专利名称：封装用基板固定装置及半导体芯片封装体的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种封装用基板固定装置及半导体芯片封装体的制造方法，特别涉及一种用于芯片型覆晶封装基板固定装置及芯片型覆晶封装体的制造方法。
背景技术：
传统芯片型覆晶封装技术(Flip Chip CSP，简称fcCSP)，将芯片翻转后，以面朝下的方式通过金属导体与积层基板(laminated substrate)进行接合，广泛地运用在需要高性能、高速与高密度，以及小尺寸封装的元件上。随着半导体装置的尺寸微缩，电性连接凸块的间距也随之逐渐缩小。若使用传统的芯片型覆晶封装技术，将芯片倒置贴附于积层基板时，因积层基板受外力发生翘曲，使得相邻凸块之间易发生桥接，或者形成非常脆性的冷焊点(cold joint)。特别是，在将芯片取置于积层基板上的步骤时，并未以固定治具固定，在经过回焊步骤后，接着在进行后续去除助焊剂的清洗工艺时，才使用治具固定积层基板边缘。然而，在取置芯片于积层基板上的步骤时，已容易造成积层基板翘曲，导致凸块间桥接或冷焊点缺陷。就其本身而论，业界所急需一种封装用基板固定装置及半导体芯片封装体的制造方法，能有效地避免凸块间桥接或冷焊点缺陷，并且避免在去除助焊剂的清洗工艺后，造成助焊剂及容易残留。
发明内容
根据本发明的一实施例，一种封装用基板固定装置，包括一底板；一积层基板， 具有多个芯片置晶区域供至少一芯片接合；以及一上固定盖板，通过磁力或机械力将该积层基板平整地固定在该底板和该上盖固定板之间；其中该上盖固定板具有多个开口区域对应所述多个芯片置晶区域。根据本发明另一实施例，一种半导体芯片封装体的制造方法，包括提供一封装用基板固定装置，其包括一底板、一积层基板具有多个芯片置晶区域供至少一芯片接合、以及一上固定盖板通过磁力或机械力将该积层基板平整地固定在该底板和该上盖固定板之间， 其中该上盖固定板具有多个开口区域对应所述多个芯片置晶区域；将一芯片反转覆置于该积层基板的该芯片置晶区域上；将含芯片的该封装用基板固定装置进行一回焊工艺；以含去离子水及溶剂的一溶液清洗该含芯片的该封装用基板固定装置，以去除残留助焊剂。为使本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图IA显示根据本发明的一实施例的封装用基板固定装置的立体示意图。图IB显示图IA的封装用基板固定装置的剖面示意图。图2A显示根据本发明另一实施例的封装用基板固定装置的立体示意图。图2B显示图2A的封装用基板固定装置的剖面示意图。图3A显示根据本发明另一实施例的封装用基板固定装置的立体示意图。
图;3B显示图3A的封装用基板固定装置的分解示意图。图4A显示根据本发明另一实施例的封装用基板固定装置的立体示意图。图4B显示图4A的封装用基板固定装置的周边区域4B的局部放大示意图。图4C显示图4A的封装用基板固定装置400的组合后的上视图。图4D显示图4C的封装用基板固定装置400的剖面示意图。图5A显示根据本发明另一实施例的封装用基板固定装置500的组合后的上视图。图5B显示图5A的封装用基板固定装置500的剖面示意图。图5C显示图5A的封装用基板固定装置的周边区域5C的局部放大示意图。图6A显示根据本发明另一实施例的封装用基板固定装置600的组合后的上视图。图6B显示图6A的封装用基板固定装置600的剖面示意图。图6C显示图6A的封装用基板固定装置的周边区域6C的局部放大示意图。并且，上述附图中的附图标记说明如下100、200、300、400、500、600 封装用基板固定装置；110、210、310、410、510、610 上盖固定板；115、215、315、415 固定孔洞；416 底板钉桩；122、322、422、522、622 格子状的细带；125、225、325、425、525、625 开口区域；1洸、2洸、似6 上盖固定板的周边区域；130、230、430、530、630 积层基板；135,235,535,635 芯片置晶区域；150、250、450、550、650 底板；160、260、560、660 芯片；228 宽带；232 切割槽；310a 第一固定构件；310b 第二固定构件；318 扣环；455 真空吸孔；458 磁石；428 暗沟；526、626 凸出部；528、628 沟道；T 上盖固定板的厚度；Tl 暗沟的高度；D 宽带的宽度；D’ 两组阵列式芯片之间的间距；d 切割槽的宽度。
具体实施例方式以下以各实施例详细说明并伴随着
的范例，做为本发明的参考依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分皆使用相同的图号。且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各元件的部分将以分别描述说明之， 值得注意的是，图中未绘示或描述的元件，为本领域普通技术人员所知的形式，另外，特定的实施例仅为说明本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。图IA显示根据本发明的一实施例的封装用基板固定装置的立体示意图，图IB显示图IA的封装用基板固定装置的剖面示意图。于图1A、图IB中，一封装用基板固定装置 100包括一底板150、一积层基板130，具有多个芯片置晶区域135供至少一芯片160接合， 及一上盖固定板110具有多个开口区域125对应所述多个芯片置晶区域135。应了解的是， 在去除助焊剂的过程中，为了使得去离子水和溶剂所构成的溶液容易排除，在设计上，上盖固定板110的厚度T应小于或等于芯片160的厚度。多个固定孔洞(pinhole) 115设置于上盖固定板110的周边区域126。所述多个固定孔洞115与底板的钉桩(guide pin)用以与底板的钉桩(guide pin)结合而固定上盖固定板110、积层基板130和底板150。上盖固定板110的开口区域内包括格子状的细带122，分隔阵列中的各芯片。图2A显示根据本发明另一实施例的封装用基板固定装置的立体示意图，图2B显示图2A的封装用基板固定装置的剖面示意图。于图2A、图2B中，一封装用基板固定装置 200包括一底板250、一积层基板230，具有多个芯片置晶区域235供至少一芯片260接合， 及一上盖固定板210具有多个开口区域225对应所述多个芯片置晶区域235。于此实施例中，各个芯片置晶区域235可供一阵列式芯片沈0黏附。多个固定孔洞215设置于上盖固定板210的周边区域。所述多个固定孔洞215用以与底板的钉桩(guide pin)结合而固定上盖固定板210、积层基板230和底板250。应了解的是，相邻两开口区域225之间具有一宽带228，其中宽带228的宽度D大于积层基板的一切割槽232的宽度d，但小于两组相邻阵列式芯片之间的间距D’。再者，在去除助焊剂的过程中，为了使得去离子水和溶剂所构成的溶液容易排除，在设计上该上盖固定板110的厚度T应小于或等于该芯片160的厚度。图3A显示根据本发明另一实施例的封装用基板固定装置的立体示意图，图:3B显示图3A的封装用基板固定装置的分解示意图。于图3A、图:3B中，一上盖固定板310包括第一固定构件310a和第二固定构件310b。该第一固定构件310a为一顶盖环，压附该第二固定构件310b的边缘，其中该顶盖环的外围具有多个扣环318，以固定底板、积层基板、上固定盖板、和顶盖环。第二固定构件310b相似于图IA-图IB的上盖固定板110，具有多个开口区域325 对应芯片置晶区域。多个固定孔洞315设置于上盖固定板310的周边区域。所述多个固定孔洞315用以固定上盖固定板、积层基板和底板。同样地，第二固定构件310b的开口区域内包括格子状的细带322，分隔阵列中的各芯片。图4A显示根据本发明另一实施例的封装用基板固定装置的立体示意图，图4B显示图4A的封装用基板固定装置的周边区域4B的局部放大示意图。于图4A、图4B中，一封装用基板固定装置400包括一底板450、一积层基板430，具有多个芯片置晶区域供至少一芯片接合，及一上盖固定板410具有多个开口区域425对应所述多个芯片置晶区域。于一实施例中，底板450镶有多个磁石458以将积层基板430平整地固定在底板450和上盖固定板410之间。上盖固定板410具有固定孔洞415，用以与底板的钉桩(guide pin) 416结合而固定上盖固定板410、积层基板430和底板450。于另一实施例中，底板450具有多个真空吸孔455以吸附积层基板430。再者，多个固定孔洞415设置于上盖固定板410的周边区域426。上盖固定盖板 410的周边区域似6具有多条暗沟428，连接些开口区域425与外界。图4C显示图4A的封装用基板固定装置400的组合后的上视图，图4D显示图4C的封装用基板固定装置400的剖面示意图。于图4D中，通过上盖固定盖板410可将积层基板430平整地压附并固定在底板450上，以避免积层基板430发生翘曲。应了解的是，在去除助焊剂的过程中，为了使得去离子水和溶剂所构成的溶液容易通过暗沟4 排除至外界，在设计上，上盖固定板410的厚度T应大于芯片的厚度，并且大于暗沟428的高度Tl。图5A显示根据本发明另一实施例的封装用基板固定装置500的组合后的上视图， 图5B显示图5A的封装用基板固定装置500的剖面示意图，图5C显示图5A的封装用基板固定装置的周边区域5C的局部放大示意图。于图5A、图5B中，一封装用基板固定装置500 包括一底板阳0、一积层基板530，具有多个芯片置晶区域535供至少一芯片560接合，及一上盖固定板510具有多个开口区域525对应芯片的置晶区域535。上盖固定板510包括格子状的细带522，分隔阵列中的各芯片位置。于此实施例中，上盖固定盖板510的周边区域具有多条沟道528。应了解的是，在去除助焊剂的过程中，为了使得去离子水和溶剂所构成的溶液容易通过沟道5 排除至外界，连接开口区域525与外界。上盖固定板510的周边区域为一阶梯形紧靠积层基板530，具有一凸出部526，其中沟道5 的底部与积层基板530 大约等高度。图6A显示根据本发明另一实施例的封装用基板固定装置600的组合后的上视图， 图6B显示图6A的封装用基板固定装置600的剖面示意图，图6C显示图6A的封装用基板固定装置的周边区域6C的局部放大示意图。于图6A-图6C图中，一封装用基板固定装置 600实质上相似于图5A-图5C实施例所描述述的封装用基板固定装置500，为求简明之故， 在此省略相同的叙述。不同之处在于，上盖固定板610的周边区域为一阶梯形，紧压在积层基板630的边缘，具有一凸出部626，其中沟道628的底部实质上高于与积层基板630的表面，以利助焊剂清洗溶液通过沟道6 排除至外界。根据本发明实施例，可利用上述封装用基板固定装置100-600进行芯片型覆晶封装的制造。例如，提供上述封装用基板固定装置，并将一芯片反转覆置于积层基板的芯片的置晶区域上，接着，将含芯片的封装用基板固定装置进行一回焊工艺，以含去离子水及溶剂的一溶液清洗含芯片的封装用基板固定装置，以去除残留助焊剂，其中将芯片反转覆置步骤、回焊工艺及清洗去除残留助焊剂步骤是在一连续式工艺设备中进行。由于积层基板受到上盖固定板平整的压覆，因此在覆晶步骤时，可避免因基板翘曲所造成的凸块间桥接或冷焊点(cold joint)缺陷。再者，通过在上盖固定板的周边区域设置沟道或暗沟，在去除助焊剂的过程中，能够完全将去助焊剂溶液排除至外界，避免助焊剂及溶液残留。再者，由于本发明实施例的封装用基板固定装置可将底板、积层基板及上盖固定板整体固定，可适用于连续性的芯片型覆晶封装的制造过程中，降低因中断工艺，受外力所造成的超低介电常数介电层脱层(ELK de-lamination)。本发明虽以各种实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何本领
7域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种封装用基板固定装置，包括 一底板；一积层基板，具有多个芯片置晶区域供至少一芯片接合；以及一上固定盖板，通过磁力或机械力将该积层基板平整地固定在该底板和该上盖固定板之间；其中该上盖固定板具有多个开口区域对应所述多个芯片置晶区域。
2.如权利要求1所述的封装用基板固定装置，其中该上盖固定板的厚度小于或等于该芯片的厚度。
3.如权利要求2所述的封装用基板固定装置，其中相邻两开口区域之间具有一宽带， 其中该宽带的宽度大于该积层基板的一切割槽的宽度，但小于两组阵列式芯片之间的间距。
4.如权利要求1所述的封装用基板固定装置，还包括一顶盖环，压附该上固定盖板的边缘，其中该顶盖环的外围具有多个扣环，以固定该底板、该积层基板、该上固定盖板、和该顶盖环成一整体。
5.如权利要求1所述的封装用基板固定装置，其中该上固定盖板的周边区域具有多条暗沟，每条暗沟连接所述多个开口区域与外界。
6.如权利要求1所述的封装用基板固定装置，其中该上盖固定板的厚度小于或等于该芯片的厚度，且该上固定盖板的周边区域为一阶梯形，具有多条沟道连接所述多个开口区域与外界。
7.一种半导体芯片封装体的制造方法，包括 提供一封装用基板固定装置，包括 一底板；一积层基板，具有多个芯片置晶区域供至少一芯片接合；以及一上固定盖板，通过磁力或机械力将该积层基板平整地固定在该底板和该上盖固定板之间；其中该上盖固定板具有多个开口区域对应所述多个芯片置晶区域； 将一芯片反转覆置于该积层基板的该芯片置晶区域上； 将含芯片的该封装用基板固定装置进行一回焊工艺；以含去离子水及溶剂的一溶液清洗该含芯片的该封装用基板固定装置，以去除残留助焊剂。
8.如权利要求7所述的半导体芯片封装体的制造方法，其中将芯片反转覆置步骤、该回焊工艺及清洗去除残留助焊剂步骤是在一连续式工艺设备中进行。
9.如权利要求7所述的半导体芯片封装体的制造方法，其中该上盖固定板的厚度小于或等于该芯片的厚度。
10.如权利要求7所述的半导体芯片封装体的制造方法，其中相邻两开口区域之间具有一宽带，其中该宽带的宽度大于该积层基板的一切割槽的宽度，但小于两组阵列式芯片之间的间距。
11.如权利要求7所述的半导体芯片封装体的制造方法，还包括一顶盖环，压附该上固定盖板的边缘，其中该顶盖环的外围具有多个扣环，以固定该底板、该积层基板、该上固定盖板、和该顶盖环成一整体。
12.如权利要求7所述的半导体芯片封装体的制造方法，其中该上固定盖板的周边区域具有多条暗沟，每条暗沟连接所述多个开口区域与外界。
13.如权利要求7所述的半导体芯片封装体的制造方法，其中该上盖固定板的厚度小于或等于该芯片的厚度，且该上固定盖板的周边区域为一阶梯形，具有多条沟道连接所述多个开口区域与外界。
全文摘要
本发明公开一种封装用基板固定装置及半导体芯片封装体的制造方法。该封装用基板固定装置包括一底板，一积层基板，具有多个芯片置晶区域供至少一芯片接合，以及一上固定盖板，通过磁力或机械力将该积层基板平整地固定在该底板和该上盖固定板之间，其中该上盖固定板具有多个开口区域对应所述多个芯片置晶区域。
文档编号H01L23/12GK102237318SQ20101016736
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者余振华, 李建勋, 李柏毅, 王宗鼎, 郑荣伟 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司