏著層30在缺口42內接觸且位於凸塊16與介電層38之間,並填滿凸塊16與介電層38間之空間。黏著層30在缺口42外則接觸且位於基座62與介電層38之間,並填滿基座62與介電層38間之空間。黏著層30亦接觸且位於基座62與蓋體64之間,但與導線70保持距離。黏著層30不僅在缺口42內延伸跨越介電層38,亦位於基座62與焊墊54之間、基座62與路由線56之間,以及基座62與端子58之間。黏著層30亦從凸塊16側向延伸並越過導線70。此時黏著層30已固化。
黏著層30沿側面方向覆蓋且包圍凸塊16之側壁26,從上方覆蓋基座62位於凸塊16周緣外之部分,從下方覆蓋蓋體64位於凸塊16周緣外之部分,並從下方覆蓋基板34。黏著層30亦同形被覆於凸塊16之側壁26、介電層38之一底面、基座62頂面位於凸塊16周緣外之部分,以及蓋體64底面位於凸塊16周緣外之部分。
黏著層30可單獨穿過凸塊16與介電層38間之一假想水平線、凸塊16與蓋體64間之一假想水平線、基座62與介電層38間之一假想垂直線,以及基座62與蓋體64間之一假想垂直線。然而,黏著層30並未單獨穿過基座62與導線70間之一假想線。因此,雖有一條從凸塊16延伸至介電層38之假想水平線僅穿過黏著層30,但在基座62與導線70之間並無任何一條水平、垂直或其他走向之假想線僅穿過黏著層30,因為此假想線在基座62與導線70之間除穿過黏著層30外,勢必穿過介電層38。
基板34係設置於黏著層30上,延伸於基座62上方,且包含導線70。介電層38接觸且位於黏著層30與焊墊54之間、黏著層30與路由線56之間,以及黏著層30與端子58之間。介電層38亦接觸蓋體64,但與凸塊16及基座62保持距離。
焊墊54、路由線56及端子58均接觸介電層38,且均與黏著層30保持距離,同時均延伸於黏著層30與介電層38上方。焊墊54與端子58具有相同之厚度,且共同位於一面朝向上方向之頂面。此外,焊墊54與蓋體64於彼此相鄰處具有相同之厚度,但蓋體64鄰接凸塊16處之厚度則與焊墊54不同。焊墊54與蓋體64共同位於一面朝向上方向之頂面。
同批製作之導熱板80經裁切後,其黏著層30、介電層38、基座62與防焊綠漆74均延伸至裁切而成之垂直邊緣。
焊墊54係一專為LED晶片等半導體元件量身訂做之電性介面,該半導體元件將於後續製程中設置於蓋體64上。端子58係一專為下一層組體(例如來自一印刷電路板之可焊接線或接點)量身訂做之電性介面。蓋體64係一專為該半導體元件量身訂做之熱介面。基座62係一專為該下一層組體(例如前述印刷電路板或一電子設備之散熱裝置)量身訂做之熱介面。
焊墊54與端子58在水平方向上彼此錯位,且均外露於導熱板80之頂面,以便在該半導體元件與該下一層組體之間提供水平訊號路由。
為便於圖示,導線70於剖視圖中係繪示為一連續電路跡線。然而,導線70可同時提供X與Y方向之水平訊號路由,亦即焊墊54與端子58可於X與Y方向形成側向錯位。
導線70與散熱座72彼此保持距離,因此,導線70與散熱座72係機械性連接且彼此電性隔離。
散熱座72可將隨後設置於蓋體64上之半導體元件所產生之熱能擴散至導熱板80所連接之下一層組體。該半導體元件所產生之熱能流入蓋體64後,從蓋體64流入凸塊16,並經由凸塊16進入基座62,最後從基座62沿向下方向散出,例如擴散至一下方散熱裝置。
凸塊16、焊墊54、端子58、基座62與蓋體64均為相同之金屬,亦即銅/鎳/銀。凸塊16、焊墊54、端子58、基座62與蓋體64係由一銀質表面層、一內部銅核心及一內部鎳層組成,其中該內部鎳層接觸且位於該銀質表面層與該內部銅核心之間。凸塊16、焊墊54、端子58、基座62與蓋體64之內部銅核心主要為銅。該銀質表面層與該內部鎳層係由被覆接點78提供,而該內部銅核心則由金屬板10、導電層36與被覆層44、46之多種組合提供。
導線70包含一由焊墊54、路由線56與端子58共用之內部銅核心,而散熱座72則包含一由凸塊16、基座62與蓋體64共用之內部銅核心。此外,導線70包含設於焊墊54上之被覆接點78,以及設於端子58上之另一被覆接點,而散熱座72則包含設於凸塊16與基座62上之被覆接點(其與蓋體64保持距離),以及設於蓋體64上之另一被覆接點78(其與凸塊16及基座62保持距離)。此外,導線70及散熱座72係由銅/鎳/銀組成,且其內部銅核心主要為銅。
導熱板80之凸塊16與路由線56均未朝向上方向外露。為便於圖示,凸塊16與路由線56在第4M圖中係以虛線繪示。
導熱板80可包含多條由焊墊54、路由線56及端子58所構成之導線70。為便於說明,在此僅描述並標示單一導線70。在該等導線70中,焊墊54與端子58通常具有類似之形狀及尺寸,而路由線56則可能(但未必)具有不同之路由構型。例如,部分導線70設有間距,彼此分離,且為電性隔離,而部分導線70則彼此交錯或導向同一焊墊54、路由線56或端子58且彼此電性連結。同樣地,部分焊墊54可用以接收獨立訊號,而部分焊墊54則共用一訊號、電源或接地端。
導熱板80適用於具有藍、綠及紅光LED晶片之LED封裝體,其中各LED晶片包含一陽極與一陰極,且各LED封裝體包含對應之陽極端子與陰極端子。在此例中,導熱板80可包含六個焊墊54與四個端子58,以便將每一陽極從一獨立焊墊54導向一獨立端子58,並將每一陰極從一獨立焊墊54導向一共同之接地端子58。
在各製造階段均可利用一簡易清潔步驟去除外露金屬上之氧化物與殘留物,例如可對本案結構體施行一短暫之氧電漿清潔步驟。或者,可利用一過錳酸鉀溶液對本案結構體進行一短暫之濕式化學清潔步驟。同樣地,亦可利用蒸餾水淋洗本案結構體以去除污物。此清潔步驟可清潔所需表面而不對結構體造成明顯之影響或破壞。
本案之優點在於,導線70形成後不需從中分離或分割出匯流點或相關電路系統。匯流點可於形成導線70之濕式化學蝕刻步驟中分離。
導熱板80可包含鑽透或切通黏著層30、介電層38、基座62與防焊綠漆74所形成之對位孔(圖未示)。如此一來,當導熱板80需於後續製程中設置於一下方載體上時,便可將工具接腳插入對位孔中,藉以將導熱板80置於定位。
導熱板80可容納多個半導體元件,而非單一凸塊或多個凸塊僅可容納單一半導體元件。因此,吾人可將多個半導體元件設置於單一凸塊上,或將多個半導體元件分別設置於不同凸塊上。
若欲使導熱板80之單一凸塊可容納多個半導體元件,可調整蝕刻阻層50以定義更多導線70。該等導線70之側向位置可重新調整,以便為四個半導體元件提供一2x2陣列。此外,導線70之剖面形狀及高低(即側面形狀)亦可有所調整。
若欲在導熱板80上形成複數個凸塊以容納複數個半導體元件,可在金屬板10上沖壓出額外之凸塊16,調整黏著層30以包含更多開口32,調整基板34以包含更多通孔40,同時調整蝕刻阻層50以定義更多蓋體64及導線70。凸塊16、蓋體64及導線70之側向位置可重新調整,以便為四個半導體元件提供一2x2陣列。此外,凸塊16、蓋體64及導線70之剖面形狀及高低(即側面形狀)亦可有所調整。再者,複數個凸塊16可分別具有獨立之基座62或共用一基座62,端視蝕刻阻層52之設計而定。
第5A、5B及5C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板之導線係與黏著層相接觸。
在本實施例中,基板僅由導電層提供,且未設介電層。為求簡明,凡導熱板80之相關說明適用於此實施例者均併入此處,相同之說明不予重覆。同樣地,本實施例導熱板之元件與導熱板80之元件相仿者,均採對應之參考標號。
導熱板82包含黏著層30、導線70、散熱座72及防焊綠漆74。導線70包含焊墊54、路由線56與端子58。散熱座72包含凸塊16、基座62與蓋體64。
本實施例中之導電層36較上一實施例中之導電層36為厚。例如,導電層36之厚度由50微米增為150微米,如此一來便可防止導電層36於搬運時彎曲或晃動,而焊墊54、路由線56、端子58與蓋體64也因此增厚。此外,由於本實施例省略介電層38,導致焊墊54、路由線56與端子58均接觸黏著層30。
黏著層30接觸且位於基座62與導線70之間,同時填滿基座62與導線70間之空間。因此,黏著層30可單獨穿過基座62與焊墊54間之一假想垂直線、基座62與路由線56間之一假想垂直線,以及基座62與端子58間之一假想垂直線。再者,黏著層30已增厚以填補介電層38之空缺,另為因應焊墊54、路由線56、端子58與蓋體64之厚度增加,防焊綠漆74亦配合增厚。
導熱板82之製作方式與導熱板80類似,但必須為導電層36進行適當調整。例如,沖壓金屬板10以形成凸塊16、外伸平台18及凹穴20,然後將黏著層30設置於外伸平台18上,並將導電層36單獨設置於黏著層30上。繼而對黏著層30加熱及加壓,使黏著層30流動並固化。然後研磨凸塊16、黏著層30及導電層36之頂面,使其平面化。接著將被覆層44與46設於結構體上。以上步驟在前文中均已有所說明。然後蝕刻導電層36與被覆層44以形成焊墊54、路由線56、端子58與蓋體64,同時使外伸平台18與被覆層46保持無圖案狀態。接著,於前述頂面形成防焊綠漆74,再以披覆接點78為凸塊16、焊墊54、端子58、基座62及蓋體64進行表面處理。最後,於導熱板82之外圍邊緣處切割或劈裂黏著層30、基座62及防焊綠漆74,使導熱板82與同批製作之其他導熱板分離。
第6A、6B及6C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板可提供垂直訊號路由。
在本實施例中,端子係延伸於黏著層之下方,並由被覆穿孔電性連結路由線與端子。為求簡明,凡導熱板80之相關說明適用於此實施例者均併入此處,相同之說明不予重覆。同樣地,本實施例導熱板之元件與導熱板80之元件相仿者,均採對應之參考標號。
導熱板84包含黏著層30、導線70、散熱座72及防焊綠漆74與76。導線70包含焊墊54、路由線56、端子58與被覆穿孔60。散熱座72包含凸塊16、基座62與蓋體64。
導線70不僅可透過路由線56提供從焊墊54至被覆穿孔60之水平(側向)路由,亦可透過被覆穿孔60提供從路由線56至端子58之垂直(由上至下)路由。因此,路由線56形成焊墊54與被覆穿孔60間之一導電路徑,被覆穿孔60形成路由線56與端子58間之一導電路徑,而路由線56與被覆穿孔60則共同形成焊墊54與端子58間之一導電路徑。
焊墊54與路由線56均接觸介電層38,均與黏著層30保持距離,且均延伸於黏著層30與介電層38之上方。端子58接觸黏著層30,與介電層38保持距離,並且延伸於黏著層30與介電層38之下方。被覆穿孔60接觸且延伸穿過黏著層30與介電層38。基座62係與導熱板84之外圍邊緣保持距離,且未從下方覆蓋黏著層30、基板34、路由線56、端子58、被覆穿孔60或防焊綠漆74。此外,端子58與基座62包含外伸平台18之選定部分,具有相同厚度,且共同位於結構體之底面。
防焊綠漆74為一電性絕緣層,其具有一選定之圖案,故可使焊墊54、被覆穿孔60及蓋體64朝向上方向外露,並覆蓋介電層38原本朝向上方向外露之部分。防焊綠漆76同為一電性絕緣層,其具有一選定之圖案,故可使凸塊16、端子58及基座62朝向下方向外露,並覆蓋黏著層30原本朝向下方向外露之部分。
導熱板84之製作方式與導熱板80類似,但必須為導線70、散熱座72及防焊綠漆74與76進行適當調整。例如,沖壓金屬板10以形成凸塊16、外伸平台18及凹穴20,然後將黏著層30設置於外伸平台18上,並將基板34設置於黏著層30上。繼而對黏著層30加熱及加壓,使黏著層30流動並固化。然後研磨凸塊16、黏著層30及導電層36之頂面,使其平面化。以上步驟在前文中均已有所說明。
接著,鑽透外伸平台18、黏著層30、導電層36及介電層38以形成孔洞,再將導電金屬沉積於結構體上,因而在結構體之頂面形成被覆層44,在結構體之底面形成被覆層46,並在該孔洞內形成被覆穿孔60。
然後,在被覆層44上形成蝕刻阻層50,使其形成可定義焊墊54、路由線56及蓋體64之圖案,從而露出被覆層44之選定部分。另在被覆層46上形成蝕刻阻層52,使其形成可定義端子58及基座62之圖案,從而露出被覆層46之選定部分。接著蝕刻導電層36與被覆層44以形成蝕刻阻層50所定義之焊墊54、路由線56及蓋體64,進而使介電層38朝向上方向外露但不使黏著層30朝向上方向外露。另蝕刻外伸平台18與被覆層46以形成蝕刻阻層52所定義之端子58及基座62,進而使黏著層30朝向下方向外露但不使介電層38朝向下方向外露。端子58與基座62包含外伸平台18與被覆層46兩者受蝕刻阻層52保護而未被蝕刻之選定部分,該等選定部分係相互隔開且彼此保持距離。詳言之,端子58包含外伸平台18之一部分,此部分係與凸塊16分開且保持距離;基座62亦包含外伸平台18之一部分,但此部分係鄰接凸塊16,與凸塊16形成一體,且自凸塊16側伸而出。
而後,於結構體之頂面形成防焊綠漆74,並於結構體之底面形成防焊綠漆76。防焊綠漆74與76起初係分別塗佈於結構體頂面與底面之光顯像型液態樹脂,之後才形成圖案,其形成圖案之方式係令光線選擇性透過光罩(圖未示),使受光之部分防焊綠漆變為不可溶解,然後利用一顯影溶液去除未受光且仍可溶解之部分防焊綠漆,最後再進行硬烤,以上步驟乃習知技藝。
接著再以披覆接點78為凸塊16、焊墊54、端子58、被覆穿孔60、基座62與蓋體64進行表面處理。最後,於導熱板84之外圍邊緣處切割或劈裂黏著層30、介電層38及防焊綠漆74與76,使導熱板84與同批製作之其他導熱板分離。
第7A、7B及7C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板可提供垂直訊號路由。
在本實施例中,端子係延伸於黏著層下方,並省略路由線,但另設有被覆穿孔以提供焊墊與端子間之電性連結。為求簡明,凡導熱板80之相關說明適用於此實施例者均併入此處,相同之說明不予重覆。同樣地,本實施例導熱板之元件與導熱板80之元件相仿者,均採對應之參考標號。
導熱板86包含黏著層30、導線70與散熱座72。導線70包含焊墊54、端子58與被覆穿孔60。散熱座72包含凸塊16、基座62與蓋體64。
導線70不僅可提供從焊墊54至被覆穿孔60之水平(側向)路由,亦可透過被覆穿孔60提供從焊墊54至端子58之垂直(由上至下)路由。因此,被覆穿孔60形成焊墊54與端子58間之一導電路徑。
焊墊54接觸介電層38,與黏著層30保持距離,並延伸於黏著層30與介電層38之上方。端子58接觸黏著層30,與介電層38保持距離,並延伸於黏著層30與介電層38之下方。被覆穿孔60接觸且延伸穿過黏著層30與介電層38。基座62係與導熱板86之外圍邊緣保持距離,且未從下方覆蓋黏著層30、基板34、焊墊54、端子58或被覆穿孔60。此外,端子58與基座62包含外伸平台18之選定部分,具有相同厚度,且共同位於結構體之底面。
由於本實施例未設防焊綠漆74,被覆接點78佔據導熱板86頂面之85%至95%。被覆接點78亦提供一高反射性之頂面,可反射後續設置於蓋體64上之一LED晶片所發出之光線。
導熱板86之製作方式與導熱板80類似,但必須為導線70及散熱座72進行適當調整。例如,沖壓金屬板10以形成凸塊16、外伸平台18及凹穴20,然後將黏著層30設置於外伸平台18上,並將基板34設置於黏著層30上。繼而對黏著層30加熱及加壓,使黏著層30流動並固化。然後研磨凸塊16、黏著層30及導電層36之頂面,使其平面化。以上步驟在前文中均已有所說明。
接著,鑽透外伸平台18、黏著層30、導電層36及介電層38以形成孔洞,再將導電金屬沉積於結構體上,因而在結構體之頂面形成被覆層44,在結構體之底面形成被覆層46,並在該孔洞內形成被覆穿孔60。
然後,在被覆層44上形成蝕刻阻層50,使其形成可定義焊墊54與蓋體64之圖案,從而露出被覆層44之選定部分。另在被覆層46上形成蝕刻阻層52,使其形成可定義端子58與基座62之圖案,從而露出被覆層46之選定部分。接著蝕刻導電層36與被覆層44以形成蝕刻阻層50所定義之焊墊54與蓋體64,進而使介電層38朝向上方向外露但不使黏著層30朝向上方向外露。另蝕刻外伸平台18與被覆層46以形成蝕刻阻層52所定義之端子58與基座62,進而使黏著層30朝向下方向外露但不使介電層38朝向下方向外露。端子58與基座62包含外伸平台18與被覆層46兩者受蝕刻阻層52保護而未被蝕刻之選定部分,該等選定部分係相互隔開且彼此保持距離。詳言之,端子58包含外伸平台18之一部分,此部分係與凸塊16分開且保持距離;基座62亦包含外伸平台18之一部分,但此部分係鄰接凸塊16,與凸塊16形成一體,且自凸塊16側伸而出。
接著再以披覆接點78為凸塊16、焊墊54、端子58、被覆穿孔60、基座62與蓋體64進行表面處理。最後,於導熱板86之外圍邊緣處切割或劈裂黏著層30與介電層38,使導熱板86與同批製作之其他導熱板分離。
第8A、8B及8C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板具有一內含填充物之密閉凹穴。
本實施例先將一填充物填入凹穴中,再將黏著層設置於外伸平台上並以基座封閉凹穴。為求簡明,凡導熱板80之相關說明適用於此實施例者均併入此處,相同之說明不予重覆。同樣地,本實施例導熱板之元件與導熱板80之元件相仿者,均採對應之參考標號。
導熱板88包含黏著層30、基板34、填充物48、導線70、散熱座72及防焊綠漆74。基板34包含介電層38。導線70包含焊墊54、路由線56與端子58。散熱座72包含凸塊16、基座62與蓋體64。
填充物48為一電性絕緣環氧樹脂,其位於凹穴20內且填滿凹穴20,而凹穴20一旦裝入填充物48後便不再中空。填充物48於凹穴20內接觸凸塊16,並沿垂直及側面方向延伸跨越凸塊16之大部分。填充物48亦從下方覆蓋凹穴20,並與黏著層30、基板34、蓋體64及導線70保持距離,同時為凸塊16提供機械性支撐。此外,基座62將凹穴20密封。因此,填充物48接觸凸塊16與基座62,並由凸塊16與基座62將其包圍在內。基座62更從下方覆蓋凸塊16、凹穴20、填充物48及蓋體64。
導熱板88之製作方式與導熱板80類似,但必須為填充物48進行適當調整。例如,先沖壓金屬板10以形成凸塊16、外伸平台18及凹穴20。
然後,使填充物48在凹穴20內成形。填充物48原為一環氧樹脂膏,並以網版印刷之方式選擇性印刷於凹穴20內。接著加熱該環氧樹脂膏,使其於相對低溫(如190℃)下硬化。繼而研磨填充物48,使其形成一平面。例如以旋轉鑽石砂輪及蒸餾水處理結構體之底部。起初,鑽石砂輪僅磨去填充物48。持續研磨,則填充物48因受磨表面上移而變薄。鑽石砂輪終將接觸外伸平台18,並亦開始研磨外伸平台18。持續研磨後,外伸平台18與填充物48均因受磨表面上移而變薄。研磨持續至去除所需厚度為止,然後以蒸餾水沖洗結構體去除污物。此時,外伸平台18與填充物48係共同位於一面朝向下方向之平滑拼接側向底面。
然後將黏著層30設置於外伸平台18上,並將基板34設置於黏著層30上。繼而對黏著層30加熱及加壓,使黏著層30流動並固化。然後研磨凸塊16、黏著層30及導電層36之頂面,使其平面化。接著在結構體上沉積導電金屬以形成被覆層44與46,其中被覆層46係設於填充物48上,並從下方覆蓋填充物48。如此一來,被覆層46(乃至於基座62)便將凹穴20封閉,並將填充物48密封於凹穴20內。
然後蝕刻導電層36與被覆層44,使其形成焊墊54、路由線56、端子58與蓋體64,在此同時,外伸平台18與被覆層46則保持無圖案之狀態。接著在結構體之頂面形成防焊綠漆74,再以被覆接點78為焊墊54、端子58、基座62與蓋體64進行表面處理。最後,於導熱板88之外圍邊緣處切割或劈裂黏著層30、介電層38、基座62與防焊綠漆74,使導熱板88與同批製作之其他導熱板分離。
第9A、9B及9C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板具有一內含填充物之密閉凹穴。
本實施例係於黏著層固化後才將一填充物填入凹穴內,並以基座封閉凹穴。為求簡明,凡導熱板80之相關說明適用於此實施例者均併入此處,相同之說明不予重覆。同樣地,本實施例導熱板之元件與導熱板80之元件相仿者,均採對應之參考標號。
導熱板90包含黏著層30、基板34、填充物48、導線70、散熱座72及防焊綠漆74。基板34包含介電層38。導線70包含焊墊54、路由線56與端子58。散熱座72包含凸塊16、基座62與蓋體64。
填充物48為一電性絕緣環氧樹脂,其位於凹穴20內且填滿凹穴20,而凹穴20一旦裝入填充物48後便不再中空。填充物48於凹穴20內接觸凸塊16,並沿垂直及側面方向延伸跨越凸塊16之大部分。填充物48亦從下方覆蓋凹穴20,並與黏著層30、基板34、蓋體64及導線70保持距離,同時為凸塊16提供機械性支撐。此外,基座62將凹穴20密封。因此,填充物48接觸凸塊16與基座62,並由凸塊16與基座62將其包圍在內。基座62更從下方覆蓋凸塊16、凹穴20、填充物48及蓋體64。
導熱板90之製作方式與導熱板80類似,但必須為填充物48進行適當調整。例如,沖壓金屬板10以形成凸塊16、外伸平台18及凹穴20,然後將黏著層30設置於外伸平台18上,並將基板34設置於黏著層30上,繼而對黏著層30加熱及加壓,使黏著層30流動並固化。
然後,使填充物48在凹穴20內成形。填充物48原為一環氧樹脂膏,並以網版印刷之方式選擇性印刷於凹穴20內。接著加熱該環氧樹脂膏,使其於相對低溫(如190℃)下硬化。而後研磨填充物48,使其形成一平面。例如以旋轉鑽石砂輪及蒸餾水處理結構體之底部。起初,鑽石砂輪僅磨去填充物48。持續研磨,則填充物48因受磨表面上移而變薄。鑽石砂輪終將接觸外伸平台18,並亦開始研磨外伸平台18。持續研磨後,外伸平台18與填充物48均因受磨表面上移而變薄。研磨持續至去除所需厚度為止,然後以蒸餾水沖洗結構體去除污物。此時,外伸平台18與填充物48係共同位於一面朝向下方向之平滑拼接側向底面。
研磨作業亦施用於凸塊16、黏著層30及導電層36之頂面,以使其平面化。
接著在結構體上沉積導電金屬以形成被覆層44與46,其中被覆層46係設於填充物48上,並從下方覆蓋填充物48。如此一來,被覆層46(乃至於基座62)便將凹穴20封閉,並將填充物48密封於凹穴20內。
然後蝕刻導電層36與被覆層44,使其形成焊墊54、路由線56、端子58及蓋體64,在此同時,外伸平台18及被覆層46則保持無圖案之狀態。接著在結構體之頂面形成防焊綠漆74,再以被覆接點78為焊墊54、端子58、基座62及蓋體64進行表面處理。最後,於導熱板90之外圍邊緣處切割或劈裂黏著層30、介電層38、基座62與防焊綠漆74,使導熱板90與同批製作之其他導熱板分離。
第10A、10B及10C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板具有一內含填充物之非密閉凹穴。
本實施例先於結構體上沉積導電金屬以形成被覆層,再將一填充物填入凹穴內,且凹穴保持未封閉之狀態。為求簡明,凡導熱板80之相關說明適用於此實施例者均併入此處,相同之說明不予重覆。同樣地,本實施例導熱板之元件與導熱板80之元件相仿者,均採對應之參考標號。
導熱板92包含黏著層30、基板34、填充物48、導線70、散熱座72及防焊綠漆74。基板34包含介電層38。導線70包含焊墊54、路由線56與端子58。散熱座72包含凸塊16、基座62與蓋體64。
填充物48為一電性絕緣環氧樹脂,其位於凹穴20內且填滿凹穴20,而凹穴20一旦裝入填充物48後便不再中空。填充物48於凹穴20內接觸凸塊16,並沿垂直及側面方向延伸跨越凸塊16之大部分。填充物48亦從下方覆蓋凹穴20,並與黏著層30、基板34、蓋體64及導線70保持距離,同時為凸塊16提供機械性支撐。此外,凹穴20保持未封閉之狀態,使填充物48朝向下方向外露。
導熱板92之製作方式與導熱板80類似,但必須為填充物48進行適當調整。例如,沖壓金屬板10以形成凸塊16、外伸平台18及凹穴20,然後將黏著層30設置於外伸平台18上,並將基板34設置於黏著層30上。繼而對黏著層30加熱及加壓,使黏著層30流動並固化。然後研磨凸塊16、黏著層30及導電層36之頂面,使其平面化。接著在結構體上沉積導電金屬以形成被覆層44與46。以上步驟在前文中均已有所說明。
然後,使填充物48在凹穴20內成形。填充物48原為一環氧樹脂膏,且係以網版印刷之方式選擇性印刷於凹穴20內。接著加熱該環氧樹脂膏,使其於相對低溫(如190℃)下硬化。而後研磨填充物48,使其形成一平面。例如以旋轉鑽石砂輪及蒸餾水處理結構體之底部。起初,鑽石砂輪僅磨去填充物48。持續研磨,則填充物48因受磨表面上移而變薄。鑽石砂輪終將接觸被覆層46,並亦開始研磨被覆層46。持續研磨後,被覆層46與填充物48均因受磨表面上移而變薄。研磨持續至去除所需厚度為止,然後以蒸餾水沖洗結構體去除污物。此時,被覆層46與填充物48係共同位於一面朝向下方向之平滑拼接側向底面。
然後蝕刻導電層36與被覆層44,使其形成焊墊54、路由線56、端子58及蓋體64,在此同時,外伸平台18及被覆層46則保持無圖案之狀態。接著在結構體之頂面形成防焊綠漆74,再以被覆接點78為焊墊54、端子58、基座62及蓋體64進行表面處理。最後,於導熱板92之外圍邊緣處切割或劈裂黏著層30、介電層38、基座62與防焊綠漆74,使導熱板92與同批製作之其他導熱板分離。
第11A、11B及11C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板具有一隆起邊緣。
在本實施例中,一隆起邊緣係設置於防焊綠漆上。為求簡明,凡導熱板80之相關說明適用於此實施例者均併入此處,相同之說明不予重覆。同樣地,本實施例導熱板之元件與導熱板80之元件相仿者,均採對應之參考標號。
導熱板94包含黏著層30、基板34、隆起邊緣68、導線70、散熱座72及防焊綠漆74。基板34包含介電層38。導線70包含焊墊54、路由線56與端子58。散熱座72包含凸塊16、基座62與蓋體64。
隆起邊緣68為一正方形框,其接觸防焊綠漆74且延伸於防焊綠漆74上方。凸塊16與蓋體64均位於隆起邊緣68周緣內之中央位置,而端子58則位於隆起邊緣68之周緣外。例如,隆起邊緣68之高度為600微米,寬度(內側壁與外側壁間之距離)為500微米,隆起邊緣68與焊墊54之側向間距亦為500微米。
隆起邊緣68包含一防焊綠漆、一疊合體及一膜狀黏膠;但為便於圖示,隆起邊緣68在圖中僅以單一層體表示。該防焊綠漆接觸該疊合體且延伸於其上方,因而形成一頂面。該膜狀黏膠接觸該疊合體且延伸於其下方,因而形成一底面。該疊合體接觸且係壓合於該防焊綠漆與該膜狀黏膠之間。該防焊綠漆、該疊合體及該膜狀黏膠均為電性絕緣體。例如,該防焊綠漆厚50微米,該疊合體厚500微米,該膜狀黏膠厚50微米,因此,隆起邊緣68之高度為600微米(50+500+50)。
該疊合體可為多種有機及無機電性絕緣體製成之各種介電膜。例如,該疊合體可為聚醯亞胺或FR-4環氧樹脂,但亦可使用諸如多官能與雙馬來醯亞胺-三氮雜苯(BT)等其他環氧樹脂。或者,隆起邊緣68可包含一設於該膜狀黏膠上之金屬環。
導熱板94之製作方式與導熱板80類似,但必須為隆起邊緣68進行適當調整。例如,沖壓金屬板10以形成凸塊16、外伸平台18及凹穴20,然後將黏著層30設置於外伸平台18上,並將基板34設置於黏著層30上。繼而對黏著層30加熱及加壓,使黏著層30流動並固化。然後研磨凸塊16、黏著層30及導電層36之頂面,使其平面化。接著在結構體上沉積導電金屬以形成被覆層44與46。以上步驟均在前文中有所說明。然後蝕刻導電層36與被覆層44,使其形成焊墊54、路由線56、端子58及蓋體64,在此同時,外伸平台18及被覆層46則保持無圖案之狀態。接著在結構體之頂面形成防焊綠漆74,並在防焊綠漆74上設置隆起邊緣68,之後再以被覆接點78為凸塊16、焊墊54、端子58、基座62及蓋體64進行表面處理。最後,於導熱板94之外圍邊緣處切割或劈裂黏著層30、介電層38、基座62與防焊綠漆74,使導熱板94與同批製作之其他導熱板分離。
第12A、12B及12C圖分別為本發明一實施例中一半導體晶片組體之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該半導體晶片組體包含一導熱板、一半導體元件及一封裝材料。
在此實施例中,該半導體元件為一發藍光之LED晶片,其係設置於蓋體上,利用一打線電性連結至焊墊,並利用一固晶材料熱連結至蓋體。該LED晶片係由一可將藍光轉換為白光之封裝材料加以覆蓋。
半導體晶片組體100包含導熱板80、LED晶片102、打線104、固晶材料106及封裝材料108。LED晶片102包含頂面110、底面112與打線接墊114。頂面110為活性表面且包含打線接墊114,底面112則為熱接觸表面。
LED晶片102係設置於散熱座72上,電性連結至導線70,並且熱連結至散熱座72。詳言之,LED晶片102係設置於蓋體64(乃至於凸塊16)上,位於凹穴20之相反側,同時延伸於蓋體64(乃至於凸塊16及凹穴20)之上方,並重疊於凸塊16、凹穴20及蓋體64(亦即側向延伸於凸塊16、凹穴20及蓋體64之周緣內),但並未重疊於基板34與導線70(亦即LED晶片102係位於基板34與導線70之周緣外)。LED晶片102經由打線104電性連結至焊墊54,並經由固晶材料106熱連結且機械性黏附於蓋體64。此外,蓋體64從下方覆蓋LED晶片102,並為LED晶片102提供一凹形晶片座以及一反射器。
例如,打線104係連接於並電性連結焊墊54及打線接墊114,藉此將LED晶片102電性連結至端子58。固晶材料106接觸且位於蓋體64與熱接觸表面112之間,同時熱連結且機械性黏合蓋體64與熱接觸表面112,藉此將LED晶片102熱連結至凸塊16,進而將LED晶片102熱連結至基座62。
封裝材料108係一用以轉換顏色之固態電性絕緣保護性包覆體,其可為LED晶片102及打線104提供抗潮溼及防微粒等環境保護。封裝材料108接觸焊墊54、路由線56、蓋體64、防焊綠漆74、LED晶片102、打線104及固晶材料106,但與凸塊16、黏著層30、介電層38、端子58及基座62保持距離。此外,封裝材料108從上方覆蓋凸塊16、焊墊54、蓋體64、LED晶片102、打線104及固晶材料106。封裝材料108在圖中呈透明狀係為方便圖示說明。
焊墊54上設有鎳/銀之被覆金屬接墊以利與打線104穩固接合,藉此改善自導線70至LED晶片102之訊號傳送。蓋體64上亦設有鎳/銀之被覆金屬接墊以利與固晶材料106穩固接合,藉此改善自LED晶片102至散熱座72之熱傳遞。蓋體64亦提供一高反射性表面,其可反射LED晶片102射向銀質表面層之光線,進而提高沿向上方向之出光量。此外,由於蓋體64之形狀及尺寸係與熱接觸表面112配適,凸塊16之形狀及尺寸不需配合熱接觸表面112而設計。
LED晶片102係一可發出藍光、具有高發光效率且形成p-n接面之化合物半導體。適用之化合物半導體包括氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、磷砷化鎵(GaAsP)、磷化鋁鎵(GaAlP)、砷鋁化鎵(GaAlAs)、磷化銦(InP)與磷化銦鎵(InGaP)。此外,LED晶片102之出光量高但亦產生可觀之熱能。
封裝材料108包含透明矽氧樹脂及黃色磷光體(在第12A圖中以黑點表示)。舉例而言,該矽氧樹脂可為聚矽氧烷樹脂,而該黃色磷光體可為摻雜鈰之釔鋁石榴石(Ce:YAG)螢光粉末。該黃色磷光體受藍光照射時發出黃光,而藍、黃光混合即成白光。因此,封裝材料108可將LED晶片102所發出之藍光轉為白光,使組體100成為一白光光源。此外,封裝材料108係呈半球圓頂形,可提供一凸折射面,使白光朝向上方向集中。
若欲製造半導體晶片組體100,可利用固晶材料106將LED晶片102設置於蓋體64上,然後打線接合焊墊54與打線接墊114,最後再使封裝材料108成形。
例如,固晶材料106原為一具有高導熱性之含銀環氧樹脂膏,並以網版印刷之方式選擇性印刷於蓋體64上。然後利用一抓取頭及一自動化圖案辨識系統,以步進重複之方式將LED晶片102放置於該環氧樹脂銀膏上。繼而加熱該環氧樹脂銀膏,使其於相對低溫(如190℃)下硬化以完成固晶106。打線104為金線,其隨即以熱超音波連接焊墊54與打線接墊114。最後再將封裝材料108模製於結構體上。
LED晶片102可透過多種連結媒介電性連結至焊墊54,利用多種熱黏著劑熱連結並機械性黏附於散熱座72,並以多種封裝材料封裝。
該半導體晶片組體100為一第一級單晶封裝體。
第13A、13B及13C圖分別為本發明一實施例中一半導體晶片組體之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該半導體晶片組體包含一可提供垂直訊號路由之導熱板、一半導體元件及一封裝材料。
在此實施例中,端子係延伸於黏著層下方,並省略路由線,但另設有被覆穿孔以提供焊墊與端子間之電性連結。為求簡明,凡組體100之相關說明適用於此實施例者均併入此處,相同之說明不予重覆。同樣地,本實施例組體之元件與組體100之元件相仿者,均採對應之參考標號,但其編碼之基數由100改為200。例如,LED晶片202對應於LED晶片102,打線204對應於打線104,以此類推。
半導體晶片組體200包含導熱板86、LED晶片202、打線204、固晶材料206及封裝材料208。LED晶片202包含頂面210、底面212與打線接墊214。頂面210為活性表面且包含打線接墊214,底面212則為熱接觸表面。
LED晶片202係設置於散熱座72上,電性連結至導線70,並且熱連結至散熱座72。詳言之,LED晶片202係設置於蓋體64上,經由打線204電性連結至焊墊54,並經由固晶材料206熱連結且機械性黏附於蓋體64。
封裝材料208接觸介電層38、焊墊54、蓋體64、LED晶片202、打線204及固晶材料206,但與凸塊16、黏著層30、端子58、被覆穿孔60及基座62保持距離。此外,封裝材料208從上方覆蓋凸塊16、蓋體64、LED晶片202、打線204及固晶材料206。
LED晶片202可發出藍光,而封裝材料208則可將此藍光轉為白光,使組體200成為一白光光源。
若欲製造半導體晶片組體200,可利用固晶材料206將LED晶片202設置於蓋體64上,然後打線接合焊墊54與打線接墊214,最後再使封裝材料208成形。
該半導體晶片組體200為一第一級單晶封裝體。
第14A、14B及14C圖分別為本發明一實施例中一半導體晶片組體之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該半導體晶片組體包含一具有隆起邊緣之導熱板、一半導體元件及一上蓋。
在此實施例中係將上蓋設置於隆起邊緣上,同時省略封裝材料。為求簡明,凡組體100之相關說明適用於此實施例者均併入此處,相同之說明不予重覆。同樣地,本實施例組體之元件與組體100之元件相仿者,均採對應之參考標號,但其編碼之基數由100改為300。例如,LED晶片302對應於LED晶片102,打線304對應於打線104,以此類推。
半導體晶片組體300包含導熱板94、LED晶片302、打線304、固晶材料306及上蓋316。LED晶片302包含頂面310、底面312與打線接墊314。頂面310為活性表面且包含打線接墊314,底面312則為熱接觸表面。
LED晶片302係設置於散熱座72上,電性連結至導線70,並且熱連結至散熱座72。詳言之,LED晶片302係設置於蓋體64上,經由打線304電性連結至焊墊54,並經由固晶材料306熱連結且機械性黏附於蓋體64。
上蓋316為一玻璃板,且係設置於隆起邊緣68上,藉此在凹穴20之相反側形成一可將LED晶片302及打線304包圍在內之密封包圍體,俾為LED晶片302及打線304提供抗潮溼及防微粒等環境保護。此外,上蓋316呈透明狀且無法轉換光色。
LED晶片302發出白光,此白光可穿過上蓋316而出光,使組體300成為一白光光源。
若欲製造半導體晶片組體300,可利用固晶材料306將LED晶片302設置於蓋體64上,然後打線接合焊墊54與打線接墊314,最後再將上蓋316設置於隆起邊緣68上。
此半導體晶片組體300為一第一級單晶封裝體。
第15A、15B及15C圖分別為本發明一實施例中一半導體晶片組體之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該半導體晶片組體包含一導熱板及一具有背面接點之半導體元件。
本實施例中之半導體元件為一LED封裝體而非LED晶片。此外,該半導體元件係設置於散熱座及導線上,重疊於散熱座及導線,同時透過焊錫電性連結至焊墊,並透過另一焊錫熱連結至蓋體。
半導體晶片組體400包含導熱板80、LED封裝體402及焊錫404、406。LED封裝體402包含LED晶片408、基座410、打線412、電接點414、熱接點416及封裝材料418。LED晶片408包含一打線接墊(圖未示),該打線接墊經由打線412電性連結至基座410中之一導電孔(圖未示),藉以將LED晶片408電性連結至電接點414。LED晶片408係透過一固晶材料(圖未示)設置於基座410上,同時熱連結且機械性黏附於基座410,藉以將LED晶片408熱連結至熱接點416。基座410係一具有低導電性及高導熱性之陶瓷塊,而接點414及416則係被覆於基座410之背面,並自基座410之背面向下突伸。此外,LED晶片408與LED晶片102類似,打線412與打線104類似,封裝材料418則與封裝材料108類似。
LED封裝體402係設置於導線70及散熱座72上,電性連結至導線70,並且熱連結至散熱座72。詳言之,LED封裝體402係設置於焊墊54(乃至於基板34)及蓋體64(乃至於凸塊16)上,延伸於焊墊54(乃至於基板34)及蓋體64(乃至於凸塊16及凹穴20)之上方,並從上方覆蓋凸塊16、凹穴20、焊墊54及蓋體64(亦即側向延伸於凸塊16、凹穴20、焊墊54及蓋體64之周緣內),但並未重疊於端子58(亦即LED封裝體402係位於端子58之周緣外)。LED封裝體402係經由焊錫404電性連結至焊墊54,並經由焊錫406熱連結至蓋體64。
例如,焊錫404接觸且位於焊墊54與電接點414之間,同時電性連結且機械性黏合焊墊54與電接點414,藉此將LED晶片408電性連結至端子58。同樣地,焊錫406接觸且位於蓋體64與熱接點416之間,同時熱連結且機械性黏合蓋體64與熱接點416,藉此將LED晶片408熱連結至凸塊16,進而將LED晶片408熱連結至基座62。
焊墊54上設有鎳/銀之被覆金屬接墊以利與焊錫404穩固結合,藉此改善自導線70至LED晶片408之訊號傳送。蓋體64上亦設有鎳/銀之被覆金屬接墊以利與焊錫406穩固結合,並藉此改善自LED晶片408至散熱座72之熱傳遞。此外,由於蓋體64之形狀及尺寸均配合熱接點416而設計,凸塊16之形狀及尺寸不需配合熱接點416而設計。
若欲製造半導體晶片組體400,可將焊料沉積於焊墊54及蓋體64上,然後將接點414與416分別放置於焊墊54及蓋體64上方之焊料上,繼而使焊料迴焊,以形成接著之焊錫404與406。
例如,先以網版印刷之方式將錫膏選擇性印刷於焊墊54及蓋體64上,然後利用一抓取頭與一自動化圖案辨識系統,以步進重複之方式將LED封裝體402放置於導熱板80上。迴焊機之抓取頭將接點414與416分別放置於焊墊54及蓋體64上方之錫膏上。接著加熱錫膏,使其以相對較低之溫度(如190℃)迴焊,然後移除熱源,靜待錫膏冷卻固化以形成硬化之焊錫404與406。或者,可於焊墊54與蓋體64上放置錫球,然後將接點414與416分別放置於焊墊54與蓋體64上方之錫球上,接著加熱錫球使其迴焊,以形成接著之焊錫404與406。
焊料起初可經由被覆、印刷或佈置技術沉積於導熱板80或LED封裝體402上,使其位於導熱板80與LED封裝體402之間,然後再使焊料迴焊。若有需要,亦可將焊料置於端子58及基座62上以供下一層組體使用。此外尚可利用一導電黏著劑(例如含銀之環氧樹脂)或其他連結媒介取代焊料,且焊墊54、端子58、基座62與蓋體64上之連結媒介不必相同。
此半導體晶片組體400為一第二級單晶模組。
上述之半導體晶片組體與導熱板僅為說明範例,本發明尚可透過其他多種實施例實現。此外,上述實施例可依設計及可靠度之考量,彼此混合搭配使用或與其他實施例混合搭配使用。例如,基板可包含複數組單層導線與複數組多層導線。導熱板可包含多個凸塊,其中該些凸塊係排成一陣列以供多個半導體元件使用;另為配合額外之半導體元件,導熱板可包含更多導線。導熱板亦可包含一僅接觸黏著層且可提供垂直訊號路由之導線。導熱板亦可包含一僅接觸黏著層之導線,並於凹穴內設有填充物。導熱板亦可包含一可提供垂直訊號路由之導線,並於凹穴內設有填充物。導熱板亦可包含一導線,其可透過設於導熱板外圍邊緣之被覆穿孔提供垂直訊號路由。導熱板亦可包含一設置於防焊綠漆上之隆起邊緣,並於凹穴內設有填充物。本案之半導體元件於第一垂直方向上可由一透明、半透明或不透明之封裝材料所覆蓋,及/或由一透明、半透明或不透明之上蓋所覆蓋。例如,本案之半導體元件可為一發藍光之LED晶片,且由一透明之封裝材料或上蓋加以覆蓋,使該組體成為一藍光光源;或者,該LED晶片係由一用以轉換顏色之封裝材料或上蓋加以覆蓋,使該組體成為一綠光、紅光或白光光源。同樣地,本案之半導體元件可為一具有多枚LED晶片之LED封裝體,且導熱板可包含更多導線以配合額外之LED晶片。
本案之半導體元件可獨自使用一散熱座,或與其他半導體元件共用一散熱座。例如,可將單一半導體元件設置於一散熱座上,或將多個半導體元件設置於同一散熱座上。舉例而言,可將四枚排列成2x2陣列之小型晶片黏附於蓋體,並在導熱板上設置額外之導線以配合該些晶片之電性連接。此一作法遠較為每一晶片設置一微小凸塊更具經濟效益。
本案之半導體晶片可為光學性或非光學性。例如,該晶片可為LED、紅外線(IR)偵測器、太陽能電池、微處理器、控制器、動態隨機存取記憶體(DRAM)或射頻(RF)功率放大器。同樣地,本案之半導體封裝體可為LED封裝體或射頻模組。因此,本案之半導體元件可為已封裝或未經封裝之光學或非光學晶片。此外,吾人可利用多種連結媒介將半導體元件機械性連結、電性連結及熱連結至導熱板,包括利用焊接及使用導電及/或導熱黏著劑等方式達成。
本案之散熱座可將半導體元件所產生之熱能迅速、有效且均勻散發至下一層組體,且不使熱流通過黏著層、基板或導熱板之他處。如此一來便可使用導熱性較低之黏著層,進而大幅降低成本。散熱座可包含一體成型之凸塊與基座,以及與該凸塊為冶金連結及熱連結之蓋體,藉此提高可靠度並降低成本。蓋體可與焊墊共平面,以便與半導體元件進行電性連結、熱連結及機械性連結。
蓋體可依半導體元件量身訂做,基座則可依下一層組體量身訂做,藉以加強自半導體元件至下一層組體之熱連結。例如,蓋體可在一側向平面上呈正方形或矩形,且與半導體元件之熱接點具有相同或相似之側面形狀;基座可在一側向平面上呈正方形或矩形,且與一散熱裝置具有相同或相似之側面形狀。此外,若本案之開口與通孔並非鑽孔產生而係衝製而成,且為正方形或矩形而非圓形,則凸塊可在一側向平面上呈正方形或矩形,並具有與該開口及通孔類似之側面形狀,以及與半導體元件之熱接點相同或相似之側面形狀。在上述任一設計中,散熱座均可採用多種不同之導熱結構。
散熱座可與導線為電性連結或電性隔離。例如,一延伸於黏著層與介電層沿第一垂直方向之外側之路由線可電性連結焊墊與蓋體,一延伸於黏著層與介電層沿第二垂直方向之外側之路由線可電性連結基座與端子,或者亦可將焊墊與蓋體結為一體。端子可進一步電性接地,藉以將蓋體電性接地。
凸塊可與基座一體成型,因而成為單一金屬體(如銅或鋁)。凸塊亦可與基座一體成型,並使兩者之介面包含單一金屬體(例如銅),至於他處則包含其他金屬(例如一被覆接點)。凸塊亦可與基座一體成型,並使兩者之介面包含多層單一金屬體(例如在一鋁核心外設有一鎳緩衝層,而該鎳緩衝層上則設有一銅層)。
基座可為凸塊、基板與黏著層提供機械性支撐。例如,基座可防止基板在金屬研磨、晶片設置、打線接合及模製封裝材料之過程中彎曲變形。此外,基座之背面可包含朝第二垂直方向突伸之鰭片。例如,可利用一鑽板機切削基座之外露側向表面以形成側向溝槽,而此等側向溝槽即可形成鰭片以增加基座之表面積。因此,若該等鰭片係曝露於空氣中而非設置於一散熱裝置上,將可提升基座經由熱對流之導熱性。
蓋體可於黏著層固化後,以多種沉積技術製成,包括以電鍍、無電鍍被覆、蒸發及噴濺等技術形成單層或多層結構。蓋體可採用與凸塊相同或不同之金屬材質。此外,蓋體可跨越通孔並延伸至基板,或坐落於通孔之周緣內。因此,蓋體可接觸基板或與基板保持距離。無論採用上述任一設計,蓋體均鄰接凸塊,並自凸塊垂直延伸於凹穴之相反側,同時從凸塊側伸而出。
黏著層可在散熱座與基板之間提供堅固之機械性連結。例如,黏著層可自凸塊側向延伸,越過導線,並到達組體之外圍邊緣。黏著層可填滿散熱座與基板間之空間,且為一具有均勻分佈之結合線之無孔洞結構。黏著層亦可吸收散熱座與基板之間因熱膨脹所產生之不匹配現象。黏著層之材料可與介電層相同或不同。此外,黏著層可為一低成本之電介質,且不需具備高導熱性。再者,本案之黏著層不易脫層。
吾人可調整黏著層之厚度,使黏著層實質填滿所述缺口,並使幾乎所有黏著劑在固化及/或研磨完成後均位於結構體內。例如,理想之膠片厚度可由試誤法決定。同樣地,吾人亦可調整介電層之厚度以達此一效果。
基板可為一低成本之層壓結構,且不需具備高導熱性。此外,基板可包含單一導電層或複數層導電層。再者,基板可包含導電層或由導電層組成。
導電層可單獨設置於黏著層上。例如,可先在導電層上形成通孔,再將導電層設置於黏著層上,使導電層接觸黏著層並朝第一垂直方向外露,在此同時,凸塊則延伸進入通孔,並透過通孔朝第一垂直方向外露。在此例中,導電層之厚度可為100至200微米,例如150微米,此厚度一方面夠厚,故搬運時不致彎曲晃動,一方面則夠薄,故不需過度蝕刻即可形成圖案。
亦可將導電層與介電層一同設置於黏著層上。例如,可先將導電層設置於介電層上,然後在導電層與介電層上形成通孔,接著將導電層與介電層設置於黏著層上,使導電層朝第一垂直方向外露,並使介電層接觸且位於導電層與黏著層之間,因而將導電層與黏著層隔開,在此同時,凸塊則延伸進入通孔,並透過通孔朝第一垂直方向外露。在此例中,導電層之厚度可為10至70微米,例如50微米,此厚度一方面夠厚,可提供可靠之訊號傳導,一方面則夠薄,故可降低重量及成本。此外,介電層恆為導熱板之一部分。
亦可將導電層與一載體同時設置於黏著層上。例如,可先利用一薄膜將導電層黏附於一諸如雙定向聚對苯二甲酸乙二酯膠膜(Mylar)之載體,然後僅在導電層上而未在載體上形成通孔,接著將導電層與載體設置於黏著層上,使載體覆蓋導電層且朝第一垂直方向外露,並使薄膜接觸且位於載體與導電層之間,至於導電層則接觸且位於薄膜與黏著層之間,在此同時,凸塊則對準通孔,並由載體於第一垂直方向覆蓋凸塊。待黏著層固化後,可利用紫外光分解薄膜,以便將載體從導電層上剝除,從而使導電層朝第一垂直方向外露,之後便可研磨及圖案化導電層以形成焊墊與蓋體。在此例中,導電層之厚度可為10至70微米,例如50微米,此厚度一方面夠厚,可提供可靠之訊號傳導,一方面則夠薄,故可降低重量及成本;載體之厚度可為300至500微米,此厚度一方面夠厚,故搬運時不致彎曲晃動,一方面又夠薄,有助於減少重量及成本。載體僅為一暫時固定物,並非永久屬於導熱板之一部分。
焊墊與端子可視半導體元件與下一層組體之需要而採用多種封裝形式。
焊墊與端子可在基板尚未或已然設置於黏著層上時,以多種沉積技術製成,包括以電鍍、無電鍍被覆、蒸發及噴濺等技術形成單層或多層結構。例如,可在基板尚未設置於黏著層上時、或在基板已藉由黏著層而黏附於凸塊與外伸平台之後,於基板上形成導電層之圖案,從而形成導線。同樣地,可在形成被覆穿孔前便將外伸平台圖案化以形成基座與端子。
以被覆接點進行表面處理之工序可在焊墊與端子形成之前或之後為之。例如,可先蝕刻導電層以形成焊墊與端子,再將被覆接點沉積於結構體上;或者先將被覆接點沉積於結構體上,再蝕刻導電層以形成焊墊與端子。
焊墊與蓋體可共同位於一面朝第一垂直方向之第一表面,如此一來便可藉由控制錫球之崩塌程度,強化半導體元件與導熱板間之焊接。同樣地,基座與端子可共同位於一面朝第二垂直方向之第二表面,以便藉由控制錫球之崩塌程度,強化導熱板與下一層組體間之焊接。
本案之隆起邊緣可具有或不具有反射性,可透明或不透明。例如,隆起邊緣可包含銀、鋁等高反射性金屬,且具有一傾斜之內側表面,藉以將照射至該內側表面之光朝第一垂直方向反射,因而增加沿第一垂直方向之出光量。同樣地,隆起邊緣可包含諸如玻璃等透明材料,或諸如環氧樹脂等非反射性、不透明且低成本之材料。此外,無論隆起邊緣是否接觸封裝材料或限制封裝材料之範圍,吾人均可使用具反射性之隆起邊緣。
本案之封裝材料可為多種透明、半透明或不透明材料,且可具有不同之形狀及尺寸。例如,封裝材料可為透明之矽氧樹脂、環氧樹脂或其組合。就導熱及轉換顏色之穩定度而言,矽氧樹脂均優於環氧樹脂,但矽氧樹脂之成本較高、硬度較低且黏著性較差。
本案之上蓋可覆蓋或取代封裝材料。上蓋可為一密閉空間內之晶片及打線提供諸如抗潮溼及防微粒等環境保護。上蓋可由多種透明、半透明或不透明材料製成,且可具有不同之形狀及尺寸。例如,上蓋可為透明之玻璃或二氧化矽。
吾人亦可利用一透鏡覆蓋或取代封裝材料。此透鏡可為一密閉空間內之晶片及打線提供諸如抗潮溼及防微粒等環境保護。此透鏡亦可提供一凸折射面,藉以使光線朝第一垂直方向集中。該透鏡可由多種透明、半透明或不透明材料製成,且可具有不同之形狀及尺寸。例如,可將一中空半球圓頂形之玻璃透鏡設置於導熱板上,並使該透鏡與封裝材料保持距離。或者,可將一實心半球圓頂形之塑膠透鏡設置於封裝材料上,並使該.透鏡與導熱板保持距離。
本案之導線可包含額外之焊墊、端子、路由線、被覆穿孔、導電孔及被動元件,且可採用不同構型。導線可作為訊號層、功率層或接地層,端視其相應半導體元件焊墊之目的而定。導線亦可包含各種導電金屬,例如銅、金、鎳、銀、鈀、錫、其混合物及其合金。理想之組成既取決於外部連結媒介之性質,亦取決於設計及可靠度方面之考量。此外,精於此技藝之人士應可瞭解,本案半導體晶片組體所使用之銅可為純銅,但通常係以銅為主之合金,如銅-鋯(99.9%銅)、銅-銀-磷-鎂(99.7%銅)及銅-錫-鐵-磷(99.7%銅),藉以提高諸如抗張強度與延展性等機械性能。
在一般情況下,最好設有所述之蓋體、路由線、被覆穿孔、介電層、填充物、被覆層、被覆接點、防焊綠漆及封裝材料,但於某些實施例中則可省略之。例如,若使用一大型焊墊,則可省略路由線。若僅使用單層訊號路由,則可省略被覆穿孔。若使用一較厚之黏著層,則可省略介電層。若凸塊之形狀及尺寸均係根據半導體元件之熱接觸表面而設計,則可省略蓋體。
本案之導熱板可包含導熱孔,該導熱孔係與凸塊保持距離,並於所述開口及通孔外延伸穿過黏著層與介電層,同時鄰接且熱連結基座與蓋體,藉此提升自蓋體至基座之散熱效果,並促進熱能在基座內擴散。
本案之組體可提供水平或垂直之單層或多層訊號路由。
林文強等人於2009年11月11日提出申請之第12/616,773號美國專利申請案:「具有凸柱/基座之散熱座及基板之半導體晶片組體」即揭露一種具有水平單層訊號路由之結構,其中焊墊、端子與路由線均位於介電層上方,此一美國專利申請案之內容在此以引用之方式併入本文。
林文強等人於2009年11月11日提出申請之第12/616,775號美國專利申請案:「具有凸柱/基座之散熱座及導線之半導體晶片組體」則揭露另一種具有水平單層訊號路由之結構,其中焊墊、端子與路由線係位於黏著層上方,且該結構未設置介電層,此一美國專利申請案之內容在此以引用之方式併入本文。
王家忠等人於2009年9月11日提出申請之第12/557,540號美國專利申請案:「具有凸柱/基座之散熱座及水平訊號路由之半導體晶片組體」揭露一種具有水平多層訊號路由之結構,其中介電層上方之焊墊與端子係利用穿過該介電層之第一及第二導電孔以及該介電層下方之路由線達成電性連結,此一美國專利申請案之內容在此以引用之方式併入本文。
王家忠等人於2009年9月11日提出申請之第12/557,541號美國專利申請案:「具有凸柱/基座之散熱座及垂直訊號路由之半導體晶片組體」則揭露一種具有垂直多層訊號路由之結構,其中介電層上方之焊墊與黏著層下方之端子係利用穿過該介電層之第一導電孔、該介電層下方之路由線以及穿過該黏著層之第二導電孔達成電性連結,此一美國專利申請案之內容在此以引用之方式併入本文。
本案導熱板之作業格式可為單一或多個導熱板,端視製造設計而定。例如,可單獨製作單一導熱板。或者,可利用單一金屬板、單一黏著層、單一基板及單一防焊綠漆同時批次製造多個導熱板,而後再行分離。同樣地,針對同一批次中之各導熱板,吾人亦可利用單一金屬板、單一黏著層、單一基板及單一防焊綠漆同時批次製造多組分別供單一半導體元件使用之散熱座與導線。
例如,可在一金屬板上沖壓出多個凸塊,然後將一具有對應該等凸塊之開口的未固化黏著層設置於外伸平台上,使每一凸塊均延伸貫穿一對應開口;然後將一基板(其具有單一導電層、單一介電層,以及對應該等凸塊之通孔)設置於該黏著層上,使每一凸塊均延伸穿過一對應開口並進入一對應通孔;而後利用壓台使該外伸平台與該基板彼此靠合,迫使該黏著層進入該等通孔內介於各凸塊與該基板間之缺口;然後固化該黏著層,繼而研磨該等凸塊、該黏著層及該導電層以形成一側向表面;然後將被覆層被覆於該結構體上,接著蝕刻該導電層及其上之被覆層以形成多個分別對應該等凸塊之焊墊、路由線、端子與蓋體;然後將防焊綠漆沉積於該結構體上,使該防焊綠漆形成圖案,從而使該等焊墊、該等端子與該等蓋體外露;然後以被覆接點為該等凸塊、該基座、該等焊墊、該等端子與該等蓋體進行表面處理;最後,於各導熱板外圍邊緣之適當位置切割或劈裂該基座、該黏著層、該介電層與該防焊綠漆,俾使個別之導熱板彼此分離。
本案半導體晶片組體之作業格式可為單一組體或多個組體,取決於製造設計。例如,可單獨製造單一組體,或者,可同時批次製造多個組體,之後再將各導熱板一一分離。同樣地,亦可將多個半導體元件電性連結、熱連結及機械性連結至批次量產中之每一導熱板。
例如,可將多個固晶材料分別沉積於多個蓋體上,再將多枚晶片分別放置於該等固晶材料上,然後同時加熱該等固晶材料以使其硬化並形成多個固晶。接著將該等晶片打線接合至對應之焊墊,再將多個封裝材料同時模製於該等晶片與打線上,之後便可將各導熱板一一分離。
吾人可透過單一步驟或多道步驟使各導熱板彼此分離。例如,可將多個導熱板批次製成一平板,接著將多個半導體元件設置於該平板上,然後再將該平板所構成之多個半導體晶片組體一一分離。或者,可將多個導熱板批次製成一平板,而後將該平板所構成之多個導熱板分切為多個導熱板條,接著將多個半導體元件分別設置於該等導熱板條上,最後再將各導熱板條所構成之多個半導體晶片組體分離為個體。此外,在分割導熱板時可利用機械切割、雷射切割、分劈或其他適用技術。
在本文中,「鄰接」一語意指元件係一體成型(形成單一個體)或相互接觸(彼此無間隔或未隔開)。例如,凸塊鄰接基座與蓋體,但並未鄰接介電層。
「重疊」一語意指位於上方並延伸於一下方元件之周緣內。「重疊」包含延伸於該周緣之內、外或坐落於該周緣內。例如,在凹穴朝下之狀態下,本案之半導體元件係重疊於凸塊,此因一假想垂直線可同時貫穿該半導體元件與該凸塊,不論該半導體元件與該凸塊之間是否存在有另一同為該假想垂直線貫穿之元件(如固晶材料),且亦不論是否有另一假想垂直線僅貫穿該凸塊而未貫穿該半導體元件(亦即位於該半導體元件之周緣外)。同樣地,蓋體重疊於凸塊,而焊墊則重疊於黏著層。此外,「重疊」與「位於上方」同義,「被重疊」則與「位於下方」同義。
「接觸」一語意指直接接觸。例如,介電層接觸焊墊但並未接觸凸塊。
「覆蓋」一語意指於一垂直及/或側面方向上完全覆蓋。例如,在凹穴朝下之狀態下,蓋體係從上方覆蓋凸塊,但凸塊並未從下方覆蓋蓋體。
「層」字包含設有圖案或未設圖案之層體。例如,當基板設置於黏著層上時,導電層可為介電層上一空白無圖案之平板;而當半導體元件設置於散熱座上之後,導電層可為介電層上一具有間隔導線之電路圖案。此外,「層」可包含複數疊合層。
「焊墊」一語與導線搭配使用時,係指一用於連接及/或接合外部連結媒介(如焊料或打線)之連結區域,而該外部連結媒介則可將導線電性連結至半導體元件。
「端子」一語與導線搭配使用時係指一連結區域,其可接觸及/或接合外部連結媒介(如焊料或打線),而該外部連結媒介則可將導線電性連結至與下一層組體相關之一外部設備(例如一印刷電路板或與其連接之一導線)。
「被覆穿孔」一語與導線搭配使用時,係指一以被覆方式形成於一孔洞內之電性互連結構。例如,一被覆穿孔可在其對應孔洞內保持完整無缺之狀態並與組體之外圍邊緣保持距離,抑或在後續製程中被劈開或經修整為一溝槽,致使該被覆穿孔之剩餘部分位於組體外圍邊緣之溝槽中。然而,該被覆穿孔之存在與採用上述何種構型無關。
「凹穴」一語與凸塊搭配使用時,係指凸塊內之一密閉或非密閉空間。例如,凸塊內之凹穴在第二垂直方向上可由基座覆蓋,因而形成一密閉空間;或者,凸塊內之凹穴可朝第二垂直方向外露,因而形成一非密閉空間。同樣地,凸塊內之凹穴可為中空,或內含一諸如環氧樹脂、聚醯亞胺或焊錫之填充物。
「約」字與角度搭配使用時,係指±2度之範圍內。
「開口」、「通孔」與「孔洞」等語同指貫穿孔洞。例如,凸塊以凹穴朝下之狀態插入黏著層之開口後,係朝向上方向從黏著層中露出。同樣地,凸塊插入基板之通孔後,係朝向上方向從基板中露出。
「插入」一語意指元件間之相對移動。例如,「將凸塊插入通孔中」包含:基板固定不動而由外伸平台朝基板移動;外伸平台固定不動而由基板朝外伸平台移動;以及基板與外伸平台彼此靠合。又例如,「將凸塊插入(或延伸至)通孔內」包含:凸塊貫穿(穿入並穿出)通孔,以及凸塊插入但未貫穿(穿入但未穿出)通孔。
「彼此靠合」一語亦指元件間之相對移動。例如,「基板與外伸平台彼此靠合」包含:基板固定不動而由外伸平台朝基板移動;外伸平台固定不動而由基板朝外伸平台移動;以及基板與外伸平台相互靠近。
「對準」一語意指元件間之相對位置。例如,在凹穴朝下之情況下,當黏著層已設置於基座上、基板已設置於黏著層上、凸塊已插入並對準開口且通孔已對準開口時,無論凸塊係插入通孔或位於通孔下方且與其保持距離,凸塊均已對準通孔。
「設置於」一語包含與單一或多個支撐元件間之接觸與非接觸。例如,一半導體元件係設置於蓋體上,不論此半導體元件係實際接觸蓋體或與蓋體以一固晶材料相隔。
「黏著層...於缺口之中」一語意指位於缺口中之黏著層。例如,「黏著層在缺口中延伸跨越介電層」意指缺口內之黏著層延伸跨越介電層。同樣地,「黏著層於缺口之中接觸且位於凸塊與介電層之間」意指缺口中之黏著層接觸且位於缺口內側壁之凸塊與缺口外側壁之介電層之間。
「上方」一語意指向上延伸,且包含鄰接與非鄰接元件以及重疊與非重疊元件。例如,在凹穴朝下之狀態下,蓋體係延伸於凸塊上方,同時鄰接、重疊於凸塊並自凸塊突伸而出。同樣地,凸塊即使並未鄰接或重疊於介電層,仍可延伸於介電層上方。
「下方」一語意指向下延伸,且包含鄰接與非鄰接元件以及重疊與非重疊元件。例如,在凹穴朝下之狀態下,凸塊係延伸於蓋體下方,鄰接蓋體,被蓋體重疊,並自蓋體朝向下方向突伸而出。同樣地,凸塊即使並未鄰接焊墊或被焊墊重疊,仍可延伸於焊墊下方。
「第一垂直方向」及「第二垂直方向」並非取決於半導體晶片組體(或導熱板)之定向,凡熟悉此項技藝之人士即可輕易瞭解其實際所指之方向。例如,凸塊係垂直延伸於基座沿第一垂直方向之外側,且係垂直延伸於蓋體沿第二垂直方向之外側,此與組體是否倒置及/或組體是否係設置於一散熱裝置上無關。同樣地,蓋體係沿一側向平面自凸塊「側向」伸出,此與組體是否倒置、旋轉或傾斜無關。因此,該第一與第二垂直方向係彼此相反,且垂直於側面方向。此外,側向對齊之元件係在一垂直於該第一與第二垂直方向之側向平面上彼此共平面。再者,當凹穴向下時,第一垂直方向為向上方向,第二垂直方向為向下方向;當凹穴向上時,第一垂直方向為向下方向,第二垂直方向為向上方向。
本發明之半導體晶片組體具有多項優點。該組體之可靠度高、價格平實且極適合量產。該組體尤其適用於易產生高熱且需優異散熱效果方可有效及可靠運作之高功率半導體元件(例如LED晶片與大型半導體晶片)以及多個同時使用之半導體元件(例如以陣列方式排列之多枚小形半導體晶片)。
本案之製造工序具有高度適用性,且係以獨特、進步之方式結合運用各種成熟之電性連結、熱連結及機械性連結技術。此外,本案之製造工序不需昂貴工具即可實施。因此,此製造工序可大幅提升傳統封裝技術之產量、良率、效能與成本效益。再者,本案之組體極適合於銅晶片及無鉛之環保要求。
在此所述之實施例係為例示之用,其中所涉及之本技藝習知元件或步驟或經簡化或有所省略以免模糊本發明之特點。同樣地,為使圖式清晰,圖式中重覆或非必要之元件及參考標號或有所省略。
精於此項技藝之人士針對本文所述之實施例當可輕易思及各種變化及修改之方式。例如,前述之材料、尺寸、形狀、大小、步驟之內容與步驟之順序皆僅為範例。上述人士可於不脫離本發明之精神與範圍之條件下從事此等改變、調整與均等技藝。本發明之範圍係由後附之申請專利範圍加以界定。
10...金屬板
12、14...表面
16...凸塊
18...外伸平台
20...凹穴
22、24...彎折角落
26...側壁
28...頂板
θ1 、θ2 ...角度
30...黏著層
32...開口
34...基板
36...導電層
38...介電層
40...通孔
42...缺口
44、46...被覆層
48...填充物
50、52...蝕刻阻層
54...焊墊
56...路由線
58...端子
60...被覆穿孔
62...基座
64...蓋體
68...隆起邊緣
70...導線
72...散熱座
74、76...防焊綠漆
78...被覆接點
80、82、84、86、88、90、92、94...導熱板
100、200、300、400...半導體晶片組體
102、202、302、408...LED晶片
104、204、304、412...打線
106、206、306...固晶材料
108、208、418...封裝材料
110、210、310...頂面
112、212、312...底面
114、214、314...打線接墊
316...上蓋
402...LED封裝體
404、406...焊錫
410...基座
414...電接點
416...熱接點
第1A與1B圖為剖視圖,說明本發明一實施例中用以製作一凸塊及一外伸平台之方法。
第1C、1D及1E圖分別為第1B圖之放大剖視圖、俯視圖及仰視圖。
第2A與2B圖為剖視圖,說明本發明一實施例中用以製作一黏著層之方法。
第2C與2D圖分別為第2B圖之俯視圖及仰視圖。
第3A與3B圖為剖視圖,說明本發明一實施例中用以製作一基板之方法。
第3C與3D圖分別為第3B圖之俯視圖及仰視圖。
第4A至4L圖為剖視圖,說明本發明一實施例中用以製作一導熱板之方法。
第4M與4N圖分別為第4L圖之俯視圖及仰視圖。
第5A、5B及5C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板具有與黏著層相接觸之導線。
第6A、6B及6C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板可提供垂直訊號路由。
第7A、7B及7C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板可提供垂直訊號路由。
第8A、8B及8C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板具有一內含填充物之密閉凹穴。
第9A、9B及9C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板具有一內含填充物之密閉凹穴。
第10A、10B及10C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板具有一內含填充物之非密閉凹穴。
第11A、11B及11C圖分別為本發明一實施例中一導熱板之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該導熱板具有一隆起邊緣。
第12A、12B及12C圖分別為本發明一實施例中一半導體晶片組體之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該半導體晶片組體包含一導熱板、一半導體元件及一封裝材料。
第13A、13B及13C圖分別為本發明一實施例中一半導體晶片組體之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該半導體晶片組體包含一可提供垂直訊號路由之導熱板、一半導體元件及一封裝材料。
第14A、14B及14C圖分別為本發明一實施例中一半導體晶片組體之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該半導體晶片組體包含一具有隆起邊緣之導熱板、一半導體元件及一上蓋。
第15A、15B及15C圖分別為本發明一實施例中一半導體晶片組體之剖視圖、俯視圖及仰視圖,該半導體晶片組體包含一導熱板及一具有背面接點之半導體元件。
16...凸塊
20...凹穴
30...黏著層
34...基板
38...介電層
54...焊墊
56...路由線
58...端子
62...基座
64...蓋體
70...導線
72...散熱座
74...防焊綠漆
80...導熱板
400...半導體晶片組體
402...LED封裝體
404...焊錫
406...焊錫
408...LED晶片
412...打線
410...基座
414...電接點
416...熱接點
418...封裝材料

Claims (85)

  1. 一種半導體晶片組體,至少包含:一半導體元件;一黏著層,其至少具有一開口;一散熱座,其至少包含一凸塊及一基座,其中(i)該凸塊鄰接該基座且與該基座形成一體,並自該基座沿一第一垂直方向伸出;(ii)該基座自該凸塊沿著垂直於該第一垂直方向之側面方向側伸而出;且(iii)該凸塊具有一凹穴,該凹穴在該第一垂直方向上係由該凸塊覆蓋,但該凹穴在一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向上並未被該凸塊覆蓋;及一導線,其包含一焊墊及一端子;其中該半導體元件係設置於該凸塊上,延伸於該凸塊沿該第一垂直方向之外側,位於該凹穴外,並且側向延伸於該凹穴之一周緣內,該半導體元件係電性連結至該焊墊,從而電性連結至該端子,該半導體元件亦熱連結至該凸塊,從而熱連結至該基座;其中該黏著層接觸該凸塊與該基座,並自該凸塊側向延伸至該端子或越過該端子;其中該導線位於該凹穴外;且其中該凸塊與該凹穴延伸進入該開口。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該半導體元件為一LED晶片。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該半導體元件係利用一打線電性連結至該焊墊,並利用一固晶材料熱連結至該凸塊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該半導體元件係利用一第一焊錫電性連結至該焊墊,並利用一第二焊錫熱連結至該凸塊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該黏著層接觸該焊墊與該端子。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該黏著層係與該焊墊及該端子保持距離,一介電層接觸且位於該焊墊與該黏著層之間以及該端子與該黏著層之間,但與該凸塊及該基座保持距離。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該黏著層側向覆蓋、環繞且同形被覆於該凸塊之一側壁。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該黏著層延伸至該組體之外圍邊緣。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該凸塊包含一延伸至該基座之彎折角落。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該凸塊鄰接該基座處係沿側向向外彎折。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該凸塊具有一沖壓而成之特有不規則厚度。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該凹穴朝該第二垂直方向外露。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該凹穴於該第二垂直方向被覆蓋。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該凹穴並未密封,且內含一填充物,該填充物填滿該凹穴之大部分或全部。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該凹穴為密封狀態,且內含一填充物,該填充物填滿該凹穴之大部分或全部。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該凹穴沿該等垂直方向及該等側面方向延伸跨越該凸塊之大部分。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該基座延伸至該組體之外圍邊緣。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該焊墊與該端子延伸於該黏著層沿該第一垂直方向之外側。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該焊墊延伸於該黏著層沿該第一垂直方向之外側,該端子延伸於該黏著層沿該第二垂直方向之外側。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該焊墊與該端子共平面。
  21. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該基座與該端子共平面。
  22. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該基座、該焊墊與該端子為相同之金屬。
  23. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該基座、該焊墊與該端子均包含一金、銀或鎳質表面層及一內部銅核心,但主要為銅,該凸塊主要為銅或全部為銅。
  24. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該散熱座包含一由該凸塊與該基座共用之銅核心。
  25. 如申請專利範圍第1項所述之組體,其中該導線包含一由該焊墊與該端子共用之銅核心。
  26. 一種半導體晶片組體,至少包含:一半導體元件;一黏著層,其至少具有一開口;一散熱座,其至少包含一凸塊、一基座及一蓋體,其中(i)該凸塊鄰接該基座且與該基座形成一體,並自該基座沿一第一垂直方向伸出,該凸塊亦鄰接該蓋體,並自該蓋體沿一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向伸出;(ii)該基座自該凸塊沿著垂直於該等垂直方向之側面方向側伸而出;(iii)該蓋體於該第一垂直方向覆蓋該凸塊,並自該凸塊側伸而出;且(iv)該凸塊具有一凹穴,該凹穴在該第一垂直方向上係由該凸塊覆蓋,但該凹穴在該第二垂直方向上並未被該凸塊覆蓋,該凸塊將該凹穴與該蓋體隔開,且該凹穴沿該等垂直方向及該等側面方向延伸跨越該凸塊之大部分;及一導線,其包含一焊墊及一端子;其中該半導體元件係設置於該蓋體上,延伸於該蓋體沿該第一垂直方向之外側,位於該凹穴外,並且側向延伸於該凹穴之一周緣內,該半導體元件係電性連結至該焊墊,從而電性連結至該端子,該半導體元件亦熱連結至該蓋體,從而熱連結至該基座;其中該黏著層接觸該凸塊、該基座與該蓋體,且位於該基座與該焊墊之間以及該基座與該蓋體之間,並自該凸塊側向延伸至該端子或越過該端子;其中該導線位於該凹穴外;且其中該凸塊與該凹穴延伸進入該開口。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該半導體元件為一LED晶片。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該半導體元件係利用一打線電性連結至該焊墊,並利用一固晶材料熱連結至該蓋體。
  29. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該半導體元件係利用一第一焊錫電性連結至該焊墊,並利用一第二焊錫熱連結至該蓋體。
  30. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該黏著層接觸該焊墊與該端子。
  31. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該黏著層係與該焊墊及該端子保持距離,一介電層接觸且位於該焊墊與該黏著層之間以及該端子與該黏著層之間,但與該凸塊及該基座保持距離。
  32. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該黏著層側向覆蓋、環繞且同形被覆於該凸塊之一側壁,同時延伸至該組體之外圍邊緣。
  33. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該凸塊與該黏著層於該蓋體處共平面。
  34. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該凸塊包含一延伸至該基座之第一彎折角落,以及一延伸至該蓋體之第二彎折角落,該等彎折角落彼此垂直分開。
  35. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該凸塊鄰接該基座處係沿側向向外彎折,該凸塊鄰接該蓋體處係沿側向向內彎折。
  36. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該凸塊鄰接該基座處係以約90度之角度沿側向向外彎折,該凸塊鄰接該蓋體處係以約90度之角度沿側向向內彎折。
  37. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該凸塊具有一沖壓而成之特有不規則厚度。
  38. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該凹穴為中空,且朝該第二垂直方向外露,並使該凸塊朝該第二垂直方向外露。
  39. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該凹穴並未密封,且內含一填充物,該填充物接觸該凸塊,受限於該凹穴,填滿該凹穴之大部分或全部,並朝該第二垂直方向外露。
  40. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該凹穴為密封狀態,且內含一填充物,該填充物接觸該凸塊,受限於該凹穴,填滿該凹穴之大部分或全部,且於該第二垂直方向被覆蓋。
  41. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該凹穴內含一填充物,該填充物接觸該凸塊,並沿該等垂直方向及該等側面方向延伸跨越該凸塊之大部分,該填充物受限於該凹穴,填滿該凹穴之大部分或全部,並朝該第二垂直方向外露。
  42. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該凹穴內含一填充物,該填充物接觸該凸塊與該基座,並沿該等垂直方向及該等側面方向延伸跨越該凸塊之大部分,該填充物受限於該凹穴,填滿該凹穴之大部分或全部,且於該第二垂直方向被該基座覆蓋。
  43. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該基座於該第二垂直方向覆蓋該導線,並且側向延伸至該蓋體外,直到該組體之外圍邊緣。
  44. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該焊墊與該端子延伸於該黏著層沿該第一垂直方向之外側,且共同位於一面朝該第一垂直方向之表面,該導線尚包含一路由線,該路由線係位於該焊墊與該端子間之一導電路徑上。
  45. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該焊墊延伸於該黏著層沿該第一垂直方向之外側,該端子延伸於該黏著層沿該第二垂直方向之外側,該基座與該端子共同位於一面朝該第二垂直方向之表面,該導線尚包含一被覆穿孔,該被覆穿孔延伸穿過該黏著層,且位於該焊墊與該端子間之一導電路徑上。
  46. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該焊墊與該蓋體於彼此相鄰處具有相同之厚度,但該蓋體鄰接該凸塊處之厚度則與該焊墊不同,該焊墊與該蓋體共同位於一面朝該第一垂直方向之表面。
  47. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該基座、該蓋體、該焊墊與該端子為相同之金屬。
  48. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該基座、該蓋體、該焊墊與該端子均包含一金、銀或鎳質表面層及一內部銅核心,但主要為銅,該凸塊主要為銅或全部為銅。
  49. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該散熱座包含一由該凸塊、該基座與該蓋體共用之銅核心。
  50. 如申請專利範圍第26項所述之組體,其中該導線包含一由該焊墊與該端子共用之銅核心。
  51. 一種半導體晶片組體,至少包含:一半導體元件;一黏著層,其至少具有一開口;一散熱座,其至少包含一凸塊、一基座及一蓋體,其中(i)該凸塊鄰接該基座且與該基座形成一體,並自該基座沿一第一垂直方向伸出,該凸塊亦鄰接該蓋體,並自該蓋體沿一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向伸出;(ii)該基座自該凸塊沿著垂直於該等垂直方向之側面方向側伸而出;(iii)該蓋體於該第一垂直方向覆蓋該凸塊,並自該凸塊側伸而出;且(iv)該凸塊具有一凹穴,該凹穴在該第一垂直方向上係由該凸塊覆蓋,但該凹穴在該第二垂直方向上並未被該凸塊覆蓋,該凸塊將該凹穴與該蓋體隔開,且該凹穴沿該等垂直方向及該等側面方向延伸跨越該凸塊之大部分;一基板,其包含一介電層,其中一通孔延伸穿過該基板;及一導線,其包含一焊墊及一端子;其中該半導體元件係設置於該蓋體上,延伸於該蓋體沿該第一垂直方向之外側,位於該凹穴外,並且側向延伸於該凹穴之一周緣內,該半導體元件係電性連結至該焊墊,從而電性連結至該端子,該半導體元件亦熱連結至該蓋體,從而熱連結至該基座;其中該黏著層接觸該凸塊、該基座、該蓋體與該介電層,但與該焊墊保持距離,該黏著層位於該凸塊與該介電層之間、該基座與該焊墊之間、該基座與該蓋體之間,以及該基座與該介電層之間,並自該凸塊側向延伸至該端子或越過該端子;其中該基板係設置於該黏著層上,該介電層接觸該焊墊與該蓋體,但與該凸塊及該基座保持距離;其中該導線位於該凹穴外;且其中該凸塊與該凹穴延伸進入該開口與該通孔,該凸塊沿該等垂直方向延伸至該通孔外,該蓋體於該第一垂直方向覆蓋該開口與該通孔。
  52. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該半導體元件為一LED晶片。
  53. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該半導體元件係利用一打線電性連結至該焊墊,並利用一固晶材料熱連結至該蓋體。
  54. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該半導體元件係利用一第一焊錫電性連結至該焊墊,並利用一第二焊錫熱連結至該蓋體。
  55. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該介電層接觸且位於該端子與該黏著層之間。
  56. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該黏著層接觸且位於該端子與該介電層之間。
  57. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該黏著層側向覆蓋、環繞且同形被覆於該凸塊之一側壁,同時延伸至該組體之外圍邊緣。
  58. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該凸塊與該黏著層於該蓋體處共平面。
  59. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該凸塊包含一延伸至該基座之第一彎折角落,以及一延伸至該蓋體之第二彎折角落,該等彎折角落彼此垂直分開。
  60. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該凸塊延伸至該基座之部分係沿側向向外彎折,該凸塊延伸至該蓋體之部分係沿側向向內彎折。
  61. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該凸塊延伸至該基座之部分係以約90度之角度沿側向向外彎折,該凸塊延伸至該蓋體之部分係以約90度之角度沿側向向內彎折。
  62. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該凸塊具有一沖壓而成之特有不規則厚度。
  63. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該凹穴為中空,且朝該第二垂直方向外露,並使該凸塊朝該第二垂直方向外露。
  64. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該凹穴並未密封,且內含一填充物,該填充物接觸該凸塊,受限於該凹穴,填滿該凹穴之大部分或全部,並朝該第二垂直方向外露。
  65. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該凹穴為密封狀態,且內含一填充物,該填充物接觸該凸塊,受限於該凹穴,填滿該凹穴之大部分或全部,且於該第二垂直方向被覆蓋。
  66. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該凹穴內含一填充物,該填充物接觸該凸塊,並沿該等垂直方向及該等側面方向延伸跨越該凸塊之大部分,該填充物受限於該凹穴,填滿該凹穴之大部分或全部,並朝該第二垂直方向外露。
  67. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該凹穴內含一填充物,該填充物接觸該凸塊與該基座,並沿該等垂直方向及該等側面方向延伸跨越該凸塊之大部分,該填充物受限於該凹穴,填滿該凹穴之大部分或全部,且於該第二垂直方向被該基座覆蓋。
  68. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該基座支撐該基板與該黏著層,並於該第二垂直方向覆蓋該導線與該基板,同時側向延伸至該蓋體外,直到該組體之外圍邊緣。
  69. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該焊墊與該端子延伸於該黏著層沿該第一垂直方向之外側,且共同位於一面朝該第一垂直方向之表面,該導線尚包含一路由線,該路由線係位於該焊墊與該端子間之一導電路徑上。
  70. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該焊墊延伸於該黏著層與該介電層沿該第一垂直方向之外側,該端子延伸於該黏著層與該介電層沿該第二垂直方向之外側,該基座與該端子共同位於一面朝該第二垂直方向之表面,該導線尚包含一被覆穿孔,該被覆穿孔延伸穿過該黏著層與該介電層,且位於該焊墊與該端子間之一導電路徑上。
  71. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該焊墊與該蓋體於彼此相鄰處具有相同之厚度,但該蓋體鄰接該凸塊處之厚度則與該焊墊不同,該焊墊與該蓋體共同位於一面朝該第一垂直方向之表面。
  72. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該基座、該蓋體、該焊墊與該端子為相同之金屬。
  73. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該基座、該蓋體、該焊墊與該端子均包含一金、銀或鎳質表面層及一內部銅核心,但主要為銅,該凸塊主要為銅或全部為銅。
  74. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該散熱座包含一由該凸塊、該基座與該蓋體共用之銅核心。
  75. 如申請專利範圍第51項所述之組體,其中該導線包含一由該焊墊與該端子共用之銅核心。
  76. 一種半導體晶片組體,至少包含:一半導體元件;一黏著層,其至少具有一開口;一散熱座,其至少包含一凸塊、一基座及一蓋體,其中(i)該凸塊鄰接該基座且與該基座形成一體,並自該基座沿一第一垂直方向伸出,該凸塊亦鄰接該蓋體,並自該蓋體沿一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向伸出,該凸塊包含彼此垂直分開之第一與第二彎折角落;(ii)該基座自該凸塊沿著垂直於該等垂直方向之側面方向側伸而出;(iii)該蓋體於該第一垂直方向覆蓋該凸塊,並自該凸塊側伸而出;且(iv)該凸塊具有一凹穴,該凹穴在該第一垂直方向上係由該凸塊覆蓋,但該凹穴在該第二垂直方向上並未被該凸塊覆蓋,該凸塊將該凹穴與該蓋體隔開,且該凹穴沿該等垂直方向及該等側面方向延伸跨越該凸塊之大部分;及一導線,其包含一焊墊及一端子;其中該半導體元件係設置於該蓋體上,延伸於該蓋體沿該第一垂直方向之外側,位於該凹穴外,並且側向延伸於該凹穴之一周緣內,該半導體元件係電性連結至該焊墊,從而電性連結至該端子,該半導體元件亦熱連結至該蓋體,從而熱連結至該基座;其中該黏著層接觸該凸塊、該基座與該蓋體,且位於該基座與該焊墊之間以及該基座與該蓋體之間,同時自該凸塊側向延伸至該端子或越過該端子,並延伸至該組體之外圍邊緣;其中該導線位於該凹穴外;其中該焊墊與該蓋體共同位於一面朝該第一垂直方向之表面;且其中該凸塊與該凹穴延伸進入該開口,且該蓋體於該第一垂直方向覆蓋該開口。
  77. 如申請專利範圍第76項所述之組體,其中該半導體元件為一LED裝置,且係利用一打線電性連結至該焊墊,並利用一固晶材料熱連結至該蓋體。
  78. 如申請專利範圍第76項所述之組體,其中該凸塊與該黏著層於該蓋體處共平面。
  79. 如申請專利範圍第76項所述之組體,其中該焊墊、該端子與該蓋體共同位於一面朝該第一垂直方向之表面,且均延伸於該黏著層沿該第一垂直方向之外側,該基座於該第二垂直方向覆蓋該導線,並且側向延伸至該蓋體外,直到該組體之外圍邊緣。
  80. 如申請專利範圍第76項所述之組體,其中該基座、該蓋體、該焊墊與該端子為相同之金屬,且均包含一金、銀或鎳質表面層,但主要為銅,該凸塊主要為銅或全部為銅,該散熱座包含一由該凸塊、該基座與該蓋體共用之銅核心,該導線則包含一由該焊墊與該端子共用之銅核心。
  81. 一種半導體晶片組體,至少包含:一半導體元件;一黏著層,其至少具有一開口;一散熱座,其至少包含一凸塊、一基座及一蓋體,其中(i)該凸塊鄰接該基座且與該基座形成一體,並自該基座沿一第一垂直方向伸出,該凸塊亦鄰接該蓋體,並自該蓋體沿一與該第一垂直方向相反之第二垂直方向伸出,該凸塊包含彼此垂直分開之第一與第二彎折角落;(ii)該基座自該凸塊沿著垂直於該等垂直方向之側面方向側伸而出;(iii)該蓋體於該第一垂直方向覆蓋該凸塊,並自該凸塊側伸而出;且(iv)該凸塊具有一凹穴,該凹穴在該第一垂直方向上係由該凸塊覆蓋,在該第二垂直方向上則外露,該凸塊並將該凹穴與該蓋體隔開,該凹穴沿該等垂直方向及該等側面方向延伸跨越該凸塊之大部分,且為中空,並使該凸塊構成該凹穴之部分亦朝該第二垂直方向外露;及一導線,其包含一焊墊及一端子;其中該半導體元件係設置於該蓋體上,延伸於該蓋體沿該第一垂直方向之外側,位於該凹穴外,並且側向延伸於該凹穴之一周緣內,該半導體元件係電性連結至該焊墊,從而電性連結至該端子,該半導體元件亦熱連結至該蓋體,從而熱連結至該基座;其中該黏著層接觸該凸塊、該基座與該蓋體,且位於該基座與該焊墊之間以及該基座與該蓋體之間,同時自該凸塊側向延伸至該端子或越過該端子,並延伸至該組體之外圍邊緣;其中該導線位於該凹穴外;其中該焊墊與該蓋體共同位於一面朝該第一垂直方向之表面;且其中該凸塊與該凹穴延伸進入該開口,且該蓋體於該第一垂直方向覆蓋該開口。
  82. 如申請專利範圍第81項所述之組體,其中該半導體元件為一LED裝置,且係利用一打線電性連結至該焊墊,並利用一固晶材料熱連結至該蓋體。
  83. 如申請專利範圍第81項所述之組體,其中該凸塊與該黏著層於該蓋體處共平面。
  84. 如申請專利範圍第81項所述之組體,其中該焊墊、該端子與該蓋體共同位於一面朝該第一垂直方向之表面,且均延伸於該黏著層沿該第一垂直方向之外側,該基座於該第二垂直方向覆蓋該導線,並且側向延伸至該蓋體外,直到該組體之外圍邊緣。
  85. 如申請專利範圍第81項所述之組體,其中該凸塊、該基座、該蓋體、該焊墊與該端子為相同之金屬,且均包含一金、銀或鎳質表面層,但主要為銅,該散熱座包含一由該凸塊、該基座與該蓋體共用之銅核心,該導線則包含一由該焊墊與該端子共用之銅核心。
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