專利名稱：銅制焊線、焊線接合結(jié)構(gòu)及焊線加工及接合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種銅制焊線，更特別有關(guān)于一種焊線接合結(jié)構(gòu)，其中銅制焊線包 含一非球形塊狀部，該接墊與銅制焊線之間的接合面積可充分地被維持或被增加。
背景技術(shù)：
參考圖1，在半導(dǎo)體封裝構(gòu)造工藝中，焊線接合方法的技術(shù)廣泛地焊線14應(yīng)用于 芯片10的接墊11與基板12的接墊13間的電性連接。打線接合工藝是以金線為主，但銅線 具有低成本的優(yōu)勢。相較于金，銅具有較佳的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性，可使銅制焊線的線徑較細(xì)及 散熱效率較佳。然而，銅具有延性不足及易氧化的缺點，使銅制焊線在應(yīng)用上仍有所限制。目前，銅制焊線只能應(yīng)用在大尺寸的芯片接墊或低介電值材料(Iow-K)晶圓的芯 片接墊，其原因在于銅制焊線接合工藝的成功將取決于芯片接墊的結(jié)構(gòu)強度。為了避免銅 制焊線接合工藝的失敗，小尺寸芯片接墊將被限制。參考圖2至4，其顯示已知銅制焊線接合方法。參考圖2，經(jīng)由一打線機，提供一銅 制焊線20，其包含一銅線22及一銅球24。該銅球24是利用放電的方法或氫焰燒結(jié)成球而 連接于該銅線22的一端。參考圖3，將該銅球24施壓而變形。參考圖4，經(jīng)由一振動工藝， 將該銅球24接合于一鋁制接墊32。然而，在施壓工藝時，由于銅的硬度較大，因此施壓時銅 制焊線20所造成的力將可能損壞鋁制接墊32的結(jié)構(gòu)。再者，參考圖5，先前技術(shù)的鋁制接 墊32與銅制焊線20之間的接合接口 80為圓形剖面。若該鋁制接墊32所裸露的表面為矩 形時，則該圓形剖面的面積無法趨近于該鋁制接墊32所裸露的表面面積，亦即鋁制接墊32 與銅制焊線20之間的接合面積將無法充分地被維持。因此，便有需要提供一種銅制焊線，能夠解決前述的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種焊線接合方法，其中銅制焊線包含一非球形塊狀 部，該銅制焊線所造成的力乃作用于一外部工具或模具，因此將不會損壞芯片接墊的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種焊線接合結(jié)構(gòu)，其中銅制焊線包含一非球形塊狀 部，該接墊與銅制焊線之間的接合面積可充分地被維持或被增加，進(jìn)而保持充分的鍵結(jié)力。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種焊線接合結(jié)構(gòu)，包含一銅制焊線及一接墊。該銅制 焊線包含一線狀部及一非球形塊狀部，其中該非球形塊狀部連接于該線狀部，且該非球形 塊狀部的剖面面積大于該線狀部的剖面面積。該接墊接合于該非球形塊狀部。本發(fā)明另提供一種焊線接合方法，包含下列步驟提供一銅制焊線，其包含一線 狀部及一塊狀部，其中該塊狀部連接于該線狀部，且該塊狀部的剖面面積大于該線狀部的 剖面面積；將該塊狀部施壓而變形成一非球形塊狀部；以及將該非球形塊狀部接合于一接 墊。根據(jù)本發(fā)明的焊線接合方法，在施壓、夾擠、模造或圖案化工藝時，銅制焊線所造 成的力乃作用于一外部工具或模具，因此將不會損壞芯片接墊的結(jié)構(gòu)。再者，根據(jù)本發(fā)明的焊線接合結(jié)構(gòu)，該接墊與銅制焊線之間的接合面積可充分地被維持或被增加，進(jìn)而保持充 分的鍵結(jié)力。 為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯，下文將配合所附圖標(biāo)， 作詳細(xì)說明如下。


圖1為先前技術(shù)的焊線接合方法的剖面示意圖。圖2至4為先前技術(shù)的銅制焊線接合方法的剖面示意圖。圖5為先前技術(shù)的銅制焊線接合結(jié)構(gòu)的鋁制接墊與銅制焊線之間的接合接口的 剖面示意圖。圖。圖。意圖。
圖6至7a_7c為本發(fā)明的一實施例的銅制焊線加工方法的剖面示意圖。 圖8及9為本發(fā)明的該實施例的銅制焊線的非球形塊狀部形成步驟的剖面示意
圖10為本發(fā)明的另一實施例的銅制焊線的非球形塊狀部形成步驟的剖面示意
圖11至13為本發(fā)明的又一實施例的銅制焊線的非球形塊狀部形成步驟的剖面示
圖14為本發(fā)明的第一實施例的銅制焊線接合方法的剖面示意圖。 圖15為本發(fā)明的第一實施例的銅制焊線接合結(jié)構(gòu)的鋁制接墊與銅制焊線之間的 接合接口的剖面示意圖。圖16為本發(fā)明的第二實施例的銅制焊線接合方法的剖面示意圖，其顯示接墊與 非球形塊狀部的圖案為三角形鋸齒狀。圖17為本發(fā)明的第二實施例的銅制焊線接合方法的剖面示意圖，其顯示接墊與 非球形塊狀部的圖案為矩形鋸齒狀。主要組件符號說明10 芯片12 基板14 焊線20 焊線24 銅球80接合接口220 焊線224塊狀部224”非球形塊狀部225 第一圖案228 側(cè)面233 第二圖案250 表面254 工具
11接墊 13接墊
22銅線 32接墊 202打線機 222線狀部 224’非球形塊狀部 224”’非球形塊狀部 226底面 232接墊
252工具 260內(nèi)部
262模具270圖案化表面272工具280接合接口282非圓形剖面284直線286弧線282，非圓形剖面284'直線286，弧線
具體實施例方式參考圖6至7a、7b、7c，其顯示本發(fā)明的一實施例的銅制焊線加工方法。參考圖6， 經(jīng)由一打線機202，提供一銅制焊線220，其包含一線狀部222及一塊狀部224，其中該塊狀 部224連接于該線狀部222的一端，且該塊狀部224的剖面面積大于該線狀部222的剖面 面積。參考圖7a、7b、7c，將該塊狀部224施壓而變形成一非球形塊狀部224’，如此以形成 本發(fā)明的銅制焊線220。在本實施例的非球形塊狀部形成步驟中，該塊狀部224先利用放電的方法或氫焰 燒結(jié)成球而連接于該線狀部222的一端。然后，經(jīng)由一施壓工藝，將該塊狀部224接觸于一 外部工具252的非黏性表面250，并施壓而變形成該非球形塊狀部224’，如圖8所示。該非 球形塊狀部224’具有一平坦或粗糙的底面226，如圖7a所示?；蛘撸斫?jīng)由一夾擠工藝，利 用一夾擠工具254將該非球形塊狀部224’沿左右方向(如箭頭所示)夾擠而變形成另一 種非球形塊狀部224”，圖9所示。該非球形塊狀部224”具有兩個或四個平坦的側(cè)面228， 如圖7b所示。在另一實施例的非球形塊狀部形成步驟中，該塊狀部224亦先利用放電的方法或 氫焰燒結(jié)成球而連接于該線狀部222的一端。然后，經(jīng)由一模造工藝，將該塊狀部224接觸 于一外部模具262的內(nèi)部260，使該塊狀部224變形成該非球形塊狀部224”，如圖10所示。 該非球形塊狀部224”具有一平坦或粗糙的底面226，且可具有兩個或四個平坦的側(cè)面228， 如圖7b所示。應(yīng)注意的是，須在高溫軟化時將該塊狀部224插入該模具262的內(nèi)部260，使 該塊狀部224變形成該非球形塊狀部224”，且及時將該非球形塊狀部224”抽離該模具252 夕卜，以避免脫模不易。該模具262的熔點須大于該銅制焊線220的熔點。在又一實施例的非球形塊狀部形成步驟中，該塊狀部224亦先利用放電的方法或 氫焰燒結(jié)成球而連接于該線狀部222的一端。然后，參考圖11至13，其顯示一塊狀部圖案 化工藝。將該塊狀部224接觸于一外部工具272的圖案化表面270。施壓時，若該銅制焊 線220的塊狀部224的硬度小于該外部工具272的硬度，則該外部工具272的圖案化表面 270會使該塊狀部224的底面形成有至少一第一圖案225，其對應(yīng)于該外部工具272的圖案 化表面270，如此以形成具有第一圖案225的非球形塊狀部224”’，如圖7c所示。參考圖14，其顯示本發(fā)明的第一實施例的銅制焊線接合方法。首先，經(jīng)由施壓、 夾擠或模造工藝形成本發(fā)明的銅制焊線220，該銅制焊線220包含一非球形塊狀部224’、 224”，如圖7a、7b所示。再參考圖14，在本實施例中，可經(jīng)由一振動工藝，將該非球形塊狀部 224”接合于一接墊232，如此以形成本發(fā)明的焊線接合結(jié)構(gòu)。該非球形塊狀部224”的剖面 為非圓形剖面282，亦即該接墊232與該非球形塊狀部224”之間的接合接口 280為非圓形 剖面282。當(dāng)該非球形塊狀部224”具有兩個平坦的側(cè)面時，則該非圓形剖面282包含兩直 線284及兩弧線286，如圖15a所示。較佳地，當(dāng)該非球形塊狀部224”具有四個平坦的側(cè)面時，則該非圓形剖面282’包含四直線284’及四弧線286’，如圖15b所示。若該接墊232 所裸露的表面為矩形時，則該非圓形剖面282’的面積可趨近于該接墊232所裸露的表面面 積，亦即該接墊232與銅制焊線220之間的接合面積可充分地被維持。根據(jù)本發(fā)明的焊線接合方法，在施壓、夾擠或模造工藝時，銅制焊線所造成的力乃 作用于一外部工具或模具，因此將不會損壞芯片接墊的結(jié)構(gòu)。再者，根據(jù)本發(fā)明的焊線接合 結(jié)構(gòu)，該接墊與銅制焊線之間的接合面積可充分地被維持，進(jìn)而保持充分的鍵結(jié)力。另外，本發(fā)明的焊線接合結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于一半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，亦即該接墊232可為 一芯片接墊，且該銅制焊線的一端電性連接于該芯片接墊，該銅制焊線的另一端電性連接 于一基板接墊(如圖1所示)。參考圖16，其顯示本發(fā)明的第二實施例的銅制焊線接合方法。首先，經(jīng)由一圖案 化工藝形成本發(fā)明的銅制焊線220，該銅制焊線220包含一非球形塊狀部224”’，如圖7c所 示。再參考圖16，可經(jīng)由一振動工藝，將該非球形塊狀部224”’接合于該接墊232，如此以 形成本發(fā)明的焊線接合結(jié)構(gòu)。當(dāng)該非球形塊狀部224”’接合于該接墊232時，若該銅制焊線220的非球形塊狀 部224”’的硬度大于該接墊232 (諸如鋁制接墊)的硬度，則該非球形塊狀部224”’的底面 的第一圖案225會使該接墊232的頂面形成有至少一第二圖案233，且使該第二圖案233接 合于該第一圖案225。該第一及第二圖案可為鋸齒狀，諸如三角形鋸齒狀(如圖16所示) 或矩形鋸齒狀(如圖17所示)。由于該接墊232的第二圖案233接合于該非球形塊狀部 224”’的第一圖案225，因此可增加該接墊232與銅制焊線220之間的接合面積，亦即該接 墊232與銅制焊線220之間具有較大的接合面積。根據(jù)本發(fā)明的焊線接合方法，在施壓工藝時，銅制焊線所造成的力乃作用于一外 部工具，因此將不會損壞該接墊的結(jié)構(gòu)。再者，根據(jù)本發(fā)明的焊線接合結(jié)構(gòu)，該接墊與銅制 焊線之間具有較大的接合面積，進(jìn)而具有較大的鍵結(jié)力，進(jìn)而保持充分的鍵結(jié)力。雖然本發(fā)明已以前述實施例揭示，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本發(fā)明所屬技 術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與修改。因 此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所介定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種銅制焊線，包含一線狀部；以及一非球形塊狀部，連接于該線狀部，其中該非球形塊狀部的剖面面積大于該線狀部的剖面面積。
2.依權(quán)利要求1所述的銅制焊線，其中該非球形塊狀部具有一平坦的底面。
3.依權(quán)利要求1所述的銅制焊線，其中該非球形塊狀部具有一粗糙的底面。
4.依權(quán)利要求1所述的銅制焊線，其中該非球形塊狀部具有兩個平坦的側(cè)面。
5.一種焊線接合結(jié)構(gòu)，包含一銅制焊線，包含一線狀部及一非球形塊狀部，其中該非球形塊狀部連接于該線狀部， 且該非球形塊狀部的剖面面積大于該線狀部的剖面面積；以及一接墊，接合于該非球形塊狀部，其中該接墊與該非球形塊狀部之間的接合接口為非 圓形剖面。
6.一種焊線加工方法，包含下列步驟提供一銅制焊線，其包含一線狀部及一塊狀部，其中該塊狀部連接于該線狀部，且該塊 狀部的剖面面積大于該線狀部的剖面面積；以及將該塊狀部施壓而變形成一非球形塊狀部。
7.依權(quán)利要求6所述的焊線加工方法，其中該非球形塊狀部的形成步驟包含下列步 驟將該塊狀部接觸于一外部工具的非黏性表面，并施壓而變形成該非球形塊狀部。
8.依權(quán)利要求7所述的焊線加工方法，其中該非球形塊狀部具有一平坦的底面。
9.依權(quán)利要求7所述的焊線加工方法，其中該非球形塊狀部具有一粗糙的底面。
10.一種焊線接合方法，包含下列步驟提供一銅制焊線，其包含一線狀部及一塊狀部，其中該塊狀部連接于該線狀部，且該塊 狀部的剖面面積大于該線狀部的剖面面積；將該塊狀部施壓而變形成一非球形塊狀部；以及將該非球形塊狀部接合于一接墊。
全文摘要
一種銅制焊線包含一線狀部及一非球形塊狀部。該非球形塊狀部連接于該線狀部，且該非球形塊狀部的剖面面積大于該線狀部的剖面面積。本發(fā)明還涉及一種焊線接合結(jié)構(gòu)、一種焊線加工方法和一種焊線接合方法。
文檔編號H01L23/488GK101866900SQ20091013477
公開日2010年10月20日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者唐和明, 張效銓, 徐正宗, 易維綺, 洪常瀛, 洪志成, 蔡宗岳, 賴逸少, 陳建成 申請人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司