專利名稱：固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于ー種固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法及其結(jié)構(gòu)，特別是有關(guān)于一種用于液晶顯示器的固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法及其結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，電子產(chǎn)品的特性需求已往高構(gòu)裝密度及高電氣可靠度發(fā)展。為了達(dá)到這些需求，發(fā)展出如可撓基板上芯片(chip on film, C0F)與玻璃上芯片(chip on glass,COG)的技木。而玻璃上芯片技術(shù)目前已廣泛運(yùn)用于液晶顯示器領(lǐng)域中。一般而言，玻璃上芯片制程的步驟如下。首先，覆蓋ー層異向性導(dǎo)電膠于接合墊及其周圍的絕緣層上。然后，在異向性導(dǎo)電膠上熱壓半導(dǎo)體芯片，使半導(dǎo)體芯片的凸塊與接合墊間可透過異向性導(dǎo)電膠電性連接。然而，在高溫高濕的可靠度測(cè)試中，絕緣層下方的金屬線會(huì)隨機(jī)地發(fā)生腐蝕現(xiàn)象而使得金屬線斷線，進(jìn)而導(dǎo)致面板的報(bào)廢。因此，需開發(fā)ー種固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法及其結(jié)構(gòu)，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法，以避免在高溫高濕的可靠度測(cè)試中金屬線發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施方式，該方法包含下列步驟。提供線路基板，線路基板包含基材、至少一金屬線與絕緣層?；木哂些`芯片接合區(qū)。金屬線位于基材上，其由芯片接合區(qū)外延伸進(jìn)入芯片接合區(qū)內(nèi)，且金屬線具有一接合墊位于芯片接合區(qū)。絕緣層配置于金屬在線，且絕緣層具有ー開ロ露出接合墊。形成有機(jī)絕緣材于芯片接合區(qū)外緣的絕緣層上。形成異向性導(dǎo)電膠覆蓋芯片接合區(qū)以及有機(jī)絕緣材的一部分。熱壓半導(dǎo)體芯片于異向性導(dǎo)電膠上，使半導(dǎo)體芯片的凸塊藉由異向性導(dǎo)電膠與接合墊電性連接。在另ー實(shí)施方式中，該方法包含下列步驟。提供線路基板，線路基板包含基材、至少ー金屬線與絕緣層?；木哂些`芯片接合區(qū)。金屬線位于基材上，其由芯片接合區(qū)外延伸進(jìn)入芯片接合區(qū)內(nèi)，且金屬線具有一接合墊位于芯片接合區(qū)。絕緣層配置于金屬在線，且絕緣層具有ー開ロ露出接合墊。絕緣層配置于金屬在線，且絕緣層具有ー開ロ露出接合墊。形成非導(dǎo)電膠于芯片接合區(qū)以及芯片接合區(qū)外緣的絕緣層上，其中非導(dǎo)電膠覆蓋金屬線的一部分。形成異向性導(dǎo)電膠于芯片接合區(qū)的非導(dǎo)電膠以及芯片接合區(qū)外緣的絕緣層上。熱壓半導(dǎo)體芯片于異向性導(dǎo)電膠上，使半導(dǎo)體芯片的凸塊藉由異向性導(dǎo)電膠與接合墊電性連接。本發(fā)明的另ー態(tài)樣是在提供一種半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其包含有基材、至少ー金屬線、絕緣層、有機(jī)絕緣材、異向性導(dǎo)電膠與芯片。基材具有ー芯片接合區(qū)。金屬線位于基材上，其由芯片接合區(qū)外延伸進(jìn)入芯片接合區(qū)內(nèi)，且金屬線具有一接合墊位于芯片接合區(qū)。絕緣層位于金屬在線，且絕緣層具有ー開ロ露出接合墊。有機(jī)絕緣材位于芯片接合區(qū)外緣的絕緣層上。異向性導(dǎo)電膠覆蓋芯片接合區(qū)以及有機(jī)絕緣材的一部分。半導(dǎo)體芯片位于芯片接合區(qū)的異向性導(dǎo)電膠上，其中半導(dǎo)體芯片的凸塊藉由異向性導(dǎo)電膠與接合墊電性連接。


圖I是依照本發(fā)明ー實(shí)施方式的固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法的流程圖。圖2A是依照本發(fā)明ー實(shí)施方式的線路基板的俯視示意圖。圖2B是依照本發(fā)明ー實(shí)施方式的線路基板的剖面示意圖。圖3A是依照本發(fā)明ー實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。圖3B、3C是依照本發(fā)明ー實(shí)施方式的固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法的各制程階段的剖面示意圖。圖4是依照本發(fā)明另ー實(shí)施方式的固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法的流程圖。圖5A是依照本發(fā)明另ー實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。圖5B是依照本發(fā)明又ー實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。圖5C、 是依照本發(fā)明另ー實(shí)施方式的固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法中各制程階段的剖面示意圖。圖中100、400:制造方法110、120、130、140、410、420、430、440 步驟204、206:金屬線 204a、206a :接合墊 208 :絕緣層 208a:開ロ 210 :線路基板 212:芯片接合區(qū) 214:芯片接合區(qū)外緣 220:有機(jī)絕緣材 222 :非導(dǎo)電膠 230、230a :異向性導(dǎo)電膠 240 :半導(dǎo)體芯片 242 :凸塊 300、500 :半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu) Dl:非導(dǎo)電膠的維度 D2:異向性導(dǎo)電膠的維度Wl:絕緣層的厚度 W2:有機(jī)絕緣材的厚度 W3:非導(dǎo)電膠的厚度。
具體實(shí)施例為了使本揭示內(nèi)容的敘述更加詳盡與完備，下文針對(duì)了本發(fā)明的實(shí)施態(tài)樣與具體實(shí)施例提出了說明性的描述；但這并非實(shí)施或運(yùn)用本發(fā)明具體實(shí)施例的唯一形式。以下所揭露的各實(shí)施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實(shí)施例中附加其它的實(shí)施例，而無須進(jìn)ー步的記載或說明。本發(fā)明的一態(tài)樣是在提供ー種固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法。圖I是方法100的流程圖。圖2A是依照本發(fā)明ー實(shí)施方式的線路基板的俯視示意圖。圖2B是依照本發(fā)明ー實(shí)施方式的線路基板的剖面示意圖，其為沿著圖2A中的2A-2A’的剖面線段。圖3A是依照本發(fā)明ー實(shí)施方式的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。圖3B與3C是方法100的各制程階段的剖面示意圖，其為沿著圖3A中的3A-3A’的剖面線段。 在步驟110中，提供線路基板210，其包含基材202、金屬線204、206與絕緣層208，如圖2A與2B所示。線路基板210可為薄膜晶體管基板的一部分，如欲封裝閘驅(qū)動(dòng)芯片的部分。基材202具有至少ー芯片接合區(qū)212以及芯片接合區(qū)外緣214。金屬線204、206位于基材202上，其可分別為外金屬線與端子部的金屬線。金屬線204、206由芯片接合區(qū)212外延伸進(jìn)入芯片接合區(qū)212內(nèi)。并且，每ー金屬線204、206各具有一接合墊204a、206a位于芯片接合區(qū)212內(nèi)。絕緣層208配置于金屬線204、206上，且絕緣層208具有開ロ 208a，以露出接合墊204a、206a。在一實(shí)施例中，絕緣層208的材料由無機(jī)材料所制成，例如為氮化硅。、
在步驟120中，形成有機(jī)絕緣材220于芯片接合區(qū)外緣214的絕緣層208上，如圖3A與圖3B所示。這是為了在形成異向性導(dǎo)電膠(步驟130)和熱壓半導(dǎo)體芯片(步驟140)后，讓異向性導(dǎo)電膠230與絕緣層208間隔離，以解決金屬線腐蝕問題。公知封裝結(jié)構(gòu)中金屬線腐蝕機(jī)制將在步驟130中詳細(xì)說明。有機(jī)絕緣材220本身可具有黏性，如橡膠或非導(dǎo)電膠(non-conductive film, NCF)?；蛘?有機(jī)絕緣材220的一表面上具有黏著層(未繪示)以與絕緣層208黏著,例如可為絕緣膠帶。
在步驟130 中，形成異向性導(dǎo)電膠(anisotropic conductive film, ACF) 230 覆蓋芯片接合區(qū)212及一部分的有機(jī)絕緣材220，如圖3A與3B所示。也就是說，有機(jī)絕緣材220隔離異向性導(dǎo)電膠230與絕緣層208，以解決金屬線腐蝕問題。公知封裝結(jié)構(gòu)中金屬線腐蝕的機(jī)制推論如下。當(dāng)施加電壓于金屬線時(shí)，金屬線會(huì)與異向性導(dǎo)電膠中的導(dǎo)電粒子會(huì)形成感應(yīng)電場(chǎng)。感應(yīng)電場(chǎng)可能使異向性導(dǎo)電膠下方的絕緣層破裂。當(dāng)進(jìn)行高溫高濕的可靠度測(cè)試時(shí)，水氣可能從裂隙進(jìn)入與金屬線反應(yīng)，導(dǎo)致金屬線腐蝕。因此，在本實(shí)施方式中，藉由有機(jī)絕緣材220來隔離異向性導(dǎo)電膠230與絕緣層208以使感應(yīng)電場(chǎng)減低，而可防止絕緣層208破裂。在一實(shí)施例中，有機(jī)絕緣材220的厚度W2大于絕緣層208的厚度Wl。具體來說，絕緣層208的厚度Wl可小于I μ m,而有機(jī)絕緣材220的厚度W2可遠(yuǎn)大于I μ m。在步驟140中，熱壓半導(dǎo)體芯片240于異向性導(dǎo)電膠230上，使凸塊242藉由異向性導(dǎo)電膠230與接合墊204a、206a電性連接，如圖3A與3C所示。半導(dǎo)體芯片240可用以提供大于10 V的電壓至金屬線204、206。半導(dǎo)體芯片240例如可為閘驅(qū)動(dòng)芯片。在熱壓制程中，異向性導(dǎo)電膠230流動(dòng)且填入開ロ 208a內(nèi)。異向性導(dǎo)電膠230藉由有機(jī)絕緣材220與絕緣層208的上表面隔離，而可避免金屬線腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。此外，凸塊242與接合墊204a、206a間可透過變形的導(dǎo)電粒子垂直電性連接。圖4是方法400的流程圖。步驟410可與圖I中的步驟110相同。以下將列舉兩種實(shí)施例。圖5A與5B分別繪示兩實(shí)施例的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。圖5C與繪示方法400中各制程階段的剖面示意圖，其為沿著圖5A中的5A-5A’或圖5B中的5B-5B’的剖面線段。在步驟420中，形成非導(dǎo)電膠222于芯片接合區(qū)212及芯片接合區(qū)外緣214的絕緣層208上，如圖5C所示。并且，非導(dǎo)電膠222覆蓋金屬線204、206的一部分。在ー實(shí)施例中，ー非導(dǎo)電膠222用以覆蓋一個(gè)芯片接合區(qū)212及芯片接合區(qū)212外緣的絕緣層208上，如圖5A所示。在另ー實(shí)施例中，一非導(dǎo)電膠222用以覆蓋數(shù)個(gè)芯片接合區(qū)212及芯片接合區(qū)以外的部分，如圖5B所示。在步驟430中，形成異向性導(dǎo)電膠230于芯片接合區(qū)212上方的非導(dǎo)電膠222上，如圖5C所示。類似于方法100中的有機(jī)絕緣材220，非導(dǎo)電膠222可用以隔離絕緣層208與異向性導(dǎo)電膠230。在一實(shí)施例中，非導(dǎo)電膠222的維度Dl大于異向性導(dǎo)電膠230的維度D2，如圖5A及5B所示。在此提及的維度，是指長(zhǎng)度與寬度構(gòu)成的ニ維維度。這是為了防止在熱壓制程時(shí)，異向性導(dǎo)電膠230溢流而與絕緣層208的上表面接觸。在一實(shí)施例中，非導(dǎo)電膠222的厚度W3大于絕緣層208的厚度Wl。異向性導(dǎo)電膠230中的膠成分可與非導(dǎo)電膠222大致相同，但非導(dǎo)電膠222中不含導(dǎo)電粒子。在步驟440中，熱壓半導(dǎo)體芯片240于異向性導(dǎo)電膠230上，使凸塊242藉由異向性導(dǎo)電膠230與接合墊204a、206a電性連接，如圖所示。在熱壓制程中，非導(dǎo)電膠222與異向性導(dǎo)電膠230流動(dòng)且相互融合，而填入開ロ 208a中。另外，凸塊242與接合墊204a、206a間可透過變形的導(dǎo)電粒子垂直電性連接。上述兩種實(shí)施方式制造的結(jié)構(gòu)在經(jīng)過高溫高濕的可 靠度測(cè)試后，皆沒有發(fā)生金屬線腐蝕現(xiàn)象。因此本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式可有效解決公知金屬線腐蝕問題。本發(fā)明的另ー態(tài)樣是在提供一種半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)。如圖3C與所示，半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)300、500皆包含有基材202、至少ー金屬線204、絕緣層208、有機(jī)絕緣材220、異向性導(dǎo)電膠230a與半導(dǎo)體芯片240?；?02可為玻璃基材，其具有至少ー芯片接合區(qū)212。金屬線204、206可分別為外金屬線與端子部的金屬線,其位于基材202上。金屬線204、206由芯片接合區(qū)212外延伸進(jìn)入芯片接合區(qū)212內(nèi)。并且，每ー金屬線204、206各具有一接合墊204a、206a位于芯片接合區(qū)212內(nèi)。絕緣層208配置于金屬線204、206上。并且，絕緣層208具有開ロ 208a，以露出接合墊204a、206a。在一實(shí)施例中，絕緣層208的材料由無機(jī)材料所制成，例如為氮化硅。有機(jī)絕緣材220位于芯片接合區(qū)外緣214的絕緣層208上。在一實(shí)施例中，有機(jī)絕緣材220為絕緣膠帶、橡膠或非導(dǎo)電膠，如圖3C所示。在另ー實(shí)施例中，有機(jī)絕緣材220為非導(dǎo)電膠222，如圖所示。異向性導(dǎo)電膠230a覆蓋芯片接合區(qū)212以及有機(jī)絕緣材220的一部分。在半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)300中，異向性導(dǎo)電膠230a為由異向性導(dǎo)電膠230經(jīng)熱壓制程所形成。在半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)500中，異向性導(dǎo)電膠230a為由非導(dǎo)電膠222及異向性導(dǎo)電膠230經(jīng)熱壓制程所形成。半導(dǎo)體芯片240位于芯片接合區(qū)212的異向性導(dǎo)電膠230a上。凸塊242藉由異向性導(dǎo)電膠230a與接合墊204a、206a電性連接。由上述可知，藉由設(shè)置有機(jī)絕緣材于絕緣層上，可有效避免絕緣層下方金屬線腐蝕。進(jìn)ー步地，可減少面板報(bào)廢的數(shù)量以及降低報(bào)廢成本。雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法，其特征在于，包含 提供該線路基板，該線路基板包含 一基材，具有一芯片接合區(qū)； 至少一金屬線，位于該基材上，該金屬線由該芯片接合區(qū)外延伸進(jìn)入該芯片接合區(qū)內(nèi)，且該金屬線具有一接合墊位于該芯片接合區(qū)；以及 一絕緣層，配置于該金屬在線，且該絕緣層具有一開口露出該接合墊； 形成一有機(jī)絕緣材于該芯片接合區(qū)外緣的該絕緣層上； 形成一異向性導(dǎo)電膠覆蓋該芯片接合區(qū)以及該有機(jī)絕緣材的一部分；以及熱壓該半導(dǎo)體芯片于該異向性導(dǎo)電膠上，使該半導(dǎo)體芯片的一凸塊藉由該異向性導(dǎo)電膠與該接合墊電性連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法，其特征在于，該絕緣層由一無機(jī)材料所制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法，其特征在于，該有機(jī)絕緣材為橡膠、絕緣膠帶或非導(dǎo)電膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法，其特征在于，該有機(jī)絕緣材的厚度大于該絕緣層的厚度。
5.一種固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法，其特征在于，包含 提供該線路基板，該線路基板包含 一基材，具有一芯片接合區(qū)； 至少一金屬線，位于該基材上，該金屬線由該芯片接合區(qū)外延伸進(jìn)入該芯片接合區(qū)內(nèi)，且該金屬線具有一接合墊位于該芯片接合區(qū)；以及 一絕緣層，配置于該金屬在線，且該絕緣層具有一開口露出該接合墊； 形成一非導(dǎo)電膠于該芯片接合區(qū)以及該芯片接合區(qū)外緣的該絕緣層上，其中該非導(dǎo)電膠覆蓋該金屬線的一部分； 形成一異向性導(dǎo)電膠于該芯片接合區(qū)的該非導(dǎo)電膠以及該芯片接合區(qū)外緣的該絕緣層上；以及 熱壓該半導(dǎo)體芯片于該異向性導(dǎo)電膠上，使該半導(dǎo)體芯片的一凸塊藉由該異向性導(dǎo)電膠與該接合墊電性連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法，其特征在于，該非導(dǎo)電膠的厚度大于該絕緣層的厚度。
7.一種半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含 一基材，具有一芯片接合區(qū)； 至少一金屬線，位于該基材上，該金屬線由該芯片接合區(qū)外延伸進(jìn)入該芯片接合區(qū)內(nèi)，且該金屬線具有一接合墊位于該芯片接合區(qū)； 一絕緣層，位于該金屬在線，且該絕緣層具有ー開ロ露出該接合墊； 一有機(jī)絕緣材，位于該芯片接合區(qū)外緣的該絕緣層上； ー異向性導(dǎo)電膠，覆蓋該芯片接合區(qū)以及該有機(jī)絕緣材的一部分；以及一半導(dǎo)體芯片，位于該芯片接合區(qū)的該異向性導(dǎo)電膠上，其中該半導(dǎo)體芯片的ー凸塊藉由該異向性導(dǎo)電膠與該接合墊電性連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該有機(jī)絕緣材的厚度大于該絕緣層的厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該絕緣層由ー無機(jī)材料所制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在干，該有機(jī)絕緣材包括橡膠、絕緣膠帶或非導(dǎo)電膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固設(shè)半導(dǎo)體芯片于線路基板的方法，其包含下列步驟。提供線路基板，其依序包含具有芯片接合區(qū)的基材、至少一金屬線以及絕緣層。形成有機(jī)絕緣材于芯片接合區(qū)外緣的絕緣層上，然后形成異向性導(dǎo)電膠覆蓋芯片接合區(qū)以及有機(jī)絕緣材的一部分。最后，熱壓半導(dǎo)體芯片于異向性導(dǎo)電膠上。藉由形成有機(jī)絕緣材于絕緣層上，來避免絕緣層下方金屬線腐蝕。在此亦提供一種半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L23/488GK102637612SQ20121013408
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者劉起朝, 王志瑞, 陳龍奇 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司, 福建華映顯示科技有限公司