專利名稱：封裝用基板固定裝置及半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種封裝用基板固定裝置及半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法，特別涉及一種用于芯片型覆晶封裝基板固定裝置及芯片型覆晶封裝體的制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)芯片型覆晶封裝技術(shù)(Flip Chip CSP，簡(jiǎn)稱fcCSP)，將芯片翻轉(zhuǎn)后，以面朝下的方式通過(guò)金屬導(dǎo)體與積層基板(laminated substrate)進(jìn)行接合，廣泛地運(yùn)用在需要高性能、高速與高密度，以及小尺寸封裝的元件上。隨著半導(dǎo)體裝置的尺寸微縮，電性連接凸塊的間距也隨之逐漸縮小。若使用傳統(tǒng)的芯片型覆晶封裝技術(shù)，將芯片倒置貼附于積層基板時(shí)，因積層基板受外力發(fā)生翹曲，使得相鄰?fù)箟K之間易發(fā)生橋接，或者形成非常脆性的冷焊點(diǎn)(cold joint)。特別是，在將芯片取置于積層基板上的步驟時(shí)，并未以固定治具固定，在經(jīng)過(guò)回焊步驟后，接著在進(jìn)行后續(xù)去除助焊劑的清洗工藝時(shí)，才使用治具固定積層基板邊緣。然而，在取置芯片于積層基板上的步驟時(shí)，已容易造成積層基板翹曲，導(dǎo)致凸塊間橋接或冷焊點(diǎn)缺陷。就其本身而論，業(yè)界所急需一種封裝用基板固定裝置及半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法，能有效地避免凸塊間橋接或冷焊點(diǎn)缺陷，并且避免在去除助焊劑的清洗工藝后，造成助焊劑及容易殘留。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一種封裝用基板固定裝置，包括一底板；一積層基板， 具有多個(gè)芯片置晶區(qū)域供至少一芯片接合；以及一上固定蓋板，通過(guò)磁力或機(jī)械力將該積層基板平整地固定在該底板和該上蓋固定板之間；其中該上蓋固定板具有多個(gè)開(kāi)口區(qū)域?qū)?yīng)所述多個(gè)芯片置晶區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，一種半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法，包括提供一封裝用基板固定裝置，其包括一底板、一積層基板具有多個(gè)芯片置晶區(qū)域供至少一芯片接合、以及一上固定蓋板通過(guò)磁力或機(jī)械力將該積層基板平整地固定在該底板和該上蓋固定板之間， 其中該上蓋固定板具有多個(gè)開(kāi)口區(qū)域?qū)?yīng)所述多個(gè)芯片置晶區(qū)域；將一芯片反轉(zhuǎn)覆置于該積層基板的該芯片置晶區(qū)域上；將含芯片的該封裝用基板固定裝置進(jìn)行一回焊工藝；以含去離子水及溶劑的一溶液清洗該含芯片的該封裝用基板固定裝置，以去除殘留助焊劑。為使本發(fā)明能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖IA顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置的立體示意圖。圖IB顯示圖IA的封裝用基板固定裝置的剖面示意圖。圖2A顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置的立體示意圖。圖2B顯示圖2A的封裝用基板固定裝置的剖面示意圖。圖3A顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置的立體示意圖。
圖;3B顯示圖3A的封裝用基板固定裝置的分解示意圖。圖4A顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置的立體示意圖。圖4B顯示圖4A的封裝用基板固定裝置的周邊區(qū)域4B的局部放大示意圖。圖4C顯示圖4A的封裝用基板固定裝置400的組合后的上視圖。圖4D顯示圖4C的封裝用基板固定裝置400的剖面示意圖。圖5A顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置500的組合后的上視圖。圖5B顯示圖5A的封裝用基板固定裝置500的剖面示意圖。圖5C顯示圖5A的封裝用基板固定裝置的周邊區(qū)域5C的局部放大示意圖。圖6A顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置600的組合后的上視圖。圖6B顯示圖6A的封裝用基板固定裝置600的剖面示意圖。圖6C顯示圖6A的封裝用基板固定裝置的周邊區(qū)域6C的局部放大示意圖。并且，上述附圖中的附圖標(biāo)記說(shuō)明如下100、200、300、400、500、600 封裝用基板固定裝置；110、210、310、410、510、610 上蓋固定板；115、215、315、415 固定孔洞；416 底板釘樁；122、322、422、522、622 格子狀的細(xì)帶；125、225、325、425、525、625 開(kāi)口區(qū)域；1洸、2洸、似6 上蓋固定板的周邊區(qū)域；130、230、430、530、630 積層基板；135,235,535,635 芯片置晶區(qū)域；150、250、450、550、650 底板；160、260、560、660 芯片；228 寬帶；232 切割槽；310a 第一固定構(gòu)件；310b 第二固定構(gòu)件；318 扣環(huán)；455 真空吸孔；458 磁石；428 暗溝；526、626 凸出部；528、628 溝道；T 上蓋固定板的厚度；Tl 暗溝的高度；D 寬帶的寬度；D’ 兩組陣列式芯片之間的間距；d 切割槽的寬度。
具體實(shí)施例方式以下以各實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明并伴隨著

的范例，做為本發(fā)明的參考依據(jù)。在附圖或說(shuō)明書(shū)描述中，相似或相同的部分皆使用相同的圖號(hào)。且在附圖中，實(shí)施例的形狀或是厚度可擴(kuò)大，并以簡(jiǎn)化或是方便標(biāo)示。再者，附圖中各元件的部分將以分別描述說(shuō)明之， 值得注意的是，圖中未繪示或描述的元件，為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的形式，另外，特定的實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明使用的特定方式，其并非用以限定本發(fā)明。圖IA顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置的立體示意圖，圖IB顯示圖IA的封裝用基板固定裝置的剖面示意圖。于圖1A、圖IB中，一封裝用基板固定裝置 100包括一底板150、一積層基板130，具有多個(gè)芯片置晶區(qū)域135供至少一芯片160接合， 及一上蓋固定板110具有多個(gè)開(kāi)口區(qū)域125對(duì)應(yīng)所述多個(gè)芯片置晶區(qū)域135。應(yīng)了解的是， 在去除助焊劑的過(guò)程中，為了使得去離子水和溶劑所構(gòu)成的溶液容易排除，在設(shè)計(jì)上，上蓋固定板110的厚度T應(yīng)小于或等于芯片160的厚度。多個(gè)固定孔洞(pinhole) 115設(shè)置于上蓋固定板110的周邊區(qū)域126。所述多個(gè)固定孔洞115與底板的釘樁(guide pin)用以與底板的釘樁(guide pin)結(jié)合而固定上蓋固定板110、積層基板130和底板150。上蓋固定板110的開(kāi)口區(qū)域內(nèi)包括格子狀的細(xì)帶122，分隔陣列中的各芯片。圖2A顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置的立體示意圖，圖2B顯示圖2A的封裝用基板固定裝置的剖面示意圖。于圖2A、圖2B中，一封裝用基板固定裝置 200包括一底板250、一積層基板230，具有多個(gè)芯片置晶區(qū)域235供至少一芯片260接合， 及一上蓋固定板210具有多個(gè)開(kāi)口區(qū)域225對(duì)應(yīng)所述多個(gè)芯片置晶區(qū)域235。于此實(shí)施例中，各個(gè)芯片置晶區(qū)域235可供一陣列式芯片沈0黏附。多個(gè)固定孔洞215設(shè)置于上蓋固定板210的周邊區(qū)域。所述多個(gè)固定孔洞215用以與底板的釘樁(guide pin)結(jié)合而固定上蓋固定板210、積層基板230和底板250。應(yīng)了解的是，相鄰兩開(kāi)口區(qū)域225之間具有一寬帶228，其中寬帶228的寬度D大于積層基板的一切割槽232的寬度d，但小于兩組相鄰陣列式芯片之間的間距D’。再者，在去除助焊劑的過(guò)程中，為了使得去離子水和溶劑所構(gòu)成的溶液容易排除，在設(shè)計(jì)上該上蓋固定板110的厚度T應(yīng)小于或等于該芯片160的厚度。圖3A顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置的立體示意圖，圖:3B顯示圖3A的封裝用基板固定裝置的分解示意圖。于圖3A、圖:3B中，一上蓋固定板310包括第一固定構(gòu)件310a和第二固定構(gòu)件310b。該第一固定構(gòu)件310a為一頂蓋環(huán)，壓附該第二固定構(gòu)件310b的邊緣，其中該頂蓋環(huán)的外圍具有多個(gè)扣環(huán)318，以固定底板、積層基板、上固定蓋板、和頂蓋環(huán)。第二固定構(gòu)件310b相似于圖IA-圖IB的上蓋固定板110，具有多個(gè)開(kāi)口區(qū)域325 對(duì)應(yīng)芯片置晶區(qū)域。多個(gè)固定孔洞315設(shè)置于上蓋固定板310的周邊區(qū)域。所述多個(gè)固定孔洞315用以固定上蓋固定板、積層基板和底板。同樣地，第二固定構(gòu)件310b的開(kāi)口區(qū)域內(nèi)包括格子狀的細(xì)帶322，分隔陣列中的各芯片。圖4A顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置的立體示意圖，圖4B顯示圖4A的封裝用基板固定裝置的周邊區(qū)域4B的局部放大示意圖。于圖4A、圖4B中，一封裝用基板固定裝置400包括一底板450、一積層基板430，具有多個(gè)芯片置晶區(qū)域供至少一芯片接合，及一上蓋固定板410具有多個(gè)開(kāi)口區(qū)域425對(duì)應(yīng)所述多個(gè)芯片置晶區(qū)域。于一實(shí)施例中，底板450鑲有多個(gè)磁石458以將積層基板430平整地固定在底板450和上蓋固定板410之間。上蓋固定板410具有固定孔洞415，用以與底板的釘樁(guide pin) 416結(jié)合而固定上蓋固定板410、積層基板430和底板450。于另一實(shí)施例中，底板450具有多個(gè)真空吸孔455以吸附積層基板430。再者，多個(gè)固定孔洞415設(shè)置于上蓋固定板410的周邊區(qū)域426。上蓋固定蓋板 410的周邊區(qū)域似6具有多條暗溝428，連接些開(kāi)口區(qū)域425與外界。圖4C顯示圖4A的封裝用基板固定裝置400的組合后的上視圖，圖4D顯示圖4C的封裝用基板固定裝置400的剖面示意圖。于圖4D中，通過(guò)上蓋固定蓋板410可將積層基板430平整地壓附并固定在底板450上，以避免積層基板430發(fā)生翹曲。應(yīng)了解的是，在去除助焊劑的過(guò)程中，為了使得去離子水和溶劑所構(gòu)成的溶液容易通過(guò)暗溝4 排除至外界，在設(shè)計(jì)上，上蓋固定板410的厚度T應(yīng)大于芯片的厚度，并且大于暗溝428的高度Tl。圖5A顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置500的組合后的上視圖， 圖5B顯示圖5A的封裝用基板固定裝置500的剖面示意圖，圖5C顯示圖5A的封裝用基板固定裝置的周邊區(qū)域5C的局部放大示意圖。于圖5A、圖5B中，一封裝用基板固定裝置500 包括一底板陽(yáng)0、一積層基板530，具有多個(gè)芯片置晶區(qū)域535供至少一芯片560接合，及一上蓋固定板510具有多個(gè)開(kāi)口區(qū)域525對(duì)應(yīng)芯片的置晶區(qū)域535。上蓋固定板510包括格子狀的細(xì)帶522，分隔陣列中的各芯片位置。于此實(shí)施例中，上蓋固定蓋板510的周邊區(qū)域具有多條溝道528。應(yīng)了解的是，在去除助焊劑的過(guò)程中，為了使得去離子水和溶劑所構(gòu)成的溶液容易通過(guò)溝道5 排除至外界，連接開(kāi)口區(qū)域525與外界。上蓋固定板510的周邊區(qū)域?yàn)橐浑A梯形緊靠積層基板530，具有一凸出部526，其中溝道5 的底部與積層基板530 大約等高度。圖6A顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝用基板固定裝置600的組合后的上視圖， 圖6B顯示圖6A的封裝用基板固定裝置600的剖面示意圖，圖6C顯示圖6A的封裝用基板固定裝置的周邊區(qū)域6C的局部放大示意圖。于圖6A-圖6C圖中，一封裝用基板固定裝置 600實(shí)質(zhì)上相似于圖5A-圖5C實(shí)施例所描述述的封裝用基板固定裝置500，為求簡(jiǎn)明之故， 在此省略相同的敘述。不同之處在于，上蓋固定板610的周邊區(qū)域?yàn)橐浑A梯形，緊壓在積層基板630的邊緣，具有一凸出部626，其中溝道628的底部實(shí)質(zhì)上高于與積層基板630的表面，以利助焊劑清洗溶液通過(guò)溝道6 排除至外界。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，可利用上述封裝用基板固定裝置100-600進(jìn)行芯片型覆晶封裝的制造。例如，提供上述封裝用基板固定裝置，并將一芯片反轉(zhuǎn)覆置于積層基板的芯片的置晶區(qū)域上，接著，將含芯片的封裝用基板固定裝置進(jìn)行一回焊工藝，以含去離子水及溶劑的一溶液清洗含芯片的封裝用基板固定裝置，以去除殘留助焊劑，其中將芯片反轉(zhuǎn)覆置步驟、回焊工藝及清洗去除殘留助焊劑步驟是在一連續(xù)式工藝設(shè)備中進(jìn)行。由于積層基板受到上蓋固定板平整的壓覆，因此在覆晶步驟時(shí)，可避免因基板翹曲所造成的凸塊間橋接或冷焊點(diǎn)(cold joint)缺陷。再者，通過(guò)在上蓋固定板的周邊區(qū)域設(shè)置溝道或暗溝，在去除助焊劑的過(guò)程中，能夠完全將去助焊劑溶液排除至外界，避免助焊劑及溶液殘留。再者，由于本發(fā)明實(shí)施例的封裝用基板固定裝置可將底板、積層基板及上蓋固定板整體固定，可適用于連續(xù)性的芯片型覆晶封裝的制造過(guò)程中，降低因中斷工藝，受外力所造成的超低介電常數(shù)介電層脫層(ELK de-lamination)。本發(fā)明雖以各種實(shí)施例公開(kāi)如上，然而其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)
7域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾。本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視隨附的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種封裝用基板固定裝置，包括 一底板；一積層基板，具有多個(gè)芯片置晶區(qū)域供至少一芯片接合；以及一上固定蓋板，通過(guò)磁力或機(jī)械力將該積層基板平整地固定在該底板和該上蓋固定板之間；其中該上蓋固定板具有多個(gè)開(kāi)口區(qū)域?qū)?yīng)所述多個(gè)芯片置晶區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的封裝用基板固定裝置，其中該上蓋固定板的厚度小于或等于該芯片的厚度。
3.如權(quán)利要求2所述的封裝用基板固定裝置，其中相鄰兩開(kāi)口區(qū)域之間具有一寬帶， 其中該寬帶的寬度大于該積層基板的一切割槽的寬度，但小于兩組陣列式芯片之間的間距。
4.如權(quán)利要求1所述的封裝用基板固定裝置，還包括一頂蓋環(huán)，壓附該上固定蓋板的邊緣，其中該頂蓋環(huán)的外圍具有多個(gè)扣環(huán)，以固定該底板、該積層基板、該上固定蓋板、和該頂蓋環(huán)成一整體。
5.如權(quán)利要求1所述的封裝用基板固定裝置，其中該上固定蓋板的周邊區(qū)域具有多條暗溝，每條暗溝連接所述多個(gè)開(kāi)口區(qū)域與外界。
6.如權(quán)利要求1所述的封裝用基板固定裝置，其中該上蓋固定板的厚度小于或等于該芯片的厚度，且該上固定蓋板的周邊區(qū)域?yàn)橐浑A梯形，具有多條溝道連接所述多個(gè)開(kāi)口區(qū)域與外界。
7.一種半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法，包括 提供一封裝用基板固定裝置，包括 一底板；一積層基板，具有多個(gè)芯片置晶區(qū)域供至少一芯片接合；以及一上固定蓋板，通過(guò)磁力或機(jī)械力將該積層基板平整地固定在該底板和該上蓋固定板之間；其中該上蓋固定板具有多個(gè)開(kāi)口區(qū)域?qū)?yīng)所述多個(gè)芯片置晶區(qū)域； 將一芯片反轉(zhuǎn)覆置于該積層基板的該芯片置晶區(qū)域上； 將含芯片的該封裝用基板固定裝置進(jìn)行一回焊工藝；以含去離子水及溶劑的一溶液清洗該含芯片的該封裝用基板固定裝置，以去除殘留助焊劑。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法，其中將芯片反轉(zhuǎn)覆置步驟、該回焊工藝及清洗去除殘留助焊劑步驟是在一連續(xù)式工藝設(shè)備中進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法，其中該上蓋固定板的厚度小于或等于該芯片的厚度。
10.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法，其中相鄰兩開(kāi)口區(qū)域之間具有一寬帶，其中該寬帶的寬度大于該積層基板的一切割槽的寬度，但小于兩組陣列式芯片之間的間距。
11.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法，還包括一頂蓋環(huán)，壓附該上固定蓋板的邊緣，其中該頂蓋環(huán)的外圍具有多個(gè)扣環(huán)，以固定該底板、該積層基板、該上固定蓋板、和該頂蓋環(huán)成一整體。
12.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法，其中該上固定蓋板的周邊區(qū)域具有多條暗溝，每條暗溝連接所述多個(gè)開(kāi)口區(qū)域與外界。
13.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法，其中該上蓋固定板的厚度小于或等于該芯片的厚度，且該上固定蓋板的周邊區(qū)域?yàn)橐浑A梯形，具有多條溝道連接所述多個(gè)開(kāi)口區(qū)域與外界。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種封裝用基板固定裝置及半導(dǎo)體芯片封裝體的制造方法。該封裝用基板固定裝置包括一底板，一積層基板，具有多個(gè)芯片置晶區(qū)域供至少一芯片接合，以及一上固定蓋板，通過(guò)磁力或機(jī)械力將該積層基板平整地固定在該底板和該上蓋固定板之間，其中該上蓋固定板具有多個(gè)開(kāi)口區(qū)域?qū)?yīng)所述多個(gè)芯片置晶區(qū)域。
文檔編號(hào)H01L23/12GK102237318SQ20101016736
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者余振華, 李建勛, 李柏毅, 王宗鼎, 鄭榮偉 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司