发明名称 形成微间距焊球的方法及其形成之装置
摘要 揭露一种用来形成具有较大间隔的焊球,以及包含此种焊球的电子装置的方法。在该方法中,外加诸如银或金的可融性金属层于焊接金相垫层与随后形成的焊接凸块之间,这允许形成焊接金相垫层在沉积焊材于光阻层形成的窗口内之前。本发明允许未满充填焊材窗口,以取代传统方法中通常必要的过量充填。
申请公布号 TW407083 申请公布日期 2000.10.01
申请号 TW088102387 申请日期 1999.02.11
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 温英男;孔令臣;卢思维;汪若蕙
分类号 B23K10/00 主分类号 B23K10/00
代理机构 代理人
主权项 1.一种形成焊球的方法,包括以下步骤:提供一预先处理过的电子基体,其表面形成有焊垫,该焊垫除了用于接受焊球的部份外均以绝缘层覆盖;沉积一层焊接金相垫层于前述基体之上;定义前述焊接金相垫层并移除该层与前述焊垫有重叠之区域以外的地方;沉积一可融性金属层于前述绝缘层和焊接金相垫层之上;沉积一光阻层于前述可融性金属层之上;定义前述光阻层并打开一窗口以曝露出覆盖前述焊垫的前述可融性金属层之一区域;沉积一焊材于前述可融性金属层上之前述窗口;以及加热前述焊材到至少前述焊材的回焊温度,以形成球并融取前述可融性金属层融入该球。2.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述焊接金相垫层包括一附着层、阻障层和一润湿层。3.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述焊接金相垫层是由钛/铜,氮化钛/铜,铬/镍,铝/镍/铜及铬/铬铜/铜/金所组成的群组中选出。4.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述沉积的可融性金属层是银或金。5.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述可融性金属层沉积厚度介于约100至2000A间。6.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述可融性金属藉由溅镀或蒸镀技术沉积。7.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中沉积在前述光阻层中前述窗口的前述焊接物质,其厚度比光阻层薄。8.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中的焊接材料藉由电镀技术沉积。9.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中用以的沉积焊接物质所用的技术是自电镀、网版印刷及物理气相沉积所组成的群组中选出。10.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述沉积焊接物质富含锡和铅。11.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述沉积的焊接物质是自63/37锡/铅,5/95锡/铅,60/40锡/铅,3/97锡/铅所组成之群组中选出。12.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,更包括移去前述光阻层之步骤。13.根据申请专利范围第1项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述之光阻层包括一环氧树脂为基础的光阻物质及一聚亚醯胺为基础的光阻物质。14.根据申请专利范围第13项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述之光阻层不从前述电子基体被去除。15.一种形成微间距焊接凸块的方法,包括以下步骤:提供一预先处理过的电子基体,其表面形成有焊垫,该焊垫除了用于接受焊球的中央部份外均以绝缘层覆盖;沉积一层焊接金相垫层于前述基体之上;沉积第一光阻层于前述焊接金相垫层之上;图案定义前述第一光阻层并移除焊接金相垫层与前述焊垫重叠区域以外的地方;沉积一可融性金属层于前述电子基体之上;沉积第二光阻层于前述可融性金属层之上;图案定义前述第二光阻层并开启窗口曝露出覆盖前述焊垫区域之前述可融性金属层之一区域;电镀沉积焊材进入前述可融性金属层之前述窗口内;移除前述光阻层;以及加热前述焊材到至少前述焊材的回焊温度以形成焊接凸块并融化前述可融性金属层进入前述焊接凸块。16.根据申请专利范围第15项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述焊接金相垫层包括一扩散阻障层,及一附着层及润湿层。17.根据申请专利范围第15项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述焊接金相垫层是自钛/铜、氮化钛/铜,铬/镍,铝/镍/铜及铬/铬铜/铜/金之群组中选出。18.根据申请专利范围第15项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述可融性金属层藉由溅镀或蒸镀沉积至厚度介于约100到2000A间。19.根据申请专利范围第15项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述沉积的可融性金属层是银或金。20.根据申请专利范围第15项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述第二光阻层的厚度比前述第一光阻层的厚度大,且用于接受焊材层于其窗口内至一厚度小于第二光阻层之厚度。21.根据申请专利范围第15项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述焊材藉由网版印刷的方法沉积于前述窗口中。22.根据申请专利范围第15项所述形成微间距焊接凸块的方法,其中前述沉积的焊材包括锡和铅。23.一种于电子基体上形成的焊接凸块结构,包括:一预先处理过的的基体,其拥有一上表面;一焊垫于前述上表面上;一焊接金相垫层于前述焊垫上;以及一焊球,紧密地接合前述焊接金相垫层而形成一个介面于其间,前述介面包括银或金之可融性金属的原子。24.根据申请专利范围第23项所述于电子基体上形成的焊接凸块结构,其中前述焊接金相垫层包括一扩散阻障层,一附着层及润湿层。25.根据申请专利范围第23项所述于电子基体上形成的焊接凸块结构,其中前述焊接金相垫层是自钛/铜,氮化钛/铜,铬/镍,铝/镍/铜及铬/铬铜/铜/金之群组中选出。26.根据申请专利范围第23项所述于电子基体上形成的焊接凸块结构,其中前述焊球包括锡和铅。27.根据申请专利范围第23项所述于电子基体上形成的焊接凸块结构,其中在介面之前述银或金原子是藉沉积于前述焊接金相垫层与前述焊球间的可融性金属层所形成。图式简单说明:第一图A所示是在传统的半导体结构最上层之焊垫及保护层的放大横截面剖视图。第一图B所示是在第一图A的传统半导体结构上,形成一焊接金相层的放大横截面剖视图。第一图C所示是在第一图B的传统半导体结构上,沉积一光阻层并经由微影蚀刻方式以形成焊材欲沈积区域的放大横截面剖视图。第一图D所示是在第一图C的传统半导体结构上,沉积焊材于窗口内以形成焊球的放大横截面剖视图。第一图E所示是在第一图D的传统半导体结构上,经湿蚀刻制程后将光阻层去除的放大横截面剖视图。第一图F所示是在第一图E的传统半导体结构上,蚀刻露出的焊接金相垫层并且回焊焊接凸块成焊球后的放大横截面剖视图。第一图G所示是在说明第一图D传统半导体结构上,焊接凸块的相对大小。第一图H所示是在说明第一图G中焊接凸块底部及上面相对面积的放大早面视图。第二图A所示为有焊垫及保护层于其表面的本发明半导体结构放大横截面剖视图。第二图B所示是在第二图A的本发明半导体结构上,沉积焊接金相垫层,且在焊垫上进行图案定义的放大横截面剖视图。第二图C所示是在第二图B的本发明半导体结构上,沉积一可融性金属层的放大横截面剖视图。第二图D所示是在第二图C的本发明半导体结构上,沉积一光阻层,并形成焊接凸块欲沈积区域之位置(窗口)的放大横截面剖视图。第二图E所示是在第二图D的本发明半导体结构上,将焊材填入窗口区的放大横截面剖视图。第二图F所示是在第二图E的本发明半导体结构上,焊接凸块经回焊成焊球且可融性金属融入焊材的放大横截面剖视图。第三图所示为本发明所制作的焊接凸块与以传统方式制作之焊接凸块的放大之横截面图。2(r1-r3)为本发明所缩小的间距。
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