專利名稱：凸塊結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凸塊結(jié)構(gòu)及其制造方法，具體涉及一種以打線機形成的凸塊結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制作工藝中，打線技術(shù)常用來將半導(dǎo)體芯片的一輸入/輸出墊電連接導(dǎo)線架的一導(dǎo)腳或者封裝基板的一連接墊。一般來說，打線制作工藝包含下述步驟。首先，一球狀初始點先形成于貫穿焊嘴的一金屬線的一端點，然后將球狀初始點加壓黏合于半導(dǎo)體芯片的一連接墊上，因而形成一加壓黏合球，其形成于半導(dǎo)體芯片的連接墊上。其后，將焊嘴向上移動以離開加壓黏合球至一預(yù)定高度，并再將焊嘴移向?qū)Ь€架或基板上的一接合地址，如此金屬線即將半導(dǎo)體芯片的連接墊電連接導(dǎo)線架或基板。
圖I所繪示為公知采用上述打線技術(shù)的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的放大剖面示意圖。如圖I所示，一封裝結(jié)構(gòu)100包含一芯片110、一金屬線120以及一芯片載板130的一接合地址134。芯片110可借由一黏著劑與芯片載板130接合。金屬線120則電連接芯片110與接合地址134。更詳細而言，金屬線120的一端El接合于芯片110的一連接墊115上，而金屬線120的另一端E2則接合于接合地址134上。通常，金屬線120具有一曲線形狀，其包含一加壓黏合部122、一頸部124以及一彎曲部126，其中頸部124自加壓黏合部122延伸出并連接加壓黏合部122與彎曲部126，彎曲部126向下朝著接合地址134彎折。由于頸部124為金屬線120最脆弱的部分，故金屬線120的曲線高度Hl必須夠高以防止頸部124受損或斷裂。然而，如此一來，將造成使用打線的封裝結(jié)構(gòu)100的尺寸，受到金屬線120的曲線高度Hl的限制，而無法進一步縮小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明于是提出一種凸塊結(jié)構(gòu)及其制造方法，用以解決上述問題。本發(fā)明提供一種在一接合地址上形成一凸塊的方法。首先，提供一打線機，包含一焊嘴，用以在一貫穿焊嘴的金屬線的一端點形成一球狀初始點。接著，將焊嘴移至接合地址上方并將球狀初始點加壓黏合于接合地址上以形成凸塊的一基體部分。接續(xù)，將焊嘴向上移動至一第一距離。繼的，在將焊嘴向上移動的后，往一第一方向橫向平移焊嘴至一第二距離。續(xù)的，向下移動焊嘴以將金屬線壓入凸塊的基體部分，以形成一第一嵌入部分。其后，向上移動焊嘴至一第三距離。最后，切斷金屬線以形成一尾端突出部分，其突出于第一嵌入部分。本發(fā)明提供一種在一接合地址上形成一凸塊的方法。首先，將一打線機的一焊嘴移至接合地址上方并將源自于焊嘴的一球狀初始點加壓黏合至接合地址，用以形成凸塊的一基體部分。接著，將源自于焊嘴的一金屬線壓入凸塊的基體部分，以形成一嵌入部分。接續(xù)，抬起焊嘴并切斷金屬線以形成由嵌入部分延伸出的一尾端突出部分。本發(fā)明提供一種凸塊結(jié)構(gòu)包含一基體部分、一嵌入部分以及一尾端突出部分?；w部分接合于一接合地址上。嵌入部分壓入基體部分的一頂面。尾端突出部分則自嵌入部分延伸出。


圖I所繪示為公知采用上述打線技術(shù)的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的放大剖面示意圖。圖2所繪示為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的凸塊結(jié)構(gòu)的放大上視及剖面示意圖。圖3A-3I所繪示為圖2的凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法的剖面示意圖。圖4所繪示為采用圖2的凸塊結(jié)構(gòu)的打線封裝的剖面示意圖。圖5所繪示為采用圖2的凸塊結(jié)構(gòu)的覆晶封裝的剖面示意圖。
圖6所繪示為采用圖2的凸塊結(jié)構(gòu)的多層芯片封裝的剖面示意圖。圖7所繪示為采用圖2的凸塊結(jié)構(gòu)的多層芯片封裝的剖面示意圖。其中，附圖標記說明如下10、110芯片10’、10’ ’堆棧多芯片
IOa第一芯片IOb第二芯片
IOc第三芯片IOd第四芯片
15、25、134 接合地址30打線機
34焊嘴100、400、500、600、封裝結(jié)構(gòu)
700
115、524連接墊120金屬線
122加壓黏合部124頸部 126彎曲部130、520、620、720芯片載板
200凸塊結(jié)構(gòu)200’金屬線
210基體部分210’球狀初始點
220嵌入部分230尾端突出部分
240第二嵌入部分410、510、610、710膜封塑料
420導(dǎo)線架422導(dǎo)腳
430第一金屬線630第二金屬線
730第三金屬線740第四金屬線
Al、A2頂面C中心點
dl第一距離d2第二距離
d3第三距離d4第四距離
El、E2端 F第一方向
HU H2、H3、 曲線高度 L中心線H4. H5. H6.
H7
p黏著劑 S有源面
0角度
具體實施方式
圖2所繪示為本發(fā)明一優(yōu)選實施例的凸塊結(jié)構(gòu)的放大上視及剖面示意圖。如圖2所示，一凸塊結(jié)構(gòu)200形成于一接合地址15上，其中接合地址15例如為一芯片10的一輸入/輸出(I/O)連接墊。舉例而言，凸塊結(jié)構(gòu)200可形成于一芯片載板的一接合地址上，而此接合地址例如為一導(dǎo)線架的一導(dǎo)腳或一封裝基板的一連接墊。凸塊結(jié)構(gòu)200包含一基體部分210、一嵌入部分220以及一尾端突出部分230。在本實施例中，基體部分210連接于一連接墊15上，此連接墊15則位于一芯片10的一有源面S上。在其它實施例中，基體部分210亦可連接于一接合地址，其例如為一導(dǎo)線架的一導(dǎo)腳上的一連接墊、一基板的一連接墊等，但本發(fā)明不以此為限。嵌入部分220壓入基體部分210的一頂面Al，尾端突出部分230則自嵌入部分220延伸出。在一優(yōu)選實施例中，嵌入部分220嵌入基體部分210的頂面Al中，如此可使凸塊結(jié)構(gòu)200堅固地固定于連接墊15上?；w部分210、嵌入部分220以及尾端突出部分230可例如以金屬等導(dǎo)電材料制成。一般來說，基體部分210、嵌入部分220以及尾端突出部分230為一體成形，且基體部分210、嵌入部分220以及尾端突出部分230由金屬等相同導(dǎo)電材料制成，例如，金或銅等。 圖3A-3I所繪示為圖2的凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法的剖面示意圖。如圖3A所示，首先，提供一打線機30，其包含具有一金屬線200’貫穿其中的一焊嘴34。一球狀初始點210’形成于金屬線200’的一端點，其中金屬線200’例如為一金線、一銅線等任何適合的金屬線。如圖3B所示，在形成球狀初始點210’后，將焊嘴34移至接合地址25上方并向下將球狀初始點210’加壓黏合至接合地址25上，如此形成一基體部分210于接合地址25上。接合地址25可例如為一芯片有源面上的輸出/輸入連接墊、一導(dǎo)線架的一導(dǎo)腳或一封裝基板的一連接墊。本實施例中，焊嘴34優(yōu)選移動至接合地址25的中心點C的正上方，然后再沿著接合地址25的一中心線L向下移動。在其它實施例中，焊嘴34以及接合地址25的相對位置可依制作工藝需求而定。如圖3C所示，將焊嘴34沿著接合地址25的中心線L向上移動一第一距離dl。如圖3D所不,再將焊嘴34沿著一第一方向F橫向移動一第二距離d2。在一些實施例中，焊嘴34可沿著相對于中心線L的一角度0移動。在本實施例中，焊嘴34為水平向(實質(zhì)上垂直中心線L)平移。也就是說，焊嘴34沿著相對于中心線L90度的方向移動。如圖3E所示，焊嘴34向下移動以將金屬線200’壓入基體部分210中，如此以形成一第一嵌入部分220于基體部分210上。如圖3F所示，將焊嘴34向上移動一第三距離d3，而后切斷金屬線200’，如此形成突出于第一嵌入部分220的一尾端突出部分230。是以，一凸塊結(jié)構(gòu)200具有一基體部分210、一第一嵌入部分220以及一尾端突出部分230。在本實施例中，基體部分210、第一嵌入部分220以及尾端突出部分230是以打線機30形成一體成形的結(jié)構(gòu)。在一優(yōu)選實施例中，第一嵌入部分220埋入基體部分210中因而使凸塊結(jié)構(gòu)200堅固地固定于接合地址25上。在本實施例中，金屬線200’可以借由焊嘴34的移動而扯斷。但在其它實施例中，金屬線200’亦可用燒斷、電弧切割、氫氧切割等其它方式切斷。基體部分210、嵌入部分220以及尾端突出部分230是由例如金屬等導(dǎo)電材料所組成。在一優(yōu)選實施例中，基體部分210、第一嵌入部分220以及尾端突出部分230可由相同導(dǎo)電材料所組成，其中導(dǎo)電材料可為金或銅等金屬。
再者，在切斷金屬線200’前，可再將焊嘴34平移多次以彎折金屬線200’，其中焊嘴34的平移步驟可結(jié)合焊嘴34的上、下移動的步驟以將金屬線200’壓入基體部分210以形成第二嵌入部分、第三嵌入部分等。舉例而言，如圖3F-3I所示，在將焊嘴34向上移動第三距離d3后(如圖3F所示)，可再將焊嘴34沿著一第二方向平移一第四距離d4，其中第二方向與第一方向F反向(如圖3G所示)。而后，可使焊嘴34向下移動以將金屬線200’壓入第一嵌入部分220，以形成一第二嵌入部分240 (如圖3H所示)。最后，將焊嘴34向上移動后切斷金屬線200’，而形成突出于第二嵌入部分240的一尾端突出部分230 (如圖31所示)。另外，本發(fā)明凸塊結(jié)構(gòu)200可廣泛應(yīng)用于打線封裝、覆晶封裝或者打線結(jié)合覆晶封裝中，但本發(fā)明不以此為限。以下將描述四種應(yīng)用實施例，但本發(fā)明并非僅限用于此。當應(yīng)用于打線封裝時，使用本發(fā)明凸塊結(jié)構(gòu)200可減少封裝件的尺寸。圖4所繪示為采用圖2的凸塊結(jié)構(gòu)的打線封裝的剖面示意圖。如圖4所示，封裝結(jié)構(gòu)400包含一導(dǎo)線架420、一芯片10黏著于導(dǎo)線架420的一芯片連接墊上、一第一金屬線430以及一膜封 塑料410。凸塊結(jié)構(gòu)200可以例如圖3A-3F的方法形成于芯片10上。第一金屬線430的一端是連接于一凸塊結(jié)構(gòu)200的一頂面A2，而第一金屬線430的另一端則連接于導(dǎo)腳422上，如此，第一金屬線430可連接芯片10以及導(dǎo)線架420，其中第一金屬線430可以利用加壓、加熱或其它方法連接于凸塊結(jié)構(gòu)200的頂面A2上。如此一來，第一金屬線430的曲線形狀即沒有如公知封裝件(見圖I)的一頸部124，是以可避免頸部124受損的問題，且封裝結(jié)構(gòu)400的曲線高度H2亦可降低，進而縮小封裝結(jié)構(gòu)400的厚度及尺寸。再者，本發(fā)明凸塊結(jié)構(gòu)200亦可應(yīng)用于覆晶封裝結(jié)構(gòu)中。圖5所繪示為采用圖2的凸塊結(jié)構(gòu)的覆晶封裝的剖面示意圖。如圖5所示，封裝結(jié)構(gòu)500包含一芯片載板520、一芯片10以及一膜封塑料510。芯片10透過凸塊結(jié)構(gòu)200與連接墊524連接。舉例來說，首先，凸塊結(jié)構(gòu)200可先以例如圖3A-3F所描述的方法形成于芯片10的連接墊15上。其后，將芯片10倒置并對準于連接墊524上。然后，將凸塊結(jié)構(gòu)200連接于芯片載板520的連接墊524上。如此，完成芯片10與芯片載板520間的覆晶封裝結(jié)構(gòu)。圖6所繪示為采用圖2的凸塊結(jié)構(gòu)的多芯片封裝的剖面示意圖。如圖6所示，一封裝結(jié)構(gòu)600包含一堆棧多芯片10’、芯片載板620、一第二金屬線630以及一膜封塑料610。堆棧多芯片10’包含一第一芯片IOa以及一第二芯片IOb,其借由黏著劑p黏合于第一芯片IOa的背面。第一芯片IOa借由圖2的凸塊結(jié)構(gòu)200形成覆晶封裝的方法連接芯片載板620。第二芯片IOb則借由圖2的凸塊結(jié)構(gòu)200形成打線封裝的方法連接芯片載板620。以此方法形成的多芯片的封裝結(jié)構(gòu)600，由于連接第二芯片IOb及芯片載板620的第二金屬線630的曲線高度H3降低的緣故，封裝結(jié)構(gòu)600的曲線高度H4可降低，并且，由于將本發(fā)明的覆晶接合技術(shù)與打線接合技術(shù)應(yīng)用于封裝結(jié)構(gòu)600的緣故，因而可簡化封裝結(jié)構(gòu)600的制作工藝。圖7所繪示為采用圖2的凸塊結(jié)構(gòu)的多芯片封裝的剖面示意圖。如圖7所示，封裝結(jié)構(gòu)700包含一多層芯片10”、芯片載板720、一第三金屬線730、一第四金屬線740以及一膜封塑料710。多層芯片10”包含一第三芯片IOc以及一第四芯片10d，其借由一黏著劑p黏合于第三芯片IOc上。第三芯片IOc以及第四芯片IOd分別經(jīng)由第三金屬線730以及第四金屬線740連接芯片載板720。由于第三金屬線730的曲線高度H6以及第四金屬線740的曲線高度H7減少，故封裝結(jié)構(gòu)700的曲線高度H5可降低。此外，由于第三金屬線730以及第四金屬線740的曲線形狀沒有如公知的頸部124，故可避免第三金屬線730以及第四金屬線740受損。因此，在縮小封裝結(jié)構(gòu)700的尺寸的同時，亦可改善封裝結(jié)構(gòu)700的電性質(zhì)量。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修 飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種在一接合地址上形成一凸塊的方法，其特征在于，包括 提供一打線機，包含一焊嘴，用以在一貫穿所述焊嘴的金屬線的一端點形成一球狀初始點； 將所述焊嘴移至所述接合地址上方并將所述球狀初始點加壓黏合于所述接合地址上以形成所述凸塊的一基體部分； 將所述焊嘴向上移動至一第一距離； 在將所述焊嘴向上移動的后，往一第一方向橫向平移所述焊嘴至一第二距離； 向下移動所述焊嘴以將所述金屬線壓入所述凸塊的所述基體部分，以形成一第一嵌入部分； 向上移動所述焊嘴至一第三距離；以及 切斷所述金屬線以形成一尾端突出部分，突出于所述第一嵌入部分。
2.如權(quán)利要求I所述的在一接合地址上形成一凸塊的方法，其特征在于，在向上移動所述焊嘴至所述第三距離后，還包括 往一第二方向橫向平移所述焊嘴至一第四距離，其中所述第二方向與所述第一方向的方向相反。
3.如權(quán)利要求2所述的在一接合地址上形成一凸塊的方法，其特征在于，在橫向平移所述焊嘴至所述第四距離后，還包括 向下移動所述焊嘴以將所述金屬線壓入所述凸塊的所述第一嵌入部分，以形成一第二嵌入部分。
4.如權(quán)利要求I所述的在一接合地址上形成一凸塊的方法，其特征在于，所述接合地址包含一輸入/輸出焊墊，設(shè)置于一芯片的一有源面上。
5.如權(quán)利要求I所述的在一接合地址上形成一凸塊的方法，其特征在于，所述金屬線包含一金線。
6.如權(quán)利要求I所述的在一接合地址上形成一凸塊的方法，其特征在于，所述金屬線包含一銅線。
7.—種在一接合地址上形成一凸塊的方法，其特征在于，包括 將一打線機的一焊嘴移至所述接合地址上方并將源自于所述焊嘴的一球狀初始點加壓黏合至所述接合地址，用以形成所述凸塊的一基體部分； 將源自于所述焊嘴的一金屬線壓入所述凸塊的所述基體部分，以形成一嵌入部分； 抬起所述焊嘴并切斷所述金屬線以形成由所述嵌入部分延伸出的一尾端突出部分。
8.如權(quán)利要求7所述的在一接合地址上形成一凸塊的方法，其特征在于，在將源自于所述焊嘴的一金屬線壓入所述凸塊的所述基體部分的前，還包括 橫向平移所述焊嘴至一預(yù)定距離。
9.如權(quán)利要求7所述的在一接合地址上形成一凸塊的方法，其特征在于，所述接合地址包含一輸入/輸出焊墊，設(shè)置于一芯片的一有源面上。
10.如權(quán)利要求7所述的在一接合地址上形成一凸塊的方法，其特征在于，所述金屬線包含一金線。
11.如權(quán)利要求7所述的在一接合地址上形成一凸塊的方法，其特征在于，所述金屬線包含一銅線。
12.—種凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 一基體部分，接合于一接合地址上；； 一嵌入部分，壓入所述基體部分的一頂面；以及 一尾端突出部分，自所述嵌入部分延伸出。
13.如權(quán)利要求12所述的凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基體部分、所述嵌入部分以及所述尾端突出部分由一相同導(dǎo)電材料制成。
14.如權(quán)利要求13所述的凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電材料包含金。
15.如權(quán)利要求13所述的凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)電材料包含銅。
16.如權(quán)利要求12所述的凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接合地址包含一輸入/輸出焊墊，設(shè)置于一芯片的一有源面上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種凸塊結(jié)構(gòu)包含一基體部分、一嵌入部分以及一尾端突出部分?；w部分接合于一接合地址上。嵌入部分壓入基體部分的一頂面。尾端突出部分自嵌入部分延伸出。此外，亦提出此凸塊結(jié)構(gòu)的形成方法。
文檔編號H01L23/488GK102779791SQ20111017833
公開日2012年11月14日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者劉獻文, 謝明燈, 陳逸男 申請人:南亞科技股份有限公司