專利名稱：覆晶封裝的焊墊及半導體組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是有關(guān)于一種集成電路的封裝結(jié)構(gòu)，特別是有關(guān)于一種覆晶封裝的焊墊結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
覆晶封裝是超大規(guī)模集成電路(VLSI)的最節(jié)省空間封裝。覆晶技術(shù)適用于不同型式的電路版，包括陶瓷基板、印刷電路板、撓性電路板(flexiblecircuits)以及硅基底。覆晶通常是一單石(monolithic)半導體組件，例如一集成電路(integrated circuit，IC)，具有類似珠狀端點形成于該表面之一上。該端點通常以焊錫凸塊的形式將覆晶固定于電路板上并電性聯(lián)結(jié)該芯片電路與形成于該電路板上的導電圖案。
在覆晶封裝中，一集成電路組件通常具有多個呈矩形數(shù)組分布的焊墊于該組件表面上。這些焊墊是用以連接該集成電路組件與印刷電路板上(PCB)的電性路徑。球形焊錫凸塊形成于集成電路組件上的每一焊墊。設(shè)置該集成電路組件與印刷電路板以便使該焊墊與該印刷電路板上(PCB)的電性路徑接觸，接著加熱該裝置使焊錫回焊以于該集成電路組件與該印刷電路板上(PCB)間形成電性與機械聯(lián)結(jié)。
Erickson于美國專利6,180,265，中揭露將一鋁焊線轉(zhuǎn)變成一覆晶焊錫凸塊焊墊以便使最初為焊線接合而設(shè)計的集成電路組件可以覆晶技術(shù)進行接合。Chitt peddi et al.于美國專利6,187,658以及美國專利6,087,732中揭露一形成覆晶封裝的焊墊的方法以將封裝步驟與半導體制造過程整合。
于集成電路組件上，目前許多已知制程之典型焊墊皆為鋁或以鋁為主的合金。圖1A顯示一傳統(tǒng)覆晶封裝的部分剖面圖。此外，該傳統(tǒng)覆晶封裝的完整結(jié)構(gòu)剖面圖顯示如圖4。傳統(tǒng)上，芯片100通常與焊墊102及焊錫凸塊104一起提供。為清楚圖解該覆晶封裝的結(jié)構(gòu)，只有一個焊墊102以及一個焊錫凸塊104顯示于該圖。
在操作集成電路組件中通常會產(chǎn)生熱而使該焊墊102與該印刷電路板106膨脹，然而由于焊墊102與印刷電路板106的熱膨脹系數(shù)差異極大，會造成如圖1B所示，覆晶封裝結(jié)構(gòu)由于熱應力而變形，因此該焊錫凸塊104容易剝離或損壞。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本實用新型的目在于提供一種覆晶封裝的焊墊，其中該焊墊結(jié)構(gòu)是用以釋放應力，特別是熱應力，如此可避免焊錫凸塊的剝落。
本實用新型特征之一是提供溝槽于覆晶組件的焊墊中。當此溝槽的延伸方向是大抵正交于芯片中心的放射方向(此方向即為熱膨脹方向)熱應力可被該溝槽釋放，如此可避免由于連接頂部焊錫凸塊的焊墊與連接底部焊錫凸塊的印刷電路板之間因熱膨脹的不同而造成焊錫凸塊剝離或損壞。而該熱度是由操作該芯片時自焊墊中心放射產(chǎn)生。后文中將說明該溝槽的不同情況實施例。
為達上述目的，本實用新型的一實施例是提供一種關(guān)于覆晶封裝焊墊。該焊墊用于一覆晶組件且具有多個溝槽設(shè)置于其上，而此溝槽的延伸方向是大抵正交于芯片中心的放射方向，且該焊墊設(shè)置于集成電路芯片的邊角。
根據(jù)本實用新型，該設(shè)有溝槽的焊墊大體上以設(shè)置在集成電路芯片的邊角較佳。而且該焊墊數(shù)可多于一個，因此其大致上以數(shù)組式排列。
根據(jù)本實用新型該焊墊呈圓形、矩形或多邊形。
根據(jù)本實用新型該溝槽以矩形較佳，如此當在同一焊墊的溝槽數(shù)量多于一時該溝槽則會相互平行，且該溝槽至少有部分延伸穿過該焊墊。
本實用新型的另一實施例是提供多個覆晶封裝的焊墊。該焊墊用于覆晶裝置中，其設(shè)置于每四等份的集成電路芯片中。每一焊墊至少包含一溝槽，而在同一四等份芯片的溝槽沿的延伸方向，是大體正交于穿過此溝槽所在的四等份的對角線。
根據(jù)本實用新型，該溝槽呈矩形或長條型且每一溝槽至少延伸至穿過部分的焊墊，且于同一四等份芯片的溝槽相互平行。


圖1A-圖1B是繪示出傳統(tǒng)覆晶封裝其熱膨脹問題的剖面圖；圖2A-圖2B是繪示出根據(jù)本實用新型覆晶封裝的焊墊的一實施例，其中至少有一焊墊設(shè)置在集成電路芯片的邊角的俯視圖；圖3A-圖3B是繪示出本實用新型覆晶封裝的焊墊的另一實施例的俯視圖。
圖4是繪示出本實用新型覆晶封裝的一實施例的剖面圖。
符號說明100～芯片；102～焊墊；104～焊錫凸塊；106～印刷電路板；200～集成電路芯片；202～溝槽；204～焊墊；C～集成電路芯片的中心；210～焊墊；400～集成電路芯片；401～集成電路芯片的四等份分割線；402～溝槽；404a、404b、404c、404d～焊墊；T～集成電路芯片的對角線方向；500～半導體基底；502、504～內(nèi)層介電材料層；506～鈍態(tài)層；510～上部金屬焊墊；512～插塞；514～焊墊；516～焊錫凸塊；518～下部金屬焊墊。
具體實施方式
為讓本實用新型的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下本實用新型的較佳實施例請參考下面圖示說明。
圖4是一傳統(tǒng)焊墊結(jié)構(gòu)的剖面圖。該焊墊結(jié)構(gòu)在一半導體基底500上，并有多層包括內(nèi)層介電材料層(ILD)502、504于該半導體基底500上。一下部金屬焊墊518插入于該層間介電層502中。一上部金屬焊墊510形成于該層間介電層504上并由鈍態(tài)層506圍繞。該上部金屬焊墊510與下部金屬焊墊518以多個插塞512電性連接。一焊墊514形成于上部金屬焊墊510上。一焊錫凸塊516進一步形成于該焊墊514上以用于覆晶封裝中常用的焊錫凸塊回焊技術(shù)。該基底500可能包括集成電路組件，例如金氧半晶體管、電阻、邏輯組件及其它所需，該些組件為使圖標清晰而被省略。下述該名詞「基底」是表示一包含組件于其中之半導體晶片以及該晶片上的覆蓋層。而該名詞「基底表面」是表示包含一半導體晶片上的頂部暴露層，例如硅晶片表面上的絕緣層以及金屬聯(lián)機。該層間介電層502、504可包括二氧化硅、磷硅玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃(BPSG)以及低介電材料，例如氟硅玻璃(FSG)。該鈍態(tài)層506可包括氮化硅。該金屬焊墊510、518可包括銅、鋁或銅/鋁合金。同樣地該焊墊514可包括鋁或鋁基的合金。
在操作該集成電路組件過程中會產(chǎn)生大量熱能，包括切變應力，因此焊錫凸塊以及焊墊會受切變應力的影響。根據(jù)本實用新型，上述傳統(tǒng)焊墊的結(jié)構(gòu)可被利用，加上本實用新型的焊墊表面圖案化更可減少該焊錫凸塊的切變應力。根據(jù)本實用新型，多個大體上正交于自集成電路芯片表面中心的放射狀方向的溝槽可提供該焊墊釋放切變應力。下面是說明符合本實用新型幾個焊墊排列的第一實施例請參見圖2A-圖2B，其中該集成電路芯片200是矩形基底。該集成電路芯片200的中心C是由該芯片對角線的交叉點定義。該集成電路芯片200包括多個焊墊204，該焊墊204至少具有一溝槽，且該溝槽的延伸方向是自該中心C以垂直放射狀方向T的方式延伸或與放射方向T的角度為介于90度±15度。該焊墊204以大體上位于該集成電路芯片200邊角者較佳。該集成電路芯片200更包括額外的焊墊210，如圖2B所示，其中所有的焊墊204以及210以數(shù)組排列較佳。該焊墊204包括單一溝槽202或多個溝槽202。當該溝槽202多于一時，其以相互平行者較佳，且該焊墊204可為矩形、圓形或多邊形結(jié)構(gòu)，然該溝槽202以矩形較佳，且該溝槽202延伸通過至少部分的焊墊200的深處。
該溝槽202可利用已知的黃光與蝕刻方法形成。
當此溝槽的延伸方向是大抵正交于中心C的放射方向T時或與放射方向T的角度為介于90度±15度，熱應力可藉此被溝槽202釋放，如此可避免由于連接頂部焊錫凸塊的焊墊與連接底部焊錫凸塊的印刷電路板之間因熱膨脹的不同而造成焊錫凸塊剝離。
第二實施例請參見圖3A-圖3B，其是顯示一用于覆晶裝置中的集成電路芯片400。該集成電路芯片400包括多個焊墊404a、404b、404c以及404d其分別位于集成電路芯片400的四等份區(qū)域上，其中該集成電路芯片400由四等份分割線401等分為四等份區(qū)域。每一該焊墊404a、404b、404c以及404d所包括的溝槽402的延伸方向大體上正交于該集成電路芯片400的對角線方向T或與放射方向T的角度為介于90度±15度，其中該對角線通過集成電路芯片400的四等份區(qū)域。所有于同一四等份集成電路芯片的溝槽402會沿同一方向延伸。例如，所有的焊墊404a沿一方向延伸，而所有的焊墊404b沿另一方向延伸。該焊墊404a、404b、404c以及404d可大體上以數(shù)組方式排列。如圖3A所示，該焊墊404a、404b、404c以及404d可為圓形。如圖3B所示，該焊墊404a、404b、404c以及404d亦可為矩形。
該溝槽402以矩形較佳，且當一圖案的溝槽數(shù)目大于一時其會相互平行。該溝槽402延伸通過至少部分的焊墊404a、404b、404c以及404d。
該溝槽202可利用已知的黃光與蝕刻方法形成。
當此溝槽402的延伸方向是大抵正交于芯片400中心的放射方向或與放射方向的角度為介于90度±15度時，熱應力可藉此被該溝槽402釋放，如此可避免由于連接頂部焊錫凸塊的焊墊與連接底部焊錫凸塊的印刷電路板之間因熱膨脹的不同而造成焊錫凸塊剝離。
雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當可作更動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍當視權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求1.一種覆晶封裝的焊墊，適用于一集成電路芯片，其特征在于，包括至少一溝槽，該溝槽的延伸方向是基本正交于該集成電路芯片中心的放射方向或與放射方向的角度為介于90度±15度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆晶封裝的焊墊，其特征在于，該焊墊位于該集成電路芯片的邊角或全部表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆晶封裝的焊墊，其特征在于，該圖案以數(shù)組方式排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆晶封裝的焊墊，其特征在于，該焊墊呈圓形、矩形或多邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆晶封裝的焊墊，其特征在于，該溝槽呈矩形或長條形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆晶封裝的焊墊，其特征在于，該溝槽延伸穿過至少部分的該焊墊或延伸至底部。
7.一種覆晶封裝的焊墊結(jié)構(gòu)，適用于一集成電路芯片，該集成電路芯片呈矩形，其特征在于，包括多個焊墊位于每一四等份的集成電路芯片中，其中每一焊墊至少包含一溝槽，而該同一四等份的該溝槽的延伸方向，是基本正交于穿過該溝槽所在的四等份的對角線或與放射方向的角度為介于90度±15度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的覆晶封裝的焊墊，其特征在于，該溝槽呈矩形或長條形。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的覆晶封裝的焊墊，其特征在于，該溝槽延伸穿過至少部分的該焊墊或延伸至底部。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的覆晶封裝的焊墊，其特征在于，該焊墊呈圓形或矩形或多邊形。
11.一種半導體組件，其特征在于，包括一基底；一導電層形成于該基底上；以及至少一焊墊形成于該導電層上，其中該焊墊包括至少一溝槽，該溝槽的延伸方向是基本正交于該集成電路芯片中心的放射方向。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的覆晶封裝的焊墊，其特征在于，位于四等份的集成電路芯片中的該焊墊數(shù)量多于一，而該同一四等份的該溝槽的延伸方向，是基本正交于穿過該溝槽所在的四等份的對角線或與對角線方向的角度為介于90度±15度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的覆晶封裝的焊墊，其特征在于，該溝槽呈矩形或長條型。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的覆晶封裝的焊墊，其特征在于，該溝槽延伸穿過至少部分的該焊墊或延伸至底部。
專利摘要本實用新型是提供一種覆晶封裝的焊墊。其中該焊墊適用于集成電路芯片且設(shè)置于集成電路芯片的邊角或全部表面。在此，該焊墊具有多個溝槽于其上，且該溝槽的延伸方向大抵正交于芯片中心的放射方向。
文檔編號H01L23/485GK2731710SQ20042007723
公開日2005年10月5日 申請日期2004年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月19日
發(fā)明者黃泰鈞, 姚志翔, 謝靜華 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司