[发明专利]用于使半导体组合件中的焊料凸块自对准的双焊料半导体芯片、装置以及双焊料方法有效
申请号: | 201310067492.1 | 申请日: | 2013-03-04 |
公开(公告)号: | CN103295991B | 公开(公告)日: | 2019-07-09 |
发明(设计)人: | 马渡和明 | 申请(专利权)人: | 德州仪器公司 |
主分类号: | H01L23/488 | 分类号: | H01L23/488;H01L21/60 |
代理公司: | 北京律盟知识产权代理有限责任公司 11287 | 代理人: | 王璐 |
地址: | 美国德*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 半导体 组合 中的 焊料 对准 芯片 装置 以及 方法 | ||
1.一种半导体芯片,其包括:
第一组非电活性接触焊垫,其具有由具有第一体积和仅具有第一熔融温度的第一焊料凸块覆盖的第一面积,所述第一组非电活性接触焊垫用作对准焊垫;以及
第二组电活性接触焊垫,其具有由具有第二体积和第二熔融温度的第二焊料凸块覆盖的第二面积;所述第一熔融温度低于所述第二熔融温度;
其中第一焊料和第二焊料选自具有适当对的群组,所述适当对包含:第一焊料为具有熔融温度221℃的共晶二元锡-银合金且第二焊料为具有熔融温度232℃的锡100合金的对;第一焊料为具有熔融温度139℃的共晶二元锡-铋合金且第二焊料为具有熔融温度221℃的共晶二元锡-银合金的对;第一焊料为具有熔融温度120℃的共晶二元锡-铟合金且第二焊料为具有熔融温度221℃的共晶二元锡-银合金的对;
以及
其中所述第一焊料的其它选项还包含:具有熔融温度183℃的二元共晶锡-铅合金、具有熔融温度198.5℃的二元共晶锡-锌合金、具有熔融温度217℃的二元共晶锡-金合金以及具有熔融温度227℃的二元共晶锡-铜合金。
2.根据权利要求1所述的半导体芯片,其中所述第一面积大于所述第二面积,且所述第一体积大于所述第二体积。
3.根据权利要求1所述的半导体芯片,其中所述第一面积与所述第二面积相同,且所述第一体积与所述第二体积相同。
4.一种半导体装置,其包括:
通过焊接接点组装于衬底上的半导体芯片;
所述芯片与所述衬底各自具有具第一面积的第一组非电活性接触焊垫,相应焊垫垂直对准且通过由具有第一体积和仅具有第一熔融温度的第一焊料制成的接点连接,所述第一组非电活性接触焊垫用作对准焊垫;且
所述芯片与所述衬底各自具有具第二面积的第二组电活性接触焊垫,相应焊垫垂直对准且通过由具有第二体积和第二熔融温度的第二焊料制成的接点连接,所述第一熔融温度低于所述第二熔融温度;
其中第一焊料和第二焊料选自具有适当对的群组,所述适当对包含:第一焊料为具有熔融温度221℃的共晶二元锡-银合金且第二焊料为具有熔融温度232℃的锡100合金的对;第一焊料为具有熔融温度139℃的共晶二元锡-铋合金且第二焊料为具有熔融温度221℃的共晶二元锡-银合金的对;第一焊料为具有熔融温度120℃的共晶二元锡-铟合金且第二焊料为具有熔融温度221℃的共晶二元锡-银合金的对;
以及
其中所述第一焊料的其它选项还包括:具有熔融温度183℃的二元共晶锡-铅合金、具有熔融温度198.5℃的二元共晶锡-锌合金、具有熔融温度217℃的二元共晶锡-金合金以及具有熔融温度227℃的二元共晶锡-铜合金。
5.根据权利要求4所述的装置,其中所述第一面积大于所述第二面积,且所述第一体积大于所述第二体积。
6.根据权利要求4所述的装置,其中所述第一面积与所述第二面积相同,且所述第一体积与所述第二体积相同。
7.一种用于制造半导体装置的方法,所述方法包括以下步骤:
提供半导体芯片,所述半导体芯片具有第一组非电活性接触焊垫以及第二组电活性接触焊垫,所述第一组非电活性接触焊垫具有由仅具第一熔融温度的第一焊料凸块覆盖的第一面积,所述第二组电活性接触焊垫具有由具第二熔融温度的第二焊料凸块覆盖的第二面积,所述第一组非电活性接触焊垫用作对准焊垫,所述第一熔融温度低于所述第二熔融温度;
将所述芯片放置在衬底上,使得所述第一焊料凸块触碰所述衬底;
升高温度以熔融所述第一焊料凸块,由此使所述第一焊料凸块自对准且降低所述芯片,从而使所述第二焊料凸块触碰所述衬底;以及
进一步升高所述温度以减小所述第一焊料的粘度,从而增强所述第一焊料凸块的自对准,且熔融所述第二焊料,由此允许所述第二焊料凸块自对准;
其中第一焊料和第二焊料选自具有适当对的群组,所述适当对包含:第一焊料为具有熔融温度221℃的共晶二元锡-银合金且第二焊料为具有熔融温度232℃的锡100合金的对;第一焊料为具有熔融温度139℃的共晶二元锡-铋合金且第二焊料为具有熔融温度221℃的共晶二元锡-银合金的对;第一焊料为具有熔融温度120℃的共晶二元锡-铟合金且第二焊料为具有熔融温度221℃的共晶二元锡-银合金的对;以及
其中所述第一焊料的其它选项还包括:具有熔融温度183℃的二元共晶锡-铅合金、具有熔融温度198.5℃的二元共晶锡-锌合金、具有熔融温度217℃的二元共晶锡-金合金以及具有熔融温度227℃的二元共晶锡-铜合金。
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