打線結構及其製作方法
2023-10-04 08:37:29 3
專利名稱：打線結構及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種打線結構，尤其涉及半導體元件的打線結構及其製作方法， 可有效避免在打線過程當中所產生的高溫對晶片造成損害。
背景技術：
圖1所示為現有的打線結構的側視圖。傳統的打線結構10包括有一基板11 及一晶片13，其中晶片13設置於基板11的上表面，且晶片13包括有一主動表 面131及一背面133。晶片13的主動表面131上設置有一焊墊15,並透過一焊 球171及一導電線173進行焊墊15與一導電部19的連接。
在打線結構10的製作過程中，晶片13設置在基板11的上表面，並透過粘 合層12進行連接，例如，晶片13的背面133透過粘合層12與基板11的上表 面相連接。此外，亦可以透過焊針18於焊墊15上形成焊球171，並以焊針形成 導電線173以連接焊球171及導電部19。
一般而言，焊球171及導電線173兩者都是由銅製成的，藉此將有利於降 低打線結構10的製作成本。然而，在焊球171及導電線173的設置過程中，將 有可能會對晶片13或焊墊15的結構造成影響，例如，當焊球171及導電線173 是由銅所構成時，在焊墊15上設置焊球171時將會產生高溫，且高溫會經由焊 墊15傳遞至晶片13,使得晶片13或焊墊15遭到損害，並進一步造成打線結構 10的良率下降。
發明內容
本發明的主要目的，在於提供一種打線結構，其中焊墊及焊球之間增設有 一凸塊，使得焊球不會與晶片及/或焊墊直接接觸，藉此將可有效避免在打線的 製造過程中對晶片及/或焊墊造成損害。
本發明的次要目的，在於提供一種打線結構，其中凸塊是由金所製成，由 於金的硬度遠低於銅、錫或鋁等材質，因此可有效避免晶片的構造或功能在打線的製造過程中造成損害。
本發明的又一目的，在於提供一種打線結構，其中凸塊設置在焊墊及焊球 之間，藉此將可以增加焊球與焊墊之間的間距，而有利於提高打線結構的產品 良率。
本發明的又一目的，在於提供一種打線結構的製作方法，其主要是透過焊 針進行焊球及導電線的設置，並有利於打線的加工效率的提升。
本發明的又一目的，在於提供一種打線結構的製作方法，其主要是在焊墊 上形成金製成的凸塊，之後再於凸塊上形成焊球及導電線，藉此將可避免焊球 直接與焊墊接觸。
為達成上述目的，本發明提供一種打線結構，包括有 一晶片，包括有一 第一表面及一第二表面； 一焊墊，設置於晶片的第一表面上； 一凸塊，設置於 焊墊上，且凸塊內包括金； 一焊球，設置在凸塊上；及一導電線，用以連接焊 球及一導電部。
本發明還提供一種打線結構，包括有至少一第一焊墊，設置於一第一芯 片上；至少一第二焊墊，設置於一第二晶片上； 一第一凸塊，設置於第一焊墊 上； 一第二凸塊，設置於第二焊墊上，且第一凸塊及第二凸塊內都包括金；一 焊球，設置於第一凸塊上；及一導電線，用以連接焊球及第二凸塊。
本發明還提供一種打線結構的製作方法，其中打線結構包括有一晶片，而 晶片上設置有一焊墊，並包括有以下步驟於焊墊上形成一凸塊，且凸塊內包 括金；於凸塊上形成一焊球；及形成一導電線，並以導電線連該焊球及一導電
恕 木。
圖1為現有的打線結構的側視圖2為本發明打線結構一較佳實施例的側視圖3A至圖3C分別為本發明打線結構一實施例的製作方法流程圖4為本發明打線結構又一實施例的側-純圖5為本發明打線結構又一實施例的側視圖6為本發明打線結構又一實施例的側視圖7A至圖7D分別為本發明打線結構又一實施例的製作方法流程圖； 圖8為本發明打線結構又一實施例的側視圖。附圖標記說明10-打線結構；11-基板；12-粘合層；13-晶片；131-主動表面；133-背面；15-焊墊；171 -焊球；173-導電線；18-焊針；19-導電部；20-打線結構；200-打線結構；21-基板；22-粘合層；23-晶片； 231-第一表面；233 -第二表面；25 -焊墊；26-凸塊；27-導線；271 -焊球； 273 -導電線；281-焊針；283 -焊針；29-導電部；30-打線結構；331-第 一晶片；333 -第二晶片；351-第一焊墊；353 -第二焊墊；361-第一凸塊； 363 -第二凸塊；365 -凸塊；37-導線；371 -焊球；373 -導電線；381-焊針； 383 -焊針；40-打線結構；411-基板；413-導電架；43-晶片；431-第一 表面；433 -第二表面；45-焊墊；46-凸塊；471 -焊球；473 -導電線；49-導電部。
具體實施例方式
以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。
圖2為本發明打線結構一較佳實施例的側視圖。如圖所示，打線結構20包 括有一晶片23，該晶片23主要是透過導電線273與導電部29相連接。此外， 晶片23包括有一第一表面231及一第二表面233，其中第一表面231可為主動 表面，而第二表面233則是背面。
晶片23的第一表面231上設置有至少一焊墊25，並於焊墊25上設置有一 凸塊26,其中凸塊26內包括金或是由金所製成。凸塊26上設置有一焊球271, 並可透過一導電線273進行導電部29及焊球271的連接。
在本發明另一實施例中焊球271及導電線273可由相同材質所製成，例如 銅、錫或鋁等。由於凸塊26內包括金，且金的硬度遠低於銅、錫及鋁等材質， 藉此在設置凸塊26的過程中將不會對焊墊25及/或晶片23造成損害。由於焊球 271是設置在凸塊26的上方，且不會與焊墊25及/或晶片23接觸，因此在將焊 球271及導電線273設置在凸塊26的過程中，將不會如現有構造一般對晶片23 及/或焊墊25的結構及功能造成影響。
圖3A至圖3C分別為本發明打線結構一實施例的製作方法流程圖。如圖所 示，晶片23的第一表面231上設置有一焊墊25，並於焊墊25上設置有一凸塊 26,其中凸塊26可以金屬擴散的超音波振動技術(ultrasonic vibration of metal diffusion technology)進行設置。例如可透過焊針281在焊墊25上設置凸塊26, 且凸塊26的材質包括金或是由金所組成，如圖3A所示。在不同實施例中也可以電鍍的方式將凸塊26設置在焊墊25上。
之後可透過焊針283在凸塊26上設置焊球271,如第3B圖所示。例如焊 針283內設置有一導線27,並使得導線27穿過焊針283。導線27的其中一端 凸出於焊針283,並可以氫焰(hydrogen torch)或放電(electrical discharge)等方式 加熱凸出焊針283的導線27並使的熔化。焊針283可用以對熔化的導線27施 加壓力，使得熔化的導線27壓迫凸塊26,並在凸塊26上形成焊球271。
焊針283也可用來形成導電線273，並以導電線273連接焊球271及導電部 29,如圖3C所示。例如在凸塊26上形成焊球271後，可將焊針283由凸塊26 移動至導電部29，並以導線27對導電部29施加壓力，使得導線27與導電部 29相連接，藉此將可以在凸塊26及導電部29之間形成一導電線273。在本發 明實施例中，導線27可以是銅線、錫線或鋁線等，則焊球271與導電線273是 由銅、錫或鋁等材料所製成。
在打線的過程中還可以對晶片23、焊墊25及導電部29進行加熱而有利於 熔化導線27。焊針283可包括有一超音波振動單元，並可以透過超音波振動單 元形成焊球271及導電線273。此外也可將金屬擴散技術(metal diffusion technology)應用在焊針283上，以完成焊球271及導電線273的設置。
凸塊26內部包括金或由金所製成，由於金的硬度遠低於銅、錫或鋁等材質， 並可避免在將凸塊26設置在焊墊25的過程中對晶片23及/或焊墊25造成影響。 此外，設置在焊墊25上的凸塊26還可以具有緩衝的功用，使得焊球271不會 與晶片23及/或焊墊25直接接觸，並可以保護晶片23及/或焊墊25,同時可避 免製造過程中的高溫對晶片23及/或焊墊25造成損壞。
在本發明另一實施例中，也可將晶片23設置在基板21的上表面。例如可 使得晶片23的第二表面233經由粘合層22與基板21的上表面連接，而導電部 29則可以設置在同一個基板21或不同的基板上。此外，本發明所述的基板21 還可以是導電架(leadframe),並將晶片23及/或導電部29設置在導電架上。
圖4為本發明打線結構又一實施例的側視圖。如圖所示，打線結構200包 括有一晶片23及一基板21，其中晶片23可以透過粘合層22與基板21相連接。 此外晶片23包括有一第一表面231及一第二表面233,第一表面231可以是主 動表面，第二表面233則是背面。
導電部29可以設置在基板21上，而焊墊25則設置在晶片23的第一表面 231。凸塊26包括金或是由金所製成，並設置在焊墊25上，此外亦可於凸塊26上形成一焊球271，並以一導電線273完成焊球271與導電部29的連接。
圖5為本發明打線結構又一實施例的側視圖。如圖所示，打線結構30包括 有一相連接的第一晶片331及第二晶片333。並於第一晶片331上設置有至少一 第一焊墊351,而第二晶片333上則設置有至少一第二焊墊353。
第一焊墊351及第二焊墊353上分別設置有一第一凸塊361及一第二凸塊 363,其中第一凸塊361及第二凸塊363都包括金或是由金所製成。第二凸塊363 上設置有一凸塊365,而第一凸塊361上則設置有一焊球371,並透過一導電線 373進行焊球371及凸塊365之間的連接，其中焊球371及凸塊365都由銅、錫 或鋁所製成。
在本發明不同實施例中，設置在第二凸塊363上的凸塊365可以省略，借 此焊球371將會透過導電線373直接與第二凸塊363進行連接，如圖6所示。
圖7A至圖7D分別為本發明打線結構又一實施例的製作方法流程圖。如圖 所示，第一焊墊351及第二焊墊353分別設置在第一晶片331及第二晶片333 上。之後可以透過焊針381於第一焊墊351上形成第一凸塊361,並於第二焊墊 353上形成第二凸塊363,其中第一凸塊363及第二凸塊363都包括金或是由金 所製成，如圖7A所示。
在完成第一凸塊361及第二凸塊363的設置後，可再以焊針383於第二凸 塊363上形成凸塊365,如圖7B所示。此外焊針383也可用來在第 一凸塊361 上形成焊球371,其中凸塊365及焊球371都可由銅、錫或鋁所製成，如圖7C 所示。
在於第一凸塊361上完成焊球371的設置後，可將焊針383由第一凸塊361 移動至凸塊365。其中焊針383內設置有導線37，並可以焊針383將導線37相 對於凸塊365施加壓力，使得導線37與凸塊365相連接，藉此在第一晶片331 及第二晶片333之間形成導電線373,如圖7D所示。此外，導線37可為銅線、 錫線或鋁線等，而焊球371、導電線373及/或凸塊365是由銅、錫或鋁等材料 所製成。
圖8為本發明打線結構又一實施例的側;觀圖。如圖所示，打線結構40包括 有一與導電部49相連接的晶片43，其中晶片43可以被設置在基板411上，而 導電部49則被設置在導電架413上。晶片43包括有一第一表面431及一第二 表面433,且第 一表面431為主動表面，第二表面433則為背面。
晶片43的第一表面431上設置有至少一焊墊45,並於焊墊45上設置有一凸塊46，且凸塊46包括金或是由金所製成。凸塊46上尚設置有一焊球471, 並可透過一導電線473進行導電部49及焊3求471之間的連4妄。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，對本發明而言僅僅是說明性的，而非 限制性的。本專業技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍內可 對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種打線結構，其特徵在於包括有一晶片，包括有一第一表面及一第二表面；一焊墊，設置於該晶片的第一表面上；一凸塊，設置於所述焊墊上，且所述凸塊內包括金；一焊球，設置在所述凸塊上；及一導電線，用以連接所述焊球及一導電部。
2. 如權利要求1所述的打線結構，其特徵在於包括有一基板用以連接該芯 片的第二表面。
3. 如權利要求1所述的打線結構，其特徵在於所述焊球及所述導電線是由 相同的材質所製成。
4. 如權利要求3所述的打線結構，其特徵在於所述焊球及所述導電線的材 質為銅、錫或鋁。
5. 如權利要求1所述的打線結構，其特徵在於所述焊球及所述導電線是透 過一焊針所形成。
6. 如權利要求1所述的打線結構，其特徵在於所述晶片的第一表面為一主 動表面。
7. —種打線結構，包括有 至少一第一焊墊，設置於一第一晶片上； 至少一第二焊墊，設置於一第二晶片上；一第一凸塊，設置於所述第一焊墊上；一第二凸塊，設置於所述第二焊墊上，且所述第一凸塊及所述第二凸塊內 都包括金；一焊球，設置於所述第一凸塊上；及 一導電線，用以連接所述焊球及所述第二凸塊。
8. 如權利要求7所述的打線結構，其特徵在於包括有一凸塊設置於所述第 二凸塊上，且所述導電線透過所述凸塊與所述第二凸塊相連接。
9. 如權利要求7所述的打線結構，其特徵在於所述焊球及所述導電線是由 相同的材質所製成。
10. 如權利要求9所述的打線結構，其特徵在於所述焊球及所述導電線的材質為銅、錫或鋁。
11. 如權利要求7所述的打線結構，其特徵在於所述焊球及所述導電線是 透過一焊針所形成。
12. —種打線結構的製作方法，其特徵在於所述打線結構包括有一晶片，而所述晶片上設置有一焊墊，並包括有以下步驟於所述焊墊上形成一凸塊，且所述凸塊內包括金； 於所述凸塊上形成一焊球；及形成一導電線，並以所述導電線連接所述焊球及一導電架。
13. 如權利要求12所述的製作方法，其特徵在於包括有以下步驟以一焊 針形成所述焊球及所述導電線。
14. 如權利要求12所述的製作方法，其特徵在於所述焊球及所述導電線的 材質為銅、錫或鋁。
15. 如權利要求12所述的製作方法，其特徵在於所述凸塊是以電鍍的方式 形成。
16. 如權利要求12所述的製作方法，其特徵在於所述凸塊是以一焊針並透 過金屬擴散的方式形成。
17. —種打線結構，包括有 一基板；一導電部，設置於所述基板上；一晶片，設置於所述基板上，且所述晶片包括有一第一表面及一第二表面；一焊墊，設置於所述晶片的第一表面上；一凸塊，設置於所述焊墊上，且所述凸塊內包括金；一焊球，設置於所述凸塊上；及一導電線，用以連接所述導電部及所述焊球。
18. 如權利要求17所述的打線結構，其特徵在於包括有一粘合層設置於所 述基板及所述晶片之間。
全文摘要
本發明涉及一種打線結構，尤其涉及半導體元件的打線結構及其製作方法，主要包括有一晶片，且該晶片透過一導電線與一導電部相連接，其中晶片的主動表面上設置有至少一焊墊，並於焊墊上設置有一凸塊，且該凸塊的組成材料包括金，此外，凸塊上還設置有一焊球，藉由焊墊及凸塊的設置可將焊球及晶片進行隔離，並避免在打線過程當中所產生的高溫對晶片造成損害。
文檔編號H01L23/488GK101527287SQ20091013370
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月1日 優先權日2008年9月19日
發明者資重興 申請人:傑群電子科技股份有限公司