封装结构及其制造方法技术

本发明专利技术关于一种封装结构及其制造方法。封装结构包含一芯片、一基材及至少一粘合层。芯片具有至少一电极部；基材具有至少一线路部；至少一粘合层设置于至少一电极部及至少一线路部之间以形成电性连接。其中，粘合层为具有负热膨胀系数的一材料，此负热膨胀系数材料包含一金属化合物材料，故芯片与基材粘合后便不致发生对位偏移。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种封装结构及制作该封装结构的制造方法。更详细而言，本专利技术关于一种包含负热膨胀系数材料的封装结构及制作该封装结构的制造方法。
技术介绍
近年来，随着半导体工艺技术的不断成熟与发展，各种高效能的电子产品不断推陈出新，而电子产品中最重要的芯片，其品质及效能便受到业界的重视。一般而言，芯片封装工艺中，影响芯片功效者，莫过于黏晶(Die Bonding)。此工艺利用一粘合材料将芯片的电极或凸块电性连接至布设于基材上的线路，藉此可于芯片与基材上的外部电路之间传输电子信号。已知粘合材料主要概分为两大类，亦即有机高分子类的导电胶材(ConductiveAdhesives)以及无机金属类的合金焊料(solder)。然而，当芯片与基材进行粘合时，不论是导电胶材或是合金焊料，这些粘合材料皆具有热胀冷缩的性质，因此当温度升高时，粘合材料的体积便会膨胀，使得粘合材料内部有孔洞的产生，使得黏合材料不但无法降低芯片与基材之间的间距以缩小封装体积，而更可能因为孔洞的出现使间距扩大，进而造成黏晶时的对位偏差。再者，使用金属焊料于粘晶工艺时，由于合金达到熔融状态时温度较高，使得芯片与基板易因高温造成内部损坏，且芯片与基板处于高温状态下会造成应力改变，而这样的现象较不利于后续工艺加工，因此需加以控制焊接温度与焊接时间。综上所述，黏合材料如何避免因本身体积的热涨冷缩而导致封装结构的芯片与基材之间产生位置偏移，便为此业界亟需努力的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种封装结构及制作此封装结构的制造方法，由于此封装结构采用负热膨胀系数材料进行芯片与基材的电性连接，故可避免接合材料固化后，芯片与基材产生对位误差而影响两者间的信号传输。为达上述目的，本专利技术提供一种封装结构，其包含一芯片、一基材及至少一粘合层。芯片具有至少一电极部；基材具有至少一线路部；至少一粘合层设置于至少一电极部及至少一线路部之间以形成电性连接。其中，粘合层为一负热膨胀系数(NegativeCoefficient of Thermal Expansion)材料,此负热膨胀系数材包含一金属化合物材料,藉此避免使芯片与基材之间产生对位偏移，影响电性连接。为达上述目的，本专利技术更提供前述封装结构的制造方法，其包含:形成至少一电极部于一裸晶上，以构成一芯片；形成至少一线路部于一基板上，以构成一基材；于至少一电极部及至少一线路部之间设置至少一粘合层，以使芯片与基材电性连接，其中至少一粘合层为一负热膨胀系数(Negative Coefficient of Thermal Expansion)材料,其包含一金属化合物材料。为让上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文以较佳的实施例配合所附附图进行详细说明。附图说明图1为本专利技术的封装结构的较佳实施例的示意图；图2为本专利技术的封装结构的制造方法的流程图；及图3为本专利技术的封装结构的制造方法的另一流程图。具体实施例方式以下将透过实施方式来解释本
技术实现思路
，本专利技术关于一种封装结构以及其制造方法。需说明者，在下述的实施例以及附图中，关于实施方式的说明仅为阐释本专利技术的目的，而非用以直接限制本专利技术，同时，以下实施例及附图中，与本专利技术非直接相关的元件均已省略而未绘示；且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。请参阅图1，其为本专利技术的封装结构I的一较佳实施例的示意图。封装结构I包含一芯片11、一基材13及一粘合层15,以下将依序说明各兀件的
技术实现思路
。于本实施例中，芯片11为一发光二极体芯片，芯片11具有一第一电极111及一第二电极113,第一电极111及第二电极113分别形成于芯片11的一下表面115,于本实施例中，第一电极111及第二电极113具有不同的面积，且分别为阳极(或正极)及阴极(或负极)。此外，本专利技术的封装结构并不限于发光二极体芯片封装，亦可应用于其他芯片封装中(如存储器芯片Memory chip、微芯片Microchip、模拟芯片Analogy chip以及逻辑芯片Logical chip等)；此外，电极数目并不以上述示例为限，且亦可改以凸块的形式实施。基材13的一上表面135具有电路布局，其包含一第一线路部131及一第二线路部133，以分别对应至芯片11的第一电极111及第二电极113。更详细而言，基材13的上表面135沿着一垂直方向堆迭设置芯片11，且基材13的面积大于芯片11的面积，使得芯片11可完全设置于基材13的上表面135的面积范围内。基材13可为一电路板或一芯片等可传导电能的元件，于本实施例中，第一线路部131及第二线路部133具有不同的面积。粘合层15具有一第一粘合层151及一第二粘合层153,第一粘合层151设置于第一电极111及第一线路部131之间以形成电性连接，且第二粘合层153设置于第二电极113及第二线路部133之间以形成电性连接，使得芯片11可与基材13电性连接以相互传递信号。而本实施例中，第一粘合层151及第二粘合层153具有相异的热膨胀系数，利用不同热膨胀系数的材料特性，使第一粘合层151及第二粘合层153可分别调整具有不同面积的第一电极111及第二电极113与第一线路部131及第二线路部133之间的接合移位程度，使得芯片11可紧固地粘附于基材13，不易相对基材13移动。本专利技术的第一粘合层151及第二粘合层153为具有负热膨胀系数(NegativeCoefficient of Thermal Expansion)的一材料,更详细的说,此负热膨胀系数材料的工作温度为_273°C至800°C。当将芯片11迭置于基材13上方之后，加热第一粘合层151及第二粘合层153，使具有负热膨胀性质的第一粘合层151及第二粘合层153的体积减少。第一粘合层151及第二粘合层153所采用的负热膨胀系数材料包含一金属化合物材料，于本实施例中，金属化合物材料包含(但不限于)钨酸锆(ZrW2O8)、钛酸铅(PbTiO3)、钛酸钡(BaTiO3)、钒酸锆(ZrV2O7)、钒酸钽(TaVO5)、锂铝硅酸盐(LiAlSiO4,β-eucryptite)、碘化银(AgI)或其组合。除上所述的负热膨胀系数材料，熟知本专利技术
者亦可推及将前段所提的金属化合物材料掺杂于玻璃陶瓷、树脂、陶瓷或其组合中，形成本专利技术的另一实施态样，同样可藉由负热膨胀系数材料本身的材料特性，以使经由被粘合层接合的芯片与基材不会因为高温而有滑移错位的问题。更详细的说，第一粘合层151及第二粘合层152以印刷、电镀、蒸镀、溅镀、化镀、植球、凸块或涂布设置于第一线路部131与第一电极111之间及第二线路部133与第二电极113之间。于本专利技术中，芯片的尺寸较佳为45mil X45mil,更详细地说,45mil X45mil此尺寸主要应用于高压(High Voltage)LED芯片11，然而本专利技术并不仅限于此特定尺寸，熟知本专利技术
者应可将芯片的长度(或宽度)推及于250μπι至1500μπι的范围。本实施例的封装结构I与已知的封装结构相较下，粘合层会因应负热膨胀系数材料的遇冷膨胀及遇热收缩的一材料特性，当应用在特定温度区间时，随着温度逐渐上升，负热膨胀系数材料具有一往内收缩的趋势，使得负热膨胀系数材料的体积有些微缩小，并进一步缩小负热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装结构，包含：一芯片，具有至少一电极部；一基材，具有至少一线路部；以及至少一粘合层，设置于该至少一电极部及该至少一线路部之间以形成电性连接；其中，该粘合层为一负热膨胀系数材料，其包含一金属化合物材料。

【技术特征摘要】
2011.11.01 TW 1001397051.一种封装结构，包含: 一芯片，具有至少一电极部； 一基材，具有至少一线路部；以及 至少一粘合层，设置于该至少一电极部及该至少一线路部之间以形成电性连接； 其中，该粘合层为一负热膨胀系数材料，其包含一金属化合物材料。2.按权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该负热膨胀系数材料的一工作温度为-273 °C 至 800 °C。3.按权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该至少一电极部具有一第一电极及一第二电极，该至少一线路部具有一第一线路部及一第二线路部，该至少一粘合层具有一第一粘合层及一第二粘合层，该第一粘合层设置于该第一电极部及该第一线路部之间以形成电性连接，且该第二粘合层设置于该第二电极部及该第二线路部之间以形成电性连接，且该第一粘合层及该第二粘合层具有相异的热膨胀系数。4.按权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该金属化合物材料包含钨酸锆、钛酸铅、钛酸钡、钒酸锆、钒酸钽、锂铝硅酸盐、碘化银或其组合。5.按权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该至少一粘合层更包含玻璃陶瓷、树月旨、陶瓷或其组合。6.按权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该芯片为一发光二极体芯片。7.按权...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伟诚，詹峯益，姜崇义，
申请(专利权)人：华新丽华股份有限公司，
类型：发明
国别省市：