[發明專利]跡線上凸塊封裝結構及其形成方法

在審

• 申請號: 201210377454.1
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN103545278A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 陳孟澤;林威宏;林志偉;黃貴偉;黃暉閔;鄭明達;劉重希
• 申請（專利權）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;H01L21/60
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明涉及半導體封裝，具體而言涉及跡線上凸塊封裝結構及其形成方法。

背景技術

跡線上凸塊(BOT)結構用于倒裝芯片封裝件中，其中金屬凸塊直接接合到封裝襯底中的金屬跡線上，而不是如常規封裝接合方案中接合到金屬焊盤上。BOT結構容易實現更小的芯片區域，并且與常規封裝接合方案相比降低了BOT結構的制造成本。BOT結構實現與基于金屬焊盤的常規接合結構基本相同的可靠性。

使用BOT結構時，通過回流工藝將金屬凸塊焊接到封裝襯底上的金屬跡線上。然而，金屬凸塊通常寬于金屬跡線，因此將金屬凸塊接合到金屬跡線的焊料可能偏移。金屬凸塊偏移可能產生若干問題。例如，焊料凸塊可能碎裂，或者可能橋接到相鄰的金屬跡線，尤其是在最小凸塊到跡線的位置，從而引起器件失效。而且，由于封裝襯底和芯片之間的熱膨脹系數(CTE)不匹配，焊料凸塊可能偏移和橋接到相鄰的金屬跡線。

發明內容

為了解決上述技術問題，一方面，本發明提供了一種器件，包括：第一封裝部件；第一金屬跡線和第二金屬跡線，位于所述第一封裝部件的頂面上；介電掩模層，覆蓋所述第一封裝部件的頂面、所述第一金屬跡線和所述第二金屬跡線，其中，在所述介電掩模層中具有暴露所述第一金屬跡線但不暴露所述第二金屬跡線的開口；第二封裝部件；以及互連件，形成在所述第二封裝部件上，所述互連件具有金屬凸塊和形成在所述金屬凸塊上的焊料凸塊，其中所述焊料凸塊接觸位于所述介電掩模層的開口中的所述第一金屬跡線。

在所述的器件中，所述第一封裝部件包括封裝襯底，所述第二封裝部件包括器件管芯。

在所述的器件中，所述第一金屬跡線和所述第二金屬跡線包含選自由銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎢、鎢合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、金、以及它們的合金所組成的組中的材料。

在所述的器件中，所述第二金屬跡線鄰近所述第一金屬跡線。

在所述的器件中，所述第二金屬跡線鄰近所述第一金屬跡線，其中，所述第二金屬跡線基本平行于所述第一金屬跡線。

在所述的器件中，所述第二金屬跡線鄰近所述第一金屬跡線，其中，所述第一金屬跡線具有選自由直線、折線和曲線所組成的組中的形狀。

在所述的器件中，所述介電掩模層包括焊接掩模層。

在所述的器件中，所述介電掩模層包括焊接掩模層，其中，所述焊接掩模層包含選自由聚合物、環氧樹脂、電介質和它們的組合所組成的組中的材料。

在所述的器件中，所述金屬凸塊包括銅柱凸塊。

所述的器件還包括：位于所述第一封裝部件和所述第二封裝部件之間的間隙中的底部填料。

另一方面，本發明提供了一種跡線上凸塊封裝結構，包括：第一封裝部件；第一金屬跡線和第二金屬跡線，形成在所述第一封裝部件的頂面上；焊接掩模層，覆蓋所述第一封裝部件的頂面、所述第一金屬跡線和所述第二金屬跡線，其中，在所述焊接掩模層中具有暴露所述第一金屬跡線的開口；以及第二封裝部件，設置在所述第一封裝部件的上方，其中，所述第二封裝部件包括具有銅柱凸塊和接合到所述銅柱凸塊的焊料凸塊的互連件，所述焊料凸塊接觸位于所述介電掩模層的開口中的所述第一金屬跡線但不接觸所述第二金屬跡線。

在所述的跡線上凸塊結構中，所述第一封裝部件包括封裝襯底，所述第二封裝部件包括器件管芯。

在所述的跡線上凸塊結構中，所述第一金屬跡線和所述第二金屬跡線包含選自由銅、銅合金、鋁、鋁合金、鎢、鎢合金、鎳、鎳合金、鈀、鈀合金、金、以及它們的組合所組成的組中的材料。

在所述的跡線上凸塊結構中，所述第二金屬跡線鄰近所述第一金屬跡線。

在所述的跡線上凸塊結構中，所述第二金屬跡線鄰近所述第一金屬跡線，其中，所述第二金屬跡線基本平行于所述第一金屬跡線，并且所述第一金屬跡線具有選自由直線、折線和曲線所組成的組中的形狀。

在所述的跡線上凸塊結構中，所述焊接掩模層包含選自由聚合物、環氧樹脂、電介質以及它們的組合所組成的組中的材料。

又一方面，本發明提供了一種制造器件的方法，包括：提供第一封裝部件，所述第一封裝部件具有在所述第一封裝部件的表面上形成的第一金屬跡線和第二金屬跡線；形成焊接掩模層以覆蓋所述第一封裝部件的頂面、所述第一金屬跡線和所述第二金屬跡線；在所述焊接掩模層中形成暴露所述第一金屬跡線的開口；提供設置在所述第一封裝部件上方的第二封裝部件，其中，所述第二封裝部件包括具有金屬凸塊和接合到所述金屬凸塊的焊料凸塊的互連件；以及使所述焊料凸塊接觸位于所述焊接掩模層的開口中的所述第一金屬跡線。