專利名稱：接墊結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)及封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接墊結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)及封裝結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種可確保打
線質(zhì)量的接墊結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)及封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體封裝構(gòu)造制程中，焊線接合技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片與封裝基板 或?qū)Ь€架之間的電性連接。 一般打線接合制程是以金線為主，但由于銅線具有低成本的優(yōu) 勢，相較于金線，銅線具有較佳的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性，因而銅制焊線的線徑可較細(xì)且散熱效率 較佳。 請(qǐng)參閱圖7，其顯示依據(jù)現(xiàn)有焊線接合的剖面示意圖。目前，銅制焊線910可藉由 一打線機(jī)901來接合于接墊920上，然而，當(dāng)銅制焊線910的硬度大于接墊920 (如鋁制接 墊)的材料硬度時(shí)，銅制焊線910在施壓接合于接墊920的過程中，可能會(huì)損壞鋁制接墊 920的結(jié)構(gòu)，此時(shí)，接墊920與焊線910的接觸面可能因擠壓而損壞變形，例如鋁制接墊920 可能被銅制焊線擠出(如圖7所示)，而容易發(fā)生應(yīng)力集中情形，因而影響焊線接合的穩(wěn)固 性及打線強(qiáng)度，而容易發(fā)生焊線910與接墊920之間的剝離問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種接墊結(jié)構(gòu)，用以接合導(dǎo)線，其特征在于所述接墊 結(jié)構(gòu)包括 圖案化結(jié)構(gòu)，具有第一材料，其硬度大于所述導(dǎo)線的材料硬度，且所述圖案化結(jié)構(gòu) 的分布面積是大于所述導(dǎo)線與所述接墊結(jié)構(gòu)之間的接觸面積；以及
第二材料，形成于所述圖案化結(jié)構(gòu)上。 本發(fā)明的目的之二在于提供一種導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)包 括 接墊結(jié)構(gòu)，包括 圖案化結(jié)構(gòu)，具有第一材料；以及 第二材料，形成于所述圖案化結(jié)構(gòu)上；以及 導(dǎo)線，接合于所述接墊結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)線的材料硬度小于所述第一材料的硬度，
且所述圖案化結(jié)構(gòu)的分布面積是大于所述導(dǎo)線與所述接墊結(jié)構(gòu)之間的接觸面積。
本發(fā)明的目的之三在于提供一種封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述封裝結(jié)構(gòu)包括基材； 接墊結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述基材上，其中所述接墊結(jié)構(gòu)包括
圖案化結(jié)構(gòu)，具有第一材料；以及
第二材料，形成于所述圖案化結(jié)構(gòu)上； 導(dǎo)線，接合于所述接墊結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)線的材料硬度小于所述第一材料的硬度， 且所述圖案化結(jié)構(gòu)的分布面積是大于所述導(dǎo)線與所述接墊結(jié)構(gòu)之間的接觸面積；以及
封膠體，形成于所述基材上，并包覆所述接墊結(jié)構(gòu)和所述導(dǎo)線。 本發(fā)明的接墊結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用的導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)及封裝結(jié)構(gòu)可避免或減少接墊在接 合過程中損壞或變形的情形，因而可確保打線質(zhì)量，減少發(fā)生導(dǎo)線與接墊之間的剝離問題。
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合所附圖式，作 詳細(xì)說明如下


圖1顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)的剖面示意圖； 圖2顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的接墊結(jié)構(gòu)與基材的剖面示意圖； 圖3A至圖3E顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的各種接墊結(jié)構(gòu)的俯視示意圖； 圖4顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的導(dǎo)線插設(shè)于打線機(jī)中的剖面示意圖； 圖5顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的導(dǎo)線接合于接墊結(jié)構(gòu)時(shí)的剖面示意圖； 圖6顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；以及 圖7顯示依據(jù)現(xiàn)有焊線接合的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)Dl，其顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。本實(shí) 施例的接墊結(jié)構(gòu)100是用以接合(如焊接)導(dǎo)線200，而形成導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)，此導(dǎo)線接合結(jié) 構(gòu)可應(yīng)用于封裝結(jié)構(gòu)中，用以進(jìn)行電性連接。接墊結(jié)構(gòu)IOO包括有圖案化結(jié)構(gòu)110，圖案化 結(jié)構(gòu)IIO具有第一材料，其硬度大于導(dǎo)線200的材料硬度，且此圖案化結(jié)構(gòu)IIO在接墊結(jié)構(gòu) 100中的分布面積是大于導(dǎo)線200與接墊結(jié)構(gòu)100之間的接觸面積(亦即接合面的面積)， 藉以避免當(dāng)導(dǎo)線的硬度大于接墊的硬度時(shí)，接墊被導(dǎo)線擠壓而遭損壞或變形的情形。
請(qǐng)參照?qǐng)D2至圖3E，圖2顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的接墊結(jié)構(gòu)與基材的剖面 示意圖，圖3A至圖3E顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的各種接墊結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。本實(shí) 施例的接墊結(jié)構(gòu)100是設(shè)置于基材300上，用以接合導(dǎo)線200，此基材300例如為具有電 路的封裝基板(例如是單層或多層的印刷電路板PCB、陶瓷電路板或柔性電路板FCB)或 芯片，因而導(dǎo)線200可通過接墊結(jié)構(gòu)100來電性連接于基材300。在本實(shí)施例中，接墊結(jié) 構(gòu)100包括圖案化結(jié)構(gòu)110和第二材料120，圖案化結(jié)構(gòu)110可利用例如物理氣相沉積技 術(shù)(Physical Vapor Deposition, PVD)、化學(xué)氣相沉禾只技術(shù)(Chemical VaporD印osition， CVD)、蒸鍍(Evaporation D印osition)、離子鍍(Ion Plating)、原子層沉積法(Atomic Layer D印osition， AU))、滅鎮(zhèn)(SputteringD印osition)或電鎮(zhèn)等方法的其中一禾中搭配 光微影法來形成于基材300上，其中圖案化結(jié)構(gòu)110是由第一材料所制成，此第一材料例 如為鎳、鈦、鈀、上述任意合金或其它導(dǎo)電材料，且此第一材料的硬度是大于導(dǎo)線200(例 如銅)的材料硬度。此圖案化結(jié)構(gòu)110可例如為矩陣點(diǎn)狀(如圖3A和圖3B所示)、同 心圓狀(如圖3C所示)、旋渦狀(如圖3D所示)、直線交叉狀(如圖3E所示)等圖案 化結(jié)構(gòu)，且圖案化結(jié)構(gòu)110的分布面積是大于導(dǎo)線200與接墊結(jié)構(gòu)100接合后的接觸面 積，用以避免導(dǎo)線200損壞接墊結(jié)構(gòu)100。第二材料120可利用例如物理氣相沉積技術(shù) (Physical Vapor Deposition, PVD)、化學(xué)氣相沉禾只技術(shù)(Chemical Vapor Deposition, CVD)、蒸鍍(EvaporationD印osition)、離子鍍(Ion Plating)、原子層沉積法(Atomic
4LayerD印osition， AU))、滅鎮(zhèn)(Sputtering D印osition)或電鎮(zhèn)等方法的其中一禾中搭配光 微影法來形成于圖案化結(jié)構(gòu)110上，第二材料120的材料(例如鋁)硬度可小于導(dǎo)線200 的材料硬度，其中第二材料120優(yōu)選是齊平或覆蓋于圖案化結(jié)構(gòu)110上。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，其顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的導(dǎo)線插設(shè)于打線機(jī)中的剖面示意圖。 本實(shí)施例的導(dǎo)線200可利用打線機(jī)201來提供，導(dǎo)線200的材料例如為金、銀、銅、鋁或其上 述任意合金。當(dāng)導(dǎo)線200未尚接合于接墊結(jié)構(gòu)100時(shí)，導(dǎo)線200可插設(shè)于打線機(jī)201中，此 時(shí)，導(dǎo)線200包括線狀部210和球狀部220，球狀部220是連接于線狀部210的一端，用以接 合于接墊結(jié)構(gòu)100，且球狀部220的剖面面積大于線狀部210的剖面面積。其中，可透過放 電方法或氫焰燒結(jié)來熔融導(dǎo)線200的前端成球狀，因而形成球狀部220。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，其顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的導(dǎo)線接合于接墊結(jié)構(gòu)時(shí)的剖面示意 圖。當(dāng)接合導(dǎo)線200于接墊結(jié)構(gòu)100時(shí)，利用打線機(jī)201來擠壓導(dǎo)線200的球狀部220于 接墊結(jié)構(gòu)100上，并可輔以壓力、加熱或超音波振蕩，藉以使導(dǎo)線200與接墊結(jié)構(gòu)100接觸 摩擦，以形成緊密鍵結(jié)，因而形成導(dǎo)線200與接墊結(jié)構(gòu)100之間的接合。在本實(shí)施例中，導(dǎo) 線200例如為銅線，接墊結(jié)構(gòu)100第一材料例如為鎳、鈦或鈀，而第二材料120例如為鋁，當(dāng) 導(dǎo)線200接合于接墊結(jié)構(gòu)100時(shí)，由于接墊結(jié)構(gòu)100中具有硬度高于導(dǎo)線200的圖案化結(jié) 構(gòu)110 (第一材料)可限制導(dǎo)線200的下壓程度，因而接墊結(jié)構(gòu)100可避免或減少第二材料 120被導(dǎo)線200所損壞而變形的風(fēng)險(xiǎn)，以確保焊線接合的穩(wěn)固性及打線強(qiáng)度，減少發(fā)生導(dǎo)線 200與接墊結(jié)構(gòu)100之間的剝離問題，進(jìn)而確保打線質(zhì)量。 請(qǐng)參照?qǐng)D6，其顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。當(dāng)本實(shí)施例 的接墊結(jié)構(gòu)與導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)應(yīng)用于封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，此封裝結(jié)構(gòu)包括接墊結(jié)構(gòu)100、導(dǎo)線200、 基材300a、 300b及封膠體400 。接墊結(jié)構(gòu)100是設(shè)置于基材300a、 300b上，導(dǎo)線200是接合于 接墊結(jié)構(gòu)100，以形成電性連接，封膠體400是形成于基材300a、300b，并包覆接墊結(jié)構(gòu)100 和導(dǎo)線200。在本實(shí)施例中，基材為具有電路的封裝基板300a或至少一芯片300b，而接墊結(jié) 構(gòu)100可設(shè)置于封裝基板300a或芯片300b上，導(dǎo)線200是用以電性連接于封裝基板300a 和芯片300b之間，封膠體400的材料例如為環(huán)氧樹脂、P匿A、聚碳酸酯(Polycarbonate)、 玻璃、硅膠、光硬化型樹脂(UV curableheat-resistant resin)、壓克力，用以包覆接墊結(jié) 構(gòu)100、導(dǎo)線200、封裝基板300a及芯片300b，因而形成本實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方 法中，該接墊結(jié)構(gòu)100可僅僅設(shè)置于封裝基板300a或僅僅設(shè)置于芯片300b之上。
因此，本實(shí)施例的接墊結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用的導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)及封裝結(jié)構(gòu)可避免或減少接 墊在接合過程中被導(dǎo)線擠壓而遭損壞或變形的情形，因而確保打線質(zhì)量，減少發(fā)生導(dǎo)線與 接墊之間的剝離問題。 綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，但上述優(yōu)選實(shí)施例并非用以限 制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與潤 飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述封裝結(jié)構(gòu)包括基材；接墊結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述基材上，其中所述接墊結(jié)構(gòu)包括圖案化結(jié)構(gòu)，具有第一材料；以及第二材料，形成于所述圖案化結(jié)構(gòu)上；導(dǎo)線，接合于所述接墊結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)線的材料硬度小于所述第一材料的硬度，且所述圖案化結(jié)構(gòu)的分布面積是大于所述導(dǎo)線與所述接墊結(jié)構(gòu)之間的接觸面積；以及封膠體，形成于所述基材上，并包覆所述接墊結(jié)構(gòu)和所述導(dǎo)線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基材為封裝基板或芯片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述圖案化結(jié)構(gòu)為矩陣點(diǎn)狀、同心圓 狀、旋渦狀或直線交叉狀結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第二材料為鋁。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一材料為鎳、鈦、鈀或其合金。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)線的材料為金、銀、銅、鋁或其
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第二材料是齊平或覆蓋于圖案 化結(jié)構(gòu)上。
8. —種導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)包括 接墊結(jié)構(gòu)，包括圖案化結(jié)構(gòu)，具有第一材料；以及 第二材料，形成于所述圖案化結(jié)構(gòu)上；以及導(dǎo)線，接合于所述接墊結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)線的材料硬度小于所述第一材料的硬度，且所 述圖案化結(jié)構(gòu)的分布面積是大于所述導(dǎo)線與所述接墊結(jié)構(gòu)之間的接觸面積。
9. 一種接墊結(jié)構(gòu)，用以接合導(dǎo)線，其特征在于所述接墊結(jié)構(gòu)包括圖案化結(jié)構(gòu)，具有第一材料，其硬度大于所述導(dǎo)線的材料硬度，且所述圖案化結(jié)構(gòu)的分 布面積是大于所述導(dǎo)線與所述接墊結(jié)構(gòu)之間的接觸面積；以及 第二材料，形成于所述圖案化結(jié)構(gòu)上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的接墊結(jié)構(gòu)，其特征在于所述接墊結(jié)構(gòu)是設(shè)置于封裝基板或 芯片上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種接墊結(jié)構(gòu)、導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)及封裝結(jié)構(gòu)。此導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)包括接墊結(jié)構(gòu)和導(dǎo)線，接墊結(jié)構(gòu)包括具有第一材料的圖案化結(jié)構(gòu)和第二材料，導(dǎo)線接合于接墊結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)線的材料硬度小于第一材料的硬度，且圖案化結(jié)構(gòu)的分布面積是大于導(dǎo)線與該接墊結(jié)構(gòu)之間的接觸面積。本發(fā)明的接墊結(jié)構(gòu)及導(dǎo)線接合結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于封裝結(jié)構(gòu)中，并可確保打線質(zhì)量，減少發(fā)生導(dǎo)線與接墊之間的剝離問題。
文檔編號(hào)H01L23/485GK101752339SQ200810207379
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者許宏達(dá) 申請(qǐng)人:日月光封裝測試(上海)有限公司