[發明專利]凸塊結構以及電子封裝接點結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201210159760.8
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN103187387A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 林育民;詹朝杰;張道智
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L21/48;H01L21/60
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及一種凸塊結構以及電子封裝接點結構及其制造方法，且特別是一種可用于形成金屬間化合物的凸塊結構以及一種具有金屬間化合物的電子封裝接點結構及其制造方法。

背景技術

在電子封裝工藝中，常見的接點為微凸塊接點(micro?solder?joint)。

微凸塊接點具有較佳的彈性與韌性，所以抗機械應力的能力較佳，但是微凸塊接點在抗電致遷移效應(anti-electromigration，EM)的能力不佳。

微凸塊接點在溫度循環可靠度測試過程中，在微凸塊接點的接口上可能因為高溫而形成金屬間化合物(intermetallic?compound?joint，IMC?joint)，通常這種金屬間化合物的材料硬度比原來的微凸塊接點硬，剛性較高而缺乏彈性，較容易在溫度循環的可靠度測試中被破壞。但是，金屬間化合物具有可減緩電遷移效應的特性，所以提高金屬間化合物含量反而可以增加微凸塊接點抵抗電遷移效應的能力。

因此，目前業界希望開發出同時具有抗機械應力與抗電遷移效應的特性的電子封裝接點結構，以提升接點的可靠性及效能。

發明內容

本發明的目的是提供一種凸塊結構，其可用于形成特定外型的金屬間化合物。

本發明的另一目的是提供一種電子封裝接點結構，其可同時具有抗機械應力與抗電遷移效應的特性。

本發明的另一目的是提供一種電子封裝接點結構的制造方法，其可制作出具有較佳可靠性及效能的電子封裝接點結構。

本發明提出一種凸塊結構，包括基板、焊墊、電極及凸出電極。焊墊設置于基板上。電極由第一金屬材料制成，且設置于焊墊上。凸出電極由第二金屬材料制成，且設置于電極上，其中凸出電極的截面積小于電極的截面積。

依照本發明的一實施例所述，在上述的凸塊結構中，還包括保護層，設置于基板上與焊墊上，且暴露出部分焊墊。

依照本發明的一實施例所述，在上述的凸塊結構中，還包括導電材料，覆蓋凸出電極與電極。

本發明提出一種電子封裝接點結構，包括第一基板、第二基板及接點。第一基板包括至少一第一電極，第一電極設置于第一基板上。第二基板包括至少一第二電極第二電極設置于第二基板上。接點設置于第一電極與第二電極之間，且包括金屬間化合物層及導電材料層。金屬間化合物層為連續性結構，且直接連接第一電極與第二電極。導電材料層設置于金屬間化合物層周圍，且覆蓋金屬間化合物層。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電子封裝接點結構中，金屬間化合物層例如是柱狀結構。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電子封裝接點結構中，金屬間化合物層包括第一部分、第二部分及第三部分。第一部分連接于第一電極與第二電極。第二部分設置于第一部分周圍，且連接于第一電極與第一部分。第三部分設置于第一部分周圍，且連接于第二電極與第一部分。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電子封裝接點結構中，金屬間化合物層例如是I字型結構。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電子封裝接點結構中，金屬間化合物層的材料例如是Cu_xSn_y、Ni_xSn_y、In_xSn_y、Zn_xSn_y或Au_xSn_y等。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電子封裝接點結構中，第一電極與第二電極的材料例如是銅(Cu)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鎢(W)、鉻(Cr)、金(Au)、鋅(Zn)、鉍(Bi)或銦(In)等，或者上述材料的合金。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電子封裝接點結構中，導電材料層的材料例如是Sn、SnAg或SnAgCu等。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電子封裝接點結構中，金屬間化合物層的電阻系數例如是小于導電材料層的電阻系數。

依照本發明的一實施例所述，在上述的電子封裝接點結構中，導電材料層例如是連接于第一電極及第二電極或通過金屬間化合物層而與第一電極及第二電極隔離。