专利名称：形成保护膜于芯片封装上的装置及其形成方法
技术领域：
本发明涉及芯片封装，更特定而言，是关于一种形成保护膜于四面扁平封装 (QFP)、带引脚陶瓷片式载体(CLCC)或塑性引脚芯片载体(PLCC)的芯片上的方法。
背景技术：
在半导体组件领域中，组件的密度持续增加，且体积逐渐减小。高密度组件的封装或交互连接技术的需求亦日益增加，以符合上述情况。晶粒封装的功能包含电源分配、信号分配、散热、保护及支撑等。由于半导体结构趋向复杂化，而一般传统技术，例如导线封装 (lead frame package)、软性封装(flex package)、刚性封装(rigid package)技术，已无法达成于晶粒上产生具有高密度组件的小型晶粒。再者，由于晶粒封装技术与集成电路的发展有密切关联，因此封装技术对于电子组件的尺寸要求越来越高。基于上述理由，现今的封装技术已逐渐趋向采用球栅数组封装(ball grid array，BGA)、覆晶球栅数组封装(flip chip ball grid array，FC-BGA)、芯片尺寸封装(chip scale package,CSP)以及四面扁平封装(quad flat package, QFP)的技术。
四面扁平封装在早期的显卡上使用得比较频繁，此封装在颗粒四周配置有引脚， 识别起来相当明显。另外，QFP的缺点是，当引脚中心距小于0.65mm时，引脚容易弯曲。为了防止引脚变形，目前已有几种改进的QFP类型。四方扁平无脚封装为接近芯片尺寸级封装具有极细间距与小尺寸的特色，可提高印刷电路板的利用率，而与TSOP或QFP封装体比较，体积缩小了 60%，而且成本又低于CSP，非常适合于小型可移动产品的应用。
然而，传统的封装芯片之上形成保护膜的方法，是透过手动方式一个一个地 (piece by piece)将保护膜贴附于芯片上。此种方法不容易将单一保护膜准确地对准芯片，容易产生保护膜贴附工艺的不良率，并且对于大量的封装芯片的保护膜贴附需花费较多时间。
因此，鉴于传统保护膜于封装芯片上的形成方法具有上述缺点，本发明提供一种优于现有保护膜贴附于封装芯片上的方法以克服上述缺点。发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种形成保护膜于四面扁平封装(QFP)、带引脚陶瓷片式载体(CLCC)或塑性引脚芯片载体(PLCC)的芯片上的装置及其形成方法，其利用多种治具的搭配以提升保护膜的贴附效率与组装的精确度。
本发明的另一目的在于提供一种保护膜于芯片上的形成方法，其可以容易贴附保护膜于芯片上，使保护膜均勻、准确地附着于芯片上。
本发明的再一目的在于提供一种保护膜于芯片上的形成方法，其可以允许保护膜依群组的方式放(配)置。
本发明的又一目的就是在提供一种保护膜于芯片上的形成方法，利用更低的成本组装保护膜于芯片上，以节省产品的成本。
综上所述，依据本发明的一观点，提出一种形成保护膜于芯片上的装置，包括一外罩；一芯片盘，用于承载多个芯片，其上具有多个凹洞以利于多个芯片嵌入于其中；一基板组件，用于支撑芯片盘及固定外罩，基板组件包括一基板及至少一夹具，基板用于承载夹具，夹具配置于基板的二侧之上以利于夹紧外罩；以及一转贴膜，用于承载多个保护膜单元，以利于将多个保护膜单元转印于多个芯片之上；基于外罩限制芯片垂直(Z轴)方向的位移，使得转贴膜移除时，多个芯片不会翘起而影响多个保护膜单元的贴附。
上述装置还包含一翻转承板用于结合外罩，以利于将大面积的转贴膜置于外罩上。
依据本发明的另一观点，提出一种保护膜于芯片上的形成方法，包括首先将一转贴膜对位一翻转承板，使得转贴膜接合翻转承板，转贴膜上的至少一保护膜单元的表面朝上并裸露于外；然后，将一外罩对位翻转承板，使得外罩接合翻转承板；之后，分离外罩与翻转承板，转贴膜与其上的至少一保护膜单元附着于外罩之上；接下来，将一芯片盘置放于一基板之上，芯片盘中具有至少一芯片承载于其中；将外罩对位芯片盘，使得外罩与芯片盘互相接合于基板之上；然后，利用至少一夹具以下压外罩，使得至少一保护膜单元贴附于至少一芯片的表面；分离转贴膜与外罩，基于外罩限制芯片垂直(Z轴)方向的位移，使得转贴膜分离时，芯片不会翘起而影响保护膜单元的贴附；以及移开夹具，并分离外罩与基板，以完成转印至少一保护膜单元于至少一芯片上。
本发明的保护膜于芯片上的形成方法与装置不但克服先前技术的缺点，且可有效增加保护膜于芯片上的形成方法的效率及可靠度，并可大幅降低成本。
上述组件，以及本发明其它特征与优点，通过阅读实施方式的内容及其图式后，将更为明显
图1是根据本发明的四面扁平封装的保护膜贴附装置的构成部件的示意图2是根据本发明的外罩与芯片之间的限制设计的示意图3是根据本发明的转贴膜置放于翻转承板上的示意图4是根据本发明的外罩置放于翻转承板之上的示意图5是根据本发明的分离外罩与翻转承板的示意图6是根据本发明的芯片盘置放于基板组件上的示意图7是根据本发明的外罩置放于芯片盘上的示意图fe是根据本发明的肘节夹具下压外罩的示意图8b是根据本发明的分离转贴膜与外罩的示意图9a是根据本发明的移开肘节夹具的示意图9b是根据本发明的分离外罩与基板的示意图。
主要组件符号说明
晶粒10
引脚11
晶粒 2O
引脚 21
基板100
芯片盘101
芯片IOla
外罩102
凹洞10
对位标记(孔洞)102b
对位标记(孔洞)102c
转贴膜103
保护膜单元103a
开口 103b
翻转承板104
栓部10
对位标记104b
肘节夹具105
引导销10具体实施方式
本发明将配合其较佳实施例与随附的图示详述于下。应可理解为本发明中所有的较佳实施例仅为例示之用，并非用以限制。因此除文中的较佳实施例外，本发明亦可广泛地应用在其它实施例中。且本发明并不受限于任何实施例，应以随附的权利要求及其同等领域而定。
以下，将搭配参照相应的图式，详细说明依照本发明的较佳实施例。关于本发明新颖概念的更多观点以及优点，将在以下的说明提出，并且使熟知或具有此领域通常知识者可了解其内容并且据以实施。
本发明提供一种于四面扁平封装的芯片上的形成保护膜的装置与方法，其可以应用于四面扁平封装(QFP，QFP1, QFP2)芯片、带引脚陶瓷片式载体(ceramic leaded chip carrier :CLCC)芯片、塑性引脚芯片载体(plastic lead chip carriers :PLCC)芯片。
如图1所示，其显示根据本发明的用于四面扁平封装的保护膜贴附装置 (protective tape mount apparatus)的构成部件的示意图。此装置仅为本发明的一实施例，并非用以限制本发明，此装置包括一外罩(housing plate) 102、基板组件(base plate set)、芯片盘(JEDEC tray) 101以及转贴膜组件(transfer tape set)。其中外罩102用于使芯片位置更精确，并且紧缩芯片于平面上(X，Y轴)的位置容差。此外，外罩的另一功能用于处理保护膜移转程序(taping process) 0其中外罩102可针对不同的产品而改变其构造，外罩102具有对位标记(上下孔洞)102b及对位标记(左右孔洞)102c以利于对位，以及多个凹洞102a，而凹洞10 的数目基于芯片盘上容许芯片置放的数量。基板组件用于支撑及限制JEDEC盘模块(JEDEC tray module)并且精确地固定外罩，JEDEC盘模块例如为JEDEC芯片盘101与芯片IOla组成，芯片盘101用于保护膜单元移转期间承载芯片 101a。基板组件包括一基板100及至少一对肘节夹具(toggle clamp) 105等部件，其中肘节夹具105配置于基板100的二侧之上，于保护膜单元移转期间，可以利用肘节夹具105将外罩102夹紧于基板100之上。基板10用于承载及装配肘节夹具105，其上具有多个引导销 (guide pins) 106以利于对位外罩102。此外，在图1中，一翻转承板(turning plate) 104 用于结合外罩102，其中具有栓部(pin) 10 与对位标记104b以利于对位外罩102。栓部 10 位于翻转承板104的上下，对位标记104b位于翻转承板104的左右。
此外，上述部(构)件的构造、用途与目的将于底下组装方法中一并叙述。
本发明的芯片盘101的设计用于承载芯片101a，其上包括多个凹洞以利于多个芯片IOla嵌入于其中，此多个凹洞例如为格状凹洞，凹洞的深度可以使芯片IOla得以穿出其上，凹洞一对一容纳(对应)芯片101a，此凹洞实质上需与芯片IOla对位；芯片IOla例如为四面扁平封装(QFP)芯片、带引脚陶瓷片式载体(CLCC)芯片或塑性引脚芯片载体(PLCC) 芯片。芯片IOla以数组方式配置于芯片盘101之上。
举一实施例而言，本发明的转贴膜组件的结构由二层材料层所构成，第一层为聚亚酰胺膜层(polyimide layer)作为转贴膜103，用于承载多个保护膜单元(protective film unit) 103a，使得多个保护膜单元103a黏附或贴合于转贴膜103之上；第二层为离型膜(liner)。转贴膜103，例如为保护胶带103，具有多个保护膜单元103a附着于其底面上。 转贴膜103的结构中，其左右二端包括开口 103b，以利于分别与翻转承板104的对位标记 104b对位及/或接合。转贴膜103的尺寸大小端视芯片盘101上的芯片矩阵大小而定。
如图2所示，其显示根据本发明的外罩与芯片之间的限制设计(constrain design)的示意图。此芯片封装结构中具有引脚使得芯片封装结构于水平方向横扩，使芯片封装结构外围具有一阶梯式的高度差，而利用外罩的结构设计，亦即外罩外围结构107 设计为可以嵌合芯片封装结构外围的阶梯式结构，使外罩102得以限制芯片于垂直(Z轴) 方向的位移，以防止当转印膜移除时芯片IOla的翘起。另一个限制在于JEDEC芯片盘101 中的芯片IOla于水平方向(X，Y轴)的偏移，通过控制外罩102的开口大小得以降低芯片 IOla于水平方向(X，Y轴)的偏移量。芯片IOla例如为四面扁平封装(QFP2)芯片，其中晶粒10与晶粒20配置于该封装体其中，此封装之中于晶粒10与晶粒20的四周分别配置有引脚11与引脚21。
以下接着叙述芯片上形成保护膜的方法。首先，取一片转贴膜组件，移除离型膜； 将转贴膜103置放于翻转承板104之上，通过翻转承板104上的对位标记(例如栓部)104b 对位转贴膜103的开口 103b，使得转贴膜110与翻转承板104互相接合。其中非背胶表面 (non-glue surface)接合至翻转承板104的表面上，参考图3。此时，转贴膜103上的保护膜单元103a的表面朝上并裸露于外。
接下来，外罩102置放于翻转承板104之上，其通过翻转承板104上的对位标记 104b对位外罩102上的对位标记(孔洞)102c，以及翻转承板104上的栓部10 对位外罩 102上的对位标记(上下孔洞)102b，使得外罩102与翻转承板104互相接合，参考图4。然后，举起外罩102，分离外罩102与翻转承板104，此时转贴膜103与其上的保护膜单元103a 将附着于外罩102之上，将外罩102翻转使得转贴膜103朝上，转贴膜103上的保护膜单元 103a的表面将变为朝下而接合至外罩102的表面上，参考图5。
之后，将芯片盘101置放于基板组件上的基板100之上，芯片盘101中具有芯片 IOla承载于其中，参考图6。举例而言，芯片盘101卡(接)合基板100，以利于芯片盘101 固定于基板100之上。芯片盘101由基板100所支撑。
接着，将附着保护膜单元103a于其上的外罩102置放于芯片盘101之上，其通过外罩102上的对位标记(开口)102b对位基板100上的引导销106，使得外罩102与芯片盘 101互相接合于基板100之上，其中外罩102与芯片盘101的平面(X，Y轴)位置将基于上述对位而得到限制，参考图7。此时，转贴膜103上的保护膜单元103a微微地对准与贴合芯片盘101上的芯片101a。其中转贴膜103上的保护膜单元103a的表面保持朝下附着于外罩102的表面上，因此保护膜单元103a即顺利地附着于芯片IOla的表面上。
然后，推动基板组件上的至少一对肘节夹具105以下压外罩102，使得保护膜单元 103a贴附并覆盖芯片盘101上的芯片IOla的表面，参考图8a。之后，移除转贴膜103，以分离转贴膜103与外罩102，参考图Sb。由前述可知，本发明所应用的外罩结构设计，利用外罩外围结构107嵌合芯片封装结构外围的阶梯式结构，使外罩102得以限制芯片于垂直(Z 轴)方向的位移，因此于转贴膜103移除时芯片IOla不会翘起而影响保护膜单元103a的贴附与覆盖。
下一步骤为移开肘节夹具105以松开外罩，参考图9a。最后，移除外罩102，以分离外罩102与基板100，此时芯片IOla上完成干净的保护膜单元103a黏附于其上以保护其免于粒子的污染，参考图％。
值得注意者乃本发明的上述部(构)件之间的下压、对位、结合与分离等步骤可以透过手动或自动的方式完成。
传统式保护膜于芯片上的形成方法存在诸多缺点，本发明的保护膜于芯片上的形成方法优于传统式保护膜于芯片上的形成方法，并且具有传统式保护膜于芯片上的形成方法无法预期的效果。
从上述可知本发明的保护膜于芯片上的装置及其形成方法，其特征以及优点包括
1.利用多种治具的搭配，因此可以提升保护膜的贴附效率与组装的精确度。
2.利用治具的贴附方式，可以容易贴附保护膜于芯片上，并使保护膜均勻、准确地附着于芯片上。
3.可以允许保护膜依一群的方式放(配)置，而非传统的个别置放单一保护胶带于单一芯片上。
4.利用更低的成本贴附保护膜于芯片上，以节省产品的成本。
对熟悉此领域技艺者，本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明的精神。在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改与类似的配置，均应包含在下述的权利要求内，此范围应覆盖所有类似修改与类似结构，且应做最宽广的诠释。
权利要求
1.一种形成保护膜于芯片上的装置，其特征在于，包含一外罩；一芯片盘，用于承载多个芯片，其上具有多个凹洞以利于该多个芯片嵌入于其中；一基板组件，用于支撑该芯片盘及固定该外罩，该基板组件包括一基板及至少一夹具， 该基板用于承载该夹具，该夹具配置于该基板的二侧之上以利于夹紧该外罩；以及一转贴膜，用于承载多个保护膜单元，以利于将该多个保护膜单元转印于该多个芯片之上；基于该外罩限制该多个芯片于垂直方向的位移，使得该转贴膜移除时，该多个芯片不会翘起而影响该多个保护膜单元的贴附。
2.如权利要求1所述的形成保护膜于芯片上的装置，其特征在于，还包含一翻转承板用于结合该外罩。
3.如权利要求1所述的形成保护膜于芯片上的装置，其特征在于，该芯片为四面扁平封装芯片、带引脚陶瓷片式载体芯片或塑性引脚芯片载体芯片。
4.如权利要求1所述的形成保护膜于芯片上的装置，其特征在于，该外罩的外围结构嵌合该芯片的外围结构。
5.一种形成保护膜于芯片上的方法，其特征在于，包含将一转贴膜对位一翻转承板，使得该转贴膜接合该翻转承板，该转贴膜上的至少一保护膜单元的表面朝上并裸露于外；将一外罩对位该翻转承板，使得该外罩接合该翻转承板；分离该外罩与该翻转承板，该转贴膜上的该至少一保护膜单元附着于该外罩之上；将一芯片盘置放于一基板之上，该芯片盘中具有至少一芯片承载于其中；将该外罩对位芯片盘，使得该外罩与该芯片盘互相接合于该基板之上；利用至少一夹具以下压该外罩，使得该至少一保护膜单元贴附于该至少一芯片的表分离该转贴膜与该外罩，基于该外罩限制该至少一芯片于垂直方向的位移，使得该转贴膜分离时，该至少一芯片不会翘起而影响该保护膜单元的贴附与覆盖；以及移开该夹具，并分离该外罩与该基板，以完成转印该至少一保护膜单元于该至少一芯片之上。
6.如权利要求5所述的形成保护膜于芯片上的方法，其特征在于，该芯片为四面扁平封装芯片、带引脚陶瓷片式载体芯片或塑性引脚芯片载体芯片。
7.如权利要求5所述的形成保护膜于芯片上的方法，其特征在于，该外罩具有栓部及对位标记以利于对位。
8.如权利要求5所述的形成保护膜于芯片上的方法，其特征在于，该基板具有多个引导销以利于对位该外罩。
9.如权利要求5所述的形成保护膜于芯片上的方法，其特征在于，一基板组件用于支撑该芯片盘及固定该外罩，该基板组件包括该基板及该至少一夹具，该基板用于承载该至少一夹具，该夹具配置于该基板的二侧之上以利于夹紧该外罩。
10.如权利要求5所述的形成保护膜于芯片上的方法，其特征在于，该外罩的外围结构嵌合该芯片的外围结构。
全文摘要
本发明公开了一种保护膜于芯片上的装置，包括一外罩；一芯片盘，用于承载多个芯片；一基板组件，用于支撑芯片盘及固定外罩，包括一基板及至少一夹具，基板用于承载夹具，夹具用于夹紧外罩；以及一转贴膜，用于承载多个保护膜单元，以利于将多个保护膜单元转印于多个芯片之上。
文档编号H01L23/31GK102543768SQ20101062203
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者何文仁, 林蔚峰, 谢宜璋 申请人:美商豪威科技股份有限公司