可携式装置及其集成电路的封装结构、封装体与封装方法_2

文档序号:9525591阅读:来源:国知局
通常会具有各种不同形式或功能的集成电路,但不以此为限。实际上,可通过适当的晶粒切割器沿着晶圆完成品I上的切割线CL进行切割,以切割出该些晶粒10。需说明的是,由于晶粒切割器的刀具通常会具有一定的厚度(宽度),例如:15?20微米(μ m),所以一般会设计有切割道ST,其具有一预设切割道宽度,例如50微米(μ m),以避免刀具进行切割时产生偏差而造成晶粒10内部电路的损伤。
[0060]接着,请参照图2A与图2B,图2A与图2B分别图示从图1中的晶圆完成品I切割出的晶粒10的俯视图与侧视图。如图2A与图2B所示,晶粒10具有接触部100、晶粒边界102、密封环104、有效电路边界106、切割边界保留部108与冶金层(Metallurgy Layer)Pl。
[0061]接触部100位于有效电路边界106内的有效电路区域里。切割边界保留部108为刀具沿着晶圆完成品I上的切割道ST切割出晶粒10后还保留在晶粒10上的部分的切割道,通常切割边界保留部108会具有10微米(μ m)的预设宽度,但不以此为限。切割边界保留部108位于晶粒边界102与密封环104之间。密封环104位于接触部100与切割边界保留部108之间。在本发明的一实施例中,密封环104的宽度可为25微米(μπι)。在本发明的一实施例中,冶金层Pl设置于接触部100上,并且至少有部分的冶金层Pl会位于密封环104之上。
[0062]需说明的是,晶粒10上的接触部100(凸块)通常是芯片封装体的接脚(pin)与晶粒10内部集成电路的沟通媒介。此外,本实施例中的晶粒10可应用于轻薄短小的可携式装置,因此晶粒10需具有超小的尺寸,在本实施例中,晶粒10上所设置的接触部100数目至多为16个,较佳为3个至8个,但不以此为限。
[0063]于此实施例中,如图2A所示,假设接触部100的外侧边缘与晶粒边界102之间的距离为do,冶金层Pl的外侧边缘与切割边界保留部108的外侧边缘(亦即晶粒边界102)之间的距离为dl,由于传统的冶金层的外侧边缘至多只形成在接触部100的外侧边缘上方。也就是说,传统冶金层的外侧边缘与晶粒边界之间的距离d0最小为55微米(μπι)。然而,在本实施例中,冶金层Pl的外侧边缘会延伸形成在密封环104之上。因此,在本实施例中,dl会小于55微米(μ m),通常是介于O至55微米(μ m)之间,在本发明的一实施例中,dl是介于O至54微米(μ m)之间,在其他实施例中,dl最佳是介于10至54微米(μ m)之间,但不以此为限。
[0064]此外,从图2C所图示的放大图可知,晶粒10的接触部100周围设置有钝化层(Passivat1n Layer) PL,用以隔离并避免接触部100与外部电性连接。冶金层Pl设置于晶粒10的接触部100与钝化层PL上。在本实施例中,冶金层Pl可为球下冶金(Under BumpMetallurgy, UBM)层,其又可称为多层金属层,于此实施例中,作为UBM层的冶金层Pl可包括粘附层(Adhes1n Layer)AL、障碍层(Barrier Layer)BL、可焊层(Solderable Layer) SL与保护层(Oxidat1n Resistance Layer)0RL。在其他实施例中,冶金层Pl亦可包括至少一层金属层或至少一层可焊层,本发明并不对此加以限制。
[0065]粘附层AL形成于晶粒10的接触部100与钝化层PL上,用以与接触部100与钝化层PL形成较强的连结;障碍层BL形成于粘附层AL上,用以防止接触部100与可焊层SL之间的扩散发生。实际上,粘附层AL与障碍层BL的材质可以是铬(Cr)、钛(Ti)、钛/钨(Ti/W)、镍(Ni)、钯(Pd)或钥(Mo),其厚度约为0.15?0.2mm,但不以此为限。
[0066]可焊层SL形成于障碍层BL上,用以供焊锡在回焊(Reflow)时可完全滞留附立其上而成球状。实际上,可焊层SL的材质可以是铜(Cu)、镍(Ni)或钯(Pd),其厚度约为I?5mm,但不以此为限。于此实施例中,可焊层SL上可涂布有锡膏(Solder Paste),以使得晶粒10能够与载板或电路板形成电性连接。在本发明的一实施例中,可焊层SL的厚度大于障碍层BL的厚度,但不以此为限。
[0067]保护层ORL形成于可焊层SL上,用以保护其下方的粘附层AL、障碍层BL与可焊层SL,以避免这些金属层被氧化。实际上,保护层ORL的材质通常为金(Au),其厚度约为0.05?0.1mm,但不以此为限。
[0068]请参照图3A与图3B,图3A与图3B分别为载板的俯视图与侧视图。如图3A与图3B所示,载板20上设置有焊垫P2。为了比较载板20上的焊垫P2与晶粒10上的冶金层P1,图3A中以虚线图示出晶粒10与其冶金层Pl。需说明的是,由于载板20用以承载晶粒10,所以载板20上所设置的焊垫P2会对应于晶粒10上的冶金层P1,但载板20上所设置的焊塾P2的面积会稍大于晶粒10上的冶金层Pl的面积,使得图2C所TK的晶粒10上的涂布有锡膏的可焊层SL与图3B所示的载板20上的焊垫P2在如图4B所示通过回焊(Reflow)方式耦接在一起(如图4B中的斜线部分所示)而形成电性连接时,较不易产生空焊(solderempty)的现象。
[0069]由此,晶粒10便可承载于载板20上并且彼此电性连接。根据图3A与图4A可知,由于载板20上所设置的焊垫P2面积较大,会有部分的焊垫P2位于晶粒10的晶粒边界(虚线)102之外,再加上晶粒10上的冶金层Pl相当靠近晶粒边界102,因此,当晶粒10上的冶金层Pl与载板20上的焊垫P2通过回焊方式耦接在一起时,如图4B所示,载板20上会有些许热融的焊垫P2与晶粒10的一侧部分耦接。
[0070]接着,承载晶粒10的载板20可设置于可携式装置中的一印刷电路板(PCB)或主机板上并与印刷电路板电性连接,使得载板20能通过其内部线路连接晶粒10与印刷电路板之间的信号,由此可携式装置可通过印刷电路板与载板20控制晶粒10上的有效电路区域中的集成电路执行某一功能。在其他实施例中,晶粒10也可以通过冶金层Pl与涂布在治金层Pl的可焊层SL的锡膏来耦接可携式装置中的印刷电路板上的焊垫。
[0071]接着,请参照图5A,图5A为图1的晶圆完成品I的一部分13中的晶粒11与12上至少有部分的冶金层位于密封环之上的俯视图。如图5A所示,晶圆完成品I的一部分13上的切割线CL的两侧为切割道ST。切割道ST的左边与右边分别为晶粒11的晶粒边界112与晶粒12的晶粒边界122。
[0072]于晶粒12中,晶粒12具有接触部120、晶粒边界122、密封环124、切割边界保留部128与冶金层Pl。切割边界保留部128位于晶粒边界122与密封环124之间。密封环124位于切割边界保留部128与接触部120之间。冶金层Pl设置于接触部120上,并且至少有部分的冶金层Pl会延伸至密封环124之上而位于密封环124之上。
[0073]于实际应用中,假设接触部120的外侧边缘与晶粒边界122之间的距离为d0,冶金层Pl的外侧边缘与晶粒边界122 (亦即切割边界保留部128的外侧边缘)之间的距离为dl,由于传统的冶金层的外侧边缘通常会切齐接触部的外侧边缘,亦即dO即为传统的冶金层的外侧边缘与晶粒边界之间的距离55微米(μ m),至于本实施例的冶金层Pl的外侧边缘会延伸至密封环124之上,因此,dl会小于dO,通常是介于O至54微米(μ m)之间,最佳是介于10至54微米(μπι)之间,但不以此为限。
[0074]同理,于晶粒11中,晶粒11具有接触部110、晶粒边界112、密封环114、切割边界保留部118与冶金层Pl。切割边界保留部118位于晶粒边界112与密封环114之间。密封环114位于切割边界保留部118与接触部110之间。冶金层Pl设置于接触部110上,并且至少有部分的冶金层Pl会延伸至密封环114之上而位于密封环114之上,使得接触部110的外侧边缘与晶粒边界112之间的距离会小于冶金层Pl的外侧边缘与晶粒边界112(亦即切割边界保留部118的外侧边缘)之间的距离55微米(ym),通常是介于O至54微米(V- m)之间,最佳是介于10至54微米(μπι)之间,但不以此为限。
[0075]需说明的是,于上述图5Α的实施例中,晶粒上的冶金层至少会有一部分延伸至密封环之上而位于密封环之上。于实际应用中,晶粒上的冶金层亦可至少有一部分延伸至切割边界保留部之上而位于切割边界保留部之上。
[0076]如图5Β所示,于晶粒12中,假设接触部120的外侧边缘与晶粒边界122之间的距
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