基板的連接結(jié)構(gòu)及其制法【專利摘要】一種基板的連接結(jié)構(gòu)及其制法，該基板具有多個連接墊及外露該些連接墊的絕緣保護(hù)層，該連接結(jié)構(gòu)包括：設(shè)于該連接墊的外露表面上并延伸至該絕緣保護(hù)層上金屬層、以及設(shè)于該金屬層上的導(dǎo)電凸塊，且該導(dǎo)電凸塊的寬度小于該連接墊的寬度。因該金屬層完全覆蓋該連接墊的外露表面，所以于后續(xù)進(jìn)行覆晶工藝的填膠步驟時(shí)，膠材不會流至該連接墊表面，因而有效避免該膠材與該基板間發(fā)生脫層?！緦＠f明】基板的連接結(jié)構(gòu)及其制法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及一種連接結(jié)構(gòu)，尤指一種半導(dǎo)體封裝件中的連接結(jié)構(gòu)?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]于覆晶封裝工藝中，通過將半導(dǎo)體組件借由焊錫凸塊放置并電性連接至一封裝基板(packagesubstrate)上,再將封裝基板連同半導(dǎo)體組件進(jìn)行封裝。因此，現(xiàn)有半導(dǎo)體組件與封裝基板上均具有連接墊，以供該封裝基板與半導(dǎo)體組件(芯片)借由焊錫凸塊相互對接與電性連接。[0003]如圖1所示，一基板30(如封裝基板或半導(dǎo)體芯片)具有多個鋁材的連接墊300(于此僅以單一連接墊300即可表示全部連接墊300的情況)，且該基板30上形成有外露該連接墊300的一聚酰亞胺制的絕緣保護(hù)層31。接著，于該連接墊300的外露表面上進(jìn)行圖案化工藝，其依序形成由鈦部11a、一銅部Ilb及一鎳部Ilc構(gòu)成的金屬層11，以作為凸塊底下金屬層結(jié)構(gòu)(UnderBumpMetallurgy,UBM)。之后，于該鎳層Ilc上形成一導(dǎo)電凸塊12，再形成焊錫材料13于該導(dǎo)電凸塊12上，并回焊(reflow)該焊錫材料13以形成焊錫凸塊，供作為封裝基板與半導(dǎo)體芯片電性對接的連接結(jié)構(gòu)I。[0004]然而，現(xiàn)有連接結(jié)構(gòu)I中，該金屬層11的設(shè)計(jì)并未完全覆蓋該連接墊300的外露表面，且因該金屬層11中的鈦部Ila與聚酰亞胺(即該絕緣保護(hù)層31)的結(jié)合性強(qiáng)，所以經(jīng)常于蝕刻除去多余的金屬材料時(shí)(即圖案化工藝)，該鈦部Ila無法完全自該絕緣保護(hù)層31表面清除，而會在該絕緣保護(hù)層31上殘留鈦金屬，導(dǎo)致于封裝基板與芯片進(jìn)行覆晶接合后，當(dāng)芯片運(yùn)作時(shí)將造成各連接結(jié)構(gòu)I之間的電性漏電(leakage)現(xiàn)象，影響整體封裝件的電性功能。[0005]再者，因該金屬層11并未完全覆蓋該連接墊300的外露表面，所以于后續(xù)進(jìn)行覆晶工藝的填膠(underfill)步驟時(shí),將造成膠材流至該連接墊300表面,而使該膠材與該基板30間容易發(fā)生脫層(peeloff)，致使該連接結(jié)構(gòu)I龜裂(crack)，因而嚴(yán)重影響產(chǎn)品的信賴性。[0006]另外，為了因應(yīng)電子裝置的輕薄短小化的需求，該基板30遂朝細(xì)間距進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如各該導(dǎo)電凸塊12之間的距離為80μm或80μm以下，因而造成電性漏電現(xiàn)象及該連接結(jié)構(gòu)I龜裂的情形更為嚴(yán)重，所以無法朝微小化作設(shè)計(jì)。[0007]因此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)中的種種問題，實(shí)已成目前亟欲解決的課題?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0008]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種基板的連接結(jié)構(gòu)，該基板具有多個連接墊及外露該些連接墊的絕緣保護(hù)層，該連接結(jié)構(gòu)包括:金屬層，其設(shè)于該連接墊的外露表面上并延伸至該絕緣保護(hù)層上；以及導(dǎo)電凸塊，其設(shè)于該金屬層上，且該導(dǎo)電凸塊的寬度小于該連接墊的寬度，而各該導(dǎo)電凸塊之間的距離小于或等于80μm。[0009]本發(fā)明還提供一種基板的連接結(jié)構(gòu)的制法，其包括:提供具有多個連接墊的一基板，該基板表面上形成有外露出該些連接墊的絕緣保護(hù)層；形成第一阻層于該絕緣保護(hù)層上，且于該第一阻層上形成有第一開口，以令該連接墊及部分該絕緣保護(hù)層外露于該第一開口；形成金屬結(jié)構(gòu)于該第一開口中與該第一阻層上；移除該第一阻層上的該金屬結(jié)構(gòu)，令該金屬結(jié)構(gòu)僅位于該第一開口中以作為金屬層，使該金屬層形成于該連接墊的外露表面上，且該金屬層延伸至該絕緣保護(hù)層上；移除該第一阻層；以及形成導(dǎo)電凸塊于該金屬層上，且該導(dǎo)電凸塊的寬度小于該連接墊的外露表面的寬度。[0010]前述的制法中，各該導(dǎo)電凸塊之間的距離小于或等于80μm。[0011]前述的制法中，形成該第一阻層的材質(zhì)為鋁、銅或鎳/釩，且該第一阻層的開口以蝕刻方式形成者。[0012]前述的制法中，形成該導(dǎo)電凸塊的工藝包括:形成第二阻層于該絕緣保護(hù)層及該金屬層上，且于該第二阻層上形成有第二開口，以令該金屬層的部分表面外露于該第二開口；形成該導(dǎo)電凸塊于該第二開口中；以及移除該第二阻層。[0013]依上述工藝，該第二開口的口徑尺寸小于該連接墊的外露表面的投影面積。[0014]前述的連接結(jié)構(gòu)及其制法中，該金屬層包含鈦、銅或鎳。[0015]另外，前述的連接結(jié)構(gòu)及其制法中，該導(dǎo)電凸塊為銅柱。[0016]由上可知，本發(fā)明的基板的連接結(jié)構(gòu)及其制法，借由該金屬層完全覆蓋該連接墊的外露表面，且借由該第一阻層形成于該金屬結(jié)構(gòu)與該絕緣保護(hù)層之間，所以當(dāng)蝕刻移除該金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，只需移除該第一阻層上的金屬材即可，以有效避免該金屬層以外的金屬材殘留于該絕緣保護(hù)層上。因此，當(dāng)芯片與封裝基板進(jìn)行覆晶接合后，能避免各連接結(jié)構(gòu)之間的電性漏電現(xiàn)象。[0017]此外，因該金屬層完全覆蓋該連接墊的外露表面，所以于后續(xù)進(jìn)行覆晶工藝的填膠步驟時(shí)，膠材不會流至該連接墊表面，因而有效避免該膠材與該基板間發(fā)生脫層，進(jìn)而避免該連接結(jié)構(gòu)龜裂而影響產(chǎn)品的信賴性的問題。【專利附圖】【附圖說明】[0018]圖1為現(xiàn)有基板的連接結(jié)構(gòu)的剖視示意圖；以及[0019]圖2A至圖2H為本發(fā)明基板的連接結(jié)構(gòu)的制法的剖面示意圖。[0020]主要組件符號說明[0021]I,2連接結(jié)構(gòu)[0022]11,21金屬層[0023]11a,21a鈦部[0024]lib,21b銅部[0025]lie,21c鎳部[0026]12,22導(dǎo)電凸塊[0027]13焊錫材料[0028]21’金屬結(jié)構(gòu)[0029]30基板[0030]300連接墊[0031]31絕緣保護(hù)層[0032]310開孔[0033]32第一阻層[0034]320第一開口[0035]33第二阻層[0036]330第二開口[0037]D,R口徑尺寸[0038]A，A’投影面積[0039]B布設(shè)面積[0040]W,H,H’寬度[0041]L距離?！揪唧w實(shí)施方式】[0042]以下借由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)及功效。[0043]須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員的了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，所以不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等用語，也僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)也視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。[0044]圖2A至圖2H為本發(fā)明的基板30的連接結(jié)構(gòu)2的制法的剖面示意圖。[0045]如圖2A所示，提供具有連接墊300的一基板30，該基板30表面上形成有外露出該連接墊300的絕緣保護(hù)層31。[0046]于本實(shí)施例中，該基板30為半導(dǎo)體組件，可適用于半導(dǎo)體封裝基板結(jié)構(gòu)，也可運(yùn)用于第二階段組裝電子組件的一般印刷電路板(PrintedCircuitBoard),但最佳者為應(yīng)用于覆晶(FlipChip)型的半導(dǎo)體芯片或晶圓。[0047]此外，該連接墊300為銅墊或鋁墊，其作為該基板30內(nèi)部電路的輸出/入端。[0048]另外，該絕緣保護(hù)層31形成有開孔310以對應(yīng)外露出各該連接墊300，且該絕緣保護(hù)層31采用聚酰亞胺層(polyimidelayer)等鈍化層(Passivasionlayer)材質(zhì),其用以覆蓋住該基板30表面，以保護(hù)其避免受到外界環(huán)境污染及破壞。[0049]另外，有關(guān)該基板30的內(nèi)部結(jié)構(gòu)態(tài)樣繁多，并無特別限制，所以不詳述，且以下工藝中，因各該連接墊300上的工藝相同，所以僅以其中一處的連接墊300作說明。[0050]如圖2B所示，形成一第一阻層32于該絕緣保護(hù)層31上，且于該第一阻層32上形成有多個第一開口320，以令各該連接墊300及部分該絕緣保護(hù)層31對應(yīng)外露于該些第一開口320，并使該第一開口320的口徑尺寸D大于該連接墊300的投影面積A(或該連接墊300的外露表面的投影面積A’)。[0051]于本實(shí)施例中，其借由例如濺鍍、蒸鍍、電鍍等物理或化學(xué)沉積等方式形成覆蓋該絕緣保護(hù)層31及連接墊300的第一阻層32，再移除對應(yīng)該連接墊300位置的阻層材質(zhì)，以形成該些第一開口320。[0052]此外，該第一阻層32與該連接墊300及絕緣保護(hù)層31之間具有良好的接合性，所以其材質(zhì)可例如鋁、銅、或鎳/釩金屬等，并以蝕刻方式形成該些第一開口320。[0053]如圖2C所不,形成一金屬結(jié)構(gòu)21’于該第一開口320中與該第一阻層32上。[0054]于本實(shí)施例中，利用例如濺鍍、蒸鍍、電鍍等物理或化學(xué)沉積等方式形成該金屬結(jié)構(gòu)21’于該第一阻層32、絕緣保護(hù)層31及連接墊300上，且該金屬結(jié)構(gòu)21’可因應(yīng)實(shí)際工藝需求加以變化其層數(shù)及種類，以作為凸塊底下金屬層結(jié)構(gòu)(UnderBumpMetallurgy,UBM),以提供后續(xù)凸塊得以有效接置其上。[0055]此外，該金屬結(jié)構(gòu)21’可如圖中所示的鈦部21a、銅部21b與鎳部21c(即Ti/Cu/Ni)的三層堆棧結(jié)構(gòu)，且其工藝采用的方法包括濺鍍技術(shù)(Sputtering)、蒸鍍技術(shù)(Evaporation)及電鍍技術(shù)(Plating)等。[0056]如圖2D所示，圖案化該金屬結(jié)構(gòu)21’以于該第一開口320中定義出形成于該連接墊300上的金屬層21(即UBM結(jié)構(gòu))，即移除該第一阻層32上的該金屬結(jié)構(gòu)21’，令該金屬層21位于該第一開口320中的絕緣保護(hù)層31及連接墊300上。[0057]于本實(shí)施例中，該金屬層21的布設(shè)面積B大于該連接墊300的投影面積A(或該連接墊300的外露表面的投影面積A’)。[0058]此外，該圖案化工藝可先在該金屬結(jié)構(gòu)21’上覆蓋一例如光阻(未圖標(biāo))，再通過曝光、顯影等方式以于該光阻中形成多個開口區(qū)，接著蝕刻移除該開口區(qū)中的金屬結(jié)構(gòu)21’，借以形成位于該連接墊300的外露表面上并延伸至該絕緣保護(hù)層31上的該金屬層21。[0059]如圖2E所示，蝕刻移除該第一阻層32，以完整外露出該UBM結(jié)構(gòu)(即該金屬層21)。[0060]于本實(shí)施例中，該金屬層21包含有一形成于該連接墊300上的粘著層(adhesionLayer,即鈦部21a)、一防止擴(kuò)散的阻障層(barrierlayer,即銅部21b)、及一用以接著凸塊的濕潤層(wettablelayer,即鎳部21c),借以提供接置凸塊、擴(kuò)散阻障(diffusionbarrier)與適當(dāng)粘著性等功能在凸塊與連接墊300間。[0061]本發(fā)明的制法中，該金屬層21的設(shè)計(jì)完全覆蓋該連接墊300的外露表面，且借由該第一阻層32形成于該金屬結(jié)構(gòu)21’與該絕緣保護(hù)層31之間，所以當(dāng)蝕刻移除該金屬結(jié)構(gòu)21’時(shí)，只需移除該第一阻層32上的金屬材，即可避免UBM結(jié)構(gòu)以外的金屬材料殘留于該絕緣保護(hù)層31。因此，當(dāng)該基板30與封裝基板(或芯片)進(jìn)行覆晶接合后而芯片運(yùn)作時(shí)，能避免各連接結(jié)構(gòu)2之間的電性漏電(leakage)現(xiàn)象。[0062]此外，因該金屬層21完全覆蓋該連接墊300的外露表面，所以于后續(xù)進(jìn)行覆晶工藝的填膠(underfill)步驟時(shí)，膠材(圖略)不會流至該連接墊300表面，因而有效避免該膠材與該基板30間發(fā)生脫層(peeloff),進(jìn)而避免該連接結(jié)構(gòu)2龜裂(crack)而影響產(chǎn)品的信賴性的問題。[0063]如圖2F所示，形成第二阻層33于該絕緣保護(hù)層31及該金屬層21上，且于該第二阻層33上形成有第二開口330，以令該金屬層21的部分表面外露于該第二開口330。[0064]于本實(shí)施例中，該第二開口330的口徑尺寸R(即該金屬層21的外露表面的投影面積)小于該連接墊300的投影面積A(或該連接墊300的外露表面的投影面積A’)。[0065]如圖2G所示，以電鍍方式形成導(dǎo)電凸塊22于該第二開口330中的金屬層21的外露表面上，使該導(dǎo)電凸塊22的寬度W小于該連接墊300的寬度H(或該連接墊300的外露表面的寬度H’)。于本實(shí)施例中，該導(dǎo)電凸塊22為銅柱。[0066]如圖2H所示，移除該第二阻層33，以完整外露出該連接結(jié)構(gòu)2(即由該金屬層21與該導(dǎo)電凸塊22構(gòu)成)。[0067]于本實(shí)施例中，各該導(dǎo)電凸塊22之間的距離L為小于或等于80μm。[0068]因此，本發(fā)明提供一種基板30的連接結(jié)構(gòu)2，該基板30具有多個連接墊300及外露各該連接墊300的絕緣保護(hù)層31，該連接結(jié)構(gòu)2包括一金屬層21以及一導(dǎo)電凸塊22。[0069]所述的金屬層21設(shè)于該連接墊300的外露表面上并延伸至該絕緣保護(hù)層31上，使該金屬層21的布設(shè)面積B大于該連接墊300的投影面積A，另外該金屬層21包含鈦部21a、銅部21b與鎳部21c。[0070]所述的導(dǎo)電凸塊22為銅柱并設(shè)于該金屬層21的鎳部21c上，且該導(dǎo)電凸塊22的寬度W小于該連接墊300的寬度H，而各該導(dǎo)電凸塊22之間的距離L^80μπιο[0071]綜上所述，本發(fā)明的基板的連接結(jié)構(gòu)及其制法，主要借由該金屬層完全覆蓋該連接墊的外露表面，有效避免金屬材殘留于接點(diǎn)以外的聚酰亞胺上，而能避免產(chǎn)品信賴性及電性功能不佳等問題，且能避免脫層問題。[0072]此外，本發(fā)明的基板的連接結(jié)構(gòu)及其制法，于細(xì)間距的設(shè)計(jì)下，例如該導(dǎo)電凸塊的間距為80μm以下，仍有效避免上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。[0073]上述實(shí)施例僅用以例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。【權(quán)利要求】1.一種基板的連接結(jié)構(gòu)，該基板具有多個連接墊及外露該些連接墊的絕緣保護(hù)層，該連接結(jié)構(gòu)包括:金屬層，其設(shè)于該連接墊的外露表面上并延伸至該絕緣保護(hù)層上；以及導(dǎo)電凸塊，其設(shè)于該金屬層上，且該導(dǎo)電凸塊的寬度小于該連接墊的寬度，而各該導(dǎo)電凸塊之間的距離小于或等于80μm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，該金屬層包含鈦、銅或鎳。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，該導(dǎo)電凸塊為銅柱。4.一種基板的連接結(jié)構(gòu)的制法，其包括:提供具有多個連接墊的一基板，該基板表面上形成有外露出該些連接墊的絕緣保護(hù)層；形成第一阻層于該絕緣保護(hù)層上，且于該第一阻層上形成有第一開口，以令該連接墊及部分該絕緣保護(hù)層外露于該第一開口；形成金屬結(jié)構(gòu)于該第一開口中與該第一阻層上；移除該第一阻層上的該金屬結(jié)構(gòu)，令該金屬結(jié)構(gòu)僅位于該第一開口中以作為金屬層，使該金屬層形成于該連接墊的外露表面上，且該金屬層延伸至該絕緣保護(hù)層上；移除該第一阻層；以及形成導(dǎo)電凸塊于該金屬層上，且該導(dǎo)電凸塊的寬度小于該連接墊的外露表面的寬度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板的連接結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，形成該第一阻層的材質(zhì)為招、銅或鎳/銀。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板的連接結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，該第一阻層的開口以蝕刻方式形成者。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板的連接結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，該金屬層包含鈦、銅或鎳。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板的連接結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，該導(dǎo)電凸塊為銅柱。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板的連接結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，各該導(dǎo)電凸塊之間的距離小于或等于80μm。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板的連接結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，形成該導(dǎo)電凸塊的工藝包括:形成第二阻層于該絕緣保護(hù)層及該金屬層上，且于該第二阻層上形成有第二開口，以令該金屬層的部分表面外露于該第二開口；形成該導(dǎo)電凸塊于該第二開口中；以及移除該第二阻層。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基板的連接結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，該第二開口的口徑尺寸小于該連接墊的外露表面的投影面積?！疚臋n編號】H01L21/60GK103811442SQ201210482795【公開日】2014年5月21日申請日期:2012年11月23日優(yōu)先權(quán)日:2012年11月15日【發(fā)明者】林志生,陳俊龍,李信宏申請人:矽品精密工業(yè)股份有限公司