[發明專利]焊盤上凸塊（BOP）接合結構

有效

• 申請號: 201310136407.2
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103579152B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 莊曜群;莊其達;郭正錚;陳承先
• 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;H01L23/485
• 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

本申請要求2012年7月31日提交的名稱為“Bump?on?Pad(BOP)Bonding?Structure”的申請號為61/677,873的美國專利臨時申請的利益，所述申請通過引用全部并入本文中。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，更具體地，涉及一種焊盤上凸塊(BOP)接合結構。

背景技術

半導體器件用于多種電子應用中，例如，個人電腦、手機、數碼相機以及其他電子設備。半導體器件通常通過以下方式來制造：在半導體襯底上方順序沉積絕緣層或者介電層、導電層以及半導體層的材料，并且使用光刻圖案化各種材料層以在其上形成電路部件和元件。

半導體產業通過繼續減小最小部件尺寸來持續提高各種電子部件(例如，晶體管、二極管、電阻器、電容器等等)的集成密度，這允許更多部件集成到給定區域內。在一些應用中，這些較小的電子部件也需要比傳統的封裝體使用更小面積或者更小高度的更小的封裝體。

因此，已經開始研發新的封裝技術。用于半導體器件的這些相對較新類型的封裝技術面臨制造挑戰。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種封裝結構，包括：

具有連接結構的管芯封裝體，所述連接結構包括銅柱，其中所述銅柱具有第一表面區域；

襯底，具有填充金屬墊上方的開口的焊料層，其中所述焊料層與所述金屬墊直接接觸，所述開口具有第二表面區域，所述金屬墊具有第三表面區域，所述第一表面區域、所述第二表面區域以及所述第三表面區域中的至少之一具有伸長形狀，其中所述第三表面區域寬于所述第二表面區域，并且所述焊料層與所述管芯封裝體上的所述連接結構形成接合結構。

在可選實施例中，所述開口被焊料層包圍，所述焊料層可通過光刻被圖案化。

在可選實施例中，所述伸長形狀的軸線基本指向所述管芯封裝體的中心。

在可選實施例中，所述第一表面區域和所述第二表面區域均具有伸長形狀，所述第一表面區域和所述第二表面區域的軸線基本重疊并且指向所述管芯封裝體的中心。

在可選實施例中，所述伸長形狀是跑道形狀。

在可選實施例中，所述第三表面區域也是伸長的，并且所述第三表面區域的軸線基本與所述第一和第二表面區域的軸線重疊。

在可選實施例中，所述封裝結構進一步包括另一接合結構，這兩個接合結構之間的節距在大約30μm和大約200μm之間。

在可選實施例中，所述伸長形狀的寬度在大約10μm和大約100μm之間。

在可選實施例中，所述襯底具有比所述管芯封裝體高的熱膨脹系數。

在可選實施例中，在所述金屬墊和相鄰金屬墊之間存在至少一根布線金屬線；所述至少一根布線金屬線具有與所述伸長形狀的軸線平行的軸線。

在可選實施例中，存在電連接至所述管芯封裝體中的所述銅柱的金屬墊，并且在該金屬墊和相鄰金屬墊之間存在至少一根布線金屬線，所述至少一根布線金屬線具有與所述伸長形狀的軸線平行的軸線。

根據本發明的另一方面，還提供了一種封裝結構，包括：

通過第一接合結構接合至襯底的封裝體，其中，所述第一接合結構包括：

接合至所述封裝體中的第一金屬墊的銅柱，所述封裝體包括至少一個半導體管芯，

形成在介電材料中的焊料填充開口，所述焊料填充開口形成在第二金屬墊上方，所述焊料填充開口中的焊料層直接接觸所述第二金屬墊，所述銅柱的凸塊、所述第一金屬墊、所述焊料填充開口以及所述第二金屬墊的軸線基本重疊并且所述銅柱的凸塊、所述第一金屬墊以及所述焊料填充開口中的至少一個的軸線是伸長的并且指向所述封裝體的所述中心。

在可選實施例中，所述封裝結構包括與所述第一接合結構相鄰的第二接合結構，并且這兩個相鄰的接合結構的節距在大約30μm和大約200μm之間。

在可選實施例中，在與所述第一金屬墊或者所述第二金屬墊相同的水平上存在至少一根布線金屬線，所述至少一根布線金屬線位于這兩個接合結構之間。

在可選實施例中，在所述銅柱和所述第一金屬墊之間存在凸點下金屬化(UBM)層。

在可選實施例中，所述襯底包括選自雙馬來酰亞胺三嗪樹脂(BT)樹脂、FR-4、FR-5、陶瓷、玻璃、塑料以及膠帶的材料。

在可選實施例中，所述焊料填充開口由阻焊層圍繞。

在可選實施例中，所述銅柱的所述凸塊、所述第一金屬墊、所述焊料填充開口以及所述第二金屬墊都具有伸長形狀。