[发明专利]用于微线距焊线连接的焊垫设计

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体封装，特别是涉及一种用于微线距焊线连接的焊垫结构。 

背景技术

半导体业在微型化半导体晶片及元件上已有长足的进步。然而，由于上述元件越来越小，仍然有任务要将晶片及元件与设计好的产品连接。达成上述连接的一种方法是透过在半导体晶片/元件上形成打线接合焊垫(wirebond pads)。打线接合焊垫典型为矩形的焊垫结构，其包括焊球，以提供焊线连接至半导体元件的连接点。打线接合焊垫通常亦包括探测记号，使外部探针能检查晶片/元件在制造后有无任何故障。 

请参阅图1所示，是典型焊垫为特征的焊接结构10的示意图。所示的焊接结构10具有四个焊垫100，每一焊垫100上设有探测记号101及焊球102。所示的焊线103一端连接到焊球102另一端连接到主机结构(图未绘示)。焊垫的焊球的主要边缘与邻近焊垫的焊球的主要边缘之间的距离则为焊垫间距。 

目前，大量生产的元件中，典型微细化打线接合焊垫的间距为实质50微米(μm)。由于技术不断进步，有必要提供更多的输入/输出(input/output；I/O)焊垫数。不过，既然在任何预定元件上能设计数目增加的I/O焊垫，那么焊垫尺寸缩减就不是唯一的考量。在设计打线接合制程时，一般要考量三个主要制程参数：(1)焊接电力；(2)焊接力；以及(3)焊接时间。这三个参数中，可看出焊接电力最影响最终焊接的品质。因此，通常焊接电力被视为是最重要的参数。对于焊线/焊垫尺寸及材料的特定结合，一般应有可接受的焊接电力范围，也就是焊接电力窗(bonding power window)。当发生制程变异时，宽的焊接电力窗有助于确保焊接品质。在实施时，焊接电力窗以达成大于或等于约30％的范围为佳。因此，在任何预定元件上考虑要增加I/O焊垫数时，焊线直径与焊垫尺寸就成为关键性考量。 

使用线距(gauge)较细的焊线能获得较大的是焊接电力窗。然而，线距较细的焊线通常表现出的电性比线距较粗的焊线还差。因此，用于焊接半导体元件的焊线其精细化的程度就受到局限。在设计较小的焊垫系统以增加I/O焊垫数时，为了维持可接受的焊接电力窗及可接受的电性，应维持焊线线距与焊垫尺寸之间重要的平衡。而此平衡就是现代焊接技术已提供有效的尺寸与线距限制之间的平衡。

有鉴于上述现有的焊垫的焊接结构存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的用于微线距焊线连接的焊垫结构，能够改进一般现有的焊垫的焊接结构，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。 

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的焊垫的焊接结构存在的缺陷，而提供一种新型结构的用于微线距焊线连接的焊垫结构，所要解决的技术问题是使可缩短焊垫间距，同时又可维持相同尺寸的焊球及焊线直径。 

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种焊垫结构，其包含：一或多个焊垫群设于一半导体元件上，该些焊垫群至少包含：二或多个焊垫，其中所述二或多个焊垫的每一焊垫为交替设置，使得所述二或多个焊垫的多个毗邻焊垫的焊球是设在对面该些毗邻焊垫的其他的多个侧面处。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的焊垫结构，其还包含：多个焊线，其中该些焊线的每一焊线为电性连接至该一或多个焊垫群的该二或多个焊垫的一相对应焊球。 

前述的焊垫结构，其中所述的该二或多个L形连扣焊垫之多个毗邻L形连扣焊垫造成一连扣单元，使得该连扣单元的宽度小于该些毗邻L形连扣焊垫的所有焊垫的所有焊球的直径总和。 

前述的焊垫结构，其中所述的该些焊垫群至少包含三或多于三个焊垫，且其中该三或多于三个焊垫的一探测记号是与该一或多个焊垫群的一或多个毗邻焊垫的一或多个毗邻探测记号成列设置。 

前述的焊垫结构，其中所述的二或多个焊垫是叠设于该一或多个焊垫群中，且其中电性连接至该叠设二或多个焊垫的该相对应焊球的该些焊线的多个焊线横跨该叠设二或多个焊垫的一共通长度。 

前述的焊垫结构，其更至少包含：一或多个额外焊垫群交错设置于该一或多个焊垫群中；以及多个额外焊线，其中每一该些额外焊线为电性连接至该一或多个额外焊垫群的二或多个额外焊垫的一相对应焊接凸块。