專利名稱：金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種覆晶元件，特別是涉及一種金球?qū)鹎蜻B結(jié)(GGI) 焊接工藝(即制程，以下均稱為工藝)用的覆晶元件。
背景技術(shù)：
由于電子元件尺寸進(jìn)入微小化時(shí)代，構(gòu)裝工藝亦隨之演變，近期覆晶 (Flip chip)構(gòu)裝工藝不僅能夠達(dá)到晶片等的構(gòu)裝尺寸，亦能與電路板表面 粘著，提高焊接良率。然而，近期部分電子元件(如高功率電子元件及高亮 度的發(fā)光二極管元件)對(duì)于高導(dǎo)電率及高導(dǎo)熱率有更高規(guī)格的要求，以維持 其運(yùn)作順利，因此使用錫球凸塊的覆晶元件已難以滿足相關(guān)要求。
是以，目前業(yè)界針對(duì)此一構(gòu)裝需求，已推出一種金球?qū)鹎蜻B結(jié)(GGI) 的焊接工藝，誠如圖5A及圖5B圖所示，是為應(yīng)用于GGI焊接工藝的覆晶 元件30結(jié)構(gòu)，其是以一鋼嘴(capillary)配合金線，在一元件本體31表面 311進(jìn)行結(jié)合及拉斷動(dòng)作，以于其表面形成多個(gè)金球32，而該些金球32即 可直接作為連結(jié)用凸塊，不必再上一層助焊劑。是以，用于GGI焊接工藝 的覆晶元件30不必如錫球覆晶元件構(gòu)裝再執(zhí)行一回焊步驟(solder-bump ref low)，因此用于GGI焊接工藝的覆晶元件的構(gòu)裝工藝相較錫球覆晶元的 構(gòu)裝工藝更為干凈。此外，由于回焊溫度達(dá)攝氏"0-230度高溫，因此用 于GGI焊接工藝的覆晶元件可降低因高溫而損壞的機(jī)率。
請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖6所示，是為上述覆晶元件30與一電路板40進(jìn)行GGI 焊接工藝的流程圖，其中該電路板40上是形成有對(duì)應(yīng)覆晶元件30的金球32 的金塊焊墊41;是以，GGI焊接工藝是首先準(zhǔn)備覆晶元件30與一電路板 40,再令覆晶元件的金球32對(duì)準(zhǔn)電路板上的金塊焊墊41，而后施以超音波熱 熔金球32與金塊焊墊41,使兩者熱熔后相互結(jié)合，由于均為金(Au)材料，故 導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性最佳。
然而，目前使用GGI焊接工藝的覆晶元件金球因以鋼嘴配合金線形成，因 此目前金球覆蓋覆晶元件表面最多僅達(dá)覆晶元件表面的30%-40%，雖然采用 導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性最佳的金材料，對(duì)于降低覆晶元件散熱效果成效仍有限。若 欲試圖增加元件表面上金球密度，卻又會(huì)使得鋼嘴碰撞到金球而良率無法 提高的問題；再者，若增加金球尺寸以提高散熱面積，亦因其使用金的材 料而增加成本。
由此可見，上述現(xiàn)有的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決 上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一 直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述 問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu) 的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦 成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆 晶元件存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的 覆晶元件，所要解決的技術(shù)問題是使其具有較佳導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性，且成本 可被有效控制，非常適于實(shí)用。
本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 的。依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其
包含有 一元件本體；以及多個(gè)多邊形凸柱，是形成于該元件本體的其中 一表面上，且各該多個(gè)多邊形凸柱是由一位于下方的^^艮層及一位于上方的 金層形成。
本實(shí)用新型的目的以及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來 進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其中所述的金層的厚 度占凸柱厚度1-3%，該銀層的厚度占凸柱厚度99-97%。
前述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其中所述的金層的厚 度為500納米。
前述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其中所述的多個(gè)多邊 形凸柱是排列成一矩陣。
前述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其中所述的多個(gè)多邊 形凸柱的尺寸相同，且各該多個(gè)多邊形凸柱是呈一矩形凸柱。
前述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其中所述的元件本體 是為一發(fā)光二極管，且其表面形成有一大面積L形凸柱，以及一小面積矩 形凸柱。
前述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其中所述的多個(gè)凸柱 均是以電鍍形成。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。經(jīng)由以上可 知，為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用 的覆晶元件，所使用的主要技術(shù)手段是令該應(yīng)用于GGI工藝的覆晶元件包 含有 一元件本體；及多個(gè)多邊形凸柱，是形成于該元件本體的其中一表面上，各多邊形凸柱是為多層金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)成，即是由一下銀層(Ag)及一上 金層所構(gòu)成。
借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元 件至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本實(shí)用新型是因凸柱形成于元件本體表 面，且呈多邊形而非球狀，故可以電鍍等工藝取代銅嘴而形成，是以，該 多邊形凸柱不受限銅嘴尺寸，故可形成較金球具有更大的散熱面積，且形 成速度快，且多邊形凸柱良率亦能大幅提升；此外，更因?yàn)橥怪牧鲜且?金層及銀層疊合構(gòu)成，相較全部使用金球成本更低，但仍具有良好的導(dǎo)電 性及導(dǎo)熱性。
綜上所述，本實(shí)用新型是有關(guān)于一種金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆 晶元件，是包含有元件本體及多個(gè)多邊形凸柱，該元件本體表面是形成有 多邊形凸柱，該多邊形凸柱是由一下銀層及一上金層所構(gòu)成；是以，由于 本實(shí)用新型凸柱是形成于元件本體表面，且呈多邊形，故可以電鍍等工藝 加以形成，為元件本體提供較大散熱面積，形成凸柱良率亦大幅提升，又 因以金及銀作為凸柱材料，導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性亦佳，更有助于減低使用金球 成本。本實(shí)用新型在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠為 一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí) 用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用 新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施 例，并配合附圖，詳細(xì)i兌明如下。
圖1是本實(shí)用新型第一較佳實(shí)施例的仰視圖。 圖2是圖1的縱剖圖。
圖3是本實(shí)用新型第二較佳實(shí)施例的仰視圖。 圖4是圖3的縱剖圖。
圖5A是既有形成一種應(yīng)用于GGI焊接工藝的覆晶元件金球成形示意圖。 圖5B是既有形成一種應(yīng)用于GGI焊接工藝的覆晶元件金球的仰視圖。
圖6是既有GGI焊接工藝流程圖。
10:覆晶元件11:元件本體
111:表面12:凸柱
121:銀層122:金層
20:覆晶元件21:元件本體
211:表面22:凸柱
23:凸柱30:覆晶元件31: 元件本體 32: 金球 322:金線
311:表面 321:銅嘴 40: 電路板
41: 金塊焊墊具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及 功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的金球?qū)鹎蜻B 結(jié)焊接工藝用的覆晶元件其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說 明如后。
請(qǐng)參閱圖l及圖2所示，是本實(shí)用新型覆晶元件10第一較佳實(shí)施例，其 包含有 一元件本體ll，是一高功率晶片；及多個(gè)多邊形凸柱12,是以矩 形排列方式形成于該元件本體11的其中一表面111上，又，各多邊形凸柱 12是為多層金屬結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中，各多邊形凸柱12是由一下銀層 (Ag) 121及一上金層(Au) 122所構(gòu)成，即先將一銀層121形成于元件本體11 的表面111上，再在該銀層121上方形成一金層122，以避免銀層硫化，其 中該金層122 —較佳厚度約為500nm,另該銀層厚度是可占凸柱厚度 99-97%,而金層厚度則占凸柱厚度1-3%。又，多個(gè)多邊形凸柱l2的厚度均 一；在本實(shí)施施例中，多個(gè)多邊形凸柱12均呈一矩形凸柱，且尺寸相同。
誠上所述，以5mm x 5mm高功率晶片來說，多邊形凸柱12數(shù)最多可達(dá) 1024個(gè)，又多個(gè)多邊形凸柱12之間的間隙最小達(dá)75微米(|jm)。
請(qǐng)參閱圖3及圖4所示，是本實(shí)用新型第二較佳實(shí)施例，該覆晶元件 20是為一發(fā)光二極管元件，其中該元件本體21表面211是形成有一大面積 L形凸柱2 2及一 小面積矩形凸柱2 3 ，分別作為發(fā)光二極管的正負(fù)電極之用。
由上述說明可知，本實(shí)用新型是因凸柱形成于元件本體表面，且呈多 邊形，故可以電鍍等工藝加以形成，提高凸柱的形成速度，且可依據(jù)各覆 晶元件特性，形成大小不同面積的多邊形凸柱，不僅能為元件本體提供較 大散熱面積，形成凸柱良率亦大幅提升，又加上各凸柱是以金及銀作為材 料，導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性亦佳，更有助于減低使用金球成本。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作 任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非 用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技 術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同 變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí) 用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均 仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其特征在于其包含有一元件本體；以及多個(gè)多邊形凸柱，是形成于該元件本體的其中一表面上，且各該多個(gè)多邊形凸柱是由一位于下方的銀層及一位于上方的金層形成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其 特征在于其中所述的金層的厚度占凸柱厚度的1-3%，該銀層的厚度占凸柱 厚度的99-97%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其 特征在于其中所述的金層的厚度為500納米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工 藝用的覆晶元件，其特征在于其中所述的多個(gè)多邊形凸柱是排列成一矩陣。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其 特征在于其中所述的多個(gè)多邊形凸柱的尺寸相同，且各該多個(gè)多邊形凸柱 是呈一矩形凸柱。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其特征在于其中所述的元件本體是為一發(fā)光二極管，且其 表面形成有 一 大面積L形凸柱，以及 一 小面積矩形凸柱。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工 藝用的覆晶元件，其特征在于其中所述的多個(gè)凸柱均是以電鍍形成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其 特征在于其中所述的多個(gè)凸柱均是以電鍍形成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其 特征在于其中所述的多個(gè)凸柱均是以電鍍形成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的金球?qū)鹎蜻B結(jié)焊接工藝用的覆晶元件，其 特征在于其中所述的多個(gè)凸柱均是以電鍍形成。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種金球?qū)鹎蜻B結(jié)(GGI)焊接工藝用的覆晶元件，是包含有元件本體及多個(gè)多邊形凸柱，該元件本體表面是形成有多邊形凸柱，該多邊形凸柱是由一下銀層及一上金層所構(gòu)成；是以，由于本實(shí)用新型凸柱是形成于元件本體表面，且呈多邊形，故可以電鍍等工藝加以形成，為元件本體提供較大散熱面積，形成凸柱良率亦大幅提升，又因以金及銀作為凸柱材料，導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性亦佳，更有助于減低使用金球成本。
文檔編號(hào)H01L23/482GK201369323SQ20092000382
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者廖彥博, 江大祥 申請(qǐng)人:同欣電子工業(yè)股份有限公司