专利名称：增进有效黏晶面积的封装制程及实施该封装制程的b阶膜层的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种集成电路的封装制程，特别是有关于一种增进B阶膜层的有效黏晶面积的封装制程及实施该封装制程的B阶膜层。
背景技术：
利用B阶胶材(B-stage compound)作为黏晶材料已为习知技术，如台湾专利公告编号第455970号“多晶片堆叠的封装件”，习知B阶胶材是用以黏结两晶片，在两晶片之间因热膨胀系数相同，不会产生应变力(stress)，且该B阶胶材是密封于封胶体内部，对B阶胶材黏结强度要求较低。
如图1所示，当直接利用B阶胶材黏结晶片与基板时，一般而言，是先提供一B阶胶材于基板10的黏晶面11，之后，晶片20的背面23压合至基板10的黏晶面11，在压合时同时加热将B阶胶材热固化为一已固化C阶膜层13，以该已固化C阶膜层13黏着晶片20与基板10，该已固化C阶膜层13在后续制程(例如以打线形成的焊线30连接在晶片20正面22的焊垫21与基板10的垫12以及压模步骤)将不会有任何相变化与化学反应，然而B阶胶材是以印刷或其它液态涂施形成，B阶胶材形成表面不完全平坦，且仅由压合晶片20的压力使得该B阶胶材无法实质密实于晶片20与基板10之间，在封装后执行如湿度、预烧等信赖性试验(reliability test)时，容易产生“爆米花”现象(popcorn)，因此，在压模前拔除晶片20，发现该已固化C阶膜层13在基板10的有效黏晶面积仅不到基板10的黏晶面积百分之五十，甚至有些低于百分之三十(如图2所示)，显然该已固化C阶膜层13对晶片20与基板10的黏结力不足且无法密实，有气泡及间隙存在于晶片20与基板10之间。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种增进有效黏晶面积的封装制程，利用保持B阶模层为未完全热固化状态，在压合晶片、电性连接之后，封胶体的注胶压力是大于晶片压合压力，使得该B阶膜层能被紧密压迫，以增进有效黏晶面积。
本发明的次一目的在于提供一种B阶膜层，适用于增进有效黏晶面积的封装制程，该B阶膜层是黏附于晶片与基板之间，该B阶膜层的玻璃态转化温度(glasstransition temperature，Tg)是不高于压合晶片的温度，且该B阶膜层的热固化温度是不高于压模封胶体的温度，使得在压模步骤中，B阶膜层能更密实于晶片与基板之间。
一种增进有效黏晶面积的封装制程，其中包含提供一基板，该基板具有一黏晶面；形成一A阶液态胶于该基板的黏晶面，该A阶液态胶是包含有热固性化合物及溶剂；烘烤该基板，以去除该A阶液态胶的溶剂，使得该A阶液态胶形成一干燥的B阶膜层；压合一晶片至该基板的黏晶面，以使该B阶膜层黏接该基板与该晶片，且在压合后保持该B阶膜层于未完全固化状态；电性连接该晶片与该基板；及压模形成一封胶体，当灌注该封胶体时，该B阶膜层是未完全固化，该封胶体的注胶压力是大于上述压合压力，使得该B阶膜层被紧密压迫，以增进有效黏晶面积。
所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其中压模时的注胶压力是介于1000～1500psi。
所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其中在压模时，同时提供一介于150℃至200℃的注胶温度，使得该B阶膜层完全固化为C阶膜层。
所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其中在压模时的注胶温度是高于上述烘烤步骤的温度。
所述的B阶膜层具有一高于35℃的玻璃态转化温度(glass transitiontemperature，Tg)。
所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其中压合晶片的温度是高于该B阶膜层的玻璃态转化温度。
所述的A阶液态胶的液态形成方法是选自于印刷(Printing)、网板印刷(screen printing)、模板印刷(stencil printing)、喷涂(spraying)、旋涂(spin coatng)或浸染(dipping)。
所述“压合晶片”的步骤中，该晶片的背面是黏接至该B阶膜层。
所述的“压合晶片”的步骤中，该晶片的主动面或侧面是黏接至该B阶膜层。
所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其中在“压模形成一封胶体”步骤之后，切割单离该基板，使得基板的黏晶面面积尺寸不大于晶片正面面积的一点五倍。
一种实施于权利要求1或10所述的增进有效黏晶面积的封装制程的B阶膜层，其是黏附于晶片与基板之间，该B阶膜层是具有一玻璃态转化温度(glasstransition temperature，Tg)及一热固化温度，该B阶膜层的玻璃态转化温度是不高于压合晶片的温度，且该B阶膜层的热固化温度是不高于封胶体的注胶温度。
所述的B阶膜层的玻璃态转化温度是高于35℃。
一种增进有效黏晶面积的封装制程，其中包含提供一基板，该基板是具有一黏晶面；印刷一液态黏晶物质于该基板的黏晶面，该黏晶物质是包含有多阶热固性化合物；第一烘烤该黏晶物质，使得该黏晶物质具有B阶特性；压合一晶片至该基板的黏晶面，以使该黏晶物质黏接该基板与该晶片且不完全固化该黏晶物质；
电性连接该晶片与该基板；及压模形成一封胶体且同时第二次烘烤该黏晶物质，使得该黏晶物质与该封胶体同时完全固化。
所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其中，在压合该晶片的步骤中，该黏晶物质是具有一高于35℃的玻璃态转化温度(glass transition temperature，Tg)。
本发明所提供的封装制程及B阶膜层，可增进晶片与基板之间的有效黏晶面积。
图1一种习知集成电路封装制程中黏接有晶片的基板截面示意图；图2在该习知集成电路封装的基板上有效黏晶面积的照相图；图3依本发明的一具体实施例，一种增进有效黏晶面积的封装制程的流程示意图；图4A至图4F依本发明的一具体实施例，在该封装制程中的基板截面示意图；图5依本发明的一具体实施例，由该封装制程形成的集成电路封装截面示意图；及图6依本发明的另一具体实施例，在基板与晶片黏接后压模状态示意图。
组件符号简单说明10基板 11黏晶面 12垫13已固化C阶膜层20晶片 21焊垫 22正面23背面 30焊线101提供基板 102形成A阶液态胶于基板103烘烤基板，以使A阶液态胶形成B阶膜层104压合晶片与基板，且保持B阶膜层于未完全固化状态
105电性连接晶片与基板106压模形成封胶体，该封胶体的注胶压力大于晶片压合压力110基板111黏晶面112垫113表面接合面121 A阶液态胶 122 B阶膜层123已固化C阶膜层130晶片131焊垫132正面133背面140焊线150封胶体151上模具 152下模具 160焊球210基板211黏晶面 212垫213表面接合面 214窗 222 B阶膜层230晶片231焊垫232正面240焊线251上模具 252下模具具体实施方式
依本发明的增进有效黏晶面积的封装制程，其是包含以下步骤a)提供一基板，该基板具有一黏晶面；b)液态形成一A阶液态胶于该基板的黏晶面，该A阶液态胶包含有热固性化合物及溶剂；c)烘烤该基板，以去除该A阶液态胶的溶剂，使得该A阶液态胶形成一干燥且未完全固化的B阶膜层；d)压合一晶片至该基板的黏晶面，以使该B阶膜层黏接该基板与该晶片，且在压合后保持该B阶膜层于未完全固化状态；e)电性连接该晶片与该基板；及f)压模形成一封胶体，当灌注该封胶体之前，该B阶膜层是未完全固化，该封胶体的注胶压力是大于晶片压合压力，如介于1000-1500psi的注胶压力，使得该B阶膜层能被压迫而密实，以增进有效黏晶面积，较佳地，注胶温度是介于150℃至200℃，高于上述烘烤温度以及B阶膜层的热固化温度，以固化该B阶膜层。
请参阅附图所示，本发明将列举以下的实施例说明依本发明的一具体实施例，如图3所示，增进有效黏晶面积的封装制程是包含有以下制程步骤如图3及图4A所示，于“提供基板”101的步骤中，所提供的基板110是为一适用于集成电路封装的电路基板，如BT印刷电路板或薄膜电路板，该基板110是具有一黏晶面111，该黏晶面是形成有用以电性导接晶片130的垫112，较佳地，基板110对应于黏晶面111的另一表面是为表面接合面113，两表面间是以线路电性导通(图未绘出)。
之后，如图3及图4B所示，执行“形成A阶液态胶于基板”102的步骤，在基板110的黏晶面111形成一A阶液态胶121(A-stage liquid compound)，以作为黏晶物质(die bond material)，在本实施例中，是以网板印刷(screenprinting)技术形成该A阶液态胶121，或者其它液态形成方法，如印刷(printing)、网板印刷(screen printing)、模板印刷(stencil printing)、喷涂(spraying)、旋涂(spin coatng)或浸染(dipping)等等，该A阶液态胶121是包含有热固性化合物及溶剂，如聚亚醯胺(polyimide)、聚喹琳(polyquinolin)或苯环丁烯(benzocyclobutene)等热固性化合物，以及能够溶解上述热固性树脂的溶剂，如丁内脂(butyrolactone)与环戊酮(cyclopentanone)的混合溶剂或是1，3，5-三甲基苯(mesitylene)，该A阶液态胶121的玻璃态转化温度(Tg)应在摄氏-40℃～10℃之间。
接着，如图3及图4C所示，执行“烘烤基板，以使A阶液态胶形成B阶膜层”103的步骤，将基板110进行加热、真空干燥或紫外线照射等工程，以去除该A阶液态胶121的溶剂，使得该A阶液态胶121转变形成为一干燥且未热固化的B阶膜层122(B-stage film layer)，该B阶膜层122是具有热塑性(thermoplastic)及可热固化性，也就是俗称的未固化预浸材(uncuring prepreg)，该B阶膜层122是具有一玻璃态转化温度(glass transition temperature，Tg)及一热固化温度，该B阶膜层122的玻璃态转化温度(Tg)是将被提升但不高于压合晶片的温度，约在-10～100℃之间为佳，又以在摄氏35℃～70℃为尤佳，当该B阶膜层122在玻璃态转化温度以下环境(＜35℃)时为无黏性的干燥膜层，在室温状态下易于搬运储放基板110，当B阶膜层122处于玻璃态转化温度以上的环境时将呈黏稠流动性，以供湿润黏着晶片130，且该B阶膜层122的热固化温度是不高于封胶体的注胶温度(低于摄氏175℃)。
然后，如图3及图4D所示，执行“压合晶片与基板，且保持B阶膜层于未完全固化状态”104步骤，将一晶片130压合至该基板110的黏晶面111，其中压合步骤104所提供的温度应高于该B阶膜层122的玻璃态转化温度，以使该B阶膜层122黏接该基板110与该晶片130，在本实施例中，该B阶膜层122是黏接该晶板130的背面133(依封装型态不同亦可为晶片的正面或侧面)，而晶板130的正面132是形成有焊垫131，且在压合步骤104后保持该B阶膜层122于未完全固化状态。
之后，如图3及图4E所示，执行“电性连接晶片与基板”105的步骤，其是利用打线形成的金属焊线140电性连接晶片130的焊垫131与基板110的垫112，此时，该B阶膜层122亦保持在未完全固化状态，此外，电性连接方法是可运用卷带自动接合(Tape Automated Bonding，TAB)或其它习知技术。
然后，如图3及图4F所示，执行“压模形成封胶体，该封胶体的注胶压力是大于晶片压合压力)106的步骤，将以B阶膜层122黏接有晶片130的基板110置入于封装模具内，以一上模具151与一下模具152模封该基板110，该基板110是在由上模具151与下模具152所形成的模穴中，并沿一注胶口灌注一封胶体150(molding compound)，该封胶体150是包含有热固性树脂、硅氧化合物、脱模剂及少许色料，该封胶体150的注胶压力是介于1000至1500psi之间，其是大于压合步骤104的晶片压合压力，由于该B阶膜层122经过压合步骤104与电性连接步骤105之后是仍在未完全固化状态，具有适度可变形度，在封胶体150形成的高压环境下，该B阶膜层122被紧密压迫而显得密实，该B阶膜层122原本可能存在的间隙或气泡将被排除，以增进基板110对晶片130的有效黏晶面积，较佳地，在压模步骤106过程中，同时提供一介于150℃至200℃的注胶温度，高于烘烤步骤103的温度，使得该封胶体150与该B阶膜层122同时固化，该B阶膜层122是完全固化为C阶膜层123(如图5所示)，该C阶膜层123(C-stage film layer)是已热固化反应完成，呈一稳固的固定膜层，在本实施例中，在压模步骤106之后，将复数个焊球160接植于基板110的表面接合面113，并切割单离该基板110，以构成一信赖度试验良好的球格阵列封装结构(Ball Grid Array Package)，本发明的增进有效黏晶面积的封装制程是适用于多种封装型态，特别是晶片尺寸封装结构(Chip Scale Package，CSP)，由在制程中B阶膜层122不会污染基板110的垫112，故垫112在设计上能紧密靠近晶片130，较佳地单离成封装结构，基板110的黏晶面111面积尺寸不大于晶片130正面132的一点五倍，以形成一近晶片尺寸的CSP封装结构。
再者，本发明的增进有效黏晶面积的封装制程是能运用于其它不同型态的封装结构，如图6所示，一B阶胶层222是形成于基板210的黏晶面211与晶片230的正面232之间，晶片230的正面232是形成有焊垫231，对应于基板210的窗口214，并以焊线240电性连接晶片230的焊垫231与基板210的垫212，在晶片230黏接与电性连接的步骤过程中，B阶胶层222是为未完全热固化，当上模具251与下模具252模封该基板210时，封胶体的注胶压力将使得B阶胶层222被紧迫而密实，达到增进有效黏晶面积的功效。
本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准，任何熟知此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内所作的任何变化与修改，均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于包含提供一基板，该基板具有一黏晶面；形成一A阶液态胶于该基板的黏晶面，该A阶液态胶是包含有热固性化合物及溶剂；烘烤该基板，以去除该A阶液态胶的溶剂，使得该A阶液态胶形成一干燥的B阶膜层；压合一晶片至该基板的黏晶面，以使该B阶膜层黏接该基板与该晶片，且在压合后保持该B阶膜层于未完全固化状态；电性连接该晶片与该基板；及压模形成一封胶体，当灌注该封胶体时，该B阶膜层是未完全固化，该封胶体的注胶压力是大于上述压合压力，使得该B阶膜层被紧密压迫，以增进有效黏晶面积。
2.如权利要求1所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于压模时的注胶压力是介于1000～1500psi。
3.如权利要求1所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于在压模时，同时提供一介于150℃至200℃的注胶温度，使得该B阶膜层完全固化为C阶膜层。
4.如权利要求1或3所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于在压模时的注胶温度是高于上述烘烤步骤的温度。
5.如权利要求1所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于该B阶膜层具有一高于35℃的玻璃态转化温度(glass transition temperature，Tg)。
6.如权利要求1或5所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于压合晶片的温度是高于该B阶膜层的玻璃态转化温度。
7.如权利要求1所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于该A阶液态胶的液态形成方法是选自于印刷(Printing)、网板印刷(screen printing)、模板印刷(stencil printing)、喷涂(spraying)、旋涂(spin coatng)或浸染(dipping)。
8.如权利要求1所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于所述“压合晶片”的步骤中，该晶片的背面是黏接至该B阶膜层。
9.如权利要求1所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于所述的“压合晶片”的步骤中，该晶片的主动面或侧面是黏接至该B阶膜层。
10.如权利要求1所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于在“压模形成一封胶体”步骤之后，切割单离该基板，使得基板的黏晶面面积尺寸不大于晶片正面面积的一点五倍。
11.一种实施权利要求1或10所述增进有效黏晶面积的封装制程的B阶膜层，其特征在于该B阶膜层是黏附于晶片与基板之间，其具有一玻璃态转化温度(glass transition temperature，Tg)及一热固化温度，该B阶膜层的玻璃态转化温度是不高于压合晶片的温度，且该B阶膜层的热固化温度是不高于封胶体的注胶温度。
12.如权利要求11所述的B阶膜层，其特征在于该B阶膜层的玻璃态转化温度是高于35℃。
13.一种增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于包含提供一基板，该基板是具有一黏晶面；印刷一液态黏晶物质于该基板的黏晶面，该黏晶物质是包含有多阶热固性化合物；第一烘烤该黏晶物质，使得该黏晶物质是具有B阶特性；压合一晶片至该基板的黏晶面，以使该黏晶物质黏接该基板与该晶片且不完全固化该黏晶物质；电性连接该晶片与该基板；及压模形成一封胶体且同时第二次烘烤该黏晶物质，使得该黏晶物质与该封胶体同时完全固化。
14.如权利要求13所述的增进有效黏晶面积的封装制程，其特征在于在压合该晶片的步骤中，该黏晶物质是具有一高于35℃的玻璃态转化温度(glasstransition temperature，Tg)。
全文摘要
本发明提供一种增进有效黏晶面积的封装制程及实施该封装制程的B阶膜层。一种增进有效黏晶面积的封装制程，其是在一基板上形成一A阶液态胶，并烘烤为B阶膜层，在晶片压合与电性连接步骤中，B阶膜层是未完全热固化，在压模步骤中，封胶体的注胶压力(1000－1500psi)是大于晶片压合压力，使得未固化B阶膜层更为密实，以增进有效黏晶面积。该B阶膜层是黏附于晶片与基板之间，其具有一玻璃态转化温度(glass transition temperature，Tg)及一热固化温度，该B阶膜层的玻璃态转化温度是不高于压合晶片的温度，且该B阶膜层的热固化温度是不高于封胶体的注胶温度。
文档编号H01L21/56GK1617316SQ20031010349
公开日2005年5月18日 申请日期2003年11月10日 优先权日2003年11月10日
发明者林俊宏, 钟卓良, 黄铭亮, 黄国樑 申请人:南茂科技股份有限公司, 百慕达南茂科技股份有限公司