专利名称：凸块指化的晶片结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体晶片结构，特别是涉及一种能够在不增加晶片 尺寸的条件下配置更多指状凸块，且不影响凸块接合强度，可以满足凸块高密度排列需求的凸块指化的晶片结构。
技术背景金属凸块，例如金凸块，是制作于集成电路晶片的焊垫上，以利于对外电性连接，便于应用在后续以玻璃覆晶(COG, Chip On Glass)与薄膜覆 晶封装(C0F， Chip On Film)等半导体产品。而电子讯号是经由位于该集成 电路晶片两侧的凸块及基板引线传送至搭配的装置，例如液晶显示器，随着 显示器所要求的高画质、高解析度，晶片所需的凸块的数量相对增加。此 外，其它电子产品在微小化的要求下，集成电路复杂与微小化亦会使得凸块 间隔缩小。请参阅图l及图2所示，是现有习知的凸块化晶片结构的截面示意图 及顶面局部示意图。 一种现有习知的凸块化晶片结构100,主要包含一晶片 主体110以及复数个凸块120与凸块140。该晶片主体IIO，具有一主动面111及一表面保护层113，该主动面111 形成设有复数个接垫112。其中，该表面保护层113是形成于该主动面111 并具有复数个开孔114，其是显露该些接垫112。请参阅图3所示，是现有习知的凸块化晶片结构的凸块顶面示意图。该 些开孔114的尺寸是小于该些接垫112的面积，该些开孔114的尺寸是小 于10um X 100um,其中该些接垫112的宽度约为21um至31um;长度 约为llOym至140um。请参阅图1及图2所示，该些凸块120,是设置且突出于该晶片主体 110的该主动面111上，并置于表面保护层113的该些开孔114中，其中需 要高密度排列的该些凸块120是邻近该晶片主体110的一边缘115。请参阅 图3所示，在以往的半导体制程的凸块制作技术中，该些凸块120的底部 覆盖区是大于该些开孔114的尺寸且小于该些接垫112的面积，该些凸块 120的宽度是约为15lim至25 pm;长度约为100um至130 um。一凸块下金属层130是形成于该表面保护层113与该些凸块120之间 并连接该些接垫112，以供该些凸块120的接合。请参阅第2图所示，该些凸块140，是设置于该晶片主体110的该主动面111并位于该晶片主体110的另一侧，通常其排列密度是低于另一相对 边缘115的该些凸块120的排列密度。当该些凸块120的数量被要求增加 时，该些凸块120的尺寸是同步的被缩小，而导致凸块接合强度的弱化。由此可见，上述现有的凸块化晶片结构在结构与使用上，显然仍存在 有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关 厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但是长久以来一直未见适用的设计被 发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关 业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的凸块指化的晶片结 构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的凸块化晶片结构存在的缺陷，本发明人基于从事此 类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极 加以研究创新，以期创设一种新的凸块指化的晶片结构，能够改进一般现 有的凸块化晶片结构，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过 反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。发明内容本发明的主要目的在于，克服现有的凸块化晶片结构存在的缺陷，而提 供一种新的凸块指化的晶片结构，所要解决的技术问题是使其能够在不增 加晶片尺寸的条件下配置更多的指状凸块，且不影响凸块接合强度，可以满 足凸块高密度排列的需求，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本发明提出的一种凸块指化的晶片结构，其包含 一晶片主体，其具有复数 个接垫及一表面保护层，其中该表面保护层具有复数个对应于该些接垫的 开孔，每一开孔的尺寸是小于对应接垫的面积，以局部显露该些接垫；以及 复数个指状凸块，其突起状设置于该晶片主体上，每一指状凸块具有一凸 块体与一延伸部，该些凸块体的底部覆盖区域是位于该些接垫内且大于该 些开孔，该些延伸部的底部覆盖区域是超出该些接垫之外。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的凸块指化的晶片结构，其中所述的该些凸块体与该些延伸部是 具有一致等高的顶面。前述的凸块指化的晶片结构，其中所述的晶片主体具有一边缘，该些指 状凸块是邻近于该边缘，而该些延伸部是相对于该些凸块体较为远离该边 缘。前述的凸块指化的晶片结构，其中所述的该些延伸部的延伸方向是与 该边缘互为垂直向。前述的凸块指化的晶片结构，其中所述的该些凸块体与该些延伸部是为等宽。前述的凸块指化的晶片结构，其中所述的该些延伸部的延伸长度是不 小于该些凸块体的长度四分之一。前述的凸块指化的晶片结构，其另包含有一凸块下金属层(UBM)，其是 位于该些指状凸块与该表面保护层之间并连接至该些接垫，其中该凸块下 金属层的尺寸是实质相等于该些凸块体的底部覆盖区域与该些延伸部的底 部覆盖区域。前述的凸块指化的晶片结构，其中所述的该些接垫是为铝垫，而该些指 状凸块是为金凸块。前述的凸块指化的晶片结构，其另包含有复数个凸块，其突起状设置于 该晶片主体上且不具有超过对应接垫的延伸部。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述的技术 方案，本发明凸块指化的晶片结构至少具有下列优点及有益效果本发明 的晶片结构利用该些指状凸块，可以更多数量地配置在受限的晶片边缘长 度内，并且不会影响凸块接合强度，亦不会有凸块碰触导致短路问题，而 能够符合先进的凸块高密度排列的需求，非常适于实用。综上所述，本发明是有关于一种凸块指化的晶片结构，主要包含一晶 片主体以及复数个指状凸块。该晶片主体具有复数个接垫。该些指状凸块 是突起状设置于该晶片主体上，每一指状凸块具有一凸块体与一延伸部，该 些凸块体的底部覆盖区域是位于该些接垫内，该些延伸部的底部覆盖区域 是超出该些接垫之外。藉此，本发明能够在不增加晶片尺寸的条件下微间 距配置更多的指状凸块，且不影响凸块接合强度，可以满足凸块高密度排列 的需求。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在产品结构或功能 上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且 较现有的凸块化晶片结构具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有 产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。
图l是现有习知的凸块化晶片结构的截面示意图。图2是现有习知的凸块化晶片结构的顶面局部示意图。图3是现有习知的凸块化晶片结构的凸块顶面示意图。图4是依据本发明的 一 具体实施例， 一 种凸块指化的晶片结构的截面示意图。图5是依据本发明的一具体实施例，该凸块指化的晶片结构的顶面局部 示意图。图6是依据本发明的 一具体实施例，该凸块指化的晶片结构的指状凸块 顶面示意图。图7是依据本发明的一具体实施例，该凸块指化的晶片结构接合至一基 板的截面局部示意图。图8是依据本发明的一具体实施例，显示设有指状凸块的晶片结构的截 面实体照片图。100:晶片结构110:晶片主体111:主动面112:接垫113:表面保护层114:开孔115:边缘120:凸块130:凸块下金属层140:凸块200:晶片结构210:晶片主体211:主动面212:接垫213:表面保护层214:开孔215:边缘220:指状凸块221:凸块体222:延伸部230:凸块下金属层240:凸块310:基板320:引线具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的凸块指化的晶片结构 其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图4及图5所示，图4是依据本发明的一具体实施例， 一种凸 块指化的晶片结构的截面示意图；图5是该凸块指化的晶片结构的顶面局 部示意图。依据本发明的一具体实施例，其揭示了一种凸块指化的晶片结 构。该凸块指化的晶片结构200,主要包含一晶片主体210以及复数个指状 凸块220或/与凸块240。上述的晶片主体210，具有一主动面211及复数个形成于该主动面211 的接垫212。在本实施例中，该些接垫212可为铝垫。请结合参阅图6及图 7所示，该些接垫212概呈矩形，宽度约为8um(微米)至14um(微米)；长 度约为llOum至140nm，且该些接垫212的厚度是不大于1. 2 u m。此外，请参阅图4所示，该晶片主体210更具有一表面保护层213(或称钝化层)，该表面保护层213是具有复数个对应于该些接垫212的开孔 214,以局部显露该些接垫212 (如图6所示)。其中，该些开孔214的尺寸是 为狭长形，其宽度可不大于10um,其长度可不大于100um。每一开孔214 的尺寸是小于对应接垫212的面积，故能局部显露该些接垫212。通常该表 面保护层213的材质可以为磷硅玻璃、聚酰亚胺(PI)或苯酰环丁烯(BCB)等 等，通常该表面保护层213的厚度是不大于3 u m。上述的该些指状凸块220，是突起状设置于该晶片主体210的该主动面 211，每一指状凸块220具有一凸块体221与一延伸部222,以使该些指状凸 块220可设计为平行配置的长条指状。其中该凸块体221，其形状可-以为如同现有习知凸块的矩形体或其等比例的 缩小状。请参阅图6及图7所示，该些凸块体221的底部覆盖区域是位于 该些接垫212内且大于该些开孔214,即不超出对应的接垫212。其中该些 凸块体221的宽度是不大于16ii m,且长度约为100um至130um。在本实施例中，该些指状凸块220可为金凸块。此外，尽管在本实施 例中，该些指状凸块220是排列在该晶片主体210的该主动面211的单一侧 边，但是不受局限地，该些指状凸块220亦可排列在该晶片主体210的该主 动面211的两相对侧边或是四周侧边。并且，该些延伸部222，其底部覆盖区域是超出该些接垫212之外，以 使该些指状凸块220为突出指状，以增加凸块有效的接合面积。在本实施 例中，该些延伸部222的延伸长度是可不小于该些凸块体221的长度四分 之一，又以不小于该些凸块体221的长度二分之一为尤佳。其中，该些延 伸部222的长度是不大于150um，以使得该些指状凸块220的长度可介于 130um至200 nm。较佳地，该些延伸部222与该些凸块体221是可以为等 宽，以使该些指状凸块220具有整体外形。请参阅图8所示，其是显示设有 指状凸块220的晶片结构200的截面实体显微镜照片图，可知上述的该些 指状凸块220是已经能够具体实作在一半导体晶片上。请再参阅图6所示，是依据本发明的一具体实施例，该凸块指化的晶 片结构的指状凸块顶面示意图。在本实施例中，该晶片主体210可具有一边 缘215,该些指状凸块220是邻近于该边缘215，而该些延伸部222是相对 于该些凸块体221较为远离该边缘215。该些延伸部222的延伸方向是可与 该边缘215互为垂直向。因此，该些指状凸块220可高密度地平行排列，达 到凸块微间距的功效。在本实施例中，该晶片结构200是为一显示器驱动晶片，该些指状凸 块220可作为显示器的高脚数高密度的输出端。请再参阅图5所示，该晶 片结构200可另包含有复数个凸块240，其是突起状设置于该晶片主体210 上且不具有超过对应接垫的延伸部，其中该些凸块240的排列密度是低于该些指状凸块220，可作为显示器的较低脚数的输入端。该些凸块240的形 状可与传统的凸块相同，或者是可以与本发明的指状凸块220相同。请参阅图7所示，是依据本发明的一具体实施例，该凸块指化的晶片 结构接合至一基板的截面局部示意图。下面进一步说明该晶片结构200的 应用方法，该些指状凸块220是可接合至一基板310的复数个引线320，其 中该些引线320的厚度是约为3um至18um。较佳地，该些凸块体221与该 些延伸部222可具有一致等高的顶面，以利于接合该些引线320,其中该凸块 体221与该些延伸部222的高度皆约为10um至25um。在本实施例中，该 晶片结构200是可应用在薄膜覆晶封装(COF， Chip On Film)，该基板310 是可为一电路薄膜。除此之外，该晶片结构200亦可应用在其他半导体产 品中，例如玻璃覆晶(COG， Chip On Glass)产品，则该基板310是可为一玻 璃基板，如液晶面板，该些引线320是可为ITO(氧化锡铟)导线。具体而言，该晶片结构2 00可另包含有一 凸块下金属层2 30 (UBM， Under Bump Metallurgy)，其是位于该些指状凸块220与该表面保护层213之间 并连接至该些接垫212,其中该凸块下金属层230的尺寸是实质相等于该些 凸块体221的底部覆盖区域与该些延伸部222的底部覆盖区域。通常该凸 块下金属层230是为溅镀形成，其材质可为钬鴒/金(TiW/Au)、钛鴒/铜/金 (TiW/Cu/Au)或钬/镍/金(Ti/Ni/Au)。因此，本发明的晶片结构200利用该些指状凸块220可以更多数量地 配置在受限的晶片边缘长度内，并且不会影响凸块接合强度，亦不会有凸 块碰触导致短路问题，故能符合先进的凸块高密度排列的需求。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围 内。
权利要求
1. 一种凸块指化的晶片结构，其特征在于其包含一晶片主体，其具有复数个接垫及一表面保护层，其中该表面保护层具有复数个对应于该些接垫的开孔，每一开孔的尺寸是小于对应接垫的面积，以局部显露该些接垫；以及复数个指状凸块，其突起状设置于该晶片主体上，每一指状凸块具有一凸块体与一延伸部，该些凸块体的底部覆盖区域是位于该些接垫内且大于该些开孔，该些延伸部的底部覆盖区域是超出该些接垫之外。
2、 根据权利要求1所述的凸块指化的晶片结构，其特征在于其中所述 的该些凸块体与该些延伸部是具有一致等高的顶面。
3、 根据权利要求1所述的凸块指化的晶片结构，其特征在于其中所述 的晶片主体具有一边缘，该些指状凸块是邻近于该边缘，而该些延伸部是 相对于该些凸块体较为远离该边缘。
4、 根据权利要求3所述的凸块指化的晶片结构，其特征在于其中所述 的该些延伸部的延伸方向是与该边缘互为垂直向。
5、 根据权利要求1所述的凸块指化的晶片结构，其特征在于其中所述 的该些凸块体与该些延伸部是为等宽。
6、 根据权利要求1所述的凸块指化的晶片结构，其特征在于其中所述 的该些延伸部的延伸长度是不小于该些凸块体的长度四分之一。
7、 根据权利要求l所述的凸块指化的晶片结构，其特征在于其另包含 有一凸块下金属层，其是位于该些指状凸块与该表面保护层之间并连接至 该些接垫，其中该凸块下金属层的尺寸是实质相等于该些凸块体的底部覆 盖区域与该些延伸部的底部覆盖区域。
8、 根据权利要求1所述的凸块指化的晶片结构，其特征在于其中所述 的该些接垫是为铝垫，而该些指状凸块是为金凸块。
9、 根据权利要求1所述的凸块指化的晶片结构，其特征在于其另包含 有复数个凸块，其突起状设置于该晶片主体上且不具有超过对应接垫的延 伸部。
全文摘要
本发明是有关于一种凸块指化的晶片结构，主要包含一晶片主体以及复数个指状凸块。该晶片主体具有复数个接垫。该些指状凸块是突起状设置于该晶片主体上，每一指状凸块具有一凸块体与一延伸部，该些凸块体的底部覆盖区域是位于该些接垫内，该些延伸部的底部覆盖区域是超出该些接垫之外。藉此，可以在不增加晶片尺寸的条件下微间距配置更多的指状凸块，且不会影响凸块接合强度。
文档编号H01L23/485GK101271872SQ20071009005
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月21日 优先权日2007年3月21日
发明者施合成, 王俊元, 王琼琳, 郑怡芳, 锺孙雯 申请人:晶宏半导体股份有限公司