專利名稱：接觸墊位于芯片中心的球腳陣列基板的封裝結構及其方法
技術領域：
本發(fā)明有關于一種芯片封裝結構，特別是使一種接觸墊陣列在芯片中心的球腳陣列(BGA; ball grid array)封裝結構。
技術背景為適應芯片集成電路聚集度的快速增加，輸出入墊(1/0 pad)也同步增 加，在有限的面積下，輸出入墊(1/0 pad)的間距更小，而使得現(xiàn)有芯片封 裝技術更加難以適應，因此，芯片封裝業(yè)者所提供的封裝技術也不得不推 陳出新，以適應客戶的需求。但盡管如此，封裝業(yè)者仍會面臨困境，例如， 部分接觸墊陣列設計在芯片中心，若要制作球腳陣列時就會面臨金線長度 過長的問題。請參考圖U所示的俯視示意圖及圖1B前視的示意圖。圖1A所示的植 球5位于BGA基板10的下方，其中BGA基板10先涂布一層樹脂15后，緊 接著，將兩排接觸墊陣列25位于芯片中心的芯片20粘貼于其上。最后， 再釘金線(gold wire) 35于芯片中心的接觸墊陣列25與BGA基板10的金手 指(gold fingers) 40上。由前視圖上看，連^:兩側接觸墊25、 40的金線 35的長度已超過了規(guī)格。舉例來說，對一顆晶元尺寸 (10.526mm Llx4.984mm Wl)釘線(wire bond)允許在芯片上空的最大長度為140 mil(千 分之l吋)，總長度為190mil，而上述的芯片的釘線在芯片上方的長度已高 達198mil，總長度更高達218 mil。當此芯片再以封裝膠體灌膜后。就會 有優(yōu)良率嚴重下降的風險。特別是當接觸墊距(pad pitch)特別密時，例如 典型接觸墊距為50jam至100jam時就有嚴重線塌的問題。即金線受灌膠液 的推擠而短路。圖lA所示的實施例是接觸墊距90)am而芯片中心所示兩排接觸墊排距約為0. 425mm。典型的產(chǎn)出損失率為5 0%至80%。圖2為另一種窗型BGA封裝。圖標的BGA基板10中心具有一窗口 65， 芯片2 0則以覆晶方式利用全線35連接子中心接觸墊2 S及BGA基板的全手 指40上。雖然，這種技術金線35的長度可大幅縮短，但制造過程成本會 顯著上升。并且，有些芯片封裝規(guī)格也不適合WINDOW BGA封裝。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種接觸墊位于芯片中心的球腳陣列基板的封 裝結構及其方法，可防止過長的金釘線在釘接接觸墊至BGA基板的金手指 后進行灌膠封裝時產(chǎn)生線塌的問題。以降低封裝成本。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的， 一種接觸墊位于芯片中心的球腳陣列基 板的封裝結構，該結構至少包含一球腳陣列基板；一球腳陣列芯片底部由 一絕緣膠連接于該球腳陣列基板上，該球腳陣 列芯片上表面至少具有二排接觸墊；二假晶元由另 一絕緣膠連接于該芯片上表面上，該假晶元具有再分布 導線層形成于該假芯片的上表面，該再分布導線層的導線——與該接觸墊 對應；二組第 一釘線由該芯片上的第 一排及第二排接觸墊分別連接至該二假 晶元的該再分布導線層導線的一端，該再分布導線層導線的另一端再以二 組第二釘線連接至該球腳陣列基板上表面的金手指上。一種接觸墊位于芯片中心的球腳陣列基板的封裝方法，其中金釘線釘 接芯片中心兩排接觸墊至BGA基板的金手指后再進行灌膠封裝，該方法包 含(l)將該金釘線被進行灌膠封裝之前，在該兩排接觸墊外側一預定距離 先各以一樹脂條將過長的金釘線固定于芯片上；或(2)在該芯片上兩排接觸 墊的兩外倒上各粘貼一假晶元，該假晶元上有復數(shù)條再分布導線分別與該接觸墊對應，再將該金釘線一段由接觸墊連接至該再分布導線的一端，另一段由該再分布導線的另一端連接至該BGA基板的金手指。由上所述，本發(fā)明的接觸墊位于芯片中心的球腳陣列基板的封裝結構 及其方法，解決了長期金線過長所導致線塌的問題，提高了產(chǎn)品的優(yōu)良率， 降低了平均封裝成本。


圖1A:顯示兩排接觸墊位于芯片中心的球腳陣列(BGA)基板的封裝結構 的示意圖；圖1B:顯示金釘線長度超出了封裝的工藝規(guī)范；圖2:顯示一前視圖，為芯片以覆晶封裝于有開窗的BGA基板；圖3:顯示依據(jù)本發(fā)明的第一較佳實施例，利用假晶元金線分段連接，完全克服了過長金釘線線塌的問題；圖4:顯示依據(jù)本發(fā)明的第二較佳實施例，利用樹脂條將過長的金釘線固定在芯片上，而降低了金釘線線塌所導致的損失的示意圖。 圖號說明65窗口70假晶元(d誦y die) 75再分布導線層 80樹脂條 5植球10 BGA基板 15樹脂 20芯片 25接觸墊陣列 35金線(gold wire) 40金手指(gold fingers)具體實施方式
依據(jù)本發(fā)明的第一較佳實施例，是采取堆棧芯片的技術，以縮短金釘 線的長度。請參見圖3所示的示意圖。圖3所示的結構中包含一待封裝的BGA芯片20，具有兩排接觸墊25在芯片中心一帶，兩排接觸墊25的兩外 側的芯片20上涂布有絕緣樹脂15，再將兩個假晶元(dummy die) 70分別堆 棧于其上，假晶元70上只有對應于接觸墊25的再分布導線層(RDL layer) 75 (參見圖3)形成于其上。再分布導線層(RDL layer) 75的制作可以在晶圓階段就以沉積氧化層、 沉積金屬層、光刻及刻蝕等半導體工藝技術制作于硅晶圓上，再切割成晶 元(假晶元)。如圖3所示，芯片上的接觸墊25再以第一段金線35a釘在假芯片70 上的分布導線層(RDL layer) 75。第二段金線35b再由再分布導線層(RDL layer) 75連接至BGA基板的金手指40上。依據(jù)本發(fā)明的第一較佳實施例，已沒有金線35過長的問題，產(chǎn)出損失 率為可大幅下降至小于0. 5%。降低金線35過長的問題也可采用圖4所示的實施例，圖4所示的芯片 20與BGA基板10結構大致相同，不同處是在芯片20上方的金線35在封裝 灌膠之前，在金線35連接至金手指的路徑中設置有兩長條的樹脂條80將 金線35固定于芯片20上。該方法可以降低產(chǎn)出損失率至小于20%。本發(fā)明具有以下的優(yōu)點1. 在看似額外少量成本增加下，解決了長期金線過長所導致線塌的問 題。優(yōu)良率提高了，實際上是降低了平均封裝成本。2. 本發(fā)明雖以硅晶元做為假晶元貼附于芯片上做為實施例，但并非用 以限定。本發(fā)明也可以于其它材質的假晶元。例如印刷電路板，或其它半 導體芯片，只要容易取得前述的再分布層，且低成本即可。雖然本發(fā)明已以具體實施例揭示，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本 領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的構思和范圍的前提下所作出的等同組 件的置換，或依本發(fā)明專利保護范圍所作的等同變化與修飾，皆應仍屬本 專利涵蓋之范疇。
權利要求
1. 一種接觸墊位于芯片中心的球腳陣列基板的封裝結構，其特征在于該結構至少包含一球腳陣列基板；一球腳陣列芯片底部由一絕緣膠連接于該球腳陣列基板上，該球腳陣列芯片上表面至少具有二排接觸墊；二假晶元由另一絕緣膠連接于該芯片上表面上，該假晶元具有再分布導線層形成于該假芯片的上表面，該再分布導線層的導線一一與該接觸墊對應；二組第一釘線由該芯片上的第一排及第二排接觸墊分別連接至該二假晶元的該再分布導線層導線的一端，該再分布導線層導線的另一端再以二組第二釘線連接至該球腳陣列基板上表面的金手指上。
2. 如權利要求1所述的接觸墊位于芯片中心的球腳陣列基板的封裝結 構，其特征在于上述的假晶元是一具有氧化層及一金屬層形成于其上的 硅基板。
3. 如權利要求1所述的接觸墊位于芯片中心的球腳陣列基板的封裝結 構，其特征在于上述的絕緣膠為樹脂。
4. 如權利要求1所述的接觸墊位于芯片中心的球腳陣列基板的封裝結 構，其特征在于上述的二排接觸墊中每排接觸墊的間距約為50至90微米。
5. —種接觸墊位于芯片中心的球腳陣列基板的封裝方法，其中金釘線 釘接芯片中心兩排接觸墊至BGA基板的金手指后再進行灌膠封裝，該方法 包含(l)將該金釘線被進行灌膠封裝之前，在該兩排接觸墊外側一預定距 離先各以一樹脂條將過長的金釘線固定于芯片上；或(2)在該芯片上兩排接 觸墊的兩外側上各粘貼一假晶元，該假晶元上有復數(shù)條再分布導線分別與 該接觸墊對應，再將該金釘線一段由接觸墊連接至該再分布導線的一端， 另一段由該再分布導線的另一端連接至該BGA基板的金手指。
全文摘要
本發(fā)明為一種接觸墊位于芯片中心的球腳陣列基板的封裝結構及其方法，該方法是在該芯片上兩排接觸墊的兩外側上各粘貼一假晶元，該假晶元上有復數(shù)條再分布導線分別與該接觸墊對應，再將該金釘線一段由接觸墊連接至該再分布導線的一端，另一段由該再分布導線的另一端連接至該球腳陣列基板的金手指。本發(fā)明的結構及方法，是利用假晶元來使金釘線分段連接而達到避免線塌。其中假晶元上有再分布導線層形成于其上，可防止過長的金釘線在釘接接觸墊至BGA基板的金手指后進行灌膠封裝時產(chǎn)生線塌的問題。
文檔編號H01L23/488GK101246868SQ20071007912
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月13日 優(yōu)先權日2007年2月13日
發(fā)明者吳明峰 申請人:矽成積體電路股份有限公司