使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法及其组装结构

摘要

本发明为一种使用非导电性接着剂(non-conductive adhesive)以接合IC(积体电路)晶片与基板之方法及其组装结构，非导电性接着剂内含高硬度且非导电性的填充物(filler)，目的为降低接着剂的热膨胀系数(coefficients of thermalexpansion, CTE)，减少接着剂、基板和晶片间的热膨胀系数差异，使样品可以通过可靠度(reliability)测试，该填充物的硬度至少需为接合处金属凸块(metallic bump)硬度的两倍以上，使其经过热压接合后填充物可以镶嵌入金属凸块表面，让晶片上凸块与基板接合垫(bond pad)间直接接触以产生电路导通；接着剂中所含之非导电性填充物可以避免IC晶片上的凸块之间发生短路的情形并提高接合技术的密度；非导电性接非导电性填充物，浓度太低无法降低接着剂的热膨胀系数，浓度太高又会影响晶片上凸块与基板接合垫间导电的效果。

主权项

1.一种使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,包括下列步骤:提供一晶片,于其一活化表面形成复数个凸块;提供一基板,于其顶端表面形成复数个接合垫;在该基板表面覆盖一非导电性接着剂,该非导电性接着剂含有约1%-60%重量百分率的非导电性填充物;利用该晶片与该基板的对准定位使该复数个凸块对准该复数个接合垫;及同时加压及加热以压合该晶片与该基板。2.如申请专利范围第1项所述之使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,其中该非导电性填充物具有较该复数个凸块为大的硬度。3.如申请专利范围第1项所述之使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,其中该非导电性填充物的硬度至少为该复数个凸块硬度的两倍以上。4.如申请专利范围第1项所述之使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,其中形成该复数个凸块之金属成分系由金、镍及锡合金任选其一。5.如申请专利范围第1项所述之使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,其中该复数个凸块成分系为金。6.如申请专利范围第1项所述之使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,其中该基板系由高分子材料、玻璃材料、陶瓷材料、金属材料任选其一制成。7.如申请专利范围第1项所述之使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,其中该非导电性接着剂系为一热固性高分子基接着剂。8.如申请专利范围第1项所述之使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,其中该非导电性填充物之粒径约在0.001m到20m之间。9.如申请专利范围第1项所述之使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,其中该非导电性填充物较佳之粒径约在0.5m到10m之间。10.如申请专利范围第1项所述之使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,其中该非导电性填充物系为矽砂、玻璃、高分子材料。11.如申请专利范围第1项所述之使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,其中更包括覆盖该非导电性接着剂的步骤,该非导电性接着剂内含较佳之该非导电性填充物比例约为10wt%到20%之间。12.如申请专利范围第1项所述之使用非导电性接着剂以接合IC晶片与基板之方法,其中更包括使用一内引脚接合器以压合该晶片与该基板的步骤。13.一种IC晶片/基板组装结构,包含:一IC晶片,在其一活化之表面形成复数个凸块;一基板,在其顶端表面形成复数个接合垫;及一非导电性接着剂,其以面与面的方式接合该IC晶片和该基板使该复数个凸块与该复数个接合垫形成电流导通,该非导电性接着剂含有大约1wt%到60wt%的一非导电性填充物。14.如申请专利范围第13项所述之IC晶片/基板组装结构,其中该IC晶片系为一液晶显示器驱动晶片。15.如申请专利范围第13项所述之IC晶片/基板组装结构,其中该非导电性填充物具有比该复数个凸块高的硬度。16.如申请专利范围第13项所述之IC晶片/基板组装结构,其中该非导电性填充物粒子受压力以镶嵌入该复数个凸块中,因此不会影响该复数个凸块与该复数个接合垫间电路的导通。17.如申请专利范围第13项所述之IC晶片/基板组装结构,其中该非导电性填充物之粒径约为0.001m到20m之间。18.如申请专利范围第13项所述之IC晶片/基板组装结构,其中该非导电性接着剂系为一热固性高分子基接着剂。19.如申请专利范围第13项所述之IC晶片/基板组装结构,其中该非导电性接着剂系为还氧树脂类、该非导电性填充物系为矽砂。20.如申请专利范围第13项所述之IC晶片/基板组装结构,其中该复数个凸块之金属成分可由金、镍及锡合金任选其一制成。21.如申请专利范围第13项所述之IC晶片/基板组装结构,其中该复数个凸块成分系为金,且该复数个接合垫成份系为铜。22.如申请专利范围第13项所述之IC晶片/基板组装结构,其中该复数个凸块与该复数个接合垫间并未产生键结。图式简单说明:第1图为利用焊球和底部充填层产生覆晶接合之示意图;第2A图为在基板表面覆盖底部填充材料的习知方法;第2B图为第2A图之习知方法其IC晶片对准定位于基板上方;第2C图,为第2A图之习知方法其IC晶片利用底部填充材料接合在基板上;第3A图为另一习知的方法,首先利用钻石刀将晶圆切割成晶片;第3B图为将切割好的IC晶片对准定位排列在储存盘上;第3C图为利用真空晶片夹具将IC晶片对准定位于基板的相对位置上;第3D图为将IC晶片接合在基板上;第3E图为第3D图之覆晶封装将底部填充材料利用毛细现象填入晶片与基板的间隙中;第3F图为第3E图之覆晶封装之底部填充材料填满晶片与基板的间隙;第4A图为第三种习知方法,以非导电性接着剂接合IC晶片与基板的放大截面图;第4B图为第4A图所示以非导电性接着剂接合IC晶片与基板,其接着剂、基板和IC晶片间的热膨胀差异之放大截面图;第5图为第4B图经过热压测试失败的失效元件之扫描式电子显微镜影像示意图;第6A图为本发明在基板表面覆盖非导电性按着剂的放大截面图;第6B图为本发明之IC晶片对准定位于图6A之基板的放大截面图;第6C图为本发明IC晶片与基板经过内引脚接合器压合的放大截面图;第6D图为本发明使用非导电性接着剂将IC晶片与基板加以组装接合的放大截面图;及第7图为本发明第6D图之IC晶片与基板组装构造中填充粒子被压入金凸块的扫描式电子显微镜影像示意图。