[發明專利]接觸凸塊連接以及接觸凸塊和用于建立凸塊接觸連接的方法

有效

• 申請號: 201380042531.0
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN104737286B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 卡斯滕·尼蘭;弗蘭克·克里貝爾
• 申請（專利權）人: 斯邁達科技有限責任公司
• 主分類號: H01L23/485
• 分類號: H01L23/485;H01L21/60;G06K19/077
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;張春水

本發明涉及一種接觸凸塊連接(24)和一種用于在設有至少一個第一連接面(11)的電子器件和與所述器件接觸的具有至少一個第二連接面(25)的接觸襯底(26)之間建立接觸凸塊連接(24)的方法，其中所述第一連接面設有接觸凸塊(10)，所述接觸凸塊具有邊緣突出部(15)和在由所述邊緣突出部至少部分地圍繞的并且朝向所述接觸凸塊的頭端部敞開的擠入空間(18)中具有至少一個擠入銷(16)，并且所述第二連接面在與所述第一連接面的接觸區域(31)中具有通過將所述第二連接面的接觸材料(29)擠入所述擠入空間中而構成的圍繞所述擠入銷的接觸凸起部(30)，所述接觸凸起部具有朝向所述擠入空間的底部(17)的并且相對于所述第二連接面的圍繞所述接觸區域的平坦的接觸表面(32)凸起的凸冠(33)。

技術領域

本發明涉及一種在設有至少一個第一連接面的電子器件和與所述器件接觸的具有至少一個第二連接面的接觸襯底之間的接觸凸塊連接以及一種用于建立接觸凸塊連接的接觸凸塊和一種用于建立接觸凸塊連接的方法。

背景技術

開頭所提到的類型的接觸凸塊連接通常用于芯片的連接面與接觸襯底的連接面的接觸。尤其是，這類接觸凸塊連接(其中芯片借助于所謂的“倒裝芯片”法用其與接觸襯底的連接面相對的連接面設置在接觸襯底上)用于制造所謂的“無接觸的芯片卡”，所述無接觸的芯片卡借助于與接觸襯底的連接面接觸的天線實現在芯片和數據讀取設備之間無接觸的數據傳輸。

一般而言，芯片的“倒裝芯片”接觸需要預備芯片的具有接觸凸塊的連接面，所述接觸凸塊在專業術語上也通常稱為“Bump(凸塊)”。借助于接觸凸塊可能的是，使芯片的連接面與接觸襯底的連接面能導電地接觸，而不需要電線導體或者其他與芯片無關的接觸裝置。

從DE 101 57 205 A1中已知一種用于制造接觸凸塊的方法，所述方法實現了接觸凸塊的構成，所述接觸凸塊具有特別的表面形貌，所述表面形貌具有接觸凸塊的上部分，所述上部分具有隆起部，所述隆起部例如柱狀或者星狀地構成并且要實現對連接材料的改進的容納，所述連接材料(例如粘合材料或者焊接材料)要實現建立設置在芯片的連接面上的接觸凸塊與接觸襯底的連接面之間的能導電的連接。此外，接觸凸塊的已知的表面形貌要實現使接觸襯底的連接面上的氧化層破裂并且最終也通過接觸凸塊的隆起部的接合建立與接觸襯底的連接面的機械連接。

對此，提出接觸凸塊的表面形貌，所述表面形貌具有在接觸凸塊的接觸底座上不同地構成的或者不同地設置的隆起部，其中所述隆起部要么位于接觸底座的中央區域中要么位于邊緣底座的邊緣區域中并且要通過接合到接觸襯底的連接面的接觸材料中實現與接觸襯底的接觸材料化部的局部咬合。

在試驗中現已證明：具有上文所描述的類型的接觸凸塊的接觸凸塊連接的特征在于高剪切強度。然而，在芯片與接觸襯底分離的試驗中所達到的抗拉強度并不令人滿意，使得在已知的接觸凸塊連接中為了足夠的機械保護除了接觸凸塊和接觸襯底的接觸材料化部之間的機械連接外還需要在芯片和接觸襯底之間使用粘合劑。

基本上在使用粘合劑用于機械上可保持或者可受載地接觸接觸襯底上的芯片時已證實不利的是：由于粘合劑連接的硬化通常需要的反應時間在建立這類連接時可實現的產品數量是有限的。

發明內容

因此，本發明基于下述目的：提出一種接觸凸塊連接，所述接觸凸塊連接在不使用附加的連接材料如尤其是粘合劑的情況下已實現建立可持久保持的、耐受實際中出現的機械負荷的機械連接。

該目的通過具有根據本發明的實施例的特征的接觸凸塊連接實現。

在根據本發明的接觸凸塊連接中，第一連接面設有接觸凸塊，所述接觸凸塊具有邊緣突出部和在通過邊緣突出部包入的并且朝向接觸凸塊的頭端部敞開的擠入空間中具有至少一個擠入銷，并且第二連接面在與第一連接面的接觸區域中具有通過將第二連接面的接觸材料擠入到擠入空間中而構成的圍繞擠入銷的接觸凸起部，所述接觸凸起部具有朝向擠入空間的底部的并且相對于第二連接面的圍繞接觸區域的平坦的接觸表面凸起的凸冠。