CN100474581C - 桥接形式的多芯片封装构造 - Google Patents

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Abstract

一种桥接型式的多芯片封装构造主要包括一载板、一第一芯片、一第二芯片及至少一导电凸块。该载板具有一上表面及对应的一下表面，多个载板接点，位在载板的上表面。第一芯片具有一第一主动表面，该第一芯片还具有至少一第一接点，配置在第一芯片的第一主动表面上。同样地，第二芯片具有一第二主动表面，该第二芯片还具有至少一第二接点，配置在第二芯片的第二主动表面上。第一芯片的第一侧壁紧邻第二芯片的第二侧壁，且第一芯片的第一主动表面与第二芯片的第二主动表面为共平面的配置。导电凸块在第一芯片的第一主动表面上及第二芯片的第二主动表面上延伸，使第一芯片的第一接点与第二芯片的第二接点电性连接。

Description

桥接形式的多芯片封装构造
技术领域
本发明涉及一种多芯片封装构造，特别涉及一种桥接形式的多芯片封装构造。
背景技术
近年来，随着电子技术的日新月异，高科技电子产品也相继问世，因而更人性化、功能性更佳的电子产品不断推陈出新，然而各种产品无不朝向轻、薄、短、小的趋势设计，以提供更便利舒适的使用。而一个电子产品的完成，电子封装扮演着重要的角色，其芯片间电性连接的方式，一般常见的有两种，第一种为引线键合(wire-bonding)的方式、第二种为倒装芯片(flip chip)的方式。就引线键合的方式而言，其利用一引线键合机台将其引线键合头先移动至芯片的接点上，并利用尖端放电的方式将导电线的端点熔化而成为球型的样式，如此便可以将导电线打到芯片的接点上，然后便移动引线键合头到另一芯片的接点上，而在移动的过程中，引线键合头亦会放出导电线，最后再利用超音波熔接的方式将导电线打到另一芯片的接点上。
接下来，将介绍一种已知利用引线键合方式的多芯片封装结构。请参照图1，其图示已知利用引线键合方式的多芯片封装结构的剖面示意图。该封装结构包括一载板10、一第一芯片12、一第二芯片14、多条导电线160、162、164、一封装材料18及多个焊球19。载板10具有一上表面102及对应的下表面104，而载板10具有多个载板接点106及第一芯片座105与第二芯片座109，载板接点106及第一芯片座105与第二芯片座109位在载板10的上表面102上，并且载板接点106环绕在第一芯片座105与第二芯片座109的周围，而载板接点107位在载板10的下表面104上。第一芯片12具有一主动表面122及对应的第一背面124，而第一芯片12还具有多个第一芯片接点126，位在第一芯片12的主动表面122上。第一芯片12以其第一背面124并通过一黏着材料(未标示于图中)贴附到载板10的芯片座108上，而利用引线键合的方式使第一芯片12与载板10电性连接，其中导电线160的一端接合到第一芯片接点126上，而导电线160的另一端接合到载板接点106上。同样地，第二芯片14具有一第二主动表面142及对应的第二背面144，而第二芯片14还具有多个第二芯片接点146，位在第二芯片14的第二主动表面142上。第二芯片14以其第二背面144并通过一黏着材料(未标示于图中)贴附到载板10的芯片座109上，而利用引线键合的方式使第二芯片14与载板10电性连接，其中导电线162的一端接合到第二芯片接点146上，而导电线162的另一端接合到载板接点108上。此外，第一芯片12与第二芯片14通过导电线164电性导通。另外，封装材料18包覆第一芯片12、第二芯片14、载板10的上表面102及导电线160、162及164。
在上述的封装结构中，第一芯片12通过导线164与第二芯片14电性连接，然而由于导线164的截面积甚小并且长度甚长，因此特性阻抗匹配不良，使得讯号会被快速地衰减，并且在高频电路运作时，会有电感电容寄生效应(Parasitics)的发生，以致产生讯号反射的情形。此外，由于导线164与第一芯片接点传输路径的面积甚小，不利于电压及电流提供，导致电源及接地的效果变差。
有鉴于此，为避免前述多芯片封装构造的缺点，以提升多芯片封装构造的芯片效能，实为一重要的课题。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的提供一种多芯片封装结构，以桥接型式的导电材料取代导电线，如此可缩短芯片间电性连接的距离，使得多芯片封装结构的电性效能可以提高。
由此，为了达成上述目的，本发明提出一种芯片封装结构，至少包括一载板、一第一芯片、一第二芯片及至少一导电凸块及多个焊球。载板具有一上表面及对应的下表面，载板还具至少一载板接点，均位在载板的上表面。第一芯片具有一第一主动表面，第一芯片还具有至少一第一芯片接点，配置在第一芯片的第一主动表面上。同样地，第二芯片具有一第二主动表面，第二芯片还具有至少一第二芯片接点，配置在第二芯片的第二主动表面上。其中，第一芯片及第二芯片以引线键合方式配置于载板上，并与载板电性连接。此外，第一芯片的至少一第一侧壁紧邻第二芯片的第二侧壁，并且第一芯片的第一主动表面与第二芯片的第二主动表面为共平面的配置。导电凸块在第一芯片的第一主动表面上及第二芯片的第二表面上延伸，使第一芯片的第一接点与第二芯片的第二接点电性连接。
承上所述，其中芯片封装结构还包括一封装材料，包覆第一芯片及第二芯片、载板的上表面及导电凸块。第一芯片接点及第二芯片接点分别位在第一芯片及第二芯片的边缘上，且紧邻配置。此外，导电凸块可以是锡铅合金、无铅导电材料或导电胶。
综上所述，本发明的多芯片封装结构，由于芯片间的接点可以透过导电凸块电性连接，因此芯片接点间的传导路径甚短，且传导路径的径宽甚大，故可以降低传导阻抗，而减缓讯号的衰减，并且可以适于在高频电路的运作，而减少电感电容寄生效应的发生。另外，由于导电凸块与芯片接点接触的面积甚大，且载板接点可以直接与芯片接点接触，故可以避免发生如引线键合结构的阻抗不匹配的现象，并且会有甚佳的电源及接地效果。
以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的桥接形式的多芯片封装构造。
附图说明
图1为一示意图，显示已知多芯片封装构造。
图2为一示意图，显示本发明第一较佳实施例中的桥接形式的多芯片封装结构。
图3为一示意图，显示本发明第二较佳实施例中的桥接形式的多芯片封装结构。
图4为一示意图，显示本发明第三较佳实施例中的桥接形式的多芯片封装结构。
图5为一示意图，显示本发明第四较佳实施例中的桥接形式的多芯片封装结构。
图6为一示意图，显示本发明第五较佳实施例中的桥接形式的多芯片封装结构。
图7至图9为一示意图，显示本发明第四较佳实施例的一种桥接形式的多芯片封装结构制程的剖面示意图。
图中符号说明
10        载板
102       载板上表面
104       载板下表面
105       第一芯片座
106、108  载板接点
107       导电组件(焊球)
109       第二芯片座
12        第一芯片
122       第一主动面
124       第一背面
126       第一芯片接点
14        第二芯片
142       第二主动表面
144       第二背面
146       第二芯片接点
160、162、164  导电线
18             封胶体
20             载板
201            开口
202            载板上表面
203            周壁
204            载板下表面
206、208       载板接点
207            导电组件(焊球)
21             散热片
22             第一芯片
221            第一侧壁
222            第一主动面
223            第三侧壁
224            第一背面
226、228       第一芯片接点
24             第二芯片
241            第二侧壁
242            第二主动表面
243            第四侧壁
244            第二背面
246、248       第二芯片接点
254            屏蔽层
256            开口
258            焊料
259            导电凸块
260、262       导电线
264            导电凸块
268            导电凸块
28             封胶体
29           填充体
292          填充体上表面
具体实施方式
图2揭示一种本发明第一较佳实施例的桥接形式的多芯片封装构造，其主要包括一载板20、一第一芯片22、一第二芯片24及一导电凸块264。该载板20具有一上表面202及对应的一下表面204，多个载板接点206、208，均位在载板20的上表面。第一芯片22具有一第一主动表面222，该第一芯片22还具有至少一第一接点226，配置在第一芯片22的第一主动表面222上。同样地，第二芯片24具有一第二主动表面242，该第二芯片24还具有至少一第二接点246，配置在第二芯片24的第二主动表面242上。其中，第一芯片22以其背面(第一背面224)并通过一黏着材料(如银胶)设置于载板20上；同样地，第二芯片24以其背面(第二背面224)并通过一黏着材料(如银胶)设置于载板20上。导电线260电性连接第一芯片22的第一接点226与载板20的载板接点206，而导电线262电性连接第二芯片24的第二接点246与载板20的载板接点208。
此外，第一芯片22的第一侧壁221紧邻第二芯片24的第二侧壁241，且第一芯片22的第一主动表面222与第二芯片24的第二主动表面242为共平面的配置，再者，第一芯片接点226及第二芯片接点246分别位在第一芯片22及第二芯片24的边缘上，且紧邻配置。导电凸块264在第一芯片22的第一主动表面222上及第二芯片24的第二主动表面242上延伸，使第一芯片22的第一接点228与第二芯片24的第二接点248电性连接。承上所述，该多芯片封装结构还包括一封装材料280，包覆第一芯片22及第二芯片24、载板20的上表面202及导电凸块264。此外，上述的导电凸块264可以是锡铅合金、无铅导电材料或导电胶。
如图3所示，本发明的第二较佳实施例的桥接形式的多芯片封装构造，当第一芯片22的第一侧边221与第二芯片24的第二侧边241间具有一较大的空隙时，可先设置一填充体29，如不导电胶体。该填充体29的上表面与第一芯片22的第一主动表面222及第二芯片24的第二主动表面242共平面。接着，可以利用网板印刷的方式，形成一焊料到第一芯片接点226、第二芯片接点246及填充体的上表面292上，其中焊料由一助焊剂(未绘示)及多个金属粒子(未绘示)所构成，金属粒子均匀地混合在助焊剂中。之后，便进行回焊的制程，使得金属粒子可以熔融聚合而固化形成导电凸块264到第一芯片接点226及第二芯片接点246上。其中第一芯片接点226及第二芯片接点246可通过导电凸块264相互电性连接，而导电凸块264比如是锡铅合金或是无铅导电材料。
接着，请参照图4，为本发明的第三较佳实施例的桥接形式的多芯片封装构造。其中，载板20具有一开口201，第一芯片22及第二芯片24容置于该开口201中，而封胶体28包覆该载板20上表面202的部分、第一芯片22、第二芯片24及导电凸块264，并且使第一芯片22及第二芯片24的背面外露的，以通过此进一步缩小整体封装构造的厚度。
再者，承上所述，如图5所示，亦可设置一散热片21于载板20下表面204，而第一芯片22及第二芯片24设置在散热片21上，如此更可提升封装体的散热效能，此为本发明的第四较佳实施例的桥接形式的多芯片封装构造。
承上所述，请参照图6，为本发明的第五较佳实施例的桥接形式的多芯片封装构造。载板20亦具有一开口201，第一芯片22及第二芯片24同时容置于该开口201中，而该开口201的大小恰可容置第一芯片22及第二芯片24。其中，第一芯片22具有一第三侧边223，第二芯片24具有一第四侧边243，开口20内具有一周壁203，该第一芯片22及第二芯片24的侧壁紧邻开口的周壁203，且第一芯片22的第一主动表面222、第二芯片24的第二主动表面242与载板20的上表面202共平面配置。接着，形成一第二导电凸块266以电性连接第一芯片22与载板20。同样地，另形成一第三导电凸块268以电性连接第二芯片24与载板20。
不论是上述何种实施例，皆可于载板的上表面或下表面另植接多个焊球于其上，用以与外界电性导通的接点。
在上述的封装结构中，由于芯片接点间可以透过导电凸块电性连接，因此芯片接点间及芯片与载板接点间的传导路径甚短，且传导路径的径宽甚大，故可以降低传导阻抗，而减缓讯号的衰减，并且可以适于在高频电路的运作，而减少电感电容寄生效应(Parasitics)的发生。此外，由于导电凸块与载板接点或芯片接点接触的面积甚大，且载板接点可以直接与芯片接点接触，因此其接触阻抗甚小，故可以避免发生阻抗不匹配的现象，以致产生讯号反射的情形。另外，由于本发明可以改善芯片封装结构中如上所述的电性效能，因此会有甚佳的电源及接地的效果。
在上述实施例中，以网板印刷的方式形成焊料于芯片接点上及载板点上，然而本发明形成焊料的方式并非仅限于此，请参照图7至图9，亦可以先形成一屏蔽层(mask layer)254到第一芯片22的第一主动表面222、第二芯片24的第二主动表面242及载板20的上表面202上，当屏蔽层254为感光材质时，如光阻，便可以直接透过曝光的步骤而直接形成开口256，以暴露出第一芯片接点226、第二芯片接点246及载板接点208；当屏蔽层254为非感光材质时，便可以透过微影蚀刻等步骤而形成开口256，以暴露出第一芯片接点226、第二芯片接点246及载板接点208。接着，便可以利用印刷的方式，形成一焊料258到屏蔽层254的开口256中，形成如图8所示的样式，其中焊料258由一助焊剂(未绘示)及多个金属粒子(未绘示)所构成，金属粒子均匀地混合在助焊剂中。之后，便进行回焊的制程，使得金属粒子可以熔融聚合而固化形成导电凸块259到第一芯片接点226、第二芯片接点246及载板接点208，如图9所示，其中第一芯片接点226可以通过导电凸块259与第二芯片接点246电性连接。同样地，第一芯片接点226可以通过导电凸块259与载板接点208电性连接。接着，便将屏蔽层254去除。其接下来的制程，如第一较佳实施例所述，在此便不再赘述。需说明的是，图4、5、6、7、8及9中各组件的参考符号与图3中的各组件的参考符号相对应。
于本实施例的详细说明中所提出的具体的实施例仅为了易于说明本发明的技术内容，而并非将本发明狭义地限制于该实施例，因此，在不超出本发明的精神及以下申请专利范围的情况，可作种种变化实施。

Claims (31)

1.一种桥接形式的多芯片封装构造，其特征在于，包含：
一载板，该载板具有一上表面及一下表面；
一第一芯片，其具有一第一主动表面、一第一背面及一第一侧壁，该第一主动表面具有至少一第一接点且该第一侧壁连接该第一主动表面与该第一背面，该第一芯片以该第一背面面向该封装载板的上表面配置，并与该载板电性连接；
一第二芯片，其具有一第二主动表面、一第二背面及一第二侧壁，该第二主动表面具有至少一第二接点且该第二侧壁连接该第二主动表面与该第二背面，该第二芯片以该第二背面面向该封装载板的上表面配置，并与该载板电性连接；及
至少一第一导电凸块，该导电凸块依附在该第一芯片的第一主动表面上及第二芯片的第二主动表面上延伸，使该第一芯片与该第二芯片电性连接。
2.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中更包含一封装材料，其包覆该第一芯片、该第二芯片、该载板的上表面及该第一导电凸块。
3.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中更包含多个导电组件，该导电组件设置在该载板的下表面。
4.如权利要求3所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述导电组件为焊球。
5.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述第一芯片具有的第一接点至少部分位于该第一芯片的边缘上。
6.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述第二芯片具有的第二接点至少部分位于该第二芯片的边缘上。
7.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述第一导电凸块为锡铅合金。
8.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述第一导电凸块无铅导电材料。
9.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述第一芯片的第一接点紧靠在该第二芯片的第二接点的旁边。
10.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述第一导电凸块为导电胶。
11.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述第二芯片的第二侧壁紧邻于所述第一芯片的第一侧壁。
12.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述第二芯片具有的第二接点紧邻于所述第一芯片具有的第一接点配置。
13.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述第二芯片的主动表面与所述第一芯片的主动表面为共平面的配置。
14.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，更包含多条导电线，其中第一芯片通过所述导电线与该载板电性连接。
15.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，还包含多条导电线，其中第二芯片通过所述导电线与该载板电性连接。
16.如权利要求13所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述第一芯片的第一侧壁及所述第二芯片的第二侧壁间设置一填充体，该填充体具有一上表面，该上表面同时与第一芯片的主动表面与第二芯片的主动表面为共平面。
17.如权利要求1所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中该载板还具有一开口，所述第一芯片及所述第二芯片容置于该开口中。
18.如权利要求17所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中还包含一散热片，所述散热片设置于该载板的下表面。
19.如权利要求18所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中还包含多个焊球，所述焊球设置于该载板的上表面。
20.如权利要求17所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述开口内部具有一周壁，该第一芯片及该第二芯片还分别具有第三侧壁及一第四侧壁，且该第三侧壁及第四侧壁分别紧邻该周壁。
21.如权利要求17所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中所述第二芯片的主动表面、所述第一芯片的主动表面及所述载板的上表面为共平面的配置。
22.如权利要求20所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中还包含一散热片，该散热片设置于该载板的下表面。
23.如权利要求21所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中还包含一散热片，该散热片设置于该载板的下表面。
24.如权利要求22所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中还包含多个焊球，所述焊球设置在该载板的上表面。
25.如权利要求23所述的桥接形式的多芯片封装构造，其中还包含多个焊球，所述焊球设置在该载板的上表面。
26.如权利要求17所述的桥接形式的多芯片封装构造，还包含多条导电线，其中第一芯片通过所述导电线与该载板电性连接。
27.如权利要求17所述的桥接形式的多芯片封装构造，还包含多条导电线，其中第二芯片通过所述导电线与该载板电性连接。
28.如权利要求20所述的桥接形式的多芯片封装构造，还包含至少一第二导电凸块，其中第一芯片通过所述第二导电凸块与该载板电性连接。
29.如权利要求20所述的桥接形式的多芯片封装构造，还包含至少一第二导电凸块，其中第二芯片通过所述第二导电凸块与该载板电性连接。
30.如权利要求21所述的桥接形式的多芯片封装构造，还包含至少一第二导电凸块，其中第一芯片通过所述第二导电凸块与该载板电性连接。
31.如权利要求21所述的桥接形式的多芯片封装构造，还包含至少一第二导电凸块，其中第二芯片通过所述第二导电凸块与该载板电性连接。
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