[发明专利]凸块结构及其形成方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年9月28日提交的美国临时专利申请第61/707，442号标题为“凸块结构及其形成方法”、2012年9月28日提交的美国临时专利申请第61/707，609号标题为“互连结构及其形成方法”、2012年9月28日提交的美国临时专利申请第61/707，644号标题为“金属凸块及其制造方法”和2012年9月18日提交的美国临时专利申请第61/702，624号标题为“梯形（ladd）凸块结构及其制作方法”的权益，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及半导体领域，更具体地，涉及凸块结构及其形成方法。

背景技术

随着更小封装件和更多数量的输入端/输出端（IO）的发展趋势，倒装片的迹线上凸块（BOT，bump on trace）封装需要更小的螺距。对小螺距的需求使得凸块尺寸变小。同样地，金属/焊料接口（金属凸块）和焊料/迹线接点接口的面积也变小。因此，由于较高的电流密度，使得“凸块到迹线”和“迹线到凸块”位置上的电迁移（EM）抵抗力变得更糟。

发明内容

为解决上述问题，提供了一种迹线上凸块（BOT）结构，包括：接触元件，由集成电路支撑；凸块下金属化（UBM）部件，电连接到接触元件；金属凸块，位于凸块下金属化部件上；以及基板迹线，位于基板上，基板迹线通过焊料接点和介面合金共化物（金属间化合物）连接到金属凸块，介面合金共化物的第一横截面积和焊料接点的第二横截面积的比率大于40%。

其中，金属凸块具有非楔形剖面。

其中，金属凸块的底宽等于金属凸块的顶宽。

其中，金属凸块具有楔形剖面。

其中，金属凸块的底宽大于金属凸块的顶宽。

其中，金属凸块的顶宽和金属凸块的底宽的比率范围介于大约0.5到大约0.89之间。

其中，金属凸块的第一楔形剖面是线性的。

其中，金属凸块的侧壁涂覆有金属氧化物。

其中，从安装端的角度观察，金属凸块的外围类似于圆形、矩形、椭圆形、斜圆形、六角形、八角形、梯形、菱形、胶囊形、及其组合中的一种。

其中，通过表面处理提供基板迹线。

其中，基板迹线通过焊料接点、介面合金共化物和附加金属连接到金属凸块，附加金属设置在金属凸块和焊料接点之间。

此外，还提供了一种迹线上凸块（BOT）结构，包括：接触元件，由集成电路支撑；凸块下金属化（UBM）部件，电连接到接触元件；金属凸块，位于凸块下金属化部件上；基板迹线，位于基板上；介面合金共化物，设置在金属凸块上和基板迹线上；以及焊料接点，形成在金属凸块上的介面合金共化物和基板迹线上的介面合金共化物之间，介面合金共化物的第一横截面积和焊料接点的第二横截面积的比率大于40%。

其中，金属凸块具有楔形剖面。

其中，金属凸块的顶宽和金属凸块的底宽的比率范围介于大约0.5到大约0.89之间。

其中，金属凸块的侧壁涂覆有金属氧化物。

其中，通过表面处理提供基板迹线，表面处理是有机可焊性保护剂（OSP）和浸镀锡（IT）中的一种。

此外，还提供了一种形成迹线上凸块（BOT）结构的方法，包括：在集成电路的上方形成接触元件；将凸块下金属化（UBM）部件电连接到接触元件；

在凸块下金属化部件上形成金属凸块；

在基板上形成基板迹线；以及

通过使用焊料接点将基板迹线连接到金属凸块，其中，介面合金共化物形成在基板迹线和金属凸块之间，介面合金共化物的第一横截面积和焊料接点的第二横截面积的比率大于40%。

该方法进一步包括将附加金属插入金属凸块和焊料接点之间。

其中，附加金属是镍。

其中，金属凸块具有楔形剖面，金属凸块的侧壁上具有金属氧化物。

附图说明

为了更全面地理解实施例及其优势，现将结合附图所进行的描述作为参考，其中：

图1示出了实施例迹线上凸块（BOT）结构的截面图；

图2示出了适用于图1中的BOT结构的金属凸块的截面图；

图3示出了适用于图1中的BOT结构的金属凸块的截面图；

图4是从图1中的BOT结构角度示出不同外围形状的金属凸块的俯视图；以及

图5示出了形成图1中的BOT结构的方法。

除非另有说明，否则不同图中的相应数字和符号通常表示相应部分。绘制图是为了清楚地说明实施例的相关方面且无需按比例绘制。