專利名稱：混合焊球布置及其形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種混合焊球布置及其形成方法，更具體地說，涉及一種具有高焊接可靠性的混合焊球布置及其形成方法。
背景技術：
電子產品的封裝和組裝過程中，通常需要通過焊料進行連接。例如，常用的芯片焊接方法通常包括例如芯片到印刷電路板的倒裝焊(flip chip)、BGA封裝產品到電路板的SMT等等。在將器件和電路板連接的過程中，通常需要在器件焊盤上通過電鍍或植球的方式形成焊料球(焊球)，再通過焊料球實現與電路板的互連。在同一個器件，用作同一類型互連的所有焊球通常只采用一種成分。然而，采用包含不同成分的焊料球，焊料的焊接的可靠性不一樣。例如，如果焊料中銀含量較高，焊接在熱循環(huán)(Thermal cycle)的環(huán)境下可靠性較好，而跌落(Drop)可靠性較差。如果銀含量較低，則相反，跌落可靠性較好，而熱循環(huán)可靠性較差。因此，現有技術的電子產品難以確保在不同的環(huán)境下均具有良好的可靠性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一方面提供了一種混合焊球布置，所述混合焊球布置包括形成在多個電連接件上的多個焊球，其中，所述多個焊球包括兩種或兩種以上的不同的焊球。其中，所述不同的焊球中的一部分焊球可具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性，所述不同的焊球中的另一部分焊球可具有優(yōu)異的跌落可靠性。具有優(yōu)異的 熱循環(huán)可靠性的焊球中的銀的含量可大于具有優(yōu)異的跌落可靠性的焊球中的銀的含量。具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性的焊球中的銀的含量可為2.5% _5%，具有優(yōu)異的跌落可靠性的焊球中的銀的含量可為0.5% -2.5%。具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性的焊球可分布在芯片的邊緣部分?？稍陔娮友b置的每個角落處形成至少兩個電連接件，所述至少兩個電連接件可具有至少一個第一焊球和與第一焊球不同的至少一個第二焊球。本發(fā)明的另一方面公開了一種混合焊球布置的形成方法，該方法包括下述步驟:在多個電連接件中的一部分電連接件上形成第一焊球；在多個電連接件中的另一部分電連接件上形成與第一焊球不同的第二焊球。第一焊球和第二焊球可具有不同的性質，其中，第一焊球可具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性，第二焊球可具有優(yōu)異的跌落可靠性。第一焊球中的銀的含量可為2.5% _5%，第二焊球中的銀的含量可為0.5% -2.5%。第一焊球可分布在芯片的邊緣部分。電子裝置的每個角落處可形成至少兩個電連接件，所述至少兩個電連接件可具有至少一個第一焊球和至少一個第二焊球。


通過下面結合附圖進行的對實施例的描述，本發(fā)明的上述和/或其他目的和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中:圖1是示出根據本發(fā)明第一示例性實施例的混合焊球布置的示意圖；圖2A和圖2B是示出根據本發(fā)明第一示例性實施例的混合焊球布置的形成方法的流程圖；圖3是示出根據本發(fā)明第二示例性實施例的混合焊球布置的示意圖；圖4是示出根據本發(fā)明第三示例性實施例的混合焊球布置的示意圖；圖5是示出根據本發(fā)明第四示例性實施例的混合焊球布置的示意圖。
具體實施例方式下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明，在附圖附中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本領域技術人員應當理解，僅以說明性的意義來提供這些實施例，而不應當將其解釋為限制本發(fā)明的范圍。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底的和完整的，并將把本發(fā)明的范圍充分 地傳達給本領域技術人員。圖1是示出根據本發(fā)明第一示例性實施例的混合焊球布置的示意圖。參照圖1，根據本發(fā)明第一示例性實施例的混合焊球布置包括形成在多個電連接件上的多個焊球，其中，所述多個焊球包括兩種或兩種以上的不同的焊球。雖然在圖1中示出的電連接件是形成在基板上的多個焊盤，然而本發(fā)明不限于此，電連接件可以是可以使用焊球進行連接的各種用于電連接的器件。根據本發(fā)明的一個實施例，所述多個焊球可具有不同的性質，例如，一些焊球在熱循環(huán)的環(huán)境下可具有優(yōu)異的可靠性，另一些焊球可具有優(yōu)異的跌落可靠性。根據本發(fā)明的一個實施例，具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性的焊球中的銀含量可以較高，具有優(yōu)異的跌落可靠性的焊球中的銀含量可以較低。具體地說，在一個實施例中，具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性的焊球中可包含大約2.5% -5%含量的銀，具有優(yōu)異的跌落可靠性的焊球中可包含大約0.5% -2.5%含量的銀。在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性的焊球可以包含SAC305焊料，具有優(yōu)異的跌落可靠性的焊球可以包含LF35焊料或SAC105焊料。根據本發(fā)明的另一實施例,焊球成分類型可包含Sn-Ag-Cu、Sn-Ag> Sn-Bi> Sn-Pb>Sn、Pd 等。根據本發(fā)明的一些實施例，對于不同成分的焊球，可以使用不同的助焊劑。助焊劑可促進濕潤鋪展以及去除雜質和氧化物。由于不同的焊球具有不同的熔點，因此可根據實際需要選擇高溫助焊劑或低溫助焊劑。另外，除了助焊劑之外，也可以使用焊膏，以在焊接過程中起到鏈接和潤濕鋪展/去除雜質即氧化物的作用?？赏ㄟ^蘸或刷助焊劑(或焊膏)然后再進行貼球的方式來使用助焊劑(或焊膏)，然而本發(fā)明不限于此。圖2A和圖2B是示出根據本發(fā)明第一示例性實施例的混合焊球布置的形成方法的流程圖。參照圖2A和圖2B，混合焊球布置的形成方法可包括下述步驟:在多個電連接件中的一部分電連接件上形成第一焊球(圖2A);在多個電連接件中的另一部分電連接件上形成第二焊球(圖2B)。第一焊球與第二焊球不同，并且第一焊球與第二焊球具有不同的焊球性質。第一焊球在熱循環(huán)的環(huán)境下可具有優(yōu)異的可靠性，第二焊球可具有優(yōu)異的跌落可靠性。例如，第一焊球可以與前述實施例中描述的具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性的焊球相同，第二焊球可以與前述實施例中描述的具有優(yōu)異的跌落可靠性的焊球相同。根據本發(fā)明的一個實施例，可使用印刷方法來在多個電連接件上形成分別第一焊球和第二焊球，例如，采用分步植球的方式來形成多個第一焊球和第二焊球。然而本發(fā)明不限于此，例如，還可以使用利用掩模的鍍覆方法來在多個電連接件上形成分別第一焊球和第二焊球。另外，根據本發(fā)明的其它實施例，還可以使用焊料噴射方法來在多個電連接件上形成分別第一焊球和第二焊球，例如，使用植球機來將不同的焊球形成在不同的電連接件上。雖然圖2A和圖2B中僅示出了在電連接件上形成兩種不同的焊球，然而本領域技術人員應當理解，可通過重復執(zhí)行本發(fā)明的上述步驟來形成更多種的焊球。圖3是示出根據本發(fā)明第二示例性實施例的混合焊球布置的示意圖。參照圖3，根據本發(fā)明第二示例性實施例的混合焊球布置包括形成在BGA芯片的多個焊盤上的第一焊球和第二焊球，其中，第一焊球形成在芯片(在圖3中由虛線表示)的邊緣部分，第二焊球形成在裝置的其它部分。其中，第一焊球與第二焊球不同，并且第一焊球與第二焊球具有不同的焊球性質。具體地說，第一焊球在熱循環(huán)的環(huán)境下可具有優(yōu)異的可靠性，第二焊球可具有優(yōu)異的跌落可靠性。由于芯片的邊緣是更容易出現熱循環(huán)失效的位置，因此在芯片的邊緣部分形成具有更好的熱循環(huán)可靠性的第一焊球，可以更有效地確保裝置的可靠性，從而能夠延長使用壽命。圖4是示出根據本發(fā)明第三示例性實施例的混合焊球布置的示意圖。參照圖4，根據本發(fā)明第三示例性實施例的混合焊球布置包括第一焊球和第二焊球，其中，在裝置的每個角落處具有混合的焊球。具體地說，在裝置的每個角落處形成至少兩個電連接件，其中，所述至少兩個電連接件具有至少一個第一焊球和至少一個第二焊球。第一焊球與第二焊球不同，并且第一焊球與第二焊球具有不同的焊球性質。例如，第一焊球在熱循環(huán)的環(huán)境下可具有優(yōu)異的可靠性，第二焊球可具有優(yōu)異的跌落可靠性。圖5是示出根據本發(fā)明第四示例性實施例的混合焊球布置的示意圖。參照圖5，根據本發(fā)明第四示例性實施例的混合焊球布置形成在倒裝芯片封裝件的焊盤上，所述混合焊球布置包括第一焊球和第二焊球，其中，第一焊球與第二焊球不同，并且第一焊球與第二焊球具有不同的焊球性質。例如，第一焊球在熱循環(huán)的環(huán)境下可具有優(yōu)異的可靠性，第二焊球可具有優(yōu)異的跌落可靠性。雖然在上面的實施例中示出的混合焊球布置中包括兩種不同性質的焊球，然而本發(fā)明不限于此。根據本發(fā)明的其它實施例，混合焊球布置還可包括更多種不同性質的焊球，從而確保電子裝置在更多環(huán)境下的可靠性。例如，除了溫度環(huán)可靠性和跌落可靠性之外，本發(fā)明的混合焊球布置中還可包括具有能夠提高整體結構強度的焊球。根據本發(fā)明的混合 焊球布置可以使電子裝置中的各個電連接件之間具有不同的性能，從而能夠實現較好的跌落可靠性以及溫度循環(huán)可靠性的綜合性能。因此，能夠提高電子裝置在各種環(huán)境下的可靠性。雖然已經參照特定的示例性實施例描述了本發(fā)明，然而本領域技術人員應當理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對這些實施例進行形式和細節(jié)上的各種修改和改變，本發(fā)明的范圍由權利要求書 及其等同物限定。
權利要求
1.一種混合焊球布置，所述混合焊球布置包括形成在多個電連接件上的多個焊球，其中，所述多個焊球包括兩種或兩種以上的不同的焊球。
2.如權利要求1所述的混合焊球布置，其中，所述不同的焊球具有不同的性質，其中，所述不同的焊球中的一部分焊球具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性，所述不同的焊球中的另一部分焊球具有優(yōu)異的跌落可靠性。
3.如權利要求2所述的混合焊球布置，其中，具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性的焊球中的銀的含量大于2.5%小于或等于5%，具有優(yōu)異的跌落可靠性的焊球中的銀的含量大于或等于0.5%小于2.5%。
4.如權利要求2所述的混合焊球布置，其中，具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性的焊球分布在芯片的邊緣部分。
5.如權利要求1所述的混合焊球布置，其中，在電子裝置的每個角落處形成至少兩個電連接件，所述至少兩個電連接件具有至少一個第一焊球和與第一焊球不同的至少一個第二焊球。
6.一種混合焊球布置的形成方法，該方法包括下述步驟: 在多個電連接件中的一部分電連接件上形成第一焊球； 在多個電連接件中的另一部分電連接件上形成與第一焊球不同的第二焊球。
7.如權利要求6所述的方法，其中，第一焊球和第二焊球具有不同的性質，其中，第一焊球具有優(yōu)異的熱循環(huán)可靠性，第二焊球具有優(yōu)異的跌落可靠性。
8.如權利要求7所 述的方法，其中，第一焊球中的銀的含量為大于2.5%小于或等于5%，第二焊球中的銀的含量為大于或等于0.5%小于2.5%。
9.如權利要求6所述的方法,其中,第一焊球分布在芯片的邊緣部分。
10.如權利要求6所述的方法，其中，電子裝置的每個角落處形成至少兩個電連接件，所述至少兩個電連接件具有至少一個第一焊球和至少一個第二焊球。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合焊球布置及其形成方法，所述混合焊球布置包括形成在多個電連接件上的多個焊球，其中，所述多個焊球包括兩種或兩種以上的不同的焊球。根據本發(fā)明的混合焊球布置具有高焊接可靠性。
文檔編號H01L21/60GK103219310SQ20131008480
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權日2013年3月18日
發(fā)明者魯凱, 劉海 申請人:三星半導體(中國)研究開發(fā)有限公司, 三星電子株式會社