专利名称：凸块的制造方法与晶片封装结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种凸块的制造方法，特别是涉及一种凸块的制造方法与晶片封装结构。
背景技术：
近几年来，由于发光二极管(Light Emitting Diodes，简称LED)的发光效率不断提升，使得发光二极管在某些领域已渐渐取代日光灯与白热灯泡，例如需要高速反应的扫描器灯源、液晶显示器的背光源或前光源汽车的仪表板照明、交通号志灯以及一般的照明装置等。发光二极管与传统灯泡比较具有绝对的优势，例如体积小、寿命长、低电压/电流驱动、不易破裂、发光时无显著的热问题、不含水银、发光效率佳等特性。
图1为现有习知的一种发光二极管晶片封装结构的剖面示意图。请参阅图1所示，LED晶片封装结构100包括一基板110、多个结线凸块(studbump)120以及一LED晶片130，其中基板110是陶瓷基板，而基板110具有多个第一接垫112。晶片130配置于基板110上方，而结线凸块120则是配置于晶片130与基板110之间，以电性连接晶片130与基板110。此外，晶片130具有多个第二接垫132，而结线凸块120位于第一接垫112与第二接垫132之间。
值得注意的是，将结线凸块120形成于第一接垫112上的方法为应用打线接合(wire bonding)技术。更详细而言，此方式是藉由打线设备在第一接垫112上形成结线凸块120，然后截断金属导线。然而，由于结线凸块120以超音波震动方式固着于第一接垫112上，因此结线凸块120与第一接垫112间的接合力较差。此外，由于以上述方法所制作的结线凸块120的大小与高度不一致，因此结线凸块120与晶片130之间的接合力将受到影响。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种新的凸块的制造方法，所要解决的技术问题是使其可以形成在高度上较为一致的凸块，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，提供一种新型的晶片封装结构，所要解决的技术问题是使其晶片与基板之间具有较佳的接合力，从而更加适于实用。
为达本发明的上述目的，本发明提出一种凸块的制造方法。首先，在一基板上形成一第一金属层。接着，在第一金属层上形成一图案化第二金属层。紧接着，在图案化第二金属层上形成多个平顶凸块。最后，图案化第一金属层，以形成多个接垫与连接至这些接垫的多条导线。
依照本发明实施例，形成上述的多个平顶凸块的方法例如是先在基板上形成一图案化光阻层，其中图案化光阻层暴露出部分的图案化第二金属层。接着，在图案化光阻层所暴露出的图案化第二金属层上形成多个平顶凸块。最后，再移除图案化光阻。
依照本发明实施例，形成图案化第二金属层的方法例如是先在第一金属层上形成一第二金属层。接着，再对于第二金属层进行一图案化制程，以形成图案化第二金属层。
依照本发明实施例，第一金属层例如为钛/钨层。
依照本发明实施例，图案化第二金属层与多个平顶凸块的材质例如为金。
本发明再提出一种晶片封装结构，包括一基板、一晶片以及多个平顶凸块。基板是具有多个第一接垫与连接至这些第一接垫的多条导线，且这些第一接垫与这些导线均包括一第一金属层与配置于第一金属层上的一第二金属层，其中第二金属层的厚度介于0.5微米至1微米之间。此外，每一个平顶凸块是配置于每一个第一接垫上，而晶片是配置于基板上且具有多个第二接垫。其中，晶片上的每一个第二接垫是经由每一个平顶凸块与基板的每一个第一接垫电性连接。
依照本发明实施例，晶片封装结构例如更包括一焊料，焊料是配置于每一个第二接垫与每一个平顶凸块之间，且每一个第二接垫经由焊料分别与每一个平顶凸块电性连接。
依照本发明实施例，晶片封装结构例如更包括一具有两阶段特性的胶材(adhesive with two-stage property)，胶材是配置于每一个第二接垫与每一个平顶凸块之间，且每一个第二接垫经由胶材分别与每一个平顶凸块电性连接。
依照本发明实施例，基板例如为陶瓷基板，而第一金属层例如为钛/钨层。
依照本发明实施例，第二金属层与多个平顶凸块的材质例如为金。
基于上述，相较于现有技术采用打线接合制程以形成结线凸块，本发明同时形成平顶凸块与导线，以改善现有习知结线凸块与基板的接垫接合力不佳的现象，并改善现有技术中凸块高度不一致的现象。
经上述可知，本发明是关于一种凸块的制造方法与晶片封装结构。该凸块的制造方法，先在一基板上形成一第一金属层。接着，在第一金属层上形成一图案化第二金属层。紧接着，在图案化第二金属层上形成多个平顶凸块。最后，图案化第一金属层，以形成多个接垫与连接至这些接垫的多条导线。
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1绘示为现有习知的一种应用凸块的晶片封装结构的剖面图。
图2A至图2D绘示为本发明较佳实施例的一种凸块的制作方法的剖面图。
图3绘示为应用图2A至图2D的凸块制作方法的晶片封装结构的剖面图。
100、300晶片封装结构110、210、310基板112、212、312第一接垫 114、214、314导线120结线凸块 130、350晶片132第二接垫 202图案化光阻层220、320第一金属层 230、330第二金属层232图案化第二金属层 240、340平顶凸块352第二接垫 360焊料具体实施方式
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的制造方法与晶片封装结构其具体实施方式
、制造方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。
图2A至图2D是为本发明较佳实施例的一种凸块的制作方法的剖面图。请参阅图2A所示，本实施例的凸块的制作方法包括下列步骤。首先，提供一基板210，而基板210例如是陶瓷基板或其他材质所形成的基板。然后，在基板210上形成第一金属层220，而第一金属层220例如为钛/钨层或是其他复合金属层，其中形成第一金属层220的方法例如是溅镀制程或其他制程。之后，在第一金属层220上形成一第二金属层230，其中形成第二金属层230的方式例如是溅镀制程或其他制程。
接着请参阅图2B所示，在第一金属层220上形成一图案化第二金属层232，其中图案化第二金属层232的材质可以是金或是其他金属。此外，形成图案化第二金属层232的方法可以是对于第二金属层230进行一图案化制程，其中图案化制程包括微影制程与蚀刻制程。
请参阅图2C所示，在图案化第二金属层232上形成多个平顶凸块240，其中平顶凸块240与图案化第二金属层232的材质可以是相同，而平顶凸块240的材质例如是金或其他金属。举例来说，形成多个平顶凸块240的方法例如是先在基板210上形成一图案化光阻层202，其中图案化光阻层202暴露出部分的图案化第二金属层232。接着，进行一电镀制程，以在图案化光阻层202所暴露出的图案化第二金属层232上形成平顶凸块240。之后，再移除图案化光阻层202。
请再参阅图2D所示，在移除图案化光阻层202之后，对于第一金属层220进行图案化制程，以在基板210上形成多个第一接垫212与连接至这些第一接垫212的多条导线214。此时，平顶凸块240形成于第一接垫212上。
相较于现有技术采用打线接合技术以形成结线凸块，而结线凸块的几何尺寸受限于导线的几何尺寸，然而本发明以半导体制程形成平顶凸块240、第一接垫212与导线214，因此平顶凸块240的几何尺寸不仅能够较为一致，更可同时形成第一接垫212与导线214。换言之，相较于现有技术，本发明的平顶凸块240与第一接垫212之间具有较佳的接合力。此外，平顶凸块240与基板210上的线路(第一接垫212与导线214)也可以同时形成，以提高制造的便利性。
图3为本发明实施例的晶片封装结构的剖面图。请参阅图3所示，晶片封装结构300包括一基板310、多个平顶凸块340以及一晶片350，其中基板310的材质例如是陶瓷基板或其他材质。此外，基板310具有多个第一接垫312与连接至这些第一接垫312的多条导线314，其中这些第一接垫312与这些导线314均包括一第一金属层320与配置于第一金属层320上的一第二金属层330，且第二金属层330的厚度较佳是介于0.5微米至1微米之间。另外，第二金属层330的材质例如金，而第一金属层320例如为钛/钨层或是其他复合金属层。值得注意的是，第二金属层330的厚度较佳是介于0.5微米至1微米之间，因此打线设备能够在此第二金属层330上形成打线(未绘示)而不会损伤基板310。
晶片350配置于基板310上，且晶片350具有多个第二接垫352。此外，平顶凸块340配置于第一接垫312与第二接垫352之间，而晶片350的第二接垫352经由平顶凸块340与基板310的第一接垫312电性连接。值得一提的是，本发明并不限定平顶凸块340由上述的制程所形成，也可以是其他方式所形成。另外，平顶凸块340与第二金属层330的材质相同，而平顶凸块340的材质例如是金。再者，晶片350例如是发光二极管晶片。
当平顶凸块340的材质为金时，可以是对于平顶凸块340与晶片350的第二接垫352的进行超音波震荡，以使得平顶凸块340与晶片350的第二接垫352接合。然而，晶片封装结构300例如更包括一焊料360，以电性连接平顶凸块340与晶片350的第二接垫352。或者，也可以晶片350的第二接垫352上涂布一具有两阶段特性的胶材(adhesive with two-stageproperty)，然后对于此胶材进行预固化(pre-curing)制程。因此，晶片350的第二接垫352也可以经由此胶材与平顶凸块340电性连接。
相较于现有技术采用打线技术所形成的结线凸块具有几何尺寸上的限制，由于本发明所形成平顶凸块340的高度能够随着需求而改变，因此本发明的晶片封装结构的厚度能够进一步缩小。此外，相较于现有技术，无论是平顶凸块340与第二金属层330之间，或是平顶凸块340与晶片350的第二接垫352之间均具有较佳的接合可靠度。
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方法及技术内容作出些许的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
1.一种凸块的制造方法，其特征在于其包括以下步骤在一基板上形成一第一金属层；在该第一金属层上形成一图案化第二金属层；在该图案化第二金属层上形成多数个平顶凸块；以及图案化该第一金属层，以形成多数个接垫与连接至该些接垫的多数条导线。
2.根据权利要求1所述的凸块的制造方法，其特征在于其中形成该些平顶凸块的方法包括在该基板上形成一图案化光阻层，其中该图案化光阻层暴露出部分该图案化第二金属层；在该图案化光阻层所暴露出的该图案化第二金属层上形成该些平顶凸块；以及移除该图案化光阻。
3.根据权利要求1所述的凸块的制造方法，其特征在于其中形成该图案化第二金属层的方法包括在该第一金属层上形成一第二金属层；以及对于该第二金属层进行一图案化制程，以形成该图案化第二金属层。
4.根据权利要求1所述的凸块的制造方法，其特征在于其中所述的第一金属层为钛/钨层。
5.根据权利要求1所述的凸块的制造方法，其特征在于其中所述的图案化第二金属层与该些平顶凸块的材质为金。
6.一种晶片封装结构，其特征在于其包括一基板，具有多数个第一接垫与连接至该些第一接垫的多数条导线，且该些第一接垫与该些导线均包括一第一金属层与配置于该第一金属层上的一第二金属层，其中该第二金属层的厚度介于0.5微米至1微米之间；多数个平顶凸块，配置于该些第一接垫上；以及一晶片，配置于该基板上，而该晶片具有多数个第二接垫，且该晶片的该些第二接垫经由该些平顶凸块与该基板的该些第一接垫电性连接。
7.根据权利要求6所述的晶片封装结构，其特征在于更包括一焊料，配置于该些第二接垫与该些平顶凸块之间，且该些第二接垫经由该焊料分别与该些平顶凸块电性连接。
8.根据权利要求6所述的晶片封装结构，其特征在于更包括一具有两阶段特性的胶材，配置于该些第二接垫与该些平顶凸块之间，且该些第二接垫经由该胶材分别与该些平顶凸块电性连接。
9.根据权利要求6所述的晶片封装结构，其特征在于其中所述的第一金属层为钛/钨层。
10.根据权利要求6所述的晶片封装结构，其特征在于其中所述的第二金属层与该些平顶凸块的材质为金。
全文摘要
本发明是有关于一种凸块的制造方法与晶片封装结构。该凸块的制造方法，先在一基板上形成一第一金属层。接着，在第一金属层上形成一图案化第二金属层。紧接着，在图案化第二金属层上形成多个平顶凸块。最后，图案化第一金属层，以形成多个接垫与连接至这些接垫的多条导线。
文档编号H01L21/60GK1941302SQ20051010809
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月29日 优先权日2005年9月29日
发明者王俊恒 申请人:南茂科技股份有限公司, 百慕达南茂科技股份有限公司