专利名称：覆晶装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种覆晶装置，特别涉及一种具有介质层的覆晶装置。
背景技术：
在应用覆晶(COG)技术的显示装置中，透明基板的电极端子与驱动IC连接而驱动显示装置。覆晶技术通常是指IC晶片(如驱动IC)可直接与透明基板连接而无需其他类似挠性电路(Flexible Printed Circuit)的元件。通常电极端子可传输来自IC晶片的信号至透明基板的电极，而使透明基板的电极可驱动显示装置。IC晶片的接触垫通过凸块连接电极端子并输出信号而驱动显示装置。随着近年来电子装置小型化、薄型化的发展趋势，半导体元件中更高密度封装技 术的需求很大。目前使用引线架以封装半导体装置的方法已无法迎合高密度封装的需求。此外，在诸多用来接合半导体元件的晶粒粘接材料中，以使用树脂糊胶为主的方法是目前的主流。由于覆晶封装技术将半导体元件封装在最小面积内，可与目前小尺寸高密度的电子装置的发展相呼应，故颇受瞩目。该覆晶封装所用的半导体元件的铝电极上形成有凸块，且该凸块与电路基板上的配线电性连接。至于凸块的组成，主要是使用焊锡，且该焊锡凸块形成在铝电极端子上，而该铝电极端子则曝露且通过层积或电镀而电性连接于晶片的内部配线。如果这种采用覆晶连接方式的半导体装置以如此方式来处理，则用以连接的电极端子会曝露于大气，在经历例如回焊(solder reflow)步骤等后续工艺的受热过程(thermal history)中，会有巨大应力作用于凸块的连接部，因为晶片与基板的热膨胀系数差异甚大，从而产生封装可靠性方面的问题。为解决此问题，可采用一种方法，即在凸块连接于基板后，用树脂糊胶或粘合膜填入半导体元件与基板间的间隙，然后使之硬化并固定，从而将半导体元件稳定设在基板上，以改善连接部的可靠性。一般而言，采用覆晶封装的半导体元件具有许多电极端子，且因电路设计上的问题，这些电极端子是配设在半导体元件周围。因此，在填充树脂糊胶时，如果利用毛细管现象将液态树脂从半导体元件的两电极间的间隙注入，则树脂不能充分扩散，很容易产生未填充部份，而导致各种操作上的缺失，例如半导体元件的动作容易不稳定、及耐湿可靠性很低的问题。而且，当晶片尺寸更小时，基板会因溢流的液态树脂而污染。同时，当电极间距很窄时，树脂不容易注入。此外，在覆晶连接式半导体元件内填入树脂，要花太长时间，因此不利于固化步骤的量产问题。因此在覆晶接合技术中，异方性导电接合(anisotropic conductive bonding)是其中一种重要且不易被取代的方法，相较于上述焊接方式，异方性导电接合能以低温低压合的条件达到高密度的电性连通。然而，目前所采用的异方性导电接合胶膜(ACF)是在一半固化树脂内封设有多个等球径的导电球，并且这些导电球的分散密度必须相当均匀，故异方性导电接合胶膜的成本很高。此外，当覆晶压合力量过大时，导电球通常无法顺利地电性接触晶片凸块与基板的接触垫；再者，当覆晶压合力量过大时，导电球表面的电镀层易于破裂，导致电性断路，因此可作业参数范围显得狭窄，故覆晶接合合格率与产品可靠性需要做进一步的改善。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种覆晶装置，该覆晶装置能有效减少异方性导电接合胶膜而减少成本，并可避免覆晶压合力量过大时晶片凸块与基板的导线(或接触垫)接触不良的问题。
为达上述目的，本发明采取了以下技术方案。一种覆晶装置，包含一第一基板，具有一表面以及凸出所述表面的至少一凸块；一第二基板，具有至少一导线；以及一介质层，具有一高度，所述第一基板与所述第二基板之间形成一绝缘空间，且所述介质层环绕所述绝缘空间。一种覆晶装置，包含一第一基板，具有一表面以及凸出所述表面的多个凸块，所述凸块沿所述表面的边缘间隔排列；一第二基板，具有至少一导线，所述凸块的部分投影面积位于所述导线内；以及一介质层，具有一高度，所述第一基板与所述第二基板之间形成一绝缘空间，且所述介质层环绕所述绝缘空间，而所述介质层的表面积重叠于所述凸块的投影面积。进一步地，本发明覆晶装置的第一基板选自晶片及半导体线路板。进一步地，本发明覆晶装置的第二基板选自玻璃线路板、电路薄膜、面板、软性电路板及印刷电路板。进一步地，本发明覆晶装置的介质层为异方性导电接合胶膜。进一步地，本发明覆晶装置的介质层电性连接所述凸块及所述导线，且所述介质层设置于所述凸块及所述导线之间。由此可知，本发明揭示一种覆晶装置，其包含具有一表面及凸出该表面的至少一凸块的一第一基板、具有至少一导线的一第二基板以及具有一预设高度的一介质层。该介质层连接该第一基版与该第二基板，使该第一基板与该第二基板之间形成一绝缘空间，且该介质层环绕该绝缘空间。此外，本发明还揭示另一种覆晶装置，其包含一第一基板、一第二基板以及一介质层。该第一基板具有一表面以及凸出该表面的多个凸块，这些凸块沿该表面的边缘间隔排列。该第二基板具有至少一导线，上述这些凸块的部分投影面积位于该导线内，该介质层设置于该第一基板与该第二基板之间，并连接该第一基板与该第二基板。由于该介质层具有一预设高度，因此该第一基板与该第二基板之间形成一绝缘空间，且该介质层环绕该绝缘空间，此外该介质层的表面积重叠于这些凸块的投影面积。因此，本发明具有以下有益效果I、本发明可避免使用过多不必要的异方性导电接合胶膜，并同时具有相同的接合功效，进而达到节省成本的目的。2、本发明可避免使用过多异方性导电接合胶膜电性连接晶片与基板时，所造成的短路问题。
图I是现有技术的介质层的示意图；图2是现有技术的覆晶装置的剖面图；图3是本发明一实施例的第一基板与介质层接合的俯视图；图4是图3沿切线A-A'的剖面示意图；图5是本发明一实施例的第一基板、第二基板与介质层接合的剖面示意图；图6是本发明一实施例的覆晶装置的剖面示意图。主要元件符号说明2介质层薄膜3介质层薄膜4绝缘空间10覆晶装置11第一基板111表面112凸块113接触点12第二基板121导线13介质层异方性导电接合胶膜131 胶材132导电粒子异方性导电接合胶膜21 介质层22胶带23胶带
具体实施例方式在下文中将将配合附图和实施例以阐述本发明的技术细节。说明书所提及的“一实施例”、“实施范例”、“本实施例”等等，意指包含在本发明的该实施例所述有关的特殊特性、构造、或特征。说明书中各处出现的“此实施例中”的字语，并不必然全部指相同的实施例。图6示意了本发明的覆晶装置，如图所示，该覆晶装置10包括一第一基板11，该第一基板11具有一表面111以及凸出该表面111的至少一凸块112 ;—第二基板12，该第二基板12具有至少一导线121 ；以及一介质层13，该介质层13具有一预设高度，该第一基板11与该第二基板12之间形成一绝缘空间4，且该介质层13环绕该绝缘空间4。图3和图4是本发明的第一基板11与介质层13接合的示意图，其中，图4为图3沿切线A-A'的剖面图。如图所示，在制备本发明的覆晶装置10时，使用了图4所示的介质层薄膜3，该介质层薄膜3是由介质层13及胶带23所组成。图I示意了制备现有技术的覆晶装置时所使用的介质层薄膜2，如图所示，本发明与现有技术最大的差异在于，制备现有技术的覆晶装置时使用的介质层薄膜2是由整片的异方性导电接合胶膜21及胶带22所组成，而制备本发明的覆晶装置时使用的介质层薄膜3的介质层13并非整片。具体而言，本发明的介质层13并非覆盖全部胶带23，而是在胶带23上环绕形成一绝缘空间4。如图4所示的实施例中，介质层13较佳为异方性导电接合胶膜，该异方性导电接合胶膜包含胶材131及导电粒子132。该异方性导电接合胶膜为一种内部分布有导电粒子132的粘着胶膜，其主要的功能在于提供两种接合物体在垂直方向的电性导通，对于水平方向则具有绝缘效果。由于异方性导电接合胶膜具有低操作温度、粘着工艺简单及良好的接合粘着能力的优点，并同时具有导电及绝缘的效果，如今已被广泛地运用在液晶显示器的模块组装上，做为元件间的互连材料。一般而言，导电粒子132通常是由金(Au)等导电材料所构成，且导电粒子132通常是由一层金属箔层(图未示)包覆或电镀于绝缘粒子(图未示)所构成。因此若覆晶压合力量过大，导电粒子132表面的金属箔层或电镀层将容易破裂而造成电性断路。本发明异方性导电接合胶膜环绕一绝缘空间4，该绝缘空间4可避免覆晶压合力量过大时，导电粒 子132表面的金属箔层因为互相碰撞而损坏。这是因为绝缘空间4提供导电粒子132及胶材131位移的空间，因此当异方性导电接合胶膜受到强大的压合力时，可以往绝缘空间4扩展，而不至于彼此过度碰撞。参照图3所示，第一基板11 (如半导体晶片)的边缘四周具有多个凸块112，凸块112彼此间隔排列。具体而言，凸块112是沿第一基板11的表面边缘间隔排列。而这些凸块112是与异方性导电接合胶膜相对应设置。在此实施例中，第一基板11与异方性导电接合胶膜的连接采用卷带自动接合(Tape Automated Bonding ;以下简称TAB)工艺进行。
图5示意了本发明的第一基板11、第二基板12与介质层13 (本实施例中为异方性导电接合胶膜)接合的剖面示意图。参考图5，当采用TAB工艺粘接时，第一基板11 (如驱动晶片)是以覆晶方式通过异方性导电接合胶膜为粘接媒介，将其接点固定于第二基板12 (如软带式基板)表面接点的相对应位置，然后施加压力，压合第一基板11及第二基板12，使两者各自的接点受到挤压，进而接触位于接点之间的导电粒子，使各接点之间导通，并使第一基板11及第二基板12形成电路连接。如图5所不的异方性导电接合胶膜实施例中，第一基板11含有一表面111以及凸出该表面111的至少一凸块112。具体而言,表面111为第一基板11的下表面，凸块112凸出表面并具有两接触点113。在其他实施例(图未示)中，凸块的接触点113可根据不同的设计需求或强度需求而设计成不同数目的接触点113或省略该接触点113。在图5所示的实施例中，第一基板11的凸块112相对应于介质层13 (本实施例中为异方性导电接合胶膜)设置。换言之，这些凸块112的垂直投影面积位于该介质层13内。在制备本发明的覆晶装置10时，当介质层薄膜3与第一基板11通过异方性导电接合胶膜连接后，即可将胶带23移除，再使异方性导电接合胶膜异方性导电接合胶膜与第二基板12的至少一导线121电性连接，而产生如图6所示的覆晶装置10。其中，为了使不同物件之间的粘着能力及导通性能达到最佳的效果，在不同物件连接时，可采用相同或不同特性的异方性导电接合胶膜进行粘合，而使得电子装置在制造的过程的每一次接合工艺中，所使用的异方性导电接合胶膜型号相同或不同。
如图6所示的较佳实施例覆晶装置10中，各层的顺序由上而下分别为具有表面111及凸出表面111的至少一凸块112的第一基板11、具有一预设高度的介质层13以及具有至少一导线121的第二基板12。换言之，介质层13设置于第一基板11的凸块112下方，而第二基板12的导线121则设置于介质层13的下方，且这些凸块112的部分投影面积位于至少一导线121内。在此实施例中，介质层13的面积略大于凸块112或导线121的面积，然而在其他实施例(图未示)中，介质层13的面积亦可根据设计的需求而设计成略小于或等于凸块112或导线121的面积。另外，在此实施例中，介质层13的表面积重叠于凸块112的投影面积，然而在其他实施例(图未示)中，介质层13的表面积亦可部分重叠于凸块112的投影面积。在图6所示的实施例中，第一基板11选自晶片及半导体线路板，而第二基板12选自玻璃线路板、电路薄膜、面板、软性电路板及印刷电路板，介质层13可为异方性导电接合胶膜，但于其他实施例中，介质层13亦可为其他可导电的材质。在此实施例中，介质层 13(本实施例中为异方性导电接合胶膜)电性连接凸块112及导线121，且该介质层13设置于凸块112及导线121之间。由于异方性导电接合胶膜具有一预设高度，因此可使第一基板11与第二基板12之间间隔至少上述预设高度，也因此于该第一基板11与该第二基板12之间形成一绝缘空间4，同时该介质层13(本实施例中为异方性导电接合胶膜)环绕该绝缘空间4。若将图6的实施例相较于图I及图2的现有技术而言，现有技术的介质层21并无此绝缘空间4，因此当覆晶装置如图2所示压合时，介质层21可能于中间拢起而使上下基板接触，从而产生短路。由于本发明的异方性导电接合胶膜环绕一绝缘空间4，因此当覆晶装置10压合时并不会产生中间拢起的现象，因此可避免因中间拢起而使上下基板接触的短路现象。综上所述，本发明的介质层13环绕而形成一绝缘空间，该设计可避免介质层因压合时所产生的中间拢起现象，因此可避免因中间拢起而使上下基板接触的短路缺陷。此外，该设计能避免使用过多不必要的异方性导电接合胶膜，并同时具有相同的接合功效，进而达到节省成本的目的。
权利要求
1.一种覆晶装置，其特征在于，包含 一第一基板，具有一表面以及凸出所述表面的至少一凸块； 一第二基板，具有至少一导线；以及 一介质层，具有一预设高度，所述第一基板与所述第二基板之间形成一绝缘空间，且所述介质层环绕所述绝缘空间。
2.根据权利要求I所述的覆晶装置，其中所述第一基板选自晶片及半导体线路板。
3.根据权利要求I所述的覆晶装置，其中所述第二基板选自玻璃线路板、电路薄膜、面板、软性电路板及印刷电路板。
4.根据权利要求I所述的覆晶装置，其中所述介质层为异方性导电接合胶膜。
5.根据权利要求I所述的覆晶装置，其中所述介质层电性连接所述凸块及所述导线，且所述介质层设置于所述凸块及所述导线之间。
6.一种覆晶装置，其特征在于，包含 一第一基板，具有一表面以及凸出所述表面的多个凸块，所述凸块沿所述表面的边缘间隔排列； 一第二基板，具有至少一导线，所述凸块的部分投影面积位于所述导线内；以及 一介质层，具有一预设高度，所述第一基板与所述第二基板之间形成一绝缘空间，且所述介质层环绕所述绝缘空间，而所述介质层的表面积重叠于所述凸块的投影面积。
7.根据权利要求6所述的覆晶装置，其中所述第一基板选自晶片及半导体线路板。
8.根据权利要求6所述的覆晶装置，其中所述第二基板选自玻璃线路板、电路薄膜、面板、软性电路板及印刷电路板。
9.根据权利要求6所述的覆晶装置，其中所述介质层为异方性导电接合胶膜。
10.根据权利要求6所述的覆晶装置，其中所述介质层电性连接所述凸块及所述导线，且所述介质层设置于所述凸块及所述导线之间。
全文摘要
本发明涉及一种覆晶装置，其包含第一基板、第二基板以及介质层。该第一基板具有一表面以及凸出该表面的至少一凸块。该第二基板具有至少一导线。该介质层具有一预设高度，使该第一基板与该第二基板之间形成一绝缘空间，且该介质层环绕该绝缘空间。本发明的覆晶装置能有效减少异方性导电接合胶膜而减少成本，并可避免覆晶压合力量过大时晶片凸块与基板的导线(或接触垫)接触不良的问题。
文档编号H01L23/00GK102738088SQ201110219510
公开日2012年10月17日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年4月7日
发明者汪志昭, 许庆龙 申请人:瑞鼎科技股份有限公司