專利名稱：覆晶晶片導(dǎo)電凸塊與再分布導(dǎo)線層配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種集成電路封裝技術(shù)，特別是有關(guān)于因應(yīng)覆晶晶片核心電壓源凸塊與接地凸塊而設(shè)計的再分布導(dǎo)線層配置。
一般利用導(dǎo)線架連接接觸墊的封裝方法，為防止金線過長或注入封裝膠質(zhì)材料所產(chǎn)生金線偏移現(xiàn)象，接觸墊只能設(shè)計于晶片的元件區(qū)的外圍。元件因此需要藉助更長的電導(dǎo)線以連接接觸墊與元件之間。此外，隨著單一晶片功能增強與高速性能要求的趨勢下，1/0引腳數(shù)亦越來越多。傳統(tǒng)焊線連接接觸墊的方式，伴隨高電感，不利晶片的高速運作，已不能滿足未來高性能集成電路的需求。
因此，一種稱為覆晶的集成電路封技術(shù)即因應(yīng)上述需求而生。這種技術(shù)，如

圖1所示，系將多個導(dǎo)電凸塊24設(shè)計于晶片20的最上層，每一導(dǎo)電凸塊24，并不限于形成于晶片元件區(qū)以外的四周，而系以陣列方式幾近平均分布于晶片20各處。最后晶片20再翻轉(zhuǎn)過來，使得晶片上層陣列分布的導(dǎo)電凸塊24朝下連接于對應(yīng)的基板26。封裝基板26上有對應(yīng)的導(dǎo)電凸塊墊(或稱覆晶凸塊墊)28以陣列方式與其對應(yīng)，以承接導(dǎo)電凸塊24。
由于覆晶晶片與導(dǎo)線接觸墊晶片，在晶片核心內(nèi)部差異性并不大。當晶片系設(shè)計為導(dǎo)線接觸墊晶片時，接觸墊配置于晶片內(nèi)四周圍(接觸墊下方一般不允許有元件存在)，晶片的其余周圍則覆蓋以護層。當晶片系設(shè)計為覆晶晶片時，原導(dǎo)線接觸墊型晶片的護層上則再形成一金屬層，并經(jīng)微影及蝕刻步驟形成再分布導(dǎo)線層。由晶片內(nèi)四周圍的導(dǎo)線接觸墊位置連接至晶片核心的導(dǎo)電凸塊即可。因此，就集成電路設(shè)計公司而言，多仍利用現(xiàn)有的因應(yīng)導(dǎo)線接觸墊晶片的設(shè)計工具設(shè)計覆晶晶片。
傳統(tǒng)的所有導(dǎo)電凸塊系呈陣列型態(tài)分布。此外，不管導(dǎo)電凸塊是訊號或是接地或是接電源電壓，多系混合存在于各行列的導(dǎo)電凸塊間，如此，由于訊號導(dǎo)線凸塊，需要較長的連接導(dǎo)線，而不利于速度表現(xiàn)，因此美國專利第5,952,726號專利則提出將訊號導(dǎo)電凸塊形成于外圈，晶片核心設(shè)定為電壓源導(dǎo)電凸塊VDD及接地導(dǎo)電凸塊VSS以盡可能使導(dǎo)電凸塊VDD及VSS平均分布。見圖2所示的示意圖。而再分布導(dǎo)線層的電壓匯流排60及接地匯流排70則分列于導(dǎo)電凸塊的上、下兩排。再利用電導(dǎo)線65、75分別就導(dǎo)電凸塊VDD連接于電壓源匯流排60及導(dǎo)電凸塊VSS連接于接地匯流排70。
上述美國專利也因為需要預(yù)留引線連接位置，且由于與內(nèi)連線中的電源匯流排及接地匯流排仍屬平行，因此相交會的機會減少，除介層外尚需要額外的連接線，此外，再分布層也需要額外的連接線以使電源線連接電源連接導(dǎo)電凸塊，因此，導(dǎo)電凸塊密度將難以提高。本實用新型將提出一種可以使電導(dǎo)線降低以減少阻抗的方法。
有鑒于傳統(tǒng)覆晶晶片設(shè)計的訊號導(dǎo)電凸塊、接地導(dǎo)電凸塊、電源導(dǎo)電凸塊系混合于陣列式導(dǎo)電凸塊之間，或?qū)㈦娫磳?dǎo)電凸塊與接地導(dǎo)電凸塊交錯分布，再利用再分布導(dǎo)線層布局復(fù)數(shù)條沿陣列縱向或橫向分布的導(dǎo)線層連接導(dǎo)電凸塊。上述的布局方式，有明顯的缺點。例如，如果要使再分布導(dǎo)線層布局的導(dǎo)線長總和減少，就得對再分布導(dǎo)線層以下的導(dǎo)線層的接地或電源位置先予以限制，否則再分布導(dǎo)線層內(nèi)的這種橫向或縱向?qū)Ь€就必須額外的引線才可能分別和底下數(shù)層導(dǎo)線的信號匯流排、接地匯流排或電源匯流排連接。因此，不但接地或接電源導(dǎo)電凸塊都需要較長的電導(dǎo)線長度而使阻抗就會大。且也因不平均分布而使速度表現(xiàn)進一步變差。此外，實用新型背景所述習(xí)知技術(shù)的導(dǎo)電凸塊，也因為需要預(yù)留引線連接位置，因此，導(dǎo)電凸塊密度將難以提高。本實用新型將提供解決上述問題的方法。
本實用新型的另一目的系提供再分布導(dǎo)線層的導(dǎo)線以傾斜角度的方式，增加和內(nèi)連線中電源匯流排及接地匯流排相交的機會以減少額外的引線(或連接線)。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種覆晶晶片導(dǎo)電凸塊與再分布導(dǎo)線層配置，其特征在于，至少包含復(fù)數(shù)個電源連接導(dǎo)電凸塊以傾斜方向排列為復(fù)數(shù)個第一縱行；復(fù)數(shù)個接地連接導(dǎo)電凸塊排列為復(fù)數(shù)個第二縱行，且斜向平行于該第一縱行，該第一縱行最相鄰近的縱行為該第二縱行，且每一電源連接導(dǎo)電凸塊可與最相鄰近的兩個接地連接導(dǎo)電凸塊組成一正三角形，每一接地連接導(dǎo)電凸塊同樣可與兩個最相鄰近的電源連接導(dǎo)電凸塊組成一正三角形；復(fù)數(shù)條電源連接導(dǎo)線，用以連接該第一縱行的電源連接導(dǎo)電凸塊；及復(fù)數(shù)條接地連接導(dǎo)線，用以連接該第二縱行的電源連接導(dǎo)電凸塊。以及上述的電源連接導(dǎo)線及接地連接導(dǎo)線系同一層金屬導(dǎo)線。
上述電源連接導(dǎo)線及接地連接導(dǎo)線的金屬導(dǎo)線層系位于導(dǎo)電凸塊層下的再分布導(dǎo)線層并經(jīng)由介層連上述的導(dǎo)電凸塊。
上述的第一縱行及第二級行的外圍更包含呈交互垂直排列的復(fù)數(shù)個導(dǎo)電凸塊。或是一種覆晶晶片導(dǎo)電凸塊與再分布導(dǎo)線層配置，其特征在于，至少包含陣列排列的接地連接導(dǎo)電凸塊及電源連接導(dǎo)電凸塊形成于該覆晶晶片的核心，該接地連接導(dǎo)電凸塊與電源連接導(dǎo)電凸塊的陣列排列是在每一橫列或縱行均是相互交錯排列、相互交替呈現(xiàn)；復(fù)數(shù)條呈趨近45度走向的電源導(dǎo)線用以連接該電源連接導(dǎo)電凸塊。以及上述的電源導(dǎo)線及接地導(dǎo)線是同一層金屬導(dǎo)線。
上述的電源導(dǎo)線及接地導(dǎo)線是位于導(dǎo)電凸塊層下的再分布導(dǎo)線層，并經(jīng)由介層連上述的導(dǎo)電凸塊。或是一種覆晶晶片導(dǎo)電凸塊與再分布導(dǎo)線層配置，其特征在于，至少包含復(fù)數(shù)排具有接地及電源連接導(dǎo)電凸塊交錯排列形成于該覆晶晶片的核心，且相鄰兩排互相錯位二分之一單位距離，上述一單位距離是指同一排兩相鄰的接地及電源連接導(dǎo)電凸塊間的間距，因此相鄰排的接地導(dǎo)電凸塊連成的直線與橫列相交趨近45度角，同時相鄰排的電源連接導(dǎo)電凸塊連成的直線與橫列相交趨近45度角；復(fù)數(shù)條呈趨近45度走向的電源導(dǎo)線用以連接該電源連接導(dǎo)電凸塊；及復(fù)數(shù)條呈趨近45度走向的接地導(dǎo)線用以連接該接地導(dǎo)電凸塊，該接地導(dǎo)線與該電源導(dǎo)線因此互為交錯呈現(xiàn)。以及上述的電源導(dǎo)線及接地導(dǎo)線是同一層金屬導(dǎo)線。
上述的電源導(dǎo)線及接地導(dǎo)線的金屬導(dǎo)線層是位于導(dǎo)電凸塊層下的再分布導(dǎo)線層并經(jīng)由介層連上述的導(dǎo)電凸塊。
由于本實用新型公開的一種覆晶晶片導(dǎo)電凸塊與再分布導(dǎo)線層配置，至少包含復(fù)數(shù)個包含電源連接導(dǎo)電凸塊及接地導(dǎo)電凸塊以蜂巢式排列形成于該覆晶晶片的核心，復(fù)數(shù)條呈約60°走向的電源導(dǎo)線，用以連接電源連接導(dǎo)電凸塊；及復(fù)數(shù)條呈約60°走向的接地導(dǎo)線，用以連接接地導(dǎo)電凸塊。因此，由于電源導(dǎo)線及接地導(dǎo)線系分別斜交于金屬內(nèi)連線的電源匯流排及接地匯流排，因此，可增加交會的機率?；?qū)щ娡箟K系以陣列排列，其中接地及電源連接導(dǎo)電凸塊并以西洋棋盤式交錯排列，或?qū)щ娡箟K系以交錯排列，且接地及電源連接導(dǎo)電凸塊可分別以45°的接地導(dǎo)線及電源連線連接。上述的接地及電源連線系位于再分布導(dǎo)線層。比較本實用新型的布置與就傳統(tǒng)導(dǎo)電凸塊置，在相同節(jié)距下，每一導(dǎo)電凸塊尺寸可允許最大或密度最高，而不會造成短路的問題。由于本實用新型的導(dǎo)電凸塊交錯分布且電源線或接地線是斜向的，因此增加了與三層金屬內(nèi)連線的電壓源匯流排或接地匯流排相交會的機會，因此將降低多馀電導(dǎo)線，效果等同于減低電阻值。
20 晶片 24 導(dǎo)電凸塊26 基板 28 導(dǎo)電凸塊墊60 電壓匯流排 70 接地匯流排65、75 電導(dǎo)線 100 晶片核心110、120、130 導(dǎo)電凸塊行RDL 再分布導(dǎo)線層140a、140b、140c 導(dǎo)電凸塊節(jié)距P 電壓源導(dǎo)電凸塊 G接地導(dǎo)電凸塊仍如圖3，標示行120所列的導(dǎo)電凸塊分別和其左鄰縱行110及右鄰縱行130所列的導(dǎo)電凸塊互呈交錯排列。且每縱行的電壓源導(dǎo)電凸塊P和接地導(dǎo)電凸塊G也是以交替方式呈現(xiàn)。且每縱行的導(dǎo)電凸塊交錯排列，不但P與G分布會較均勻。且若以斜一角度看圖3所示的導(dǎo)電凸塊，可發(fā)現(xiàn)各相鄰縱列的導(dǎo)電凸塊P可因此連成復(fù)數(shù)條斜向直線(簡稱P線)，接地導(dǎo)電凸塊G也可連成復(fù)數(shù)條斜向直線(簡稱G線)，G線與P線交替呈現(xiàn)，并且系與橫列呈60°夾角的排列方式。
以三層M3、M2及M1金屬內(nèi)連線為例，如圖4，由于金屬內(nèi)連線層一般系以橫列或縱行式分布，因此，斜向的P線及G線和上述M3、M2及M1金屬內(nèi)連線中的電壓源匯流排或接地匯流排相交會的機會將比縱橫式陣列的導(dǎo)電凸塊(如發(fā)明背景所述)所連接的電導(dǎo)線60及70有更多的機會相交會。電凸塊(如實用新型背景所述)所連接的電導(dǎo)線60及70有更多的機會相交會。因為若電導(dǎo)線60或電導(dǎo)線70恰巧未交于同為橫向或縱向的金屬內(nèi)連線(電壓源匯流排或接地匯流排則除了彼此垂直外便不會相交。而本實用新型的導(dǎo)電凸塊交錯分布且電源P線或接地G線是斜向的。因此，增加了與M3、M2及M1金屬內(nèi)連線的電壓源匯流排或接地匯流排相交會的機會。當導(dǎo)電凸塊P或G分別必須連接于M3、M2及M1其中一層的接地或電源匯流排時，只要形成介層洞于交會點即可連接，因此將降低多馀電導(dǎo)線，效果等同于減低電阻值。
特別是圖3所示的導(dǎo)電凸塊呈蜂巢狀的排列方式，將可使導(dǎo)電凸塊的節(jié)距(pitch)140a、140b、140c不但各方向相同，且是節(jié)距最小的一種。換言之，可達到在相同的晶片核心面績下布局最高的導(dǎo)配電凸塊數(shù)。以另一觀點看，比較本實用新型的布置與就傳統(tǒng)導(dǎo)電凸塊置，在相同節(jié)距下，每一導(dǎo)電凸塊尺寸可允許最大或密度最高，而不會造成短路的問題。
因此，為因應(yīng)上述的60°排列的導(dǎo)電凸塊，再分布導(dǎo)線層內(nèi)的電壓源電導(dǎo)線也必須是約傾斜60°走向的導(dǎo)線，如P線及G線。
當然，本實用新型也可以將部分導(dǎo)電凸塊，以傳統(tǒng)行列方式排列于上述的60°列導(dǎo)電凸塊的外圍，如指標145所示。
本實用新型的第二實施例，如圖5所示。覆晶晶片導(dǎo)電凸塊配置系以縱向(Y垂直軸)或橫向(X軸)分布。且每一橫列或縱行的P或G系交替呈現(xiàn)。此時，對應(yīng)這種相互交錯式(西洋棋盤式)導(dǎo)電凸塊的排列方式，不管是P線或G線，都比和內(nèi)連線平行或垂直方式有更多的相會點。因此，都可以達到降低再分布導(dǎo)線層的導(dǎo)線長度總和的目的。
本實用新型的第三實施例，如圖6所示。覆晶晶片每一縱行導(dǎo)電凸塊配置系與相鄰行呈交錯分布。且每一縱行的P或G交替呈現(xiàn)。此時不同于第一實施例的部分系相鄰兩列的導(dǎo)電凸塊縱向位移二分的一個單位。此處所指的一單位系同一行的兩個導(dǎo)電凸塊間距因此，乙行的某一導(dǎo)電凸塊P，與甲行的導(dǎo)電凸塊P及丙行的導(dǎo)電凸塊P的連線呈45°傾斜于縱行。因此，對應(yīng)的再分布導(dǎo)線層的P線及G線也呈斜45°的走向。因此，請注意圖5及圖6兩種45°傾斜方式時，也可以以垂直等腰三角形形容三個相鄰但不是一垂線的三個導(dǎo)電凸塊(二個導(dǎo)電凸塊P及一個導(dǎo)電凸塊G，或二個導(dǎo)電凸塊G及一個導(dǎo)電凸塊P。
權(quán)利要求1.一種覆晶晶片導(dǎo)電凸塊與再分布導(dǎo)線層配置，其特征在于，至少包含復(fù)數(shù)個電源連接導(dǎo)電凸塊以傾斜方向排列為復(fù)數(shù)個第一縱行；復(fù)數(shù)個接地連接導(dǎo)電凸塊排列為復(fù)數(shù)個第二縱行，且斜向平行于該第一縱行，該第一縱行最相鄰近的縱行為該第二縱行，且每一電源連接導(dǎo)電凸塊可與最相鄰近的兩個接地連接導(dǎo)電凸塊組成一正三角形，每一接地連接導(dǎo)電凸塊同樣可與兩個最相鄰近的電源連接導(dǎo)電凸塊組成一正三角形；復(fù)數(shù)條電源連接導(dǎo)線，用以連接該第一縱行的電源連接導(dǎo)電凸塊；及復(fù)數(shù)條接地連接導(dǎo)線，用以連接該第二縱行的電源連接導(dǎo)電凸塊。
2.如權(quán)利要求1所述的配置，其特征在于，上述的電源連接導(dǎo)線及接地連接導(dǎo)線系同一層金屬導(dǎo)線。
3.如權(quán)利要求2所述的配置，其特征在于，上述電源連接導(dǎo)線及接地連接導(dǎo)線的金屬導(dǎo)線層系位于導(dǎo)電凸塊層下的再分布導(dǎo)線層并經(jīng)由介層連上述的導(dǎo)電凸塊。
4.如權(quán)利要求1所述的配置，其特征在于，上述的第一縱行及第二級行的外圍更包含呈交互垂直排列的復(fù)數(shù)個導(dǎo)電凸塊。
5.一種覆晶晶片導(dǎo)電凸塊與再分布導(dǎo)線層配置，其特征在于，至少包含陣列排列的接地連接導(dǎo)電凸塊及電源連接導(dǎo)電凸塊形成于該覆晶晶片的核心，該接地連接導(dǎo)電凸塊與電源連接導(dǎo)電凸塊的陣列排列是在每一橫列或縱行均是相互交錯排列、相互交替呈現(xiàn)；復(fù)數(shù)條呈45度走向的電源導(dǎo)線用以連接該電源連接導(dǎo)電凸塊。
6.如權(quán)利要求5所述的配置，其特征在于，上述的電源導(dǎo)線及接地導(dǎo)線是同一層金屬導(dǎo)線。
7.如權(quán)利要求6所述的配置，其特征在于，上述的電源導(dǎo)線及接地導(dǎo)線是位于導(dǎo)電凸塊層下的再分布導(dǎo)線層，并經(jīng)由介層連上述的導(dǎo)電凸塊。
8.一種覆晶晶片導(dǎo)電凸塊與再分布導(dǎo)線層配置，其特征在于，至少包含復(fù)數(shù)排具有接地及電源連接導(dǎo)電凸塊交錯排列形成于該覆晶晶片的核心，且相鄰兩排互相錯位二分之一單位距離，上述一單位距離是指同一排兩相鄰的接地及電源連接導(dǎo)電凸塊間的間距，因此相鄰排的接地導(dǎo)電凸塊連成的直線與橫列相交45度角，同時相鄰排的電源連接導(dǎo)電凸塊連成的直線與橫列相交45度角；復(fù)數(shù)條呈45度走向的電源導(dǎo)線用以連接該電源連接導(dǎo)電凸塊；及復(fù)數(shù)條呈45度走向的接地導(dǎo)線用以連接該接地導(dǎo)電凸塊，該接地導(dǎo)線與該電源導(dǎo)線因此互為交錯呈現(xiàn)。
9.如權(quán)利要求8所述的配置，其特征在于，上述的電源導(dǎo)線及接地導(dǎo)線是同一層金屬導(dǎo)線。
10.如權(quán)利要求9所述的配置，其特征在于，上述的電源導(dǎo)線及接地導(dǎo)線的金屬導(dǎo)線層是位于導(dǎo)電凸塊層下的再分布導(dǎo)線層并經(jīng)由介層連上述的導(dǎo)電凸塊。
專利摘要一種覆晶晶片導(dǎo)電凸塊與再分布導(dǎo)線層配置，至少包含復(fù)數(shù)個包含電源連接導(dǎo)電凸塊及接地導(dǎo)電凸塊以蜂巢式排列形成于該覆晶晶片的核心，復(fù)數(shù)條約呈60°走向的電源導(dǎo)線，用以連接電源連接導(dǎo)電凸塊；及復(fù)數(shù)條約呈60°走向的接地導(dǎo)線，用以連接接地導(dǎo)電凸塊。由于電源導(dǎo)線及接地導(dǎo)線系分別斜交于金屬內(nèi)連線的電源匯流排及接地匯流排，可增加交會的機率。或?qū)щ娡箟K系以陣列排列，其中接地及電源連接導(dǎo)電凸塊并以西洋棋盤式交錯排列，或?qū)щ娡箟K系以交錯排列，且接地及電源連接導(dǎo)電凸塊可分別以45°的接地導(dǎo)線及電源連線連接。上述的接地及電源連線系位于再分布導(dǎo)線層。
文檔編號H01L21/60GK2521753SQ0127518
公開日2002年11月20日 申請日期2001年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者黃明坤 申請人:威盛電子股份有限公司