[發(fā)明專利]電學(xué)互連結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880011580.7
• 申請日: 2008-03-26
• 公開（公告）號: CN101652847A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·L·布奇瓦爾特;B·K·福爾曼;P·A·格魯伯;羅載雄;史達(dá)元
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L23/485;H01L21/56;H01L21/68
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 秦 晨

1.一種電學(xué)結(jié)構(gòu)，包括：

包含第一導(dǎo)電襯墊的第一襯底；

包含第二導(dǎo)電襯墊的第二襯底；以及

將所述第一導(dǎo)電襯墊電學(xué)及機(jī)械地連接到所述第二導(dǎo)電襯墊的互 連結(jié)構(gòu)，其中所述互連結(jié)構(gòu)包含無焊料金屬芯結(jié)構(gòu)、與所述無焊料金 屬芯結(jié)構(gòu)的第一部分直接機(jī)械接觸的第一焊料結(jié)構(gòu)、以及與所述無焊 料金屬芯結(jié)構(gòu)的第二部分直接機(jī)械接觸的第二焊料結(jié)構(gòu)，其中所述第 一焊料結(jié)構(gòu)將所述無焊料金屬芯結(jié)構(gòu)的所述第一部分電學(xué)及機(jī)械地連 接到所述第一導(dǎo)電襯墊，以及其中所述第二焊料結(jié)構(gòu)將所述無焊料金 屬芯結(jié)構(gòu)的所述第二部分電學(xué)及機(jī)械地連接到所述第二導(dǎo)電襯墊；

其中所述互連結(jié)構(gòu)包括第三焊料結(jié)構(gòu)，其中所述無焊料金屬芯結(jié) 構(gòu)包括第一無焊料金屬芯和第二無焊料金屬芯，其中所述第三焊料結(jié) 構(gòu)使所述第一無焊料金屬芯電學(xué)及機(jī)械地附接到所述第二無焊料金屬 芯，其中所述無焊料金屬芯結(jié)構(gòu)的所述第一部分位于所述第一無焊料 金屬芯上，以及其中所述無焊料金屬芯結(jié)構(gòu)的所述第二部分位于所述 第二無焊料金屬芯上，以及

其中所述第一焊料結(jié)構(gòu)包含第一焊料材料，其中所述第二焊料結(jié) 構(gòu)包含第二焊料材料，并且其中所述第一焊料材料不同于所述第二焊 料材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的電學(xué)結(jié)構(gòu)，其中所述無焊料金屬芯結(jié)構(gòu)具 有圓柱形狀。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的電學(xué)結(jié)構(gòu)，其中所述無焊料金屬芯結(jié)構(gòu)具 有球體形狀。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的電學(xué)結(jié)構(gòu)，其中所述無焊料金屬芯結(jié)構(gòu)包 含選自銅、鎳和金的金屬材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1的電學(xué)結(jié)構(gòu)，其中所述無焊料金屬芯結(jié)構(gòu)包 括第一金屬結(jié)構(gòu)和覆蓋所述第一金屬結(jié)構(gòu)的整個(gè)外表面并與之直接機(jī) 械接觸的第二金屬結(jié)構(gòu)，其中所述整個(gè)外表面完全包圍所述第一金屬 結(jié)構(gòu)，以及其中所述第一金屬結(jié)構(gòu)包含第一金屬材料，并且其中所述 第二金屬結(jié)構(gòu)包含不同于第一金屬材料的第二金屬材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1的電學(xué)結(jié)構(gòu)，其中所述第三焊料結(jié)構(gòu)包含第 三焊料材料，并且其中所述第三焊料材料不同于所述第一焊料材料和 所述第二焊料材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1的電學(xué)結(jié)構(gòu)，還包括：

包圍所述第一無焊料金屬芯并與所述第一襯底接觸的第一層底充 密封劑；以及

包圍所述第二無焊料金屬芯并與所述第二襯底接觸的第二層底充 密封劑，其中所述第一層具有第一熱膨脹系數(shù)，其中所述第二層具有 第二熱膨脹系數(shù)，并且其中所述第一熱膨脹系數(shù)不同于所述第二熱膨 脹系數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7的電學(xué)結(jié)構(gòu)，其中所述第一襯底是半導(dǎo)體器 件，其中所述第二襯底是芯片載體，并且其中所述第一熱膨脹系數(shù)小 于所述第二熱膨脹系數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1的電學(xué)結(jié)構(gòu)，還包括：

包含焊料的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第一襯底包括第三導(dǎo)電襯 墊，其中所述第二襯底包括第四導(dǎo)電襯墊，以及其中所述焊料互連結(jié) 構(gòu)將所述第三導(dǎo)電襯墊電學(xué)及機(jī)械地連接到所述第四導(dǎo)電襯墊。

10.根據(jù)權(quán)利要求1的電學(xué)結(jié)構(gòu)，還包括：

包圍所述第一無焊料金屬芯并且填充所述第一襯底與所述第二襯 底之間的空間的第一層晶片級底充密封劑。