專利名稱：堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)及其制作方法
堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種凸塊結(jié)構(gòu)及其制作方法，尤其是關(guān)于一種堆棧式 凸塊結(jié)構(gòu)及其制作方法。背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，集成電路(integrated circuits, IC)的生產(chǎn)主要 可分為三個階段集成電路設(shè)計(IC design)、集成電路的制作(IC process)及集成電^各的封裝(IC package )。在集成電路的制作中，芯片(chip)是經(jīng)由晶圓(wafer)制作、形 成集成電路以及切割晶圓(wafer sawing)等步驟而完成。晶圓具有一 主動面(active surface ), 其泛指晶圓的具有主動組件(active device ) 的表面。當(dāng)晶圓內(nèi)部的集成電路完成之后，晶圓的主動面更配置有多個 焊墊(bonding pad),以使最終由晶圓切割所形成的芯片可經(jīng)由焊墊而 向外電性連接于一承載器(carrier )。承載器例如為一導(dǎo)線架(leadframe ) 或一封裝載板(package substrate )。芯片可以打線接合(wire bonding ) 或覆晶接合(flip chip bonding )的方式連接至承載器上，使得芯片的焊 墊可電性連接于承載器的接點，以構(gòu)成一芯片封裝體。就打線接合技術(shù)而言，除了使得芯片的焊墊電性連接于承載器的接 點外，也可依照設(shè)計需求而使得芯片的兩焊墊經(jīng)由打線導(dǎo)線(bonding wire )而彼此電性連接，此即為托腳針腳式接合(stand-off stitch bonding, SSB)。請參考圖1,其顯示了一種現(xiàn)有的芯片焊墊采用托腳針腳式接合的 示意圖。該現(xiàn)有的芯片100具有多個焊墊110，這些焊墊110配置于芯
片100的一表面120上。由圖1可知，芯片100上的兩相鄰焊墊110是 藉由托腳針腳式接合而彼此電性連接。然而，若兩相鄰焊墊110的間距 dl過小時，那么電性連接兩相鄰焊墊110的打線導(dǎo)線Wl會因為空間的 限制而彎曲過大，如此將導(dǎo)致打線導(dǎo)線Wl產(chǎn)生缺陷，使得原本應(yīng)該電 性連接的兩相鄰焊墊110其電性連接性能不佳甚至產(chǎn)生斷路，進(jìn)而降低 芯片100的制作良率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法，以提高焊墊 之間電性連接的可靠度(interconnection reliability )及其電性表現(xiàn) (electrical performance ), 且可增加組件的封裝密度(packaging density )。本發(fā)明的另一目的是提供一種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)，適用于一基板，此 基板上具有多個焊墊，藉由一形成于兩相鄰焊墊之間的凸塊使這兩個焊 墊電性連接，以降低基板的厚度。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法，其 包括下述步驟。首先，提供一基板，基板之一表面上配置有多個焊墊。 接著，于基板上的任兩相鄰之一第一焊墊與一第二焊墊上分別形成一第 一凸塊與一第二凸塊。之后，于第一凸塊與第二凸塊之間形成一第三凸 塊，以藉由第三凸塊使兩相鄰的焊墊電性連接。該制作方法還包括利用打線技術(shù)接合另 一第三焊墊與該第三凸塊 之間，使該第三焊墊與該第 一 焊墊及該第二焊墊電性連接。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)，適用于一基板 上，該基板的表面上具有多個焊墊，該凸塊結(jié)構(gòu)包括一第一凸塊與一第 二凸塊，分別配置于該基板的任兩相鄰焊墊上；以及一第三凸塊，堆棧 于該第一凸塊與該第二凸塊之間，以藉由該第三凸塊使兩相鄰的焊墊電
性連接。該堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)還包括一第四凸塊，配置于該基板之另 一焊墊上；以及一打線導(dǎo)線，該打線導(dǎo)線的兩端分別連接于該第三凸塊與該第 四凸塊。上述第一凸塊、第二凸塊與第三凸塊均為一釘狀凸塊，且第一凸塊、 第二凸塊與第三凸塊的材料為金，而焊墊為鋁墊。線接合技術(shù)于基板上的兩相鄰焊墊間形成一凸塊，使得這兩個焊墊可透 過此凸塊而彼此電性連接，如此，不僅可提高焊墊之間電性連接的可靠 度(interconnection reliability )及其電小生表玉見(electrical performance )， 且可增加組件的封裝密度(packaging density )及降低基板的厚度。此外， 本發(fā)明的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法可應(yīng)用于多個焊墊之間的電性連 接，使得多個焊墊藉由多個凸塊與打線導(dǎo)線而彼此電性連接，且打線導(dǎo) 線的彎曲度不會過大，因此這些焊墊的電性連接性能較佳。為讓本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施 例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
圖1為現(xiàn)有的一種芯片的焊墊采用托腳針腳式接合的示意圖。 圖2A至圖2D為本發(fā)明一實施例的一種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的制作方 法的示意圖。圖3A至圖3C為以打線接合技術(shù)形成圖2B的第一凸塊的示意圖。 圖4A與4B為本發(fā)明另一實施例的在基板的焊墊上形成第一凸塊、 第二凸塊及第三凸塊，之后再利用打線接合技術(shù)形成一打線導(dǎo)線，使第 一凸塊、第二凸塊與第三凸塊透過此打線導(dǎo)線而彼此電性連接的制作流 程示意圖。
圖5為本發(fā)明又一實施例的一種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施方式圖2A至圖2D為本發(fā)明一實施例的一種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的制作方 法的示意圖。本實施例的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法包括下述步驟。首 先，請參考圖2A,提供一基板200 (例如為一芯片)，基板200的一表 面210上配置有多數(shù)個焊墊222、 224、 226 (可為鋁墊)，且這些焊墊 222、 224、 226可具有相同的電性。接著，請參考圖2B,于基板200上的任兩相鄰焊墊222、 224上分 別形成一第一凸塊Bl與--第二凸塊B2。在本實施例中，此相鄰兩焊墊 222、 224間的間距d2可、、于70微米(pm);此外，第一凸塊B1與第 二凸塊B2的材質(zhì)可為金，且第一凸塊Bl與第二凸塊B2例如藉由打線 4妻合4支術(shù)、電鍍(electroplating)或其它方式而形成。在此，對于以打線接合技術(shù)形成第一凸塊Bl與第二凸塊B2的制作 過程作進(jìn)一步說明。圖3A至圖3C為以打線接合技術(shù)形成圖2B的第一 凸塊的示意圖。首先，請參考圖3A,細(xì)導(dǎo)線W2的一端于打線器M的 鋼嘴Ml之前形成一球狀物B。若細(xì)導(dǎo)線W2的材質(zhì)為金，則球狀物B 為金球。接著，請參考圖3A與圖3B，打線器M以加壓的方式將球狀 物B壓焊于焊墊222上。然后，請參考圖3C,打線器M的鋼嘴M1快 速切離細(xì)導(dǎo)線W2,以形成第一凸塊Bl于焊墊222上。在此必須說明的 是，由于打線器M的鋼嘴Ml的切離動作，所以第一凸塊B1通常會形 成釘狀凸塊；換言之，第一凸塊Bl的外型可為類似釘子的形狀而具有 一頭狀部H與一頸縮部N。此外，第二凸塊B2的制作過程與外型則通 常同于上述第一凸塊Bl的制作過程與外型，故此處不再贅述。在形成如圖2B所示的第一凸塊Bl與第二凸塊B2之后，請參考圖 2C，再利用打線接合技術(shù)于第一凸塊Bl與第二凸塊B2之間形成一第
三凸塊B3 (其材質(zhì)可為金)，以藉由第三凸塊B3使兩相鄰的焊墊222、 224電性連接。本實施例中，第三凸塊B3亦可為一釘狀凸塊。值得注 意的是，本實施例中，由于第一凸塊B1、第二凸塊B2與第三凸塊B3 的材質(zhì)皆可為金，第一凸塊Bl與第三凸塊B3之間，以及第二凸塊B2 與第三凸塊B3之間為金-金共晶接合，因此，此堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)S具有 較佳的電性表現(xiàn)。經(jīng)由上述圖2A至圖2C的步驟之后， 一種基本的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)S 即可完成。而在完成上述基本的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)S之后，本發(fā)明更可利 用下列方式使第一凸塊Bl及第二凸塊B2與其它焊墊上的凸塊電性連 接。圖2D為在基板的焊墊上形成第四凸塊，之后再利用打線接合技術(shù) 形成一打線導(dǎo)線，使第一凸塊、第二凸塊與第四凸塊透過此打線導(dǎo)線而 彼此電性連接的制作流程示意圖。請參考圖2D，首先，于另一焊墊226 上形成一第四凸塊B4。第四凸塊B4的制作過程與外型通常與第一凸塊 Bl的制作過程及其外型相同，故此處不再贅述。然后，利用打線接合 技術(shù)于第三凸塊B3與第四凸塊B4之間形成一打線導(dǎo)線W3，以藉由打 線導(dǎo)線W3使另一焊墊226與上述兩相鄰的焊墊222、 224電性連接。 在此必須說明的是，第四凸塊B4若是藉由打線接合技術(shù)而形成，那么 可以在形成第四凸塊B4之后以不切離細(xì)導(dǎo)線W2(見圖3B與圖3C)的 方式，將細(xì)導(dǎo)線W2沿著設(shè)計好的路徑而拉焊至第三凸塊B3以形成打 線導(dǎo)線W3后再加以切離。換言之，在依序形成第四凸塊B4與打線導(dǎo) 線W3之后，細(xì)導(dǎo)線W2才會切離。經(jīng)由上述圖2D的步驟之后，堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)S更包括第四凸塊B4 以及電性連接第三凸塊B3與第四凸塊B4的打線導(dǎo)線W3。由圖2D可 知，由于打線導(dǎo)線W3的彎曲度不會過大，因此打線導(dǎo)線W3不會產(chǎn)生 缺陷，進(jìn)而維持這些焊墊222、 224、 226之間的電性連接的性能。
圖4A與4B繪示本發(fā)明另 一實施例之在基板的焊墊上形成第一凸 塊、第二凸塊及第三凸塊，之后再利用打線接合技術(shù)形成一打線導(dǎo)線， 使第一凸塊、第二凸塊與第三凸塊透過此打線導(dǎo)線而彼此電性連接的制 作流程示意圖。本實施例與上述實施例的主要不同處在于，本實施例的 某些制程步驟順序有作改變。請參考圖4A,在相當(dāng)于圖2A的步驟之后，亦即提供一基板300之 后，在基板300的任兩相鄰焊墊322、 324上分別形成一第一凸塊Bl， 與一第二凸塊B2，。接著，于另一焊墊326上形成第三凸塊B3'。然后， 請參考圖4B,利用打線接合技術(shù)于第一凸塊Bl，與第二凸塊B2，之間形 成一第四凸塊B4，以及一連接第三凸塊B3，與第四凸塊B4，的打線導(dǎo)線 W3',以藉由打線導(dǎo)線W3，使另一焊墊326與上述兩相鄰的焊墊322、 324電性連接。請參考圖5，其為本發(fā)明又一實施例的一種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的示意 圖。另一實施例的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)S，包括九個凸塊B5與一打線導(dǎo)線 W4。堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)S (見圖2D)與堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)S，的不同之處在 于，堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)S，的五個焊墊420經(jīng)由這些凸塊B5與打線導(dǎo)線 W4而彼此電性連接。值得注意的是，堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)S與S，只是用以 舉例，其焊墊之間的電性連接關(guān)系可依照設(shè)計需求而改變凸塊與打線導(dǎo) 線的數(shù)量與連接方式，以達(dá)到所欲設(shè)計的電性連接性能。優(yōu)點一、 由于本發(fā)明可使相鄰焊墊上的凸塊與相鄰焊墊間的凸塊之間為 共晶接合，因此可提高焊墊之間電性連接的可靠度及其電性表現(xiàn)。二、 由于本發(fā)明可使多個相鄰焊墊藉由多個凸塊而彼此電性連接， 因此可增加組件的封裝密度及降低基板的厚度。三、 由于本發(fā)明可使得多個焊墊藉由多個凸塊與打線導(dǎo)線而彼此電
性連接，且打線導(dǎo)線的彎曲度不會過大，因此這些焊墊的電性連接性能較佳。雖然本發(fā)明以前述的實施例揭露如上，但其僅為說明本發(fā)明的原理 及功效，而非用以限制本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動。倘若對本發(fā)明的修改屬 于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些 改動在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法，首先提供一基板，該基板的一表面上配置有多個焊墊；其特征在于，該制作方法還包括于該基板上的任兩相鄰之一第一焊墊與一第二焊墊上分別形成一第一凸塊與一第二凸塊；以及于該第一凸塊與該第二凸塊之間形成一第三凸塊，以藉由該第三凸塊使兩相鄰的焊墊電性連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于 該制作方法更包括下列步驟利用打線技術(shù)接合另一第三焊墊與該第三凸塊之間，使該第三焊墊 與該第 一 焊墊及該第二焊墊電性連接。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在 于該第一凸塊、該第二凸塊與該第三凸塊為一釘狀凸塊，且藉由打線 接合技術(shù)形成。
4. 一種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法，首先提供一基板，該基板的一 表面上配置有多個焊墊；其特征在于，該制作方法還包括于該基板上的任兩相鄰之一第一焊墊與一第二焊墊上分別形成一第一凸塊與一第二凸塊；以及于該基板上的另一第三焊墊形成一第三凸塊；以及 利用打線技術(shù)接合該第三凸塊與第一凸塊及一第二凸塊之間，使該第三焊墊與該第 一 焊墊及該第二焊墊電性連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于 該第一凸塊、該第二凸塊與該第三凸塊為一釘狀凸塊，且藉由打線接合 技術(shù)形成。
6. —種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)，適用于一基板上，該基板的表面上具有多 個焊墊，其特征在于該凸塊結(jié)構(gòu)包括 一第一凸塊與一第二凸塊，分別配置于該基板的任兩相鄰焊墊上；以及一第三凸塊，堆棧于該第一凸塊與該第二凸塊之間，以藉由該第三 凸塊使兩相鄰的焊墊電性連接。
7. 如權(quán)利要求6所述的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于該堆棧式凸 塊結(jié)構(gòu)更包括一第四凸塊，配置于該基板之另一焊墊上；以及一打線導(dǎo)線，該打線導(dǎo)線的兩端分別連接于該第三凸塊與該第四凸塊。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一 凸塊、該第二凸塊與該第三凸塊為一釘狀凸塊。
9. 如權(quán)利要求6或7所述的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于該基板 任兩相鄰焊墊的間距小于70微米。
10. 如權(quán)利要求6或7所述的堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一 凸塊、該第二凸塊與該第三凸塊的材料為金，而該焊墊為鋁墊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種堆棧式凸塊結(jié)構(gòu)及其制作方法。該制作方法為首先，提供一基板，基板之一表面上配置有多數(shù)個焊墊；接著，于基板上的任兩相鄰之一第一焊墊與一第二焊墊上分別形成一第一凸塊與一第二凸塊；之后，于第一凸塊與第二凸塊之間形成一第三凸塊，以藉由第三凸塊使兩相鄰的焊墊電性連接。
文檔編號H01L21/60GK101131975SQ200610126109
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
發(fā)明者洪志明 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司