專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制造方法
半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制造方法，特 別是有關(guān)于一種用以增加焊接可靠度的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制造 方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)為了滿(mǎn)足各種高密度封裝的需求，逐漸發(fā)展出各種不同型 式的封裝構(gòu)造，其中常見(jiàn)具有基板(substrate)的封裝構(gòu)造包含球柵陣列封裝構(gòu)造(ball grid array，BGA)、針腳陣列封裝構(gòu)造(pin grid array，PGA)、焊區(qū)陣列封裝構(gòu)造(land grid array,LGA)或基板上芯片封裝構(gòu)造(board onchip,B0C)等。在上述封裝構(gòu)造中，所 述基板的一上表面承載有至少一芯片，并通過(guò)打線(xiàn)(wire bonding)或凸塊(bumping)制造 過(guò)程將芯片的數(shù)個(gè)接墊電性連接至所述基板的上表面的數(shù)個(gè)焊墊。同時(shí)，所述基板的一下 表面亦必需提供大量的焊墊，以焊接數(shù)個(gè)輸出端。再者，對(duì)于利用凸塊結(jié)合芯片的基板而 言，所述基板通常選自一多層電路板，其在上表面提供表面電路層以形成所需焊墊，且依產(chǎn) 品需求，有時(shí)所述焊墊可能預(yù)先形成預(yù)焊料(pre-solder)，以增加與芯片的凸塊的結(jié)合可 靠度。因此，如何制造具有預(yù)焊料的封裝用基板，亦為封裝產(chǎn)業(yè)的一重要關(guān)鍵技術(shù)。請(qǐng)參照?qǐng)D1A及1B所示，其揭示一種現(xiàn)有具有預(yù)焊料的封裝用基板及具有凸塊的 芯片的構(gòu)造及組裝示意圖，其中一封裝用基板10選自一多層電路板，其在上表面提供一電 路層11及一防焊層12 (solder mask) 0所述防焊層12覆蓋所述電路層11，同時(shí)所述防焊 層12具有數(shù)個(gè)開(kāi)口 121，其曝露所述電路層11的一部分表面，以供形成一焊墊13。各所述 焊墊13上則進(jìn)一步形成一預(yù)焊料14。再者，一芯片20是在一有源表面(未標(biāo)示)上形成 數(shù)個(gè)電路層21、一保護(hù)層22、數(shù)個(gè)凸塊下金屬層(UBM) 23及數(shù)個(gè)凸塊24。所述保護(hù)層22覆 蓋所述電路層21，同時(shí)所述保護(hù)層22具有數(shù)個(gè)開(kāi)口(未標(biāo)示)，其曝露所述電路層21的一 部分表面。所述凸塊下金屬層23形成在所述開(kāi)口內(nèi)的電路層21上。所述凸塊24形成在 所述凸塊下金屬層23上。在利用高溫進(jìn)行焊接時(shí)，所述芯片20的電路層21的凸塊24通 過(guò)所述預(yù)焊料14的輔助而焊接結(jié)合于所述封裝用基板10的焊墊13上，且所述預(yù)焊料14 融入所述凸塊24內(nèi)，因而完成焊接動(dòng)作，使所述芯片20電性連接于所述封裝用基板10上。然而，所述封裝用基板10的預(yù)焊料14在實(shí)際使用上仍具有下述問(wèn)題，例如隨著 半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的小型化趨勢(shì)，所述封裝用基板10的焊墊13的尺寸及間距日益縮小。當(dāng)所 述焊墊13的上表面外徑縮小至80微米(um)以下及所述焊墊13的相鄰間距縮小至160微 米以下時(shí)，雖然所述預(yù)焊料14可提升所述凸塊24與焊墊13之間的焊接性質(zhì)，但在后續(xù)對(duì) 封裝產(chǎn)品進(jìn)行可靠度測(cè)試(130°C /濕度85%持續(xù)96/168小時(shí)及在-55至125°C下進(jìn)行500 次循環(huán))時(shí)，卻容易在所述電路層11與焊墊13的結(jié)合位置處產(chǎn)生一破裂面(fracture) 15 而導(dǎo)致測(cè)試失敗。上述產(chǎn)生所述破裂面15的原因在于所述電路層11與焊墊13雖為相同 材質(zhì)(主要為銅)，但因焊墊13為后來(lái)再電鍍上的，因此在兩者的結(jié)合位置處的結(jié)合力相對(duì) 較為脆弱，以致于當(dāng)熱應(yīng)力集中而在結(jié)合位置產(chǎn)生所述破裂面15的測(cè)試缺陷，進(jìn)而影響測(cè)試良品率(yield)。故，有必要提供一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制造方法，以解 決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制 造方法，其是在載板的焊墊內(nèi)形成凹槽，以便填入焊料，并使焊料布滿(mǎn)焊墊的上表面，當(dāng)焊 墊及焊料進(jìn)行焊接后，其可將熱應(yīng)力集中位置轉(zhuǎn)移至凹槽的開(kāi)口唇緣，以減少在焊墊及電 路層之間形成破裂面的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)凹槽的構(gòu)造也可減少熱應(yīng)力最大值，進(jìn)而提升可靠度測(cè) 試的良品率及產(chǎn)品使用壽命。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板，其是在一載板上設(shè)置一 電路層，形成在所述載板的一表面上；一絕緣層，覆蓋在所述電路層上，且所述絕緣層形成 數(shù)個(gè)開(kāi)口，以裸露一部分的所述電路層；數(shù)個(gè)焊墊，形成在所述開(kāi)口內(nèi)的電路層上，且各所 述焊墊凹設(shè)有一凹槽；及數(shù)個(gè)焊料，分別形成在各所述焊墊的凹槽內(nèi)，并布滿(mǎn)各所述焊墊的 上表面。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述載板選自一電路基板，及所述焊料做為一預(yù)焊料；或 者，所述載板選自一芯片，及所述焊料做為一凸塊。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述焊墊的凹槽底部向下延伸至所述電路層的一凹陷部 內(nèi)；或者，所述焊墊的凹槽底部向下貫穿通過(guò)所述電路層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述載板的焊墊的相鄰間距小于160微米；以及，所述載 板的焊墊的上表面外徑小于80微米。再者，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板的制造方法，其包含步驟提供一載 板，其在一表面設(shè)有一電路層及一絕緣層，所述絕緣層覆蓋所述電路層并形成數(shù)個(gè)開(kāi)口，以 裸露一部分的所述電路層；去除所述開(kāi)口內(nèi)的電路層的至少一部分厚度；形成一焊墊于各 所述開(kāi)口內(nèi)的電路層上，所述焊墊具有一凹槽；以及，在各所述焊墊的凹槽內(nèi)形成一焊料， 并使所述焊料布滿(mǎn)各所述輝墊的上表面。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在去除所述電路層的至少一部分厚度的步驟中，選擇利 用蝕刻液(etchant)或等離子體(plasma)進(jìn)行蝕刻，以使所述電路層形成一凹陷部；或者， 選擇利用激光鉆孔(laser drilling)或機(jī)械鉆孔(mechanicaldrilling)貫穿所述開(kāi)口內(nèi) 的電路層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在形成所述焊墊的步驟中，利用無(wú)電鍍(electroless plating)程序于各所述開(kāi)口內(nèi)的電路層上形成具有所述凹槽的所述焊墊。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在形成所述焊料的步驟中，利用電鍍(plating)或印刷 (printing)在各所述焊墊的凹槽內(nèi)填入所述焊料，并使其布滿(mǎn)各所述焊墊的上表面。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在形成所述焊料的步驟后，另包含對(duì)所述焊料進(jìn)行回流 焊(reflow)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述載板選自一電路基板，及所述焊料做為一預(yù)焊料；或 者，所述載板選自一芯片，及所述焊料做為一凸塊。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述載板的焊墊的相鄰間距小于160微米；以及，所述載板的焊墊的上表面外徑小于80微米。另外，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，其包含一電路基板，其具有一第一電 路層，形成在所述電路基板的一表面上；一第一絕緣層，覆蓋在所述第一電路層上，且所述 第一絕緣層形成數(shù)個(gè)第一開(kāi)口，以裸露一部分的所述第一電路層；及數(shù)個(gè)第一焊墊，形成在 所述第一開(kāi)口內(nèi)的第一電路層上；一芯片，其具有一第二電路層，形成在所述芯片的一有 源表面上；一第二絕緣層，覆蓋在所述第二電路層上，且所述第二絕緣層形成數(shù)個(gè)第二開(kāi) 口，以裸露一部分的所述第二電路層；及數(shù)個(gè)第二焊墊，形成在所述第二開(kāi)口內(nèi)的第二電 路層上，其中所述電路基板的第一焊墊及所述芯片的第二焊墊的至少其中一方凹設(shè)有一凹 槽；以及，數(shù)個(gè)凸塊，連接于所述第一焊墊及所述第二焊墊之間，且所述凸塊的焊料填入所 述凹槽內(nèi)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一焊墊設(shè)有所述凹槽，所述凹槽底部向下延伸至 所述第一電路層的一凹陷部?jī)?nèi)；或者，所述凹槽底部向下貫穿通過(guò)所述第一電路層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一焊墊設(shè)有所述凹槽，所述第一焊墊的相鄰間距 小于160微米；以及，所述第一載板的焊墊的上表面外徑小于80微米。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第二焊墊設(shè)有所述凹槽，所述凹槽底部向下延伸至 所述第二電路層的一凹陷部?jī)?nèi)；或者，所述凹槽底部向下貫穿通過(guò)所述第二電路層。

圖1A及1B 現(xiàn)有具有預(yù)焊料的封裝用基板及具有凸塊的芯片的示意圖。圖2 本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板的示意圖。圖3A至3D 本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板的制造方法的流程圖。圖4 本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造在進(jìn)行焊接結(jié)合前的示意圖。圖5 本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造在進(jìn)行焊接結(jié)合后的示意圖。圖6A至6D 本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板的制造方法的流程圖。圖7 本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造在進(jìn)行焊接結(jié)合前的示意圖。
具體實(shí)施方式為讓本發(fā)明上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明較佳實(shí)施例，并配 合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板主要是在一載板上設(shè) 置一電路層、一絕緣層、數(shù)個(gè)焊墊及數(shù)個(gè)焊料。所述載板主要選自封裝用基板，或亦可能選 自芯片。本發(fā)明用以在所述載板的焊墊的中央位置凹設(shè)形成一凹槽，以填充焊料并使其布 滿(mǎn)所述焊墊的上表面。例如，請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板 主要是在一電路基板30上設(shè)置一電路層31，形成在所述電路基板30的一表面上；一絕緣 層32，覆蓋在所述電路層31上，且所述絕緣層32形成數(shù)個(gè)開(kāi)口 321，以裸露一部分的所述 電路層31 ；數(shù)個(gè)焊墊33，形成在所述開(kāi)口 321內(nèi)的電路層31上，且各所述焊墊33凹設(shè)有一 凹槽331 ；及數(shù)個(gè)焊料34，分別形成在各所述焊墊33的凹槽331內(nèi)，并布滿(mǎn)各所述焊墊33 的上表面。本發(fā)明將于下文利用圖3A至3D逐一詳細(xì)說(shuō)明圖2的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板的 制造流程及其細(xì)部構(gòu)造。
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請(qǐng)參照?qǐng)D3A所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板的制造方法第一 步驟是提供一電路基板30，其在一表面設(shè)有一電路層31及一絕緣層32，所述絕緣層32 覆蓋所述電路層31并形成數(shù)個(gè)開(kāi)口 321，以裸露一部分的所述電路層31。在本步驟中，所 述電路基板30 (亦即載板)是選自一半導(dǎo)體封裝用電路基板，例如選自單層或多層的印刷 電路基板、陶瓷電路基板或軟性電路板，且所述電路基板30優(yōu)選是選自一倒裝芯片(flip chip, FC)封裝用基板。所述電路基板30在一表面(例如上表面)設(shè)有所述電路層31，且 所述電路基板30視其應(yīng)用的封裝構(gòu)造可能具有其他電路設(shè)計(jì)，例如所述電路基板30可能 在其內(nèi)部設(shè)有其他相互連接的內(nèi)部電路層(未標(biāo)示)，并在另一表面設(shè)有另一表面電路層 (未標(biāo)示)，以提供數(shù)個(gè)輸入/輸出端(input/output，10)。在本實(shí)施例中，所述電路層31 的材質(zhì)優(yōu)選是選自銅、鋁、金、銀或其等效導(dǎo)電金屬。所述絕緣層32覆蓋所述電路層31，且 所述絕緣層32優(yōu)選是由液態(tài)感光材料所形成的防焊層(solder mask)，其可通過(guò)曝光及顯 影等既有加工手段形成所述數(shù)個(gè)開(kāi)口 321，以裸露一部分的所述電路層31。請(qǐng)參照?qǐng)D3B所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板的制造方法第二 步驟是去除所述開(kāi)口 321內(nèi)的電路層31的至少一部分厚度。在本步驟中，本發(fā)明選擇利 用蝕刻液(etchant)或等離子體(plasma)進(jìn)行蝕刻，以去除所述開(kāi)口 321內(nèi)的電路層31 的至少一部分厚度，但適當(dāng)控制成不貫穿所述電路層31，如此不但可清潔所述電路層31的 表面，并可形成一凹陷部311，以增加所述電路層31與后續(xù)形成的焊墊33的結(jié)合面積，進(jìn)而 增加兩者的結(jié)合強(qiáng)度。在上述蝕刻程序中，僅會(huì)因產(chǎn)生了所述凹陷部311而增加所述開(kāi)口 321的深度，但通常不會(huì)擴(kuò)大所述開(kāi)口 321的內(nèi)徑尺寸。請(qǐng)參照?qǐng)D3C所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板的制造方法第三 步驟是形成一焊墊33于各所述開(kāi)口 321內(nèi)的電路層31上，所述焊墊33具有一凹槽331。 在本步驟中，本發(fā)明優(yōu)選利用無(wú)電鍍(electrolessplating)程序來(lái)形成所述焊墊33，且在 進(jìn)行無(wú)電鍍程序前，優(yōu)選是預(yù)先形成一圖案化光刻膠層(未繪示)于所述絕緣層32上，所 述圖案化光刻膠層對(duì)應(yīng)所述開(kāi)口 321形成數(shù)個(gè)窗口(未繪示)，以便通過(guò)所述窗口來(lái)定義所 述焊墊33的上表面外徑。所述焊墊33的材質(zhì)優(yōu)選是選自銅、鋁、金、銀或其等效導(dǎo)電金屬。 本發(fā)明并不限制所述焊墊33的沈積厚度，但所述焊墊33的上表面外徑優(yōu)選是控制在小于 80微米，及所述焊墊33的相鄰間距優(yōu)選是控制在小于160微米。通過(guò)適當(dāng)控制無(wú)電鍍程序 的加工條件，所述焊墊33將沈積形成在各所述開(kāi)口 321內(nèi)的電路層31的凹陷部311上，并 沿著所述開(kāi)口 321的孔壁向外延伸至所述絕緣層32的上表面，且所述焊墊33將于其中央 位置形成所述凹槽331。所述凹槽331的形狀是對(duì)應(yīng)所述開(kāi)口 321的形狀，通常兩者皆為圓 柱形，但并不限于此。各所述焊墊33具有的所述凹槽331的數(shù)量?jī)?yōu)選為1個(gè)，但亦不限于 此。請(qǐng)參照?qǐng)D3D所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板的制造方法第四 步驟是在各所述焊墊33的凹槽331內(nèi)形成一焊料34，并使所述焊料34布滿(mǎn)各所述焊墊 33的上表面。在本步驟中，本發(fā)明可選擇利用電鍍(plating)或印刷(printing)的程序在 各所述焊墊33的凹槽331內(nèi)填入所述焊料34。所述焊料34的材質(zhì)可選自錫、含鉛焊料或 無(wú)鉛焊料，例如上述含鉛焊料可選自Sn63/Pb37(含63%的錫及37%的鉛)，及上述無(wú)鉛 焊料可選自 SnO. 7Cu (含 0. 7 % 的銅)、Sn3. 5Ag (含 3. 5 % 的銅)、Sn3. 5AgO. 7Cu (含 3. 5 % 的銀及0. 7%的銅)、Sn9Zn(含9%的鋅)、Sn5Sb (含5%的銻)、Sn58Bi (含58%的鉍)、
7Sn52In (含52 %的銦)、In3Ag (含97 %的銦及3 %的銀)、Au20Sn (含80 %的金及20 %的 錫)，但并不限于此。在完成電鍍或印刷程序后，所述焊料34將填滿(mǎn)所述凹槽331并溢外至 布滿(mǎn)所述焊墊33的整個(gè)上表面，以做為預(yù)焊料使用。再者，在一實(shí)施例中，如圖2所示，本 發(fā)明另可在形成所述焊料34后，進(jìn)一步對(duì)所述焊料34回流焊(reflow)，使所述焊料34熔 融時(shí)因內(nèi)聚力而形成圓弧狀外觀(guān)。請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的電路基板30是一封裝用基板，其是可用以 結(jié)合一芯片40，以構(gòu)成一倒裝芯片式半導(dǎo)體封裝構(gòu)造。在一實(shí)施例中，所述芯片40是選自 由半導(dǎo)體晶圓切割而成的硅芯片，其是在一有源表面(未標(biāo)示)上形成數(shù)個(gè)電路層41、一絕 緣層42、數(shù)個(gè)凸塊下金屬層43及數(shù)個(gè)凸塊44。所述絕緣層42覆蓋所述電路層41，同時(shí)所 述絕緣層42具有數(shù)個(gè)開(kāi)口 421，其曝露所述電路層41的一部分表面。所述凸塊下金屬層43 形成在所述開(kāi)口 421內(nèi)的電路層41上。所述凸塊44形成在所述凸塊下金屬層43上。所 述凸塊44可選自相同或相異于所述焊料34的材質(zhì)，例如選自錫或各種含鉛焊料或無(wú)鉛焊 料。請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，在利用高溫進(jìn)行焊接時(shí)，所述芯片40的電路層41的凸塊44通 過(guò)所述焊料34的輔助而焊接結(jié)合于所述電路基板30的焊墊33上，且所述焊墊33的上表 面及凹槽331內(nèi)的焊料34融入所述凸塊44內(nèi)成為一焊接構(gòu)造，因而使所述芯片40電性連 接于所述電路基板30上。在完成制做所述倒裝芯片式半導(dǎo)體封裝構(gòu)造后，接著本發(fā)明對(duì) 其進(jìn)行可靠度測(cè)試(130°C /濕度85%持續(xù)96/168小時(shí)及在-55至125°C下進(jìn)行500次循 環(huán))。測(cè)試結(jié)果顯示，即使所述電路基板30的焊墊33的上表面外徑縮小至80微米以下及 所述焊墊33的相鄰間距縮小至160微米以下，所述凸塊44與焊墊33之間的焊接構(gòu)造仍足 以承受因熱膨脹系數(shù)(CTE)差異所造成的熱應(yīng)力，且未形成破裂面(fracture)。經(jīng)過(guò)分析 證實(shí)，由于本發(fā)明的電路基板30的焊墊33設(shè)置所述凹槽331來(lái)容置所述焊料34，因此所述 凹槽331可提供更大的表面積，使得所述焊墊33與凸塊44之間具有更大的焊接結(jié)合面積。 同時(shí)，所述焊接構(gòu)造的熱應(yīng)力集中點(diǎn)S也將轉(zhuǎn)移至所述焊墊33的凹槽33的開(kāi)口唇緣處，而 熱應(yīng)力的最大值也會(huì)顯著的降低許多。是以，本發(fā)明利用所述凹槽331來(lái)容置所述焊料34 的設(shè)計(jì)確實(shí)能在高溫焊接期間強(qiáng)化所述凸塊44與焊墊33之間的焊接結(jié)合強(qiáng)度，并降低測(cè) 試缺陷發(fā)生率，進(jìn)而提升測(cè)試的良品率(yield)及產(chǎn)品使用壽命。請(qǐng)參照?qǐng)D6A至6D所示，本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板的制造方法 是相似于本發(fā)明第一實(shí)施例，并大致沿用相同圖號(hào)，但不同處在于所述第二實(shí)施例在第二 步驟中是選擇利用激光鉆孔(laser drilling)或機(jī)械鉆孔(mechanical drilling)貫穿 所述絕緣層32的開(kāi)口 321內(nèi)的電路層31。因此，在第三步驟中，所述焊墊33的凹槽331底 部將會(huì)向下貫穿通過(guò)所述電路層31約一小段預(yù)定長(zhǎng)度，所述貫穿長(zhǎng)度是可依產(chǎn)品需求適 當(dāng)加以調(diào)整。藉此，可進(jìn)一步增加所述電路層31與后續(xù)形成的焊墊33的結(jié)合面積，進(jìn)而增 加兩者的結(jié)合強(qiáng)度。再者，在第四步驟中，所述凹槽331將可容置更多的所述焊料34。當(dāng)所 述電路基板30結(jié)合于一芯片40時(shí)(相似于圖4及5所示)，所述凹槽331也可提供更大的 表面積，使得所述焊墊33與凸塊44之間具有更大的焊接結(jié)合面積。同時(shí)，所述焊墊33與 凸塊44的焊接構(gòu)造的熱應(yīng)力集中點(diǎn)S也將轉(zhuǎn)移至所述焊墊33的凹槽33的開(kāi)口唇緣，而熱 應(yīng)力的最大值也會(huì)顯著降低。是以，本發(fā)明第二實(shí)施例可更進(jìn)一步強(qiáng)化所述凸塊44的焊接 結(jié)合強(qiáng)度。
請(qǐng)參照?qǐng)D7所示，本發(fā)明第三實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造是相似于本發(fā)明第一實(shí)施 例，并大致沿用相同圖號(hào)，但不同處在于所述第三實(shí)施例是將凹槽設(shè)計(jì)應(yīng)用至所述芯片40 上，其中先利用蝕刻液或等離子體對(duì)所述芯片40的絕緣層42的開(kāi)口 421所裸露的所述電 路層41上進(jìn)行蝕刻，以去除所述開(kāi)口 421內(nèi)的電路層41的至少一部分厚度，但不貫穿所述 電路層41，如此可在所述電路層41的表面形成一凹陷部411。接著，并在所述芯片40的 電路層41的凹陷部411上形成一焊墊45，且各所述焊墊45在其中央位置凹設(shè)形成一凹槽 451，并使一焊料46填入所述凹槽451內(nèi)并布滿(mǎn)各所述焊墊45的上表面。所述焊料46更 可進(jìn)一步回流焊形成凸塊(bump)形狀。再者，在第三實(shí)施例中，所述電路基板30是一倒裝 芯片封裝用基板，其上表面的焊墊33同樣可具有所述凹槽331的設(shè)計(jì)，以容置所述焊料34 做為預(yù)焊料使用。藉此，在高溫焊接結(jié)合所述芯片40及電路基板30時(shí)，所述芯片40的焊 墊45的凹槽451同樣可以增加所述焊墊45與焊料46之間的焊接結(jié)合強(qiáng)度，并改變熱應(yīng)力 集中點(diǎn)S至所述凹槽451的開(kāi)口唇緣處，且能減少熱應(yīng)力最大值，并提升可靠度測(cè)試的良品 率及產(chǎn)品使用壽命。再者，在第三實(shí)施例中，為了使所述焊墊45具有足夠的高度(厚度)，本發(fā)明可在 所述芯片40的有源表面上的保護(hù)層42a上進(jìn)一步額外制做一重布絕緣層(redistribution insulation layer) 42b做為所述絕緣層42，以達(dá)到增加所述焊墊45的高度(厚度)的目 的。另外，若所述芯片40的有源表面的電路層41設(shè)計(jì)允許，則亦可能選擇利用激光鉆孔或 機(jī)械鉆孔貫穿所述絕緣層42的開(kāi)口 421內(nèi)的電路層41，使所述焊墊45的凹槽451底部向 下貫穿通過(guò)所述電路層41約一小段預(yù)定長(zhǎng)度(未繪示)，以進(jìn)一步增加所述電路層41與后 續(xù)形成的焊墊45的結(jié)合面積，進(jìn)而增加結(jié)合強(qiáng)度。或者，在另一實(shí)施例中，在所述芯片40的 焊墊45已具備所述凹槽451的前題下，所述電路基板30的焊墊33的上表面亦可保持平坦， 省略設(shè)置所述凹槽331的設(shè)計(jì)，并僅在所述焊墊33的上表面布設(shè)傳統(tǒng)預(yù)焊料(未繪示)。如上所述，相較于圖1及2現(xiàn)有封裝用基板10的焊墊13上的預(yù)焊料14在與所述 芯片20的凸塊24焊接結(jié)合后，仍容易在所述電路層11與焊墊13的結(jié)合位置處因熱應(yīng)力 集中而產(chǎn)生所述破裂面15等問(wèn)題，圖3至5的本發(fā)明通過(guò)在所述電路基板30等載板構(gòu)造 的焊墊33內(nèi)形成所述凹槽331，以便填入所述焊料34，并使所述焊料34布滿(mǎn)所述焊墊33 的上表面，其確實(shí)可有效增加所述焊料34與焊墊33之間的結(jié)合面積及結(jié)合強(qiáng)度。再者，當(dāng) 所述焊墊33及焊料34進(jìn)行焊接后，其可將熱應(yīng)力集中點(diǎn)S轉(zhuǎn)移至所述凹槽331的開(kāi)口唇 緣，以減少在所述焊墊31的凹陷部311表面形成破裂面的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)所述凹槽331的構(gòu)造 也可減少熱應(yīng)力最大值，進(jìn)而提升可靠度測(cè)試的良品率及產(chǎn)品使用壽命。本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。 必需指出的是，已公開(kāi)的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，包含于權(quán)利要求書(shū)的精神 及范圍的修改及均等設(shè)置均包括于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板，其特征在于在一載板上設(shè)置一電路層，形成在所述載板的一表面上；一絕緣層，覆蓋在所述電路層上，且所述絕緣層形成數(shù)個(gè)開(kāi)口，以裸露一部分的所述電路層；數(shù)個(gè)焊墊，形成在所述開(kāi)口內(nèi)的電路層上，且各所述焊墊凹設(shè)有一凹槽；及數(shù)個(gè)焊料，分別形成在各所述焊墊的凹槽內(nèi)，并布滿(mǎn)各所述焊墊的上表面。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板，其特征在于所述載板選自一電路基 板，及所述焊料做為一預(yù)焊料。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板，其特征在于所述焊墊的凹槽底部向 下延伸至所述電路層的一凹陷部?jī)?nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板，其特征在于所述焊墊的凹槽底部向 下貫穿通過(guò)所述電路層。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板，其特征在于所述載板的焊墊的相鄰 間距小于160微米；以及所述載板的焊墊的上表面外徑小于80微米。
6.一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板的制造方法，其特征在于所述制造方法包含步驟提供一載板，其在一表面設(shè)有一電路層及一絕緣層，所述絕緣層覆蓋所述電路層并形 成數(shù)個(gè)開(kāi)口，以裸露一部分的所述電路層；去除所述開(kāi)口內(nèi)的電路層的至少一部分厚度； 形成一焊墊于各所述開(kāi)口內(nèi)的電路層上，所述焊墊具有一凹槽；以及 在各所述焊墊的凹槽內(nèi)形成一焊料，并使所述焊料布滿(mǎn)各所述焊墊的上表面。
7.一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，其特征在于所述半導(dǎo)體封裝構(gòu)造包含 一電路基板，其具有一第一電路層，形成在所述電路基板的一表面上；一第一絕緣層，覆蓋在所述第一電路層上，且所述第一絕緣層形成數(shù)個(gè)第一開(kāi)口，以裸 露一部分的所述第一電路層，及；數(shù)個(gè)第一焊墊，形成在所述第一開(kāi)口內(nèi)的第一電路層上； 一芯片，其具有一第二電路層，形成在所述芯片的一有源表面上；一第二絕緣層，覆蓋在所述第二電路層上，且所述第二絕緣層形成數(shù)個(gè)第二開(kāi)口，以裸 露一部分的所述第二電路層；及數(shù)個(gè)第二焊墊，形成在所述第二開(kāi)口內(nèi)的第二電路層上；以及 數(shù)個(gè)凸塊，連接于所述電路基板的第一焊墊及所述芯片的第二焊墊之間；其中所述第 一焊墊及所述二焊墊的至少其中一方凹設(shè)有一凹槽，且所述凸塊的焊料填入所述凹槽內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，其特征在于所述第一焊墊設(shè)有所述凹槽，所 述凹槽底部向下延伸至所述第一電路層的一凹陷部?jī)?nèi)。
9.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，其特征在于所述第一焊墊設(shè)有所述凹槽，所 述凹槽底部向下貫穿通過(guò)所述第一電路層。
10.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，其特征在于所述第一焊墊設(shè)有所述凹槽， 所述第一焊墊的相鄰間距小于160微米；以及，所述第一載板的焊墊的上表面外徑小于80微米。
11.如權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，其特征在于所述第二焊墊設(shè)有所述凹槽， 所述凹槽底部向下貫穿通過(guò)所述第二電路層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種半導(dǎo)體封裝構(gòu)造、半導(dǎo)體封裝構(gòu)造用載板及其制造方法，其是在一載板的一焊墊內(nèi)形成一凹槽，以便填入一焊料，并使所述焊料布滿(mǎn)所述焊墊的上表面。當(dāng)所述焊墊及焊料進(jìn)行焊接后，其可將熱應(yīng)力集中點(diǎn)轉(zhuǎn)移至所述凹槽的開(kāi)口唇緣與所述焊料接觸處，以減少在所述焊墊上表面形成破裂面的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)所述凹槽的構(gòu)造也可減少熱應(yīng)力最大值，進(jìn)而提升可靠度測(cè)試的良品率及產(chǎn)品使用壽命。
文檔編號(hào)H01L23/485GK101859733SQ20091013455
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者施孟鎧, 李長(zhǎng)祺, 黃東鴻 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司