芯片封装结构、其制造方法,及使用其的芯片封装模块的制作方法
【专利摘要】芯片封装结构、其制造方法，及使用其的芯片封装模块。本发明提供了一种芯片封装结构。该芯片封装结构包含有一复合基板及一芯片，复合基板具有一核心板、一设于核心板的导热绝缘层，以及一贯穿核心板与导热绝缘层的贯孔，芯片固定于核心板且埋设于导热绝缘层内，芯片的一上电极连接有一第一线路层，第一线路层布设于导热绝缘层的顶面、贯孔内，以及核心板的下表面，芯片的一下电极连接有一第二线路层，第二线路层布设于核心板的下表面，借此，本发明的芯片封装结构具有简化工艺、降低制造成本及减少封装体积的效果。
【专利说明】芯片封装结构、其制造方法，及使用其的芯片封装模块
【技术领域】
[0001]本发明与芯片封装技术有关，尤指一种芯片封装结构、使用该芯片封装结构的芯片封装模块，以及该芯片封装结构的制造方法。
【背景技术】
[0002]传统发光二极管的封装工艺是将发光二极管芯片固定在基板上之后，接着利用打线接合方式将多数条导线(如金线)连接在发光二极管芯片与基板之间，最后再利用一封胶体(如环氧树脂)将发光二极管芯片进行封装，但是此封装结构会因为芯片的电路导通需求及导线的连接关系而无法有效减少整体厚度，导致在应用于产品时会缺乏竞争力。
[0003]为了解决上述问题，中国台湾公开第201013858号专利是将晶粒配置在两个以上下堆叠方式设置的基板内，再搭配单面或双面的重新分配层(Redistribut1n Layer,RDL)来减少整体封装结构的厚度。然而，此现有专利的工艺相当复杂，实际上所能减少厚度的效果也是有限，并无法真正达到降低制造成本及减少封装厚度的目的。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于提供一种芯片封装结构，其能降低制造成本及减少封装厚度。
[0005]为了达成上述目的，本发明的芯片封装结构包含有一复合基板、一芯片、一封胶层、一第一线路层、一第二线路层。该复合基板具有一核心板、一导热绝缘层，以及一贯穿该核心板与该导热绝缘层的贯孔，该核心板具有一上表面、一背对该上表面的下表面，以及一设于该下表面的下开口，该导热绝缘层设于该核心板的上表面且具有一顶面，该导热绝缘层的顶面设有一上开口，该上开口相对于该核心板的下开口 ；该芯片埋设于该复合基板的导热绝缘层内且具有一上电极及一下电极，该芯片的上电极对应该导热绝缘层的上开口，该芯片的下电极固定于该核心板的上表面且对应于该核心板的下开口 ；该封胶层局部包覆该芯片而曝露出该芯片的上电极；该第一线路层布设于该导热绝缘层的顶面、该贯孔内，以及该核心板的下表面，并经由该导热绝缘层的上开口与该芯片的上电极形成电性连接；该第二线路层布设于该核心板的下表面，并经由该核心板的下开口与该芯片的下电极形成电性连接。
[0006]本发明的次一目的在于提供一种芯片封装模块，其具有至少两个前述芯片封装结构，该两芯片封装结构之间相互连接在一起，而且，该两芯片封装结构之间设有一切割道，用以供一切割刀进行切割而分离出单一该芯片封装结构。
[0007]本发明的再一目的在于提供一种前述芯片封装结构的制造方法，包含有下列步骤:将一芯片的一下电极固定于一核心板的一上导电层；设置一封胶层将该芯片包覆住；压合一导热绝缘层于该核心板的一上表面，使该芯片埋设于该导热绝缘层内；对该导热绝缘层及该核心板加工出一贯孔，并且对该导热绝缘层的一顶面及该封胶层的一顶面加工出一上开口，使该芯片的上电极经由该上开口而显露在外，另外再对该核心板的一下表面加工出一下开口，使该核心板的上导电层经由该下开口而显露在外；电镀一导电材料于该导热绝缘层的顶面、该贯孔内，以及该核心板的下表面，并对该导电材料图案化，以分别形成一第一线路层及一第二线路层，使该第一、第二线路层分别电性连接该芯片的上电极及该核心板的上导电层。
[0008]借此，本发明的芯片封装结构使用单一基板即能完成该芯片的封装工艺，相比于传统打线接合工艺或现有专利案的制造方法，本发明的芯片封装结构更能有效达到简化工艺、降低制造成本及减少封装体积的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为使用本发明的芯片封装模块的结构示意图。
[0010]图2为本发明的结构示意图。
[0011]图3A至图3B为本发明的制造方法的流程图。
[0012]【符号说明】
[0013]10芯片封装模块；12芯片封装结构；
[0014]14切割道；20复合基板；
[0015]21核心板；22导热绝缘层；
[0016]23贯孔；24绝缘层；
[0017]25上导电层；26下导电层；
[0018]27 下开口；28 上开口；
[0019]30芯片；32上电极；
[0020]34下电极；40封胶层；
[0021]50第一线路层；52第一接点；
[0022]60第二线路层；62第二接点；
[0023]80第一防焊层；82第二防焊层；
[0024]90等离子体。
【具体实施方式】
[0025]请参阅图1，图中所示的芯片封装模块10是由多个芯片封装模块12连接而成，相邻两个芯片封装结构12之间具有一切割道14，用以供一切割刀(图中未示)进行切割而分离出单一个芯片封装结构12。请再参阅图2，本发明的芯片封装结构12包含有一复合基板20、一芯片30、一封胶层40、一第一线路层50,以及一第二线路层60。
[0026]复合基板20具有一核心板21、一导热绝缘层22,以及一贯穿核心板21与导热绝缘层22的贯孔23。核心板21具有一绝缘层24、一上导电层25，以及一下导电层26，上、下导电层25、26分别设于绝缘层24的上、下表面，此外，核心板21具有一下开口 27，下开口 27贯穿下导电层26及绝缘层24而曝露出上导电层25 ;导热绝缘层22设于核心板21的上表面，而且，导热绝缘层22的顶面设有一上开口 28，上开口 28相对于核心板21的下开口 27，此外，导热绝缘层22可以是背胶铜箔或软陶瓷导热胶膜，其中以背胶铜箔为最佳选择。
[0027]芯片30 (在此以发光二极管芯片为例)埋设于复合基板20的导热绝缘层22内且具有一上电极32 (在此为正极)及一下电极34 (在此为负极)，芯片30的上电极32对应导热绝缘层22的上开口 28，芯片30的下电极34固定于核心板21的上导电层25且对应于核心板21的下开口 27。
[0028]封胶层40局部包覆芯片30而曝露出芯片30的上电极32，用以避免芯片30在工艺中受到腐蚀或产生剥离现象。
[0029]第一线路层50布设于导热绝缘层22的顶面、贯孔23内，以及核心板21的下表面，并且经由导热绝缘层22的上开口 28与芯片30的上电极32形成电性连接。
[0030]第二线路层60布设于核心板21的下表面，并且经由核心板21的下开口 27电性连接于核心板21的上导电层25，使得第二线路层60与芯片30的下电极34之间经由核心板21的上导电层25形成电性连接。
[0031]除了上述结构之外，本发明的芯片封装结构还提供一第一防焊层80及一第二防焊层82，第一防焊层80布设于导热绝缘层22的顶面且包覆第一线路层50，用以对第一线路层50提供绝缘保护效果，第二防焊层82布设于核心板21的下表面且包覆第一、第二下线路层50、60，用以对第一、第二线路层50、60提供绝缘保护效果。
[0032]借此，当在第一线路层50的一第一接点52及第二线路层60的一第二接点62加上正向电压时，电流会从第一线路层50流至芯片30的上电极32，接着通过芯片30之后再由芯片30的下电极34流向第二线路层60，使芯片30发出光线。
[0033]以上为本发明的芯片封装模块10的详细结构，以下再就本发明的芯片封装模块10的制造方法进行说明，如图3A至B所示。
[0034]A):将芯片30的下电极34固定于核心板21的上导电层25。在此步骤中有两种固定方式:第一种方式先将芯片30沾附助焊剂之后置于核心板21的上导电层25，再以热压熔锡焊接技术将芯片30的下电极34固定于核心板21的上导电层25 ;第二种方式是先涂布一焊料于核心板21的上导电层25，再将芯片30置于核心板21的上导电层25后进行回焊，使芯片30的下电极34固定于核心板21的上导电层25。
[0035]B):设置封胶层40将芯片30包覆住，接着再将芯片30连同封胶层40进行黑色氧化处理，此时的封胶层40可以避免芯片30在进行黑色氧化处理的过程中受到腐蚀而损坏。
[0036]C):压合导热绝缘层22于核心板21的上表面，使芯片30埋设于导热绝缘层22内，此时的封胶层40也可避免芯片30在压合导热绝缘层22的过程中产生剥离现象。
[0037]D):使用二氧化碳激光对导热绝缘层22及核心板21加工出一贯孔23，并且对导热绝缘层22的顶面及封胶层40的顶面加工出一上开口 28，使芯片30的上电极32经由上开口 28而显露在外，另外再对核心板21的下表面加工出一下开口 27，使核心板21的上导电层25经由下开口 27而显露在外。
[0038]E):使用等离子体90进行激光钻孔后的去胶渣处理，接着电镀一导电材料(以铜为最佳选择)于导热绝缘层22的顶面、贯孔23内，以及核心板21的下表面，并对导电材料图案化，以分别形成一第一线路层50及一第二线路层60，使第一线路层50经由上开口 28电性连接芯片30的上电极32，第二线路层60经由下开口 27电性连接核心板21的上导电层25。在第一、第二线路层50、60布设完成之后,再布设第一防焊层80于导热绝缘层22的顶面而将第一线路层50包覆住，同时布设第二防焊层82于核心板21的下表面而将第一、第二下线路层50、60包覆住，最后分别对第一、第二线路层50、60形成一化学金层，以作为第一接点52及第二接点62，如此即完成本发明的芯片封装结构12的制造。
[0039]综上所陈，本发明的芯片封装结构12使用单一核心板21与导热绝缘层22所构成的复合基板20就能完成芯片30的封装工艺，相比于传统打线接合工艺或现有专利案所使用的两个上下堆叠的基板及重新分配层的布线设计，本发明的芯片封装结构12不但具有相对简单的工艺而能有效降低制造成本，同时更能有效减少封装体积而达到本发明的目的。
【权利要求】
1.一种芯片封装结构，其特征在于，包含有: 一复合基板，具有一核心板、一导热绝缘层，以及一贯穿该核心板与该导热绝缘层的贯孔，该核心板具有一上表面、一背对该上表面的下表面，以及一设于该下表面的下开口，该导热绝缘层设于该核心板的上表面且具有一顶面，该导热绝缘层的顶面设有一上开口，该上开口相对于该核心板的下开口 ； 一芯片，埋设于该复合基板的导热绝缘层内且具有一上电极及一下电极，该芯片的上电极对应该导热绝缘层的上开口，该芯片的下电极固定于该核心板的上表面且对应于该核心板的下开口； 一封胶层，局部包覆该芯片而曝露出该芯片的上电极； 一第一线路层，布设于该导热绝缘层的顶面、该贯孔内，以及该核心板的下表面，并且经由该导热绝缘层的上开口与该芯片的上电极形成电性连接；以及 一第二线路层，布设于该核心板的下表面且经由该核心板的下开口与该芯片的下电极形成电性连接。
2.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其中该核心板具有一绝缘层、一上导电层，以及一下导电层，该上、下导电层分别设于该绝缘层的上、下表面，该下开口贯穿该下导电层及该绝缘层而曝露出该上导电层，该上导电层供该芯片的下电极固定且电性连接该第二线路层。
3.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其中该导热绝缘层的顶面设有一第一防焊层，该第一防焊层包覆该第一线路层，该核心板的下表面设有一第二防焊层，该第二防焊层包覆该第一、第二线路层。
4.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其中该第一线路层在该核心板的下表面形成一第一接点，该第二线路层在该核心板的下表面形成一第二接点。
5.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其中该导热绝缘层为一背胶铜箔。
6.根据权利要求1所述的芯片封装结构，其中该导热绝缘层为一软陶瓷导热胶膜。
7.—种芯片封装模块，其特征在于，包含有: 至少二根据权利要求1所述的芯片封装结构，该二芯片封装结构相互连接在一起，且该二芯片封装结构之间设有一切割道。
8.根据权利要求7所述的芯片封装模块，其中该核心板具有一绝缘层、一上导电层，以及一下导电层，该上、下导电层分别设于该绝缘层的上、下表面，该下开口贯穿该下导电层及该绝缘层而曝露出该上导电层，该上导电层供该芯片的下电极固定且电性连接该第二线路层。
9.根据权利要求7所述的芯片封装模块，其中该导热绝缘层的顶面设有一第一防焊层，该第一防焊层包覆该第一线路层，该核心板的下表面设有一第二防焊层，该第二防焊层包覆该第一、第二线路层。
10.根据权利要求7所述的芯片封装模块，其中该第一线路层在该核心板的下表面形成一第一接点，该第二线路层在该核心板的下表面形成一第二接点。
11.根据权利要求7所述的芯片封装模块，其中该导热绝缘层为一背胶铜箔。
12.根据权利要求7所述的芯片封装模块，其中该导热绝缘层为一软陶瓷导热胶膜。
13.—种芯片封装结构的制造方法，其特征在于，包含有下列步骤: A,将一芯片的一下电极固定于一核心板的一上导电层； B，设置一封胶层将该芯片包覆住； C，压合一导热绝缘层于该核心板，使该芯片埋设于该导热绝缘层内； D，对该导热绝缘层及该核心板加工出一贯孔，并且对该导热绝缘层的一顶面及该封胶层的一顶面加工一上开口，使该芯片的上电极经由该导热绝缘层的上开口而显露在外，另外再对该核心板的一下表面加工出一下开口，使该核心板的上导电层经由该核心板的下开口而显露在外；以及 E，电镀一导电材料于该导热绝缘层的顶面、该贯孔内，以及核心板的下表面，并对该导电材料图案化，以分别形成一第一线路层及一第二线路层，使该第一线路层电性连接该芯片的上电极，该第二线路层电性连接该核心板的上导电层。
14.根据权利要求13的芯片封装结构的制造方法，其特征在于，在步骤A中，先将该芯片沾附助焊剂之后置于该核心板的上导电层，再以热压熔锡焊接技术将该芯片的下电极固定于该核心板的上导电层。
15.根据权利要求13的芯片封装结构的制造方法，其特征在于，在步骤A中，先涂布一焊料于该核心板的上导电层，再将该芯片置于该核心板的上导电层后进行回焊，使该芯片的下电极固定于该核心板的上导电层。
16.根据权利要求13的芯片封装结构的制造方法，其特征在于，在步骤B中，在设置封胶层之后再进行黑色氧化处理。
17.根据权利要求13的芯片封装结构的制造方法，其特征在于，在步骤D中，该贯孔、该上开口，以及该下开口是以激光加工方式所形成。
18.根据权利要求17的芯片封装结构的制造方法，其特征在于，在步骤E中，在电镀该导电材料之前，先使用等离子体进行激光钻孔后的去胶渣处理。
19.根据权利要求13的芯片封装结构的制造方法，其特征在于，在步骤E中，在对该导电材料图案化之后，布设一第一防焊层于该导热绝缘层的顶面且将该第一线路层包覆住，同时布设一第二防焊层于该核心板的下表面而将该第一、第二下线路层包覆住。
20.根据权利要求19的芯片封装结构的制造方法，其特征在于，在步骤E中，在布设该第一、第二防焊层之后，再分别于该第一、第二下线路层形成一化学金层，以作为一第一接点及一第二接点。
21.根据权利要求13的芯片封装结构的制造方法，其中该导热绝缘层为一背胶铜箔。
22.根据权利要求13的芯片封装结构的制造方法，其中该导热绝缘层为一软陶瓷导热胶膜。
【文档编号】H01L33/54GK104425682SQ201310408926
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】陈威任 申请人:菱生精密工业股份有限公司