基板结构的制作方法
【专利摘要】一种基板结构，包括：具有多个电性接触垫的基板本体、设于该电性接触垫上的第一导电凸块以及第二导电凸块，该第二导电凸块的宽度小于该第一导电凸块的宽度，通过该第二导电凸块相对该基板本体的高度大于该第一导电凸块相对该基板本体的高度，以于回焊后，补偿高度差。
【专利说明】
基板结构
技术领域
[0001]本发明涉及一种基板结构，特别是涉及一种具导电凸块的基板结构。
【背景技术】
[0002]由于电子元件(如芯片、封装基板)线宽、线距减缩，故该电子元件的各电性接触垫之间的间距越来越狭小，且于各该电性接触垫上形成焊锡凸块，以经回焊(reflow)后会变成焊锡球。然而，因各该电性接触垫之间的间距狭小，故会发生相邻的焊锡球桥接的问题，而造成短路。
[0003]因此，遂发展出先于电性接触垫上形成熔点较高的金属柱(如铜、镍)，之后再于该金属柱上形成少量的焊锡(该焊锡是作为接着层用)，以通过于回焊时金属柱不会熔成球状，故此方式可用于细间距的电性接触垫上。
[0004]现有技术中，各该电性接触垫的直径为相同，使其上的金属柱的直径相同，且形成于金属柱上的焊锡量亦相同，故于回焊后，焊锡球的高度会达到相同高度，即共平面(coplanarity)，以避免电子元件间的接着发生可靠度的问题，其中，共平面的定义为各凸块的高度差越小越好。
[0005]然而，随着技术演进，为了同时满足更多接点(即I/O)与电性探针测试的需求，故需设计较小直径的电性接触垫以满足更多I/o的需求，且需设计较大直径的电性接触垫以利于电性探针的接触，因此，同一电子元件上会有两种不同大小的电性接触垫的设计，其中，共平面的需求为大直径凸块的高度与小直径凸块的高度间的高度差需小于Sum。
[0006]如图1A所示，现有封装基板I包括:一具有多个电性接触垫100a，10b的基板本体10、分别设于不同的电性接触垫100a，10b上的第一导电凸块11以及第二导电凸块12。该第一导电凸块11包含第一铜镍层110与第一预锡银层111，使该第一预锡银层111设于该第一铜镍层110上，且该第二导电凸块12包含第二铜镍层120与第二预锡银层121，使该第二预锡银层121设于该第二铜镍层120上。其中，各该电性接触垫100a，10b分有两种不同直径的尺寸类型，使该第二导电凸块12的宽度W小于该第一导电凸块11的宽度R，且该第二导电凸块12相对该基板本体10的高度L等于该第一导电凸块11相对该基板本体10的高度L0
[0007]于应用该封装基板I中，即当该封装基板I结合芯片(图略)时，会回焊该第一与第二预锡银层111，121，使该第一与第二预锡银层111’，121’变成焊锡球，以结合该芯片，且于回焊时，该第一与第二铜镍层110，120不会熔成球状。
[0008]但是，因该第一导电凸块11的宽度R与该第二导电凸块12的宽度W不同，故厚度相同的第一与第二预锡银层111，121于回焊后，会造成该第一导电凸块11相对该基板本体10的高度L’与该第二导电凸块12相对该基板本体10的高度L”高度不一致，且两者的高度差大于8um，因而不符合共平面的需求，如图1B所示，该第二导电凸块12相对该基板本体10的高度L”小于该第一导电凸块11相对该基板本体10的高度L’，如此将使该封装基板I与芯片间的接着产生可靠度问题。
[0009]因此，如何克服上述现有技术的问题，实已成目前亟欲解决的课题。
【发明内容】
[0010]鉴于上述现有技术的种种缺点，本发明提供一种基板结构，以符合共平面的需求。
[0011]本发明的基板结构包括:基板本体，其具有多个电性接触垫；第一导电凸块，其设于其中一部分该电性接触垫上，并包含至少一种导电材质；以及第二导电凸块，其设于另一部分该电性接触垫上，并包含至少一种导电材质，其中，该第二导电凸块的宽度小于该第一导电凸块的宽度，且该第二导电凸块相对该基板本体的高度大于该第一导电凸块相对该基板本体的高度。
[0012]前述的基板结构中，该基板结构为晶圆、芯片、中介板或封装基板。
[0013]前述的基板结构中，该第一导电凸块包含的导电材料为第一预焊锡层，形成该第一预焊锡层的材质包含铜、镍、金、锡、银及其组合的其中一者，且该第二导电凸块包含的导电材料为第二预焊锡层，形成该第一预焊锡层的材质包含铜、镍、金、锡、银及其组合的其中一者。进一步地，该第一导电凸块还包含第一金属层，供该第一预焊锡层形成于该第一金属层上，且该第二导电凸块复包含第二金属层，供该第二预焊锡层形成于该第二金属层上。例如，该第二金属层的厚度大于该第一金属层的厚度；或者，该第一金属层的熔点高于该第一预焊锡层，且该第二金属层的熔点高于该第二预焊锡层；或者，该第一金属层的厚度约占该第一导电凸块的厚度为10%至90%，且该第二金属层的厚度约占该第二导电凸块的厚度为 10%至 90%。
[0014]前述的基板结构中，该第一导电凸块相对该基板本体的高度为该第二导电凸块相对该基板本体的高度的10%至90%。
[0015]由上可知，本发明的基板结构中，主要通过第一导电凸块相对该基板本体的高度小于第二导电凸块相对该基板本体的高度，以于回焊后，补偿高度差，以符合共平面的需求。
【附图说明】
[0016]图1A为现有封装基板的#lj视不意图；
[0017]图1B为现有基板结构后续回焊制造方法后的剖视示意图；
[0018]图2A为本发明的基板结构的第一实施例的剖视示意图；
[0019]图2B为本发明的基板结构的第一实施例后续回焊制造方法后的剖视示意图；
[0020]图2B’为本发明的基板结构的第二实施例的剖视示意图；
[0021]图3为图2B的基板结构进行回焊制造方法的具体情况的剖视示意图；以及
[0022]图4为本发明的基板结构的第二实施例后续回焊制造方法后的具体情况的剖视示意图。
[0023]附图标记说明:
[0024]I封装基板
[0025]10, 20基板本体
[0026]100a, 100b, 200a, 200b 电性接触垫
[0027]11,21,21’第一导电凸块
[0028]110第一铜镍层
[0029]111,111’第一预锡银层
[0030]12,22,22’第二导电凸块
[0031]120第二铜镍层
[0032]121,121’第二预锡银层
[0033]2,2’基板结构
[0034]210第一金属层
[0035]211,211’第一预焊锡层
[0036]220第二金属层
[0037]221,221’第二预焊锡层
[0038]3，4电子元件
[0039]30电性接触垫
[0040]40,40’焊锡凸块
[0041]5连接部
[0042]d，d’，h，h’厚度
[0043]L，L’，L’’，D，D’，H，H’高度
[0044]R,ff宽度。
【具体实施方式】
[0045]以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0046]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴。
[0047]图2A为本发明的基板结构2的第一实施例的剖面示意图。如图2A所示，该基板结构2包括:一具有多个电性接触垫200a，200b的基板本体20、分别设于不同的电性接触垫200a，200b上的第一导电凸块21以及第二导电凸块22。
[0048]所述的基板结构2为例如晶圆、芯片、硅中介板或封装基板等。
[0049]所述的基板本体20具有两种不同直径的尺寸类型的电性接触垫200a, 200b。
[0050]所述的第一导电凸块21包含两种以上的导电材质，其包含第一金属层210与第一预焊锡层211，使该第一预焊锡层211设于该第一金属层210上。
[0051 ] 所述的第二导电凸块22包含两种以上的导电材质，其包含第二金属层220与第二预焊锡层221，使该第二预焊锡层221设于该第二金属层220上。
[0052]于本实施例中，该第一金属层210的熔点高于该第一预焊锡层211，且该第二金属层220的熔点高于该第二预焊锡层221。例如，该第一与第二金属层210，220的材质包含铜或镍，且该第一与第二预焊锡层211，221的材质包含锡银。
[0053]此外，该第二导电凸块22的宽度W小于该第一导电凸块21的宽度R。
[0054]又，通过该第二金属层220的厚度d大于该第一金属层210的厚度h，且该第一预焊锡层211的厚度h’等于该第二预焊锡层221的厚度d’，使该第二导电凸块22相对该基板本体20的高度D大于该第一导电凸块21相对该基板本体20的高度H，例如，该第一导电凸块21相对该基板本体20的高度H为该第二导电凸块22相对该基板本体20的高度D的10%至 90%。
[0055]另外，该第一金属层210的厚度h约占该第一导电凸块21的厚度(即可视为高度H)为10%至90%，且该第二金属层220的厚度d约占该第二导电凸块22的厚度(即可视为高度D)为10%至90%。
[0056]当该基板结构2结合电子装置(图略)时，会回焊该第一与第二预焊锡层211，221，使该第一与第二导电凸块21，22结合该电子元件。所述的电子装置为线路板、主动元件、被动元件或其二者的组合，其中，该主动元件为例如半导体芯片，该被动元件为例如电阻、电容及电感。
[0057]此外，如图2B及图3所示，于将一电子元件3的电性接触垫30回焊于该基板结构2的第一与第二导电凸块21，22上时，该第一预焊锡层211’与该第二预焊锡层221’会成为焊锡体，且经回焊该第一与第二预焊锡层211’，221’而成为焊锡体后，该第二导电凸块22相对该基板本体20的高度D’几乎等于该第一导电凸块21相对该基板本体20的高度H’，例如，两者的高度差约7.2um，即符合共平面的需求。
[0058]于本实施例中，该电子元件3为主动元件、被动元件、封装件、娃中介板或封装基板等。其中，该主动元件为例如半导体芯片，而该被动元件为例如电阻、电容及电感。
[0059]因此，本发明的基板结构2通过大直径凸块(即第一导电凸块21)的第一金属层210的厚度h小于小直径凸块(即第二导电凸块22)的第二金属层220的厚度d，以于回焊后，利用金属层的高度差补偿不同直径的球状第一与第二预焊锡层211’，221’的高度差，而得到高度H’，D’ 一致的第一与第二导电凸块21，22。
[0060]图2B’为本发明的基板结构2’的第二实施例的剖面示意图。本实施例与第一实施例的差异在于导电凸块的变化，故以下不再赘述相同处。
[0061]如图2B’所示，该第一与第二导电凸块21’，22’仅有一种导电材质，如预焊锡层或金属层，其材质包含铜、镍、金、锡、银及其组合的其中一者。
[0062]此外，该第二导电凸块22’的宽度W小于该第一导电凸块21’的宽度R，且该第二导电凸块22’相对该基板本体20的高度D大于该第一导电凸块21’相对该基板本体20的高度H，例如，该第一导电凸块21’相对该基板本体20的高度H为该第二导电凸块22’相对该基板本体20的高度D的10%至90%。
[0063]又，如图4所示，于将该基板结构2’的第一与第二导电凸块21’，22’回焊于一电子元件4的焊锡凸块40，40’上时，各该焊锡凸块40，40’经回焊后的高度不同，但通过该第一导电凸块21’与该第二导电凸块22’的高度差进行互补，使该些连接部5 (由该第一与第二导电凸块21’，22’及该焊锡凸块40，40’所构成)的高度几乎一致，即符合共平面的需求。
[0064]于本实施例中，该电子元件4为主动元件、被动元件、封装件、娃中介板或封装基板等。其中，该主动元件为例如半导体芯片，而该被动元件为例如电阻、电容及电感。
[0065]因此，本发明的基板结构2’通过大直径凸块(即第一导电凸块21’ )相对该基板本体20的高度H小于小直径凸块(即第二导电凸块22’)相对该基板本体20的高度D，以于回焊后，利用高度差补偿不同直径的焊球的高度差，而得到高度一致的连接部5。
[0066]综上所述，本发明的基板结构中，主要通过第一导电凸块相对该基板本体的高度小于第二导电凸块相对该基板本体的高度，以于回焊后，补偿高度差，以符合共平面的需求。
[0067]上述实施例仅用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【主权项】
1.一种基板结构，其特征为，该基板结构包括: 基板本体，其具有多个电性接触垫； 第一导电凸块，其设于其中一部分该电性接触垫上，并包含至少一种导电材质；以及第二导电凸块，其设于另一部分该电性接触垫上，并包含至少一种导电材质，其中，该第二导电凸块的宽度小于该第一导电凸块的宽度，且该第二导电凸块相对该基板本体的高度大于该第一导电凸块相对该基板本体的高度。2.如根据权利要求1所述的基板结构，其特征为，该基本结构为晶圆、芯片、中介板或封装基板。3.如根据权利要求1所述的基板结构，其特征为，该第一导电凸块包含的导电材料为第一预焊锡层，形成该第一预焊锡层的材质包含铜、镍、金、锡、银及其组合的其中一者，且该第二导电凸块包含的导电材料为第二预焊锡层，形成该第二预焊锡层的材质包含铜、镍、金、锡、银及其组合的其中一者。4.如根据权利要求3所述的基板结构，其特征为，该第一导电凸块还包含第一金属层，供该第一预焊锡层形成于该第一金属层上，且该第二导电凸块还包含第二金属层，供该第二预焊锡层形成于该第二金属层上。5.如根据权利要求4所述的基板结构，其特征为，该第二金属层的厚度大于该第一金属层的厚度。6.如根据权利要求4所述的基板结构，其特征为，该第一金属层的熔点高于该第一预焊锡层。7.如根据权利要求4所述的基板结构，其特征为，该第二金属层的熔点高于该第二预焊锡层。8.如根据权利要求4所述的基板结构，其特征为，该第一金属层的厚度约占该第一导电凸块的厚度为10%至90%。9.如根据权利要求4所述的基板结构，其特征为，该第二金属层的厚度约占该第二导电凸块的厚度为10%至90%。10.如根据权利要求1所述的基板结构，其特征为，该第一导电凸块相对该基板本体的高度为该第二导电凸块相对该基板本体的高度的10%至90%。
【文档编号】H01L23/485GK106098663SQ201510651571
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2015年10月10日
【发明人】赖杰隆, 程吕义, 陈佑全, 吕长伦
【申请人】矽品精密工业股份有限公司