[發(fā)明專利]新凸塊結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210020460.1
• 申請日: 2012-01-29
• 公開（公告）號: CN102903689A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志鴻;郭庭豪;陳承先;林彥良
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488
• 代理公司: 北京德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

相關(guān)申請的交叉參考

本申請涉及于2011年2月25日提交的名稱為“EXTENDING?METALTRACES?IN?BUMP-ON-TRACE?STRUCTURES”的美國申請第13/035,586號。本申請還涉及于2011年4月27日提交的名稱為“REDUCED-STRESSBUMP-ON-TRACE(BOT)STRUCTURES”的美國申請第13/095,185號。將這兩個美國申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地來說，涉及一種凸塊結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

凸塊導(dǎo)線直連(Bump-on-Trace，BOT)結(jié)構(gòu)已經(jīng)用于倒裝芯片封裝件中，其中，金屬凸塊直接接合到封裝基板中的較窄金屬跡線上，而不是接合到金屬焊盤上，金屬凸塊會比相應(yīng)連接的金屬跡線具有更大的寬度。BOT結(jié)構(gòu)需要更小的芯片面積，并且BOT結(jié)構(gòu)的制造成本相對較低。然而，存在與BOT結(jié)構(gòu)相關(guān)的技術(shù)挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種伸長的凸塊結(jié)構(gòu)，包括：銅層，以及焊料層；其中，所述伸長的凸塊結(jié)構(gòu)具有凹進(jìn)區(qū)域，在所述焊料層回流之后，所述焊料層填充所述凹進(jìn)區(qū)域。

在該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)中，所述伸長的凸塊結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括凸塊底部金屬(UBM)層。

在該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)中，所述伸長的凸塊結(jié)構(gòu)具有兩個端部和連接兩個端部的中間部，其中，所述凹進(jìn)區(qū)域位于所述中間部。

在該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)中，所述伸長的凸塊結(jié)構(gòu)具有位于由中間部連接的所述兩個端部處的兩個半球的截面，其中，所述凹進(jìn)區(qū)域位于所述中間部。

在該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)中，所述中間部的第一寬度與所述兩個端部的每個的第二寬度的比率在從約0.02至約0.5的范圍內(nèi)。

在該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)中，所述伸長的凸塊結(jié)構(gòu)具有另一凹進(jìn)區(qū)域，并且其中所述凹進(jìn)區(qū)域與所述伸長的凸塊結(jié)構(gòu)的截面的面積比率等于或大于約0.01。

在該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)中，所述凹進(jìn)區(qū)域與所述伸長的凸塊結(jié)構(gòu)的截面的面積比率等于或小于約0.1。

在該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)中，所述凹進(jìn)區(qū)域的兩個相鄰壁具有等于或大于90°的夾角。

在該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)中，所述凹進(jìn)區(qū)域的表面是曲面。

在該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)中，所述銅層是銅柱。

該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括：保護(hù)層，位于所述銅層和所述焊料層之間。

在該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)中，所述伸長的凸塊結(jié)構(gòu)的最大長度與最大寬度的比率等于或大于約1.2。

在該伸長的凸塊結(jié)構(gòu)中，伸長的凸塊和鄰近的金屬跡線之間的最小距離等于或大于約0.1μm。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種凸塊導(dǎo)線直連(BOT)結(jié)構(gòu)，包括：第一工件，具有位于所述第一工件的表面上方的金屬跡線；第二工件，具有伸長的金屬凸塊，其中，所述伸長的金屬凸塊具有凹進(jìn)區(qū)域；以及焊料凸塊，其中，所述焊料凸塊與所述第一工件的所述金屬跡線和所述第二工件的所述伸長的金屬凸塊接觸，以形成所述BOT結(jié)構(gòu)，其中，所述焊料凸塊的焊料至少部分地填充所述凹進(jìn)區(qū)域。

在該BOT結(jié)構(gòu)中，所述伸長的金屬凸塊包括：銅柱和UBM層。

在該BOT結(jié)構(gòu)中，所述伸長的金屬凸塊具有兩個端部和連接所述兩個端部的中間部，其中，所述凹進(jìn)區(qū)域位于所述中間部中。

在該BOT結(jié)構(gòu)中，所述凹進(jìn)區(qū)域與所述伸長的凸塊結(jié)構(gòu)的截面的面積比率等于或小于約0.1。

在該BOT結(jié)構(gòu)中，所述凹進(jìn)區(qū)域的兩個相鄰壁具有等于或大于90°的夾角。

在該BOT結(jié)構(gòu)中，所述凹進(jìn)區(qū)域的表面是曲面。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種具有凸塊導(dǎo)線直連(BOT)結(jié)構(gòu)的封裝基板，包括：第一工件，具有位于所述第一工件的表面上方的金屬跡線；第二工件，具有伸長的金屬凸塊，其中，所述伸長的金屬凸塊具有凹進(jìn)區(qū)域，其中，所述伸長的金屬凸塊包括銅柱；以及焊料凸塊，其中，所述焊料凸塊與所述第一工件的所述金屬跡線和所述第二工件的所述伸長的金屬凸塊接觸，以形成所述BOT結(jié)構(gòu)，其中，所述焊料凸塊的焊料至少部分地填充所述金屬凸塊的所述凹進(jìn)區(qū)域。

附圖說明

為了更完整地理解實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在將結(jié)合附圖所進(jìn)行的以下描述作為參考，其中：

圖1A和圖1B示出了根據(jù)實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖2A和圖2B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的凸塊導(dǎo)線直連(BOT)區(qū)域的俯視圖和截面圖。