基板結構的制作方法
【專利摘要】一種基板結構，包括：具有多個電性接觸墊的基板本體、設于該電性接觸墊上的第一導電凸塊以及第二導電凸塊，該第二導電凸塊的寬度小于該第一導電凸塊的寬度，通過該第二導電凸塊相對該基板本體的高度大于該第一導電凸塊相對該基板本體的高度，以于回焊后，補償高度差。
【專利說明】
基板結構
技術領域
[0001]本發明涉及一種基板結構，特別是涉及一種具導電凸塊的基板結構。
【背景技術】
[0002]由于電子元件(如芯片、封裝基板)線寬、線距減縮，故該電子元件的各電性接觸墊之間的間距越來越狹小，且于各該電性接觸墊上形成焊錫凸塊，以經回焊(reflow)后會變成焊錫球。然而，因各該電性接觸墊之間的間距狹小，故會發生相鄰的焊錫球橋接的問題，而造成短路。
[0003]因此，遂發展出先于電性接觸墊上形成熔點較高的金屬柱(如銅、鎳)，之后再于該金屬柱上形成少量的焊錫(該焊錫是作為接著層用)，以通過于回焊時金屬柱不會熔成球狀，故此方式可用于細間距的電性接觸墊上。
[0004]現有技術中，各該電性接觸墊的直徑為相同，使其上的金屬柱的直徑相同，且形成于金屬柱上的焊錫量亦相同，故于回焊后，焊錫球的高度會達到相同高度，即共平面(coplanarity)，以避免電子元件間的接著發生可靠度的問題，其中，共平面的定義為各凸塊的高度差越小越好。
[0005]然而，隨著技術演進，為了同時滿足更多接點(即I/O)與電性探針測試的需求，故需設計較小直徑的電性接觸墊以滿足更多I/o的需求，且需設計較大直徑的電性接觸墊以利于電性探針的接觸，因此，同一電子元件上會有兩種不同大小的電性接觸墊的設計，其中，共平面的需求為大直徑凸塊的高度與小直徑凸塊的高度間的高度差需小于Sum。
[0006]如圖1A所示，現有封裝基板I包括:一具有多個電性接觸墊100a，10b的基板本體10、分別設于不同的電性接觸墊100a，10b上的第一導電凸塊11以及第二導電凸塊12。該第一導電凸塊11包含第一銅鎳層110與第一預錫銀層111，使該第一預錫銀層111設于該第一銅鎳層110上，且該第二導電凸塊12包含第二銅鎳層120與第二預錫銀層121，使該第二預錫銀層121設于該第二銅鎳層120上。其中，各該電性接觸墊100a，10b分有兩種不同直徑的尺寸類型，使該第二導電凸塊12的寬度W小于該第一導電凸塊11的寬度R，且該第二導電凸塊12相對該基板本體10的高度L等于該第一導電凸塊11相對該基板本體10的高度L0
[0007]于應用該封裝基板I中，即當該封裝基板I結合芯片(圖略)時，會回焊該第一與第二預錫銀層111，121，使該第一與第二預錫銀層111’，121’變成焊錫球，以結合該芯片，且于回焊時，該第一與第二銅鎳層110，120不會熔成球狀。
[0008]但是，因該第一導電凸塊11的寬度R與該第二導電凸塊12的寬度W不同，故厚度相同的第一與第二預錫銀層111，121于回焊后，會造成該第一導電凸塊11相對該基板本體10的高度L’與該第二導電凸塊12相對該基板本體10的高度L”高度不一致，且兩者的高度差大于8um，因而不符合共平面的需求，如圖1B所示，該第二導電凸塊12相對該基板本體10的高度L”小于該第一導電凸塊11相對該基板本體10的高度L’，如此將使該封裝基板I與芯片間的接著產生可靠度問題。
[0009]因此，如何克服上述現有技術的問題，實已成目前亟欲解決的課題。
【發明內容】
[0010]鑒于上述現有技術的種種缺點，本發明提供一種基板結構，以符合共平面的需求。
[0011]本發明的基板結構包括:基板本體，其具有多個電性接觸墊；第一導電凸塊，其設于其中一部分該電性接觸墊上，并包含至少一種導電材質；以及第二導電凸塊，其設于另一部分該電性接觸墊上，并包含至少一種導電材質，其中，該第二導電凸塊的寬度小于該第一導電凸塊的寬度，且該第二導電凸塊相對該基板本體的高度大于該第一導電凸塊相對該基板本體的高度。
[0012]前述的基板結構中，該基板結構為晶圓、芯片、中介板或封裝基板。
[0013]前述的基板結構中，該第一導電凸塊包含的導電材料為第一預焊錫層，形成該第一預焊錫層的材質包含銅、鎳、金、錫、銀及其組合的其中一者，且該第二導電凸塊包含的導電材料為第二預焊錫層，形成該第一預焊錫層的材質包含銅、鎳、金、錫、銀及其組合的其中一者。進一步地，該第一導電凸塊還包含第一金屬層，供該第一預焊錫層形成于該第一金屬層上，且該第二導電凸塊復包含第二金屬層，供該第二預焊錫層形成于該第二金屬層上。例如，該第二金屬層的厚度大于該第一金屬層的厚度；或者，該第一金屬層的熔點高于該第一預焊錫層，且該第二金屬層的熔點高于該第二預焊錫層；或者，該第一金屬層的厚度約占該第一導電凸塊的厚度為10%至90%，且該第二金屬層的厚度約占該第二導電凸塊的厚度為 10%至 90%。
[0014]前述的基板結構中，該第一導電凸塊相對該基板本體的高度為該第二導電凸塊相對該基板本體的高度的10%至90%。
[0015]由上可知，本發明的基板結構中，主要通過第一導電凸塊相對該基板本體的高度小于第二導電凸塊相對該基板本體的高度，以于回焊后，補償高度差，以符合共平面的需求。
【附圖說明】
[0016]圖1A為現有封裝基板的#lj視不意圖；
[0017]圖1B為現有基板結構后續回焊制造方法后的剖視示意圖；
[0018]圖2A為本發明的基板結構的第一實施例的剖視示意圖；
[0019]圖2B為本發明的基板結構的第一實施例后續回焊制造方法后的剖視示意圖；
[0020]圖2B’為本發明的基板結構的第二實施例的剖視示意圖；
[0021]圖3為圖2B的基板結構進行回焊制造方法的具體情況的剖視示意圖；以及
[0022]圖4為本發明的基板結構的第二實施例后續回焊制造方法后的具體情況的剖視示意圖。
[0023]附圖標記說明:
[0024]I封裝基板
[0025]10, 20基板本體
[0026]100a, 100b, 200a, 200b 電性接觸墊
[0027]11,21,21’第一導電凸塊
[0028]110第一銅鎳層
[0029]111,111’第一預錫銀層
[0030]12,22,22’第二導電凸塊
[0031]120第二銅鎳層
[0032]121,121’第二預錫銀層
[0033]2,2’基板結構
[0034]210第一金屬層
[0035]211,211’第一預焊錫層
[0036]220第二金屬層
[0037]221,221’第二預焊錫層
[0038]3，4電子元件
[0039]30電性接觸墊
[0040]40,40’焊錫凸塊
[0041]5連接部
[0042]d，d’，h，h’厚度
[0043]L，L’，L’’，D，D’，H，H’高度
[0044]R,ff寬度。
【具體實施方式】
[0045]以下通過特定的具體實施例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。
[0046]須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供本領域技術人員的了解與閱讀，并非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等用語，也僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當也視為本發明可實施的范疇。
[0047]圖2A為本發明的基板結構2的第一實施例的剖面示意圖。如圖2A所示，該基板結構2包括:一具有多個電性接觸墊200a，200b的基板本體20、分別設于不同的電性接觸墊200a，200b上的第一導電凸塊21以及第二導電凸塊22。
[0048]所述的基板結構2為例如晶圓、芯片、硅中介板或封裝基板等。
[0049]所述的基板本體20具有兩種不同直徑的尺寸類型的電性接觸墊200a, 200b。
[0050]所述的第一導電凸塊21包含兩種以上的導電材質，其包含第一金屬層210與第一預焊錫層211，使該第一預焊錫層211設于該第一金屬層210上。
[0051 ] 所述的第二導電凸塊22包含兩種以上的導電材質，其包含第二金屬層220與第二預焊錫層221，使該第二預焊錫層221設于該第二金屬層220上。
[0052]于本實施例中，該第一金屬層210的熔點高于該第一預焊錫層211，且該第二金屬層220的熔點高于該第二預焊錫層221。例如，該第一與第二金屬層210，220的材質包含銅或鎳，且該第一與第二預焊錫層211，221的材質包含錫銀。
[0053]此外，該第二導電凸塊22的寬度W小于該第一導電凸塊21的寬度R。
[0054]又，通過該第二金屬層220的厚度d大于該第一金屬層210的厚度h，且該第一預焊錫層211的厚度h’等于該第二預焊錫層221的厚度d’，使該第二導電凸塊22相對該基板本體20的高度D大于該第一導電凸塊21相對該基板本體20的高度H，例如，該第一導電凸塊21相對該基板本體20的高度H為該第二導電凸塊22相對該基板本體20的高度D的10%至 90%。
[0055]另外，該第一金屬層210的厚度h約占該第一導電凸塊21的厚度(即可視為高度H)為10%至90%，且該第二金屬層220的厚度d約占該第二導電凸塊22的厚度(即可視為高度D)為10%至90%。
[0056]當該基板結構2結合電子裝置(圖略)時，會回焊該第一與第二預焊錫層211，221，使該第一與第二導電凸塊21，22結合該電子元件。所述的電子裝置為線路板、主動元件、被動元件或其二者的組合，其中，該主動元件為例如半導體芯片，該被動元件為例如電阻、電容及電感。
[0057]此外，如圖2B及圖3所示，于將一電子元件3的電性接觸墊30回焊于該基板結構2的第一與第二導電凸塊21，22上時，該第一預焊錫層211’與該第二預焊錫層221’會成為焊錫體，且經回焊該第一與第二預焊錫層211’，221’而成為焊錫體后，該第二導電凸塊22相對該基板本體20的高度D’幾乎等于該第一導電凸塊21相對該基板本體20的高度H’，例如，兩者的高度差約7.2um，即符合共平面的需求。
[0058]于本實施例中，該電子元件3為主動元件、被動元件、封裝件、娃中介板或封裝基板等。其中，該主動元件為例如半導體芯片，而該被動元件為例如電阻、電容及電感。
[0059]因此，本發明的基板結構2通過大直徑凸塊(即第一導電凸塊21)的第一金屬層210的厚度h小于小直徑凸塊(即第二導電凸塊22)的第二金屬層220的厚度d，以于回焊后，利用金屬層的高度差補償不同直徑的球狀第一與第二預焊錫層211’，221’的高度差，而得到高度H’，D’ 一致的第一與第二導電凸塊21，22。
[0060]圖2B’為本發明的基板結構2’的第二實施例的剖面示意圖。本實施例與第一實施例的差異在于導電凸塊的變化，故以下不再贅述相同處。
[0061]如圖2B’所示，該第一與第二導電凸塊21’，22’僅有一種導電材質，如預焊錫層或金屬層，其材質包含銅、鎳、金、錫、銀及其組合的其中一者。
[0062]此外，該第二導電凸塊22’的寬度W小于該第一導電凸塊21’的寬度R，且該第二導電凸塊22’相對該基板本體20的高度D大于該第一導電凸塊21’相對該基板本體20的高度H，例如，該第一導電凸塊21’相對該基板本體20的高度H為該第二導電凸塊22’相對該基板本體20的高度D的10%至90%。
[0063]又，如圖4所示，于將該基板結構2’的第一與第二導電凸塊21’，22’回焊于一電子元件4的焊錫凸塊40，40’上時，各該焊錫凸塊40，40’經回焊后的高度不同，但通過該第一導電凸塊21’與該第二導電凸塊22’的高度差進行互補，使該些連接部5 (由該第一與第二導電凸塊21’，22’及該焊錫凸塊40，40’所構成)的高度幾乎一致，即符合共平面的需求。
[0064]于本實施例中，該電子元件4為主動元件、被動元件、封裝件、娃中介板或封裝基板等。其中，該主動元件為例如半導體芯片，而該被動元件為例如電阻、電容及電感。
[0065]因此，本發明的基板結構2’通過大直徑凸塊(即第一導電凸塊21’ )相對該基板本體20的高度H小于小直徑凸塊(即第二導電凸塊22’)相對該基板本體20的高度D，以于回焊后，利用高度差補償不同直徑的焊球的高度差，而得到高度一致的連接部5。
[0066]綜上所述，本發明的基板結構中，主要通過第一導電凸塊相對該基板本體的高度小于第二導電凸塊相對該基板本體的高度，以于回焊后，補償高度差，以符合共平面的需求。
[0067]上述實施例僅用以例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何本領域技術人員均可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明的權利保護范圍，應如權利要求書所列。
【主權項】
1.一種基板結構，其特征為，該基板結構包括: 基板本體，其具有多個電性接觸墊； 第一導電凸塊，其設于其中一部分該電性接觸墊上，并包含至少一種導電材質；以及第二導電凸塊，其設于另一部分該電性接觸墊上，并包含至少一種導電材質，其中，該第二導電凸塊的寬度小于該第一導電凸塊的寬度，且該第二導電凸塊相對該基板本體的高度大于該第一導電凸塊相對該基板本體的高度。2.如根據權利要求1所述的基板結構，其特征為，該基本結構為晶圓、芯片、中介板或封裝基板。3.如根據權利要求1所述的基板結構，其特征為，該第一導電凸塊包含的導電材料為第一預焊錫層，形成該第一預焊錫層的材質包含銅、鎳、金、錫、銀及其組合的其中一者，且該第二導電凸塊包含的導電材料為第二預焊錫層，形成該第二預焊錫層的材質包含銅、鎳、金、錫、銀及其組合的其中一者。4.如根據權利要求3所述的基板結構，其特征為，該第一導電凸塊還包含第一金屬層，供該第一預焊錫層形成于該第一金屬層上，且該第二導電凸塊還包含第二金屬層，供該第二預焊錫層形成于該第二金屬層上。5.如根據權利要求4所述的基板結構，其特征為，該第二金屬層的厚度大于該第一金屬層的厚度。6.如根據權利要求4所述的基板結構，其特征為，該第一金屬層的熔點高于該第一預焊錫層。7.如根據權利要求4所述的基板結構，其特征為，該第二金屬層的熔點高于該第二預焊錫層。8.如根據權利要求4所述的基板結構，其特征為，該第一金屬層的厚度約占該第一導電凸塊的厚度為10%至90%。9.如根據權利要求4所述的基板結構，其特征為，該第二金屬層的厚度約占該第二導電凸塊的厚度為10%至90%。10.如根據權利要求1所述的基板結構，其特征為，該第一導電凸塊相對該基板本體的高度為該第二導電凸塊相對該基板本體的高度的10%至90%。
【文檔編號】H01L23/485GK106098663SQ201510651571
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2015年10月10日
【發明人】賴杰隆, 程呂義, 陳佑全, 呂長倫
【申請人】矽品精密工業股份有限公司