发明名称 三层/双层焊锡凸块及其制造方法
摘要 焊锡凸块乃藉由将一第一焊锡层电镀于一凸块下金属上,将具有较一第一焊锡层之熔点为高之一第二焊锡层电镀于第一焊锡层上以及将具有较第二焊锡层之熔点为低之一第三焊锡层电镀于第二焊锡层上而加以制成,该构造接着加以加热至低于第二焊锡层之熔点但本第一焊锡层与第三焊锡层的熔点之上以便至少使一些第一焊锡层与至少一些凸块下金属形成合金而围绕该第三焊锡层,因此一个三层焊锡凸块可加以制造以便围绕该焊锡凸块之外表面以及使焊锡凸块与凸块下金属形成合金而其中第一与第三层系在较第二焊锡层为低的温度之下熔解,遂容许中间层的构造得以被保留,如上述的焊锡凸块制造对于铅锡焊锡特别有效,其中该第一焊锡层系为一共熔合金之铅锡焊锡,该第二焊锡层系具有较共熔合金之铅锡焊锡铅含量为高的铅锡焊锡,而该第三焊锡层系为共熔合金之铅锡焊锡,在另一个具体实例中,该第一焊锡层之外部凸块下金属层的厚度及/或组成可加以选择以便在加热时能自第一焊锡层有足够的锡可以与至少一部份的外部凸块下金属层形成合金,如此则该第一焊锡层系加以转变成为具有与第二焊锡层铅含量相同之一第四焊锡层,因而可提供双层焊锡凸块。
申请公布号 TW507300 申请公布日期 2002.10.21
申请号 TW090111185 申请日期 2001.05.10
申请人 联合电子公司 发明人 格林A 雷尼
分类号 H01L21/44 主分类号 H01L21/44
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种形成一焊锡凸块之方法,包含:将一第一焊锡层电镀于一凸块下金属上;将具有较一第一焊锡层之熔点为高之一第二焊锡层电镀于第一焊锡层上;将具有较第二焊锡层之熔点为低之一第三焊锡层电镀于第二焊锡层上;以及加热至低于第二焊锡层之熔点但在第一焊锡层与第三焊锡层的熔点之上以便至少使一些第一焊锡层与至少一些凸块下金属形成合金而围绕该第三焊锡层。2.如申请专利范围第1项之方法:其中电镀一第一焊锡层的步骤包含将包括共熔合金铅锡焊锡之一第一焊锡层电镀于一凸块下金属上;其中电镀一第二焊锡层的步骤包含将包括具有较一第一焊锡层之熔点为高之一第二焊锡层电镀于第一焊锡层上;以及其中电镀一第三焊锡层的步离包含将包括共熔合金铅锡焊锡之一第三焊锡层电镀于第二焊锡层上。3.如申请专利范围第2项之方法,其中该凸块下金属包括一含铜的外层而且其中该加热步骤包含:加热以便自第一焊锡层能有足够的锡可以与至少一部份包含铜的外部层形成合金,如此则该第一焊锡层系加以转变成为具有与第二焊锡层铅含量相同之一第四焊锡层。4.如申请专利范围第2项之方法,其中该凸块下金属包括含铜之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有至少一部份锡与至少一部份包含铜的外部层形成合金,如此则该第一焊锡层系加以转变成为具有较共熔合金焊锡铅含量为高之一第四焊锡层。5.如申请专利范围第2项之方法,其中该凸块下金属包括含铜之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有足够的锡与该外部层中之所有的铜形成合金,如此则该第一焊锡层系加以转变成为具有与第二焊锡层铅含量相同之一第四焊锡层。6.如申请专利范围第2项之方法,其中该凸块下金属包括含铜之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有至少一部份锡与该外部层中之所有的铜形成合金,如此则该外部层系加以转变成为铜锡合金且第一焊锡层系加以转变成为具有较共熔合金焊锡铅含量为高之一第四焊锡层。7.如申请专利范围第2项之方法,其中该凸块下金属包括含铜之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有一些锡与该外部层中之所有的铜形成合金,如此则该外部层系加以转变成为铜锡合金且第一焊锡层系加以转变成为具有与第二焊锡层铅含量相同之一第四焊锡层。8.如申请专利范围第2项之方法,其中该凸块下金属包括一含镍的外层而且其中该加热步骤包含:加热以便自第一焊锡层能有足够的锡可以与至少一部份包含镍的外部层形成合金,如此则该第一焊锡层系加以转变成为具有与第二焊锡层铅含量相同之一第四焊锡层。9.如申请专利范围第2项之方法,其中该凸块下金属包括含镍之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有至少一部份锡与至少一部份包含镍的外部层形成合金,如此则该第一焊锡层系加以转变成为具有较共熔合金焊锡铅含量为高之一第四焊锡层。10.如申请专利范围第2项之方法,其中该凸块下金属包括一含镍的外层而且其中该加热步骤包含:加热以便自第一焊锡层能有足够的锡可以与含镍的所有外部层形成合金,如此则该第一焊锡层系加以转变成为具有与第二焊锡层铅含量相同之一第四焊锡层。11.如申请专利范围第1项之方法:其中电镀一第一焊锡层的步骤包含将含有约3000埃厚度的共熔合金铅锡焊锡之一第一焊锡层电镀于一凸块下金属上;其中电镀一第二焊锡层的步骤包含将含有具有较共熔合金铅锡焊锡的铅含量为高之一第二焊锡层电镀于该第一焊锡层上;且其中电镀一第三焊锡层的步骤包含将含有共熔合金铅锡焊锡之一第三焊锡层电镀于第二焊锡层上。12.如申请专利范围第11项之方法,其中该凸块下金属包括含约5000埃厚度的铜之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有一些锡与该外部层中之所有5000埃厚度的铜形成合金,如此则该外部层系加以转变成为铜锡合金且第一焊锡层系加以转变成为具有与第二焊锡层铅含量相同之一第四焊锡层。13.如申请专利范围第1项之方法:其中电镀一第二焊锡层的步骤包含将约40微米厚度之一第二焊锡层电镀于该第一焊锡层上;且其中电镀一第三焊锡层的步骤包含将约10微米厚度之一第三焊锡层电镀于第二焊锡层上。14.如申请专利范围第1项之方法:其中电镀一第一焊锡层的步骤包含将含有约3000埃厚度的之一第一焊锡层电镀于包括一约5000埃厚度铜的外部层之一凸块下金属上;其中电镀一第二焊锡层的步骤包含将约40微米厚度之一第二焊锡层电镀于该第一焊锡层上;且其中电镀一第三焊锡层的步骤包含将约10微米厚度之一第三焊锡层电镀于第二焊锡层上。15.一种形成一焊锡凸块之方法,包含:于一凸块下金属上形成约3000埃厚之一第一电镀焊锡层,位于该第一焊锡层上具有较一第一焊锡层之熔点为高厚度约40微米之一第二焊电镀焊锡层以及至少约10微米厚具有较第二焊锡层之熔点为低之一第三电镀焊锡层;以及加热至该第二焊锡层的熔点之下但在第一焊锡层与第三焊锡层的熔点之上。16.如申请专利范围第15项之方法,其中该形成步骤包含:将约3000埃厚之一第一焊锡层电镀于一凸块下金属上;将厚度约40微米而具有较该第一焊锡层之熔点为高之一第二焊锡层电镀于该第一焊锡层上;以及将至少约10微米厚具有较第二焊锡层之熔点为低之一第三焊锡层电镀于第二焊锡层上。17.如申请专利范围第15项之方法:其中该第一焊锡层包含共熔合金铅锡焊锡;其中该第二焊锡层包含具有较共熔合金铅锡焊锡为高的铅含量;且其中该第三焊锡层包含共熔合金铅锡焊锡。18.如申请专利范围第17项之方法,其中该凸块下金属包括含铜之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有足够的锡与至少一些含铜的外部层形成合金,如此则该第一焊锡层系加以转变成为具有与第二焊锡层铅含量相同之一第四焊锡层。19.如申请专利范围第17项之方法,其中该凸块下金属包括含铜之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有至少一些锡与该外部层中之所有的铜形成合金,如此则该外部层系加以转变成为铜锡合金且第一焊锡层系加以转变成为具有较共熔铅锡合金铅含量为高之一第四焊锡层。20.如申请专利范围第17项之方法,其中该凸块下金属包括含铜之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有一些锡与该外部层中之所有的铜形成合金,如此则该外部层系加以转变成为铜锡合金且第一焊锡层系加以转变成为具有与第二焊锡层铅含量相同之一第四焊锡层。21.如申请专利范围第17项之方法,其中该凸块下金属包括含镍之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有足够的锡与含镍的至少一部份外部层形成合金,如此则该第一焊锡层系加以转变成为具有较共熔合金铅锡焊锡铅含量为高之一第四焊锡层。22.如申请专利范围第17项之方法,其中该凸块下金属包括含镍之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有至少一些锡与含镍的至少一部份外部层形成合金,如此则该第一焊锡层系加以转变成为具有较共熔合金铅锡焊锡铅含量为高之一第四焊锡层。23.如申请专利范围第17项之方法,其中该凸块下金属包括含镍之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有足够的锡与至少一部份含镍的外部层形成合金,如此则该第一焊锡层系加以转变成为具有与第二焊锡层铅含量相同之一第四焊锡层。24.如申请专利范围第17项之方法,其中该凸块下金属包括含约5000埃厚的铜之一外部层且其中该加热步骤包含:加热以便使来自第一焊锡层能有一些锡与该外部层中之约5000埃厚的铜形成合金,如此则该外部层系加以转变成为铜锡合金且第一焊锡层系加以转变成为具有与第二焊锡层铅含量相同之一第四焊锡层。25.一种焊锡凸块构造,包含:一凸块下金属;位于一凸块下金属上之一第一电镀焊锡层;位于该第一焊锡层上具有较一第一焊锡层之熔点为高之一第二焊电镀焊锡层;以及位于该第二焊锡层上具有较第二焊锡层之熔点为低之一第三电镀焊锡层。26.如申请专利范围第25项之构造,其中该第一电镀焊锡层包含共熔合金铅锡焊锡,该第二电镀焊锡层包含铅含量较共熔合金铅锡焊锡为高之铅锡焊锡以及该第三电镀焊锡层包含共熔合金铅锡焊锡。27.如申请专利范围第26项之构造,其中该凸块下金属包括含铜之一外部层。28.如申请专利范围第26项之构造,其中该凸块下金属包括含镍之一外部层。29.如申请专利范围第26项之构造,其中该第一焊锡层包含约3000埃厚度的共熔合金铅锡焊锡。30.如申请专利范围第29项之构造,其中该凸块下金属包含约5000埃厚度的铜。31.如申请专利范围第25项之构造,其中该第一焊锡层厚约3000埃,该第二焊锡层厚约40微米而第三焊锡层至少厚约10微米。32.如申请专利范围第25项之构造,其中该第一,第二与第三电镀焊锡层各包括数个延伸横跨其厚度之柱型晶粒。33.如申请专利范围第25项之构造,其中该第二电镀焊锡层较第一电镀焊锡层为宽而其中第三电镀焊锡层较第二电镀焊锡层为宽。34.如申请专利范围第25项之构造,其中该焊锡凸块在邻近第三电镀焊锡层处较凸块下金属附近为宽。35.一种焊锡凸块构造,包含:一中介金属层包含一锡与铅以外之材料所形成之一合金;位于该中介金属层上之一中间焊锡层;以及具有较该中间焊锡层为低之熔点而位于中间焊锡层上之一外部焊锡层。36.如申请专利范围第35项之构造,其中该中间焊锡层包含具有较共熔合金铅锡焊锡之铅含量为高之铅锡焊锡而该外部焊锡层包含共熔合金铅锡焊锡。37.如申请专利范围第36项之构造,其中该中介金属层包含一个铅与钢的合金。38.如申请专利范围第36项之构造,其中该中介金属层包含一个铅与镍的合金。39.如申请专利范围第35项之构造,其中该中间焊锡层约40微米厚而该外部焊锡层至少约10微米厚。40.如申请专利范围第35项之构造,其中该中间焊锡层包括数个延伸横跨其厚度之柱型晶粒。41.如申请专利范围第35项之构造,其中该外部焊锡层包括一圆形的外表面。42.如申请专利范围第40项之构造,其中该外部金属层包括一圆形的外表面。43.如申请专利范围第35项之构造,其中该外部金属层较中间金属层为宽。44.如申请专利范围第35项之构造,其中该焊锡凸块构造之邻近外部金属层较邻近中间金属层为宽。45.一种焊锡凸块构造,包含:一凸块下金属;一圆形焊锡凸块;以及处于该凸块下金属与圆形焊锡凸块盖间之一焊锡凸块本体,其中该焊锡凸块在圆形焊锡凸块盖附近系较凸块下金属附近为宽。46.如申请专利范围第45项之焊锡凸块构造,其中该焊锡凸块本体的宽度从邻近凸块下金属至邻近圆形焊锡凸块处增加。47.如申请专利范围第45项之焊锡凸块构造,其中该焊锡凸块在宽度上自凸块下金属附近连续增宽至圆形焊锡凸块罩。48.如申请专利范围第45项之焊锡凸块构造,其中该凸块下金属包含一锡与除铅外之材料所成的一个中介金属,其中该焊锡凸块本体包含具有铅含量较共熔合金铅锡焊锡为高之铅锡焊锡,而其中该圆形焊锡盖包含共熔合金铅锡焊锡。图式简单说明:图1-5系为根据本发明之焊锡凸块及其制法之横剖面示图;图6-8分别地图形式地举例说明了图3-5之焊锡凸块内的铅浓度。
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