專利名稱：具有微細間距凸塊的半導體芯片和其凸塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有微細間距凸塊的半導體芯片和其凸塊，尤其涉及一種可供卷帶式自動接合(Tape Automatic Bonding；TAB)制程中膠帶的內引腳接合的半導體芯片和凸塊。
背景技術：
凸塊技術是在半導體芯片的焊墊(bonding pad)上制作一金屬長方體，例如金凸塊，具有凸塊的所述芯片可應用于卷帶式封裝(Tape Carrier Package；TCP)、玻璃襯底封裝(Chip On Glass；COG)、薄膜覆晶封裝(Chip On Film；COF)等等之類的封裝形式。
在卷帶式自動接合(或卷帶式封裝)制程中，具有凸塊的芯片先對準一銅和聚酰亞胺(polyimide)的疊層膠帶，其中凸塊分別對應于要接合銅內引腳的位置。接著有一熱壓頭會將芯片與膠帶壓合而連接在一起。圖1為常規卷帶式封裝元件10的立體視圖。在聚酰亞胺材質的膠帶13上有銅內引腳11和外引腳12，其中內引腳11分別和芯片14上對應的凸塊15相接合。圖2為沿圖1中A-A剖面線的剖面圖。內引腳11與凸塊15以熱壓合的方式接合在一起，又膠帶13可固定內引腳11和外引腳12間的銅線路。
圖3(a)為圖1中B部分的放大示意圖。原本為長方體的凸塊15于壓合后兩側面會向外擴張，因此兩個相鄰的凸塊15中的間隙16變的很狹窄，甚至還會有短路的情形發生。圖3(b)為圖3(a)的上視圖，此圖更可說明微細間距的凸塊15遭遇凸塊變形的問題，尤其在后續封膠(encapsulation)制程中膠材非常不容易流過間隙16中最狹窄的部分，或者在長方體的角落處有渦流包空氣的現象。
綜上所述，電子封裝界急切需要一種改善上述缺陷的半導體芯片和其凸塊，藉此可提升具有微細間距凸塊的半導體芯片的封裝合格率。
發明內容
本發明的目的在于提供一種具有微細間距凸塊的半導體芯片和其凸塊，所述凸塊具有至少一寬度較大的第一區域和至少一寬度較小的第二區域，由于第二區域的寬度較小，所以和內引腳接合變形后的寬度優選地仍不會大于所述第一區域的寬度，即利于封膠的材料流過兩個變形后凸塊中的間隙，所以可避免氣泡(voids)產生。
本發明的目的在于提供一種形狀改進的凸塊，可有助于封膠材料完全覆蓋芯片表面和減小流動的阻力。
再者，本發明的另一目的在于提供一種形狀改進的凸塊，主要可降低凸塊間短路和內引腳間短路的機率。
為達到上述目的，本發明揭示一種具有微細間距凸塊的半導體芯片和其凸塊，所述凸塊可供卷帶式自動接合制程中膠帶的內引腳接合。所述半導體芯片的表面具有復數個凸塊，所述凸塊具有至少一寬度較大的第一區域和至少一寬度較小的第二區域，所述第一區域和所述第二區域的高度大致相同。所述第一區域可允許所述內引腳擺放位置的范圍于容許公差(tolerance)內而仍能正確接合。而所述第二區域因寬度較小，所以和所述內引腳接合變形后的寬度優選地仍不會大于所述第一區域的寬度。
所述凸塊呈現I字型的外觀，兩端部為寬度較大的長方體第一區域，而連接所述兩第一區域為寬度較小的第二區域，所述第二區域也為一長方體。
所述凸塊呈現圓柱體的外觀，中間以直徑為中心的帶狀部分為寬度較大的第一區域，而位于所述對準區域兩側為寬度較小的弦狀第二區域。
圖1為常規卷帶式封裝元件的立體視圖；圖2為沿圖1中A-A剖面線的剖面圖；圖3(a)為圖1中B部分的放大示意圖；圖3(b)為圖3(a)的上視圖；圖4為本發明具有微細間距凸塊的半導體芯片的部分立體視圖；圖5為本發明具有微細間距凸塊與內引腳接合后的示意圖；和圖6為本發明另一實施例的微細間距凸塊的上視圖；圖7為本發明另一實施例的微細間距凸塊的上視圖；和；圖8為本發明另一實施例的微細間距凸塊的上視圖。
具體實施例方式
圖4為本發明具有微細間距凸塊的半導體芯片的部分立體視圖。半導體芯片40的已形成集成電路的基材(substrate)41上有復數個凸塊42。所述凸塊42呈現I字型的外觀，兩端部為寬度較大的長方體(圖所示為長方體，其他形狀的體積也可以)第一區域421，而連接所述兩個第一區域421為寬度較小的第二區域422，又第二區域422也為一長方體，所述第一區域421和所述第二區域422的高度大致相同。第一區域421可允許所述內引腳擺放位置的范圍于容許公差內而仍能正確接合，即內引腳對準凸塊42在容許公差內仍不至于造成內引腳接合歪斜而短路。
圖5為本發明具有微細間距凸塊與內引腳11接合后的示意圖。很明顯第二區域422′被內引腳11擠壓后所產生的變形量優選地仍不會超過第一區域421的寬度，如此可確保封膠的材料仍能順利流過兩個變形后凸塊42中的間隙，除了可避免封膠時氣泡產生，更可避免凸塊間短路的機率。
除了上述I字型的外觀的凸塊42可以達到本發明的目的外，圖6為本發明另一實施例的微細間距凸塊61的上視圖。所述凸塊42呈現沙漏狀的流線外觀，兩端部為寬度較大的第一區域611，而連接所述兩對準區域為寬度較小的區域612，又第二區域612類似一雙凹透鏡的形狀第一區域611可允許所述內引腳擺放位置的范圍于容許公差內而仍能正確接合，即內引腳對準凸塊61在容許公差內仍不至造成內引腳接合歪斜而短路和凸塊間短路的機率。
上述具有流線輪廓的凸塊61可約略減少封膠材料流動的阻力，并能避免紊流的現象發生。因此根據此一觀念延伸可得到圖7中呈圓柱狀外觀的凸塊71。凸塊71中間以直徑為中心的帶狀部分為寬度較大的第一區域712，而位于所述區域兩側為寬度較小的弦狀第二區域711。縱使寬度較大的第一區域712因加壓而變形，仍僅占兩個凸塊71中的間隙的一小部分，相較于常規長方體凸塊變形后造成狹長的咽喉帶而嚴重影響流體經過。兩側弦狀第二區域711對于流體的進入和流出確實有很大的幫助，并能有效避免渦流包空氣的現象。
除了選擇將圓柱狀凸塊71排列在約略一直線上，還可將半導體芯片80上的凸塊82排列成為交錯的形式，如圖8所示。如此可縮短兩個相鄰凸塊82的中心間距，但所述相鄰凸塊82的圓周間最小縫隙寬度卻不會變得更小，甚至還比圖7中最小縫隙寬度更大。即更有利于封膠材料通過，而能有效避免包空氣的氣泡產生。
本發明的技術內容和技術特點已揭示如上，然而所屬領域的技術人員仍可能基于本發明的教示和揭示而作種種不背離本發明精神的替換和修改。因此，本發明的保護范圍應不限于實施例所揭示的內容，而應包括各種不背離本發明的替換和修改，并為所附的權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種具有微細間距凸塊的半導體芯片，所述凸塊可供卷帶式自動接合制程中內引腳接合，包含一已形成集成電路的基材；和復數個凸塊，設于所述基材上，其包括至少一第一區域；和至少一第二區域，所述第二區域的寬度小于所述第一區域的寬度。
2.根據權利要求1所述的具有微細間距凸塊的半導體芯片，其中所述第二區域因其寬度較小，所以和所述內引腳接合變形后的寬度優選地仍不會大于所述對準區域的寬度。
3.根據權利要求1所述的具有微細間距凸塊的半導體芯片，其中所述凸塊具有兩個所述第一區域和一個所述第二區域，兩個所述第一區域分別位于兩端部，又所述第二區域連接所述兩個第一區域。
4.根據權利要求1所述的具有微細間距凸塊的半導體芯片，其中所述凸塊具有一個所述第一區域和兩個所述第二區域，兩個所述第二區域分別位于兩端部，又所述第一區域連接所述兩第一區域。
5.根據權利要求1所述的具有微細間距凸塊的半導體芯片，其中所述凸塊呈交錯狀排列于所述基材上。
6.根據權利要求1所述的具有微細間距凸塊的半導體芯片，其中所述凸塊分別排列于至少兩列直線上，且設于所述兩列直線上的所述凸塊交錯出現。
7.一種凸塊，包含至少一第一區域；和至少一第二區域，所述第二區域的寬度小于所述第一區域的寬度。
8.根據權利要求7所述的凸塊，其中所述凸塊具有兩個所述第一區域和一個所述第二區域，兩個所述第一區域分別位于兩端部，又所述第二區域連接所述兩個第一區域。
9.根據權利要求7所述的凸塊，其中所述凸塊具有一個所述第一區域和兩個所述第二區域，兩個所述第二區域分別位于兩端部，又所述第一區域連接所述兩區域。
10.根據權利要求9所述的凸塊，其中所述凸塊呈一圓柱型外觀。
全文摘要
本發明揭示一種具有微細間距凸塊的半導體芯片和其凸塊，所述凸塊可供卷帶式自動接合制程中膠帶的內引腳接合。所述半導體芯片的表面具有復數個凸塊，所述凸塊具有至少一寬度較大的第一區域和至少一寬度較小的第二區域，所述第一區域和所述第二區域的高度大致相同。所述第一區域可允許所述內引腳擺放位置的范圍于容許公差(tolerance)內而仍能正確接合。而所述第二區域因寬度較小，所以和所述內引腳接合變形后，所述凸塊的寬度優選地仍不會大于所述第一區域的寬度。
文檔編號H01L23/482GK101064290SQ20061007893
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月27日 優先權日2006年4月27日
發明者黃敏娥, 劉光華, 王國銉 申請人:南茂科技股份有限公司, 百慕達南茂科技股份有限公司