[發明專利]薄膜倒裝結構、金屬凸塊結構與形成薄膜倒裝結構的方法

有效

• 申請號: 201410189758.4
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN104143540B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 林久順
• 申請（專利權）人: 奇景光電股份有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/60
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本發明涉及一種薄膜倒裝(chip on flex,COF)結構、金屬凸塊(metal bump)結構及其形成的方法。特別是涉及一種適用于顯示器中、使用合金保護的薄膜倒裝結構與金屬凸塊結構，及其形成的方法。

背景技術

在電子電路中，薄膜倒裝結構用來讓電子裝置變的更輕與更小。彈性印刷電路板是薄膜倒裝結構的載體。倒裝上的金凸塊則與彈性印刷電路板上的引腳連結。

一般說來，金是作為金屬凸塊理想的材料，因為它的化學性質不活潑，而且夠軟，所以產品相當可靠。然而，一直居高不下的金價使得黃金變的不是劃算的材料。所以仍然需要一種用于薄膜倒裝結構新穎的解決方法，來降低制造成本。

發明內容

有鑒于此，本發明首先提出一種薄膜倒裝結構，其可用于顯示器中。此等薄膜倒裝結構，基本上在制造時比較便宜，而且更有利的是，在極端環境或是異常環境下不會發生迦凡尼效應(Galvanic effect)。

本發明的薄膜倒裝結構，包含金屬焊墊、護層、黏著層、金屬凸塊、帽蓋層、凸塊合金層、基材與界面合金層。護層位于金屬焊墊上，并定義出位于金屬焊墊上的凹穴。黏著層完全位于凹穴中、位于金屬焊墊上、又部分位于護層上，使得黏著層又直接接觸金屬焊墊與護層。由第一金屬所組成的金屬凸塊部分位于凹穴中并覆蓋黏著層。由第二金屬所組成的帽蓋層位于金屬凸塊上并幾乎完全并覆蓋金屬凸塊，帽蓋層使得金屬凸塊不會暴露出來。凸塊合金層是第一金屬與第二金屬的第一合金，并具有第一梯度組成。基材用來電連接帽蓋層，并包含聚合材料層、引腳層(lead layer)、覆層(cover layer)與引腳合金層。引腳層由第一金屬所組成，且直接連接至聚合材料層。覆層由第二金屬所組成且完全覆蓋引腳層，而使得引腳不會暴露出來。引腳合金層直接夾置于引腳層與覆層之間。引腳合金層是第一金屬與第二金屬的第二合金，并具有第二梯度組成。界面合金層直接夾置于覆層與帽蓋層之間。界面合金層是第一金屬與第二金屬的第三合金，并具有第三梯度組成。

在本發明一實施方式中，帽蓋層自行對準于金屬凸塊。

在本發明另一實施方式中，帽蓋層、黏著層、與護層間具有嵌穴(notch)。

在本發明另一實施方式中，覆層的表面積不小于帽蓋層的表面積。

在本發明另一實施方式中，覆層對準于帽蓋層。

在本發明另一實施方式中，薄膜倒裝結構還包含位于護層與聚合材料層間的樹脂，以密封界面合金層、覆層與帽蓋層。

本發明另外提出一種形成薄膜倒裝結構的方法。首先，制備載體，載體包含金屬焊墊、護層、黏著層、金屬凸塊、帽蓋層與凸塊合金層。護層位于金屬焊墊上，并定義出位于金屬焊墊上的凹穴。黏著層完全位于凹穴中、位于金屬焊墊上、又部分位于護層上，使得黏著層又直接接觸金屬焊墊與護層。由第一金屬所組成的金屬凸塊部分位于凹穴中并覆蓋黏著層。由第二金屬所組成的帽蓋層位于金屬凸塊上并幾乎完全并覆蓋金屬凸塊。帽蓋層能使得金屬凸塊不會暴露出來。凸塊合金層直接夾置于金屬凸塊與帽蓋層之間，是第一金屬與第二金屬的第一合金，并具有第一梯度組成。

其次，提供基材，用來電連接帽蓋層。基材包含聚合材料層、引腳層、覆層與引腳合金層。引腳層由第一金屬所組成，且直接連接至聚合材料層。覆層由第二金屬所組成且完全覆蓋引腳層，而使得引腳不會暴露出來。引腳合金層直接夾置于引腳層與覆層之間。引腳合金層是第一金屬與第二金屬的第二合金，并具有第二梯度組成。

然后，將載體連接至基材，而使得覆層直接接觸帽蓋層。繼續，進行連接步驟，而形成直接夾置于覆層與帽蓋層間的界面合金層。界面合金層是第一金屬與第二金屬的第三合金，并具有第三梯度組成。

在本發明一實施方式中，制備載體包含以下的步驟。首先，提供底材，底材包含金屬焊墊、護層、黏著層、與圖案化光致抗蝕劑。護層位于金屬焊墊上，并定義出位于金屬焊墊上的凹穴。黏著層位于凹穴中，覆蓋并直接接觸金屬焊墊與護層。圖案化光致抗蝕劑位于黏著層上，并包含有開口，此開口暴露位于凹穴中與護層上的黏著層。其次，以金屬凸塊材料填入開口中。然后，移除圖案化光致抗蝕劑，使得金屬凸塊材料成為位于黏著層上的金屬凸塊。再來，移除沒有被金屬凸塊材料所覆蓋的黏著層，同時部分暴露位于下方的護層。繼續，形成覆蓋金屬凸塊的帽蓋層。

在本發明另一實施方式中，移除黏著層時，過移除(over-removed)黏著層，以形成位于帽蓋層、黏著層、與護層間的嵌穴(notch)。

在本發明另一實施方式中，形成薄膜倒裝結構的方法，還包含經由熟化金屬凸塊以調整金屬凸塊的硬度。