凸块结构及其制造方法

摘要

本发明公开了一种凸块结构包含一基体部分、一嵌入部分以及一尾端突出部分。基体部分接合于一接合地址上。嵌入部分压入基体部分的一顶面。尾端突出部分自嵌入部分延伸出。此外，亦提出此凸块结构的形成方法。

权利要求

1.一种在一接合地址上形成一凸块的方法,其特征在于,包括:提供一打线机,包含一焊嘴,用以在一贯穿所述焊嘴的金属线的一端点形成一球状初始点；

将所述焊嘴移至所述接合地址上方并将所述球状初始点加压黏合于所述接合地址上以形成所述凸块的一基体部分；

将所述焊嘴向上移动至一第一距离；

在将所述焊嘴向上移动后,往一第一方向横向平移所述焊嘴至一第二距离；

向下移动所述焊嘴以将所述金属线压入所述凸块的所述基体部分,以形成一第一嵌入部分；

向上移动所述焊嘴至一第三距离；以及

切断所述金属线以形成一尾端突出部分,突出于所述第一嵌入部分。

2.如权利要求1所述的在一接合地址上形成一凸块的方法,其特征在于,在向上移动所述焊嘴至所述第三距离后,还包括:往一第二方向横向平移所述焊嘴至一第四距离,其中所述第二方向与所述第一方向的方向相反。

3.如权利要求2所述的在一接合地址上形成一凸块的方法,其特征在于,在横向平移所述焊嘴至所述第四距离后,还包括:向下移动所述焊嘴以将所述金属线压入所述凸块的所述第一嵌入部分,以形成一第二嵌入部分。

4.如权利要求1所述的在一接合地址上形成一凸块的方法,其特征在于,所述接合地址包含一输入/输出焊垫,设置于一芯片的一有源面上。

5.如权利要求1所述的在一接合地址上形成一凸块的方法,其特征在于,所述金属线包含一金线。

6.如权利要求1所述的在一接合地址上形成一凸块的方法,其特征在于,所述金属线包含一铜线。

7.一种在一接合地址上形成一凸块的方法,其特征在于,包括:将一打线机的一焊嘴移至所述接合地址上方并将源自于所述焊嘴的一球状初始点加压黏合至所述接合地址,用以形成所述凸块的一基体部分；

将源自于所述焊嘴的一金属线压入所述凸块的所述基体部分,以形成一嵌入部分；

抬起所述焊嘴并切断所述金属线以形成由所述嵌入部分延伸出的一尾端突出部分。

8.如权利要求7所述的在一接合地址上形成一凸块的方法,其特征在于,在将源自于所述焊嘴的一金属线压入所述凸块的所述基体部分前,还包括:横向平移所述焊嘴至一预定距离。

9.如权利要求7所述的在一接合地址上形成一凸块的方法,其特征在于,所述接合地址包含一输入/输出焊垫,设置于一芯片的一有源面上。

10.如权利要求7所述的在一接合地址上形成一凸块的方法,其特征在于,所述金属线包含一金线。

11.如权利要求7所述的在一接合地址上形成一凸块的方法,其特征在于,所述金属线包含一铜线。

说明书

凸块结构及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种凸块结构及其制造方法，具体涉及一种以打线机形成的凸块结构及其制造方法。

背景技术

[0002] 在半导体制作工艺中，打线技术常用来将半导体芯片的一输入/输出垫电连接导线架的一导脚或者封装基板的一连接垫。一般来说，打线制作工艺包含下述步骤。首先，一球状初始点先形成于贯穿焊嘴的一金属线的一端点，然后将球状初始点加压黏合于半导体芯片的一连接垫上，因而形成一加压黏合球，其形成于半导体芯片的连接垫上。其后，将焊嘴向上移动以离开加压黏合球至一预定高度，并再将焊嘴移向导线架或基板上的一接合地址，如此金属线即将半导体芯片的连接垫电连接导线架或基板。

[0003] 图1所绘示为公知采用上述打线技术的半导体封装结构的放大剖面示意图。如图1所示，一封装结构100包含一芯片110、一金属线120以及一芯片载板130的一接合地址
134。芯片110可借由一黏着剂与芯片载板130接合。金属线120则电连接芯片110与接合地址134。更详细而言，金属线120的一端E1接合于芯片110的一连接垫115上，而金属线120的另一端E2则接合于接合地址134上。

[0004] 通常，金属线120具有一曲线形状，其包含一加压黏合部122、一颈部124以及一弯曲部126，其中颈部124自加压黏合部122延伸出并连接加压黏合部122与弯曲部126，弯曲部126向下朝着接合地址134弯折。由于颈部124为金属线120最脆弱的部分，故金属线120的曲线高度H1必须够高以防止颈部124受损或断裂。然而，如此一来，将造成使用打线的封装结构100的尺寸，受到金属线120的曲线高度H1的限制，而无法进一步缩小。

发明内容

[0005] 本发明于是提出一种凸块结构及其制造方法，用以解决上述问题。

[0006] 本发明提供一种在一接合地址上形成一凸块的方法。首先，提供一打线机，包含一焊嘴，用以在一贯穿焊嘴的金属线的一端点形成一球状初始点。接着，将焊嘴移至接合地址上方并将球状初始点加压黏合于接合地址上以形成凸块的一基体部分。接续，将焊嘴向上移动至一第一距离。继的，在将焊嘴向上移动的后，往一第一方向横向平移焊嘴至一第二距离。续的，向下移动焊嘴以将金属线压入凸块的基体部分，以形成一第一嵌入部分。其后，向上移动焊嘴至一第三距离。最后，切断金属线以形成一尾端突出部分，其突出于第一嵌入部分。

[0007] 本发明提供一种在一接合地址上形成一凸块的方法。首先，将一打线机的一焊嘴移至接合地址上方并将源自于焊嘴的一球状初始点加压黏合至接合地址，用以形成凸块的一基体部分。接着，将源自于焊嘴的一金属线压入凸块的基体部分，以形成一嵌入部分。接续，抬起焊嘴并切断金属线以形成由嵌入部分延伸出的一尾端突出部分。

[0008] 本发明提供一种凸块结构包含一基体部分、一嵌入部分以及一尾端突出部分。基体部分接合于一接合地址上。嵌入部分压入基体部分的一顶面。尾端突出部分则自嵌入部分延伸出。

附图说明

[0009] 图1所绘示为公知采用上述打线技术的半导体封装结构的放大剖面示意图。

[0010] 图2所绘示为本发明一优选实施例的凸块结构的放大上视及剖面示意图。

[0011] 图3A-3I所绘示为图2的凸块结构的制作方法的剖面示意图。

[0012] 图4所绘示为采用图2的凸块结构的打线封装的剖面示意图。

[0013] 图5所绘示为采用图2的凸块结构的覆晶封装的剖面示意图。

[0014] 图6所绘示为采用图2的凸块结构的多层芯片封装的剖面示意图。

[0015] 图7所绘示为采用图2的凸块结构的多层芯片封装的剖面示意图。

[0016] 其中，附图标记说明如下：

[0017]

[0018]

具体实施方式

[0019] 图2所绘示为本发明一优选实施例的凸块结构的放大上视及剖面示意图。如图2所示，一凸块结构200形成于一接合地址15上，其中接合地址15例如为一芯片10的一输入/输出(I/O)连接垫。举例而言，凸块结构200可形成于一芯片载板的一接合地址上，而此接合地址例如为一导线架的一导脚或一封装基板的一连接垫。

[0020] 凸块结构200包含一基体部分210、一嵌入部分220以及一尾端突出部分230。在本实施例中，基体部分210连接于一连接垫15上，此连接垫15则位于一芯片10的一有源面S上。在其它实施例中，基体部分210亦可连接于一接合地址，其例如为一导线架的一导脚上的一连接垫、一基板的一连接垫等，但本发明不以此为限。嵌入部分220压入基体部分210的一顶面A1，尾端突出部分230则自嵌入部分220延伸出。

[0021] 在一优选实施例中，嵌入部分220嵌入基体部分210的顶面A1中，如此可使凸块结构200坚固地固定于连接垫15上。基体部分210、嵌入部分220以及尾端突出部分230可例如以金属等导电材料制成。一般来说，基体部分210、嵌入部分220以及尾端突出部分230为一体成形，且基体部分210、嵌入部分220以及尾端突出部分230由金属等相同导电材料制成，例如，金或铜等。

[0022] 图3A-3I所绘示为图2的凸块结构的制作方法的剖面示意图。如图3A所示，首先，提供一打线机30，其包含具有一金属线200’贯穿其中的一焊嘴34。一球状初始点210’形成于金属线200’的一端点，其中金属线200’例如为一金线、一铜线等任何适合的金属线。

[0023] 如图3B所示，在形成球状初始点210’后，将焊嘴34移至接合地址25上方并向下将球状初始点210’加压黏合至接合地址25上，如此形成一基体部分210于接合地址25上。接合地址25可例如为一芯片有源面上的输出/输入连接垫、一导线架的一导脚或一封装基板的一连接垫。本实施例中，焊嘴34优选移动至接合地址25的中心点C的正上方，然后再沿着接合地址25的一中心线L向下移动。在其它实施例中，焊嘴34以及接合地址25的相对位置可依制作工艺需求而定。

[0024] 如图3C所示，将焊嘴34沿着接合地址25的中心线L向上移动一第一距离d1。如图3D所示，再将焊嘴34沿着一第一方向F横向移动一第二距离d2。在一些实施例中，焊嘴34可沿着相对于中心线L的一角度θ移动。在本实施例中，焊嘴34为水平向(实质上垂直中心线L)平移。也就是说，焊嘴34沿着相对于中心线L90度的方向移动。

[0025] 如图3E所示，焊嘴34向下移动以将金属线200’压入基体部分210中，如此以形成一第一嵌入部分220于基体部分210上。

[0026] 如图3F所示，将焊嘴34向上移动一第三距离d3，而后切断金属线200’，如此形成突出于第一嵌入部分220的一尾端突出部分230。是以，一凸块结构200具有一基体部分210、一第一嵌入部分220以及一尾端突出部分230。在本实施例中，基体部分210、第一嵌入部分220以及尾端突出部分230是以打线机30形成一体成形的结构。

[0027] 在一优选实施例中，第一嵌入部分220埋入基体部分210中因而使凸块结构200坚固地固定于接合地址25上。在本实施例中，金属线200’可以借由焊嘴34的移动而扯断。但在其它实施例中，金属线200’亦可用烧断、电弧切割、氢氧切割等其它方式切断。基体部分210、嵌入部分220以及尾端突出部分230是由例如金属等导电材料所组成。在一优选实施例中，基体部分210、第一嵌入部分220以及尾端突出部分230可由相同导电材料所组成，其中导电材料可为金或铜等金属。

[0028] 再者，在切断金属线200’前，可再将焊嘴34平移多次以弯折金属线200’，其中焊嘴34的平移步骤可结合焊嘴34的上、下移动的步骤以将金属线200’压入基体部分210以形成第二嵌入部分、第三嵌入部分等。举例而言，如图3F-3I所示，在将焊嘴34向上移动第三距离d3后(如图3F所示)，可再将焊嘴34沿着一第二方向平移一第四距离d4，其中第二方向与第一方向F反向(如图3G所示)。而后，可使焊嘴34向下移动以将金属线200’压入第一嵌入部分220，以形成一第二嵌入部分240(如图3H所示)。最后，将焊嘴34向上移动后切断金属线200’，而形成突出于第二嵌入部分240的一尾端突出部分230(如图3I所示)。

[0029] 另外，本发明凸块结构200可广泛应用于打线封装、覆晶封装或者打线结合覆晶封装中，但本发明不以此为限。以下将描述四种应用实施例，但本发明并非仅限用于此。

[0030] 当应用于打线封装时，使用本发明凸块结构200可减少封装件的尺寸。图4所绘示为采用图2的凸块结构的打线封装的剖面示意图。如图4所示，封装结构400包含一导线架420、一芯片10黏着于导线架420的一芯片连接垫上、一第一金属线430以及一膜封塑料410。凸块结构200可以例如图3A-3F的方法形成于芯片10上。第一金属线430的一端是连接于一凸块结构200的一顶面A2，而第一金属线430的另一端则连接于导脚422上，如此，第一金属线430可连接芯片10以及导线架420，其中第一金属线430可以利用加压、加热或其它方法连接于凸块结构200的顶面A2上。如此一来，第一金属线430的曲线形状即没有如公知封装件(见图1)的一颈部124，是以可避免颈部124受损的问题，且封装结构400的曲线高度H2亦可降低，进而缩小封装结构400的厚度及尺寸。

[0031] 再者，本发明凸块结构200亦可应用于覆晶封装结构中。图5所绘示为采用图2的凸块结构的覆晶封装的剖面示意图。如图5所示，封装结构500包含一芯片载板520、一芯片10以及一膜封塑料510。芯片10透过凸块结构200与连接垫524连接。举例来说，首先，凸块结构200可先以例如图3A-3F所描述的方法形成于芯片10的连接垫15上。其后，将芯片10倒置并对准于连接垫524上。然后，将凸块结构200连接于芯片载板520的连接垫524上。如此，完成芯片10与芯片载板520间的覆晶封装结构。

[0032] 图6所绘示为采用图2的凸块结构的多芯片封装的剖面示意图。如图6所示，一封装结构600包含一堆栈多芯片10’、芯片载板620、一第二金属线630以及一膜封塑料610。堆栈多芯片10’包含一第一芯片10a以及一第二芯片10b，其借由黏着剂p黏合于第一芯片10a的背面。第一芯片10a借由图2的凸块结构200形成覆晶封装的方法连接芯片载板
620。第二芯片10b则借由图2的凸块结构200形成打线封装的方法连接芯片载板620。以此方法形成的多芯片的封装结构600，由于连接第二芯片10b及芯片载板620的第二金属线
630的曲线高度H3降低的缘故，封装结构600的曲线高度H4可降低，并且，由于将本发明的覆晶接合技术与打线接合技术应用于封装结构600的缘故，因而可简化封装结构600的制作工艺。

[0033] 图7所绘示为采用图2的凸块结构的多芯片封装的剖面示意图。如图7所示，封装结构700包含一多层芯片10”、芯片载板720、一第三金属线730、一第四金属线740以及一膜封塑料710。多层芯片10”包含一第三芯片10c以及一第四芯片10d，其借由一黏着剂p黏合于第三芯片10c上。第三芯片10c以及第四芯片10d分别经由第三金属线730以及第四金属线740连接芯片载板720。由于第三金属线730的曲线高度H6以及第四金属线740的曲线高度H7减少，故封装结构700的曲线高度H5可降低。此外，由于第三金属线730以及第四金属线740的曲线形状没有如公知的颈部124，故可避免第三金属线730以及第四金属线740受损。因此，在缩小封装结构700的尺寸的同时，亦可改善封装结构700的电性质量。

[0034] 以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。