用于增大凸块与导线距离的导线上凸块设计的制作方法_2

文档序号:8320710阅读:来源:国知局
21]在该封装件中,没有介电层被设置在所述第一金属导线、所述第二金属导线和所述第三金属导线的顶面的上方且与所述第一金属导线、所述第二金属导线和所述第三金属导线的顶面相接触。
[0022]在该封装件中,所述第一金属导线进一步包括第二宽金属导线部分,所述第一宽金属导线部分和所述第二宽金属导线部分连接至所述窄金属导线部分的相对端部,并且没有焊料接合至所述第一金属导线的第一宽金属导线部分和第二宽金属导线部分。
[0023]在该封装件中,所述第一宽度和所述第二宽度之间的差值大于约1/4的所述第二览度。
[0024]在该封装件中,所述第一封装组件包括器件管芯,并且所述第二封装组件包括封装衬底。
【附图说明】
[0025]为了更全面地理解实施例及其优势,现在将结合附图所进行的以下描述作为参考,其中:
[0026]图1示出了根据一些示例性实施例包括金属凸块的器件管芯的截面图;
[0027]图2示出了根据一些示例性实施例的通过导线上凸块(BOT)接合至封装衬底的器件管芯的截面图;
[0028]图3示出了根据一些示例性实施例的金属凸块和金属导线的俯视图,其中,金属导线的窄金属导线部分的中心线与金属导线的较宽部分的中心线对准;
[0029]图4示出了根据一些示例性实施例的金属凸块和金属导线的俯视图,其中,金属导线的窄金属导线部分的中心线偏离金属导线的较宽部分的中心线;以及
[0030]图5A至图示出了根据一些示例性实施例的不同金属导线的俯视图。
【具体实施方式】
[0031]下面详细地讨论了本发明的实施例的制造和使用。然而,应该理解,本发明提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的概念。所讨论的具体实施例是说明性的,而不用于限制本发明的范围。
[0032]根据不同的示例性实施例提供了导线上凸块(BOT)接合结构。讨论了实施例的变型例。在多幅附图和所有的说明性实施例中,相同的参考数字用于标示相同的元件。
[0033]图1示出了根据示例性实施例的封装组件20的截面图。在一些实施例中,封装组件20是器件管芯。根据这些实施例,半导体衬底30可以是块状硅衬底或绝缘体上硅衬底。可选地,半导体衬底30中也可以包含有包括III族、IV族、和V族元素的其他半导体材料。集成电路32形成在半导体衬底30的表面30A处。集成电路32可以包括在其中的互补金属氧化物半导体(CMOS)器件。在可选实施例中,封装组件20是中介层管芯(interposerdie)、封装衬底、封装件等。在封装组件20是中介层管芯的实施例中,封装组件20在其中不包括诸如晶体管的有源器件。在这些实施例中,封装组件20可以包括诸如电阻器和电容器的无源器件,或者没有无源器件。
[0034]封装组件20可以进一步包括位于半导体衬底30上方的层间介电层(ILD) 33和位于ILD33上方的互连结构34。互连结构34包括形成在介电层38中的金属线35和通孔36。在一些实施例中,介电层38由低k介电材料形成。例如,低k介电材料的介电常数(k值)可以小于约23.0或小于约2.5。金属线35和通孔36可以由铜、铜合金或其他金属形成。
[0035]金属焊盘40形成在金属层34的上方,并且可以通过金属层34中的金属线35和通孔36电连接至电路32。金属焊盘40可以是铝焊盘或铝铜焊盘。
[0036]形成钝化层42以覆盖金属焊盘40的边缘部分。通过钝化层42中的开口(和在钝化层42中的开口下方)露出焊盘40的中心部分。钝化层42可以是单层或复合层,并且可以由无孔材料形成。在一些实施例中,钝化层42是包括氧化硅层(未示出)和位于氧化硅层上方的氮化硅层(未示出)的复合层。在可选实施例中,钝化层42包括非掺杂硅酸盐玻璃(USG)、氮氧化硅等。可以有单个钝化层或多个钝化层。例如,在金属焊盘40的下方,可以有钝化层39。在这个实施例中,在通篇描述中钝化层39和钝化层42也被称为钝化-1 (钝化I) 39和钝化-2 (或钝化2) 42。
[0037]聚合物层46形成在钝化层42的上方且覆盖钝化层42。聚合物层46可以包括聚合物,诸如环氧树脂、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)、聚苯并恶唑(PBO)等。图案化聚合物层46以形成开口,通过该开口露出金属焊盘40。
[0038]凸块下金属化层(UBM) 48形成在金属焊盘40的上方。每个UBM48都可以具有位于聚合物层46上方的一部分和延伸到聚合物层46的开口中以与各自下方的金属焊盘40相接触的一部分。在一些实施例中,每个UBM48包括钛层和位于钛层上方的晶种层,其中,晶种层可以由铜或铜合金形成。
[0039]金属柱50形成在UBM48的上方,且与各自下方的UBM48共边界。例如,金属柱50的每个边缘都与一个UBM48的相应边缘对准。在一些示例性实施例中,金属柱50由在焊料的正常回流温度(例如,约200°C至约260°C)下不熔化的非焊料金属或金属合金形成。在一些示例性实施例中,金属柱50由铜或铜合金形成。
[0040]除了金属柱50之外,可以有附加金属层,诸如形成在每个金属柱50上的金属层52,其中,金属层52可以包括镍层、IE层、金层或其多层。在通篇描述中,金属柱50和上方的金属层52 (如果有的话)在下文中统称为金属凸块53。金属凸块53的顶面高于聚合物层46的顶面46A。焊料覆盖层(solder cap) 54也可以形成在金属凸块53上,其中,焊料覆盖层54可由Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Ag-Cu合金等形成,且可以是无铅或含铅的。
[0041]图2示出了通过导线上凸块(BOT)接合方案将金属凸块53与封装组件60的金属导线62接合。在一些实施例中,封装组件60是封装衬底,其可以是层压衬底、组合封装衬底等。封装组件60可以包括多个介电层以及嵌入层压介电层中的金属线和通孔(由线59表示)。在可选实施例中,封装组件60是器件管芯、封装件、中介层管芯等。在BOT接合方案中,可以是焊料区的导电连接件54接合至金属导线62的顶面162和侧壁262。金属导线62设置在介电层61的上方。金属导线62通过范德华力可以粘附至介电层61。在一些实施例中,如图2所示,金属导线62是封装组件60的最顶端部件,没有介电层覆盖金属导线62。在可选实施例中,存在介电层(未示出),以覆盖金属导线62的除了接合至其他组件(诸如器件管芯20)的那些部分之外的大部分。如果存在该介电层,则该介电层可以是焊料掩模。
[0042]图3示出了金属凸块53的示例性俯视图。从图3中包含线2_2的平面获得图2中所示的截面图。也示出了封装组件60(图2)的金属导线62。在一些实施例中,如图3所示,金属凸块53具有圆形的俯视图形状。在可选实施例中,金属凸块53具有细长的俯视图形状且其纵向平行于金属导线62的纵向。金属凸块53包括金属凸块53A、53B和53C。金属导线62包括相互平行的62A、62B和62C,其中,金属凸块53A通过BOT接合而接
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