专利名称：凸块结构以及电子封装接点结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种凸块结构以及电子封装接点结构及其制造方法，且特别是一种可用于形成金属间化合物的凸块结构以及一种具有金属间化合物的电子封装接点结构及其制造方法。
背景技术：
在电子封装工艺中，常见的接点为微凸块接点(micro solder joint)。微凸块接点具有较佳的弹性与韧性，所以抗机械应力的能力较佳，但是微凸块接点在抗电致迁移效应(ant1-electromigration, EM)的能力不佳。微凸块接点在温度循环可靠度测试过程中，在微凸块接点的接口上可能因为高温而形成金属间化合物(intermetallic compound joint, IMC joint),通常这种金属间化合物的材料硬度比原来的微凸块接点硬，刚性较高而缺乏弹性，较容易在温度循环的可靠度测试中被破坏。但是，金属间化合物具有可减缓电迁移效应的特性，所以提高金属间化合物含量反而可以增加微凸块接点抵抗电迁移效应的能力。因此，目前业界希望开发出同时具有抗机械应力与抗电迁移效应的特性的电子封装接点结构，以提升接点的可靠性及效能。
发明内容
本发明的目的是提供一种凸块结构，其可用于形成特定外型的金属间化合物。本发明的另一目的是提供一种电子封装接点结构，其可同时具有抗机械应力与抗电迁移效应的特性。本发明的另一目的是提供一种电子封装接点结构的制造方法，其可制作出具有较佳可靠性及效能的电子封装接点结构。本发明提出一种凸块结构，包括基板、焊垫、电极及凸出电极。焊垫设置于基板上。电极由第一金属材料制成，且设置于焊垫上。凸出电极由第二金属材料制成，且设置于电极上，其中凸出电极的截面积小于电极的截面积。依照本发明的一实施例所述，在上述的凸块结构中，还包括保护层，设置于基板上与焊垫上，且暴露出部分焊垫。依照本发明的一实施例所述，在上述的凸块结构中，还包括导电材料，覆盖凸出电极与电极。本发明提出一种电子封装接点结构，包括第一基板、第二基板及接点。第一基板包括至少一第一电极，第一电极设置于第一基板上。第二基板包括至少一第二电极第二电极设置于第二基板上。接点设置于第一电极与第二电极之间，且包括金属间化合物层及导电材料层。金属间化合物层为连续性结构，且直接连接第一电极与第二电极。导电材料层设置于金属间化合物层周围，且覆盖金属间化合物层。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构中，金属间化合物层例如是柱状结构。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构中，金属间化合物层包括第一部分、第二部分及第三部分。第一部分连接于第一电极与第二电极。第二部分设置于第一部分周围，且连接于第一电极与第一部分。第三部分设置于第一部分周围，且连接于第二电极与第一部分。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构中，金属间化合物层例如是I字型结构。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构中，金属间化合物层的材料例如是 CuxSny、NixSny> InxSny> ZnxSny 或 AuxSny 等。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构中，第一电极与第二电极的材料例如是铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铬(Cr)、金(Au)、锌(Zn)、秘(Bi)或铟(In)等,或者上述材料的合金。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构中，导电材料层的材料例如是Sn、SnAg或SnAgCu等。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构中，金属间化合物层的电阻系数例如是小于导电材料层的电阻系数。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构中，导电材料层例如是连接于第一电极及第二电极或通过金属间化合物层而与第一电极及第二电极隔离。本发明提出一种电子封装接点结构的制造方法，包括下列步骤。首先，提供第一基板，第一基板上已形成有至少一第一电极、至少一第一凸出电极与至少一第一导电材料，其中第一凸出电极形成于第一电极上，且第一导电材料覆盖第一电极与第一凸出电极。接着，提供第二基板，第二基板上已形成有至少一第二电极、至少一第二凸出电极与至少一第二导电材料，其中第二凸出电极形成于第二电极上，且第二导电材料覆盖第二电极与第二凸出电极。然后，对第一基板与第二基板进行键合工艺，以使得第一凸出电极与第二凸出电极连接而形成金属间化合物层，金属间化合物层为连续性结构，且直接连接于第一电极与第二电极。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构的制造方法中，键合工艺的加热温度例如是150°C至300°C，而键合工艺的加热时间例如是3秒至60分。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构的制造方法中，第一凸出电极与第二凸出电极的材料例如是金属间化合物。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构的制造方法中，第一凸出电极与第二凸出电极的形成方法包括下列步骤。首先，形成由至少一第一金属层与至少一第二金属层交互堆叠而形成的金属叠层结构。接着，对金属叠层结构进行热处理工艺，使第一金属层与第二金属层反应。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构的制造方法中，热处理工艺例如是回焊工艺(reflow process)或老化工艺(aging process)。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构的制造方法中，热处理工艺的加热温度例如是150°C至300°C，而热处理工艺的加热时间例如是3秒至60分。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构的制造方法中，金属间化合物层例如是由第一凸出电极与第一导电材料反应以及第二凸出电极与第二导电材料反应而形成。依照本发明的一实施例所述，在上述的电子封装接点结构的制造方法中，金属间化合物层例如是由第一凸出电极与第一导电材料反应、第二凸出电极与第二导电材料反应、第一电极与第一导电材料反应以及第二电极与第二导电材料反应而形成。基于上述，在本发明所提出的凸块结构中，由于凸块结构具有凸出电极，因此有助于形成柱状金属间化合物。在本发明所提出的电子封装接点结构中，由于接点包括金属间化合物层及导电材料层，金属间化合物层为连续性结构且直接连接第一电极与第二电极，且导电材料层设置于金属间化合物层周围，因此电子封装接点结构可同时具有抗机械应力与抗电迁移效应的特性。此外，本发明所提出的电子封装接点结构的制造方法可轻易地与现行工艺整合，且可制作出具有较佳可靠性及效能的电子封装接点结构。
图1A至图1F是本发明的一个实施例的电子封装接点结构的制造流程剖面示意图。图2A至图2F是本发明的另一实施例的电子封装接点结构的制造流程剖面示意图。主要组件符号说明100a、100b、200a、200b:基板102a、102b、202a、202b:焊垫104a、104b、 204a、204b:保护层106a、110a、120a、206a、210a、214a:图案化光刻胶层108a、108b、208a、208b:电极112a、114a:金属层116a:金属叠层结构118a、118b、212a、212b:凸出电极122a、122b、216a、216b:导电材料123a、123b、217a、217b:凸块结构124、218:金属间化合物层126、220:导电材料层128、222:接点218a:第一部分218b:第二部分218c:第三部分
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。图1A至图1F是本发明的一个实施例的电子封装接点结构的制造流程剖面示意图。首先，请参照图1A，提供基板100a。基板IOOa上可形成有焊垫102a与保护层104a。焊垫102a形成于基板IOOa上，用于与基板IOOa内部的金属内连线(未显示)电性连接。基板IOOa例如是有机载板或无机载板。有机载板例如是印刷电路板(PCB)。无机载板例如是硅芯片。焊垫102a的材料例如是铝、铝硅、铝硅铜、铜、或镍等。保护层104a形成于基板IOOa上与焊垫102a上，且暴露出部分焊垫102a。保护层104a的材料例如是聚亚酰胺(polyimide, PI)、聚苯恶唑(polybenzoxazole, ΡΒ0)、ABF (Ajinomoto build-up film)、氧化娃(SixOy)、或氮化娃(SixNy)等。焊垫102a与保护层104a例如是分别通过进行沉积工艺与图案化工艺而形成的。接着，于基板IOOa上形成图案化光刻胶层106a，且图案化光刻胶层106a暴露出焊垫102a。在此实施例中，图案化光刻胶层106a更可暴露出部分保护层104a。图案化光刻胶层106a的材料例如是正型光刻胶或负型光刻胶。图案化光刻胶层106a的形成方法例如是进行光刻工艺而形成的。然后，于图案化光刻胶层106a所暴露的焊垫102a与保护层104a上形成至少一电极108a。电极108a的材料例如是铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铬(Cr)、金(Au)、锌(Zn)、铋(Bi)或铟(In)或其组合的合金等。电极108a的形成方法例如是电镀法。虽然，电极108a是通过上述方法所形成，但并不用于限制本发明。接下来，请参照图1B，移除图案化光刻胶层106a。图案化光刻胶层106a的移除方法例如是干式去光刻胶法。之后，于基板IOOa上形成图案化光刻胶层110a，且图案化光刻胶层IlOa暴露出部分电极108a。图案化光刻胶层IlOa的材料例如是正型光刻胶或负型光刻胶。图案化光刻胶层IlOa的形成方法例如是进行光刻工艺而形成的。再者，于图案化光刻胶层IlOa所暴露出的电极108a上形成由至少一金属层112a与至少一金属层114a交互堆叠而形成的金属叠层结构116a。金属层112a的材料例如是铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)、招(Al)、钛(Ti)、鹤(W)、铬(Cr)、金(Au)、锌(Zn)、秘(Bi)或铟(In)等或其组合合金。金属层114a的材料例如是锡(Sn)。金属层112a与金属层114a的形成方法分别例如是电镀法。随后，请参照图1C，移除图案化光刻胶层110a。图案化光刻胶层IlOa的移除方法例如是干式去光刻胶法。接着，对金属叠层结构116a进行热处理工艺，使金属层112a与金属层114a反应，而于电极108a上形成至少一凸出电极118a。凸出电极118a的材料例如是金属间化合物，如CuxSny> NixSny> InxSny> ZnxSny 或 AuxSny 等。热处理工艺例如是回焊工艺(reflow process)或老化工艺(aging process)。热处理工艺的加热温度例如是150°C至300°C,而热处理工艺的加热时间例如是3秒至60分。虽然，凸出电极118a是通过上述方法所形成，但并不用于限制本发明。接着，于基板IOOa上形成图案化光刻胶层120a，且图案化光刻胶层120a暴露出电极108a与凸出电极118a。图案化光刻胶层120a的材料例如是正型光刻胶或负型光刻胶。图案化光刻胶层120a的形成方法例如是进行光刻工艺而形成的。然后，形成至少一导电材料122a，导电材料122a覆盖电极108a与凸出电极118a。导电材料122a的材料例如是Sn、SnAg或SnAgCu等。导电材料122a的形成方法例如是电锻法。接下来，请参照图1D，移除图案化光刻胶层120a。图案化光刻胶层120a的移除方法例如是干式去光刻胶法。此时，所提供的基板IOOa上已形成有电极108a、凸出电极118a与导电材料122a，其中凸出电极118a形成于电极108a上，且导电材料122a覆盖电极108a与凸出电极118a。此外，基板IOOa上还可形成有焊垫102a与保护层104a。焊垫102a形成于基板IOOa上。保护层104a形成于基板IOOa上与焊垫102a上，且暴露出部分焊垫102a。此处，通过图1D说明本实施例中的凸块结构123a。凸块结构123a包括基板100a、电极108a及凸出电极118a。电极108a设置于基板IOOa上。凸出电极118a设置于电极108a上。其中，凸出电极118a的宽度例如是小于电极108a的宽度。此外，凸块结构123a还可包括焊垫102a、保护层104a及导电材料122a。焊垫102a设置于基板IOOa与电极108a之间。保护层104a设置于基板IOOa上与焊垫102a上，且暴露出部分焊垫102a。导电材料122a覆盖凸出电极118a与电极108a。在此实施例中，由于凸块结构123a具有凸出电极118a，因此有助于形成金属间化合物。此外，凸块结构123a中各构件的材料、特性、配置方式、形成方法及功效已于上述实施例中进行详尽地说明，故于此不再赘述。之后，请参照图1E，提供基板100b，基板IOOb上已形成有电极108b、凸出电极118b与导电材料122b，其中凸出电极118b形成于电极108b上，且导电材料122b覆盖电极108b与凸出电极118b。基板IOOb例如是有机载板或无机载板。有机载板例如是印刷电路板(PCB)。无机载板例如是硅芯片。此外，基板IOOb上还可形成有焊垫102b与保护层104b。焊垫102b形成于基板IOOb上。保护层104b形成于基板IOOb上与焊垫102b上，且暴露出部分焊垫102b。其中，电极108b与电极108a的材料可为相同或不同，本领域普通技术人员可依照产品设计而进行调整。然而，由于基板IOOb上的电极108b、凸出电极118b与导电材料122b的材料、配置方式及形成方法与基板IOOa上的电极108a、凸出电极118a与导电材料122a的材料、配置方式及形成方法相似，请参照图1A至图1D的说明，于此不再赘述。此处，通过图1E说明本实施例中的凸块结构123b。凸块结构123b包括基板100b、电极108b及凸出电极118b。电极108b设置于基板IOOb上。凸出电极118b设置于电极108b上。其中，凸出电极118b的宽度例如是小于电极108b的宽度。此外，凸块结构123b还可包括焊垫102b、保护层104b及导电材料122b。焊垫102b设置于基板IOOb与电极108b之间。保护层104b设置于基板IOOb上与焊垫102b上，且暴露出部分焊垫102b。导电材料122b覆盖凸出电极118b与电极108b。在此实施例中，由于凸块结构123b具有凸出电极118b，因此有助于形成金属间化合物。此外，凸块结构123b中各构件的材料、特性、配置方式、形成方法及功效已于上述实施例中进行详尽地说明，故于此不再赘述。再者，请参照图1F，对基板IOOa与基板IOOb进行键合工艺，以使得凸出电极118a与凸出电极118b连接而形成金属间化合物层124，金属间化合物层124为连续性结构，且直接连接于电极108a与电极108b。此外，在此键合工艺中，导电材料122a与导电材料122b连接而形成导电材料层126，而由金属间化合物层124与导电材料层126形成接点128。键合工艺的加热温度例如是150°C至300°C，而键合工艺的加热时间例如是3秒至60分。此外，在键合工艺中，当凸出电极118a与凸出电极118b再次与导电材料122a与导电材料122b反应时，金属间化合物层124的宽度会大于凸出电极118a的宽度与凸出电极118b的宽度。金属间化合物层124例如是柱状结构。金属间化合物层124的材料例如是CuxSny、NixSny> InxSny> ZnxSny 或 AuxSny 等。金属间化合物层124例如是通过化学键结方式与电极108a及电极108b形成电性通路。导电材料层126设置于金属间化合物层124周围，且连接于金属间化合物层124。此外，导电材料层126例如是连接于电极108a及电极108b。导电材料层126的材料例如是Sn、SnAg或SnAgCu等。金属间化合物层124的电阻系数例如是小于导电材料层126的电阻系数，而可促使电子流经接点128时会尽可能往金属间化合物层124流动，而可进一步地提升抗电迁移效应的能力。在此实施例中，虽然金属间化合物层124是以形成柱状结构为例进行说明，但并不用于限制本发明。在其他实施例中，可通过对于电极108a及电极108b的材料的选择而使得电极108a及电极108b分别可与导电材料122a与导电材料122b反应，藉此金属间化合物层124亦可形成I字型结构(类似图2F的金属间化合物层218)。当金属间化合物层124为I字型时，能强迫电子流经金属间化合物层124，因此可更进一步地提升抗电迁移效应的能力。基于上述实施例可知，由于接点128中的金属间化合物层124为连续性结构且直接连接电极108a与电极108b，且导电材料层126设置于金属间化合物层124周围，因此电子封装接点结构可同时具有抗机械应力与抗电迁移效应的特性，而具有较佳的可靠性及效能。此外，上述实施例所提出的电子封装接点结构的制造方法可轻易地与现行工艺整合。图2A至图2F是本发明的另一实施例的电子封装接点结构的制造流程剖面示意图。首先，请参照图2A，提供基板200a。基板200a上可形成有焊垫202a与保护层204a。焊垫202a形成于基板200a上，用于与基板200a内部的金属内连线(未显示)电性连接。基板200a例如是有机载板或无机载板。有机载板例如是印刷电路板(PCB)。无机载板例如是硅芯片。焊垫202a的材料例如是铝、铝硅、铝硅铜、铜或镍等。保护层204a形成于基板200a上与焊垫202a上，且暴露出部分焊垫202a。保护层204a的材料例如是聚亚酰胺(polyimide, PI)、聚苯恶唑(polybenzoxazole, ΡΒ0)、ABF (Ajinomoto build-up film)、Six0y、或SixNy等。焊垫202a与保护层204a例如是分别通过进行沉积工艺与图案化工艺而形成的。接着，于基板200a上形成图案化光刻胶层206a，且图案化光刻胶层206a暴露出焊垫202a。在此实施例中，图案化光刻胶层206a更可暴露出部分保护层204a。图案化光刻胶层206a的材料例如是正型光刻胶或负型光刻胶。图案化光刻胶层206a的形成方法例如是进行光刻工艺而形成的。然后，于图案化光刻胶层206a所暴露的焊垫202a与保护层204a上形成至少一电极208a。电极208a的材料例如是铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铬(Cr)、金(Au)、锌(Zn)、铋(Bi)或铟(In)等或其组合合金。电极208a的形成方法例如是电镀法。虽然，电极208a是通过上述方法所形成，但并不用于限制本发明。
接下来，请参照图2B，移除图案化光刻胶层206a。图案化光刻胶层206a的移除方法例如是干式去光刻胶法。之后，于基板200a上形成图案化光刻胶层210a，且图案化光刻胶层210a暴露出部分电极208a。图案化光刻胶层210a的材料例如是正型光刻胶或负型光刻胶。图案化光刻胶层210a的形成方法例如是进行光刻工艺而形成的。再者，于图案化光刻胶层210a所暴露出的电极208a上形成至少一凸出电极212a。凸出电极212a的材料例如是铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铬(Cr)、金(Au)、锌(Zn)、铋(Bi)、铟(In)或锡(Sn)等或其组合合金。凸出电极212a与电极208a的材料可为相同或不同。凸出电极212a的形成方法例如是电镀法。虽然，凸出电极212a是通过上述方法所形成，但并不用于限制本发明。随后，请参照图2C，移除图案化光刻胶层210a。图案化光刻胶层210a的移除方法例如是干式去光刻胶法。然后，于基板200a上形成图案化光刻胶层214a，且图案化光刻胶层214a暴露出电极208a与凸出电极212a。图案化光刻胶层214a的材料例如是正型光刻胶或负型光刻胶。图案化光刻胶层214a的形成方法例如是进行光刻工艺而形成的。接着，形成至少一导电材料216a，导电材料216a覆盖电极208a与凸出电极212a。导电材料216a的材料例如是Sn、SnAg或SnAgCu等。导电材料216a的形成方法例如是电锻法。然后，请参照图2D，移除图案化光刻胶层214a。图案化光刻胶层214a的移除方法例如是干式去光刻胶法。此时，所提供的基板200a上已形成有电极208a、凸出电极212a与导电材料216a，其中凸出电极212a形成于电极208a上，且导电材料216a覆盖电极208a与凸出电极212a。此外，基板200a上还可形成有焊垫202a与保护层204a。焊垫202a形成于基板200a上。保护层204a形成于基板200a上与焊垫202a上，且暴露出部分焊垫202a。此处，通过图2D说明本实施例中的凸块结构217a。凸块结构217a包括基板200a、电极208a及凸出电极212a。电极208a设置于基板200a上。凸出电极212a设置于电极208a上。其中，凸出电极212a的宽度例如是小于电极208a的宽度。此外，凸块结构217a还可包括焊垫202a、保护层204a及导电材料216a。焊垫202a设置于基板200a与电极208a之间。保护层204a设置于基板200a上与焊垫202a上，且暴露出部分焊垫202a。导电材料216a覆盖凸出电极212a与电极208a。在此实施例中，由于凸块结构217a具有凸出电极212a，因此有助于形成金属间化合物。此外，凸块结构217a中各构件的材料、特性、配置方式、形成方法及功效已于上述实施例中进行详尽地说明，故于此不再赘述。之后，请参照图2E，提供基板200b，基板200b上已形成有电极208b、凸出电极212b与导电材料216b，其中凸出电极212b形成于电极208b上，且导电材料216b覆盖电极208b与凸出电极212b。基板200b例如是有机载板或无机载板。有机载板例如是印刷电路板(PCB)。无机载板例如是硅芯片。此外，基板200b上还可形成有焊垫202b与保护层204b。焊垫202b形成于基板200b上。保护层204b形成于基板200b上与焊垫202b上，且暴露出部分焊垫202b。其中，电极208b与电极208a的材料可为相同或不同，本领域普通技术人员可依照产品设计而进行调整。然而，由于基板200b上的电极208b、凸出电极212b与导电材料216b的材料、配置方式及形成方法与基板200a上的电极208a、凸出电极212a与导电材料216a的材料、配置方式及形成方法相似，请参照图2A至图2D的说明，于此不再赘述。此处，通过图2E说明本实施例中的凸块结构217b。凸块结构217b包括基板200b、电极208b及凸出电极212b。电极208b设置于基板200b上。凸出电极212b设置于电极208b上。其中，凸出电极212b的宽度例如是小于电极208b的宽度。此外，凸块结构217b还可包括焊垫202b、保护层204b及导电材料216b。焊垫202b设置于基板200b与电极208b之间。保护层204b设置于基板200b上与焊垫202b上，且暴露出部分焊垫202b。导电材料216b覆盖凸出电极212b与电极208b。在此实施例中，由于凸块结构217b具有凸出电极212b，因此有助于形成金属间化合物。此外，凸块结构217b中各构件的材料、特性、配置方式、形成方法及功效已于上述实施例中进行详尽地说明，故于此不再赘述。再者，请参照图2F，对基板200a与基板200b进行键合工艺，以使得凸出电极212a与凸出电极212b连接，且凸出电极212a与导电材料216a反应加上凸出电极212b与导电材料216b反应而形成金属间化合物层218的第一部分218a,电极208a与导电材料216a反应而形成金属间化合物层218的第二部分218b，电极208b与导电材料216b反应而形成金属间化合物层218的第三部分218c。金属间化合物层218为连续性结构，且直接连接于电极208a与电极208b。其中，金属间化合物层218的第一部分218a的宽度例如是大于凸出电极212a的宽度与凸出电极212b的宽度。此外，在此键合工艺中，导电材料216a与导电材料216b连接而形成导电材料层220，而由金属间化合物层218与导电材料层220形成接点222。键合工艺的加热温度例如是150°C至300°C键合工艺的加热时间例如是3秒至60分。在此实施例中，金属间化合物层218例如是I字型结构。金属间化合物层218的材料例如是 CuxSny、NixSny> InxSny> ZnxSny 或 AuxSny 等。金属间化合物层218例如是通过化学键结方式与电极208a及电极208b形成电性通路。此外，由于凸出电极212a与电极208a的材料可为相同或不同，且凸出电极212b与电极208b的材料可为相同或不同，所以所形成的第一部分218a、第二部分218b与第三部分218c的材料亦可互为相同或不同，本领域普通技术人员可依照产品设计自行调整。导电材料层220设置于金属间化合物层218周围，且连接于金属间化合物层218。此外，导电材料层220例如是通过金属间化合物层218而与电极208a及电极208b隔离。导电材料层220的材料例如是Sn、SnAg或SnAgCu等。金属间化合物层218的电阻系数例如是小于导电材料层220的电阻系数，而可促使电子流经接点222时会尽可能往金属间化合物层218流动，而可进一步地提升抗电迁移效应的能力。在此实施例中，虽然金属间化合物层218是以形成I字型结构为例进行说明，但并不用于限制本发明。在其他实施例中，可通过对于电极208a及电极208b的材料的选择而使得电极208a及电极208b不会与导电材料216a与导电材料216b反应，所以金属间化合物层218只具有由凸出电极212a与导电材料216a反应以及凸出电极212b与导电材料216b反应而形成的第一部分218a，而成为柱状结构(类似图1F的金属间化合物层124)。同样地，由于接点222中的金属间化合物层218为连续性结构且直接连接电极208a与电极208b，且导电材料层220设置于金属间化合物层218周围，因此电子封装接点结构可具有较佳的可靠性及效能。此外，当金属间化合物层218为I字型时，能强迫电子流经金属间化合物层218，因此可更进一步地提升抗电迁移效应的能力。另外，上述实施例所提出的电子封装接点结构的制造方法可轻易地与现行工艺整合。以下，通过图1F与图2F来说明上述实施例所提出的电子封装接点结构。请参照图1F，电子封装接点结构包括基板100a、基板IOOb及接点128。基板IOOa上具有至少一电极108a。基板IOOb上具有至少一电极108b。接点128设置于电极108a与电极108b之间，且包括金属间化合物层124及导电材料层126。金属间化合物层124为连续性结构，且直接连接电极108a与电极108b。导电材料层126设置于金属间化合物层124周围，且连接于金属间化合物层124。金属间化合物层124例如是柱状结构。另外，电子封装接点结构还可包括焊垫102a、保护层104a、焊垫102a与保护层104a。焊垫102a设置于基板IOOa上。保护层104a设置于基板IOOa上与焊垫102a上，且暴露出部分焊垫102a。焊垫102b设置于基板IOOb上。保护层104b设置于基板IOOb上与焊垫102b上，且暴露出部分焊垫102b。此外，电子封装接点结构中各构件的材料、特性、配置方式、形成方法及功效已于上述实施例中进行详尽地说明，故于此不再赘述。由上述实施例可知，在电子封装接点结构中，由于接点128中的金属间化合物层124为连续性结构且直接连接电极108a与电极108b，且导电材料层126设置于金属间化合物层124周围，因此可同时具有抗机械应力与抗电迁移效应的特性，而具有较佳的可靠性及效能。接着，请同时参照图1F及图2F，图2F的电子封装接点结构与图1F的电子封装接点结构的差异在于:在图2F的电子封装接点结构中，金属间化合物层218为I字型结构，而与图1F中为柱状结构的金属间化合物层214不同。金属间化合物层218包括第一部分218a、第二部分218b及第三部分218c。第一部分218a连接于电极208a与电极208b。第二部分218b设置于第一部分218a周围，且连接于电极208a与第一部分218a。第三部分218c设置于第一部分218b周围，且连接于电极208b与第一部分218a。此外，图2F的电子封装接点结构中的其他构件的设置方式与图1的电子封装接点结构相似，且图2F的电子封装接点结构中各构件材料、特性、配置方式、形成方法及功效已于上述实施例中进行详尽地说明，故于此不再赘述。同样地，在电子封装接点结构中，由于接点222中的金属间化合物层218为连续性结构且直接连接电极208a与电极208b，且导电材料层220设置于金属间化合物层218周围，因此可同时具有抗机械应力与抗电迁移效应的特性，而具有较佳的可靠性及效能。此夕卜，当金属间化合物层218为I字型时，能强迫电子流经金属间化合物层218，因此可更进一步地提升抗电迁移效应的能力。综上所述，上述实施例至少具有下列特征:1、上述实施例所提出的凸块结构，有助于形成金属间化合物。2、上述实施例所提出的电子封装接点结构可同时具有抗机械应力与抗电迁移效应的特性。3、上述实施例所提出的电子封装接点结构的制造方法可与现行工艺整合，且可制作出具有较佳的可靠性及效能的电子封装接点结构。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种凸块结构，包括: 基板； 焊垫，设置于该基板上； 电极，由第一金属材料制成，设置于该焊垫上；以及 凸出电极，由第二金属材料制成，设置于该电极上，其中该凸出电极的截面积小于该电极的截面积。
2.如权利要求1所述的凸块结构，还包括保护层，设置于该基板上与该焊垫上，且暴露出部分该焊垫。
3.如权利要求1所述的凸块结构，还包括导电材料层，覆盖该凸出电极与该电极。
4.一种电子封装接点结构，包括: 第一基板，包括: 至少一个第一电极，设置于该第一基板上； 第二基板，包括: 至少一个第二电极，设置于该第二基板上；以及 至少一个接点，分别设置于每一该至少一个第一电极与每一该至少一个第二电极之间，其中该接点包括: 金属间化合物层，为连续性结构，且直接连接于该第一电极与该第二电极；以及 导电材料层，设置于该金属间化合物层周围，且覆盖该金属间化合物层。
5.如权利要求4所述的电子封装接点结构，其中该金属间化合物层为柱状结构。
6.如权利要求4所述的电子封装接点结构，其中该金属间化合物层包括: 第一部分，连接于该第一电极与该第二电极； 第二部分,设置于该第一部分周围,且连接于该第一电极与该第一部分；以及 一个第三部分,设置于该第一部分周围，且连接于该第二电极与该第一部分。
7.如权利要求6所述的电子封装接点结构，其中该金属间化合物层为I字型结构。
8.如权利要求4所述的电子封装接点结构，其中该金属间化合物层的材料包括CuxSrvNixSny> InxSny> ZnxSny 或 AuxSny。
9.如权利要求4所述的电子封装接点结构，其中该第一电极与该第二电极的材料包括铜、银、镍、招、钛、鹤、铬、金、锌、秘、铟或其组合合金。
10.如权利要求4所述的电子封装接点结构，其中该导电材料层的材料包括Sn、SnAg或SnAgCu0
11.如权利要求4所述的电子封装接点结构，其中该金属间化合物层的电阻系数小于该导电材料层的电阻系数。
12.如权利要求4所述的电子封装接点结构，其中该导电材料层连接于该第一电极及该第二电极或通过该金属间化合物层而与该第一电极及该第二电极隔离。
13.—种电子封装接点结构的制造方法，包括: 提供第一基板，该第一基板上已形成有至少一个第一电极、至少一个第一凸出电极与至少一个第一导电材料层，其中该至少一个第一凸出电极分别形成于每一该至少一个第一电极上，且该至少一个第一导电材料层分别覆盖每一该至少一个第一电极与每一该至少一个第一凸出电极；提供第二基板，该第二基板上已形成有至少一个第二电极、至少一个第二凸出电极与至少一个第二导电材料层，其中该至少一个第二凸出电极分别形成于每一该至少一个第二电极上，且该至少一个第二导电材料层分别覆盖该至少一个第二电极与每一该至少一个第二凸出电极；以及 对该第一基板与该第二基板进行一键合工艺，以使得每一该至少一个第一凸出电极与每一该至少一个第二凸出电极连接而形成至少一个金属间化合物层，其中该金属间化合物层为连续性结构，且直接连接于该第一电极与该第二电极。
14.如权利要求13所述的电子封装接点结构的制造方法，其中该键合工艺的加热温度为150°C至300°C，而该键合工艺的加热时间为3秒至60分。
15.如权利要求13所述的电子封装接点结构的制造方法，其中该第一凸出电极与该第二凸出电极的材料包括金属间化合物。
16.如权利要求15所述的电子封装接点结构的制造方法，其中该第一凸出电极与该第二凸出电极的形成方法包括: 形成由至少一个第一金属层与至少一个第二金属层交互堆叠而成的金属叠层结构；以及 对该金属叠层结构进行热处理工艺，使该第一金属层与该第二金属层反应。
17.如权利要求16所述的电子封装接点结构的制造方法，其中该热处理工艺包括回焊工艺或老化工艺。
18.如权利要求16所述的电子封装接点结构的制造方法，其中该热处理工艺的加热温度为150°C至300°C，而该热处理工艺的加热时间为3秒至60分。
19.如权利要求13所述的电子封装接点结构的制造方法，其中该金属间化合物层是由该第一凸出电极与该第一导电材料层反应，以及该第二凸出电极与该第二导电材料层反应而形成。
20.如权利要求13所述的电子封装接点结构的制造方法，其中该金属间化合物层是由该第一凸出电极与该第一导电材料层反应、该第二凸出电极与该第二导电材料层反应、该第一电极与该第一导电材料层反应、 以及该第二电极与该第二导电材料层反应而形成。
全文摘要
本发明公开了一种凸块结构，包括基板、焊垫、电极及凸出电极。所述焊垫设置于所述基板上。所述电极由第一金属材料制成，且设置于焊垫上。所述凸出电极由第二金属材料制成，且设置于所述电极上，其中所述凸出电极的截面积小于电极的截面积。
文档编号H01L21/60GK103187387SQ201210159760
公开日2013年7月3日 申请日期2012年5月22日 优先权日2011年12月30日
发明者林育民, 詹朝杰, 张道智 申请人:财团法人工业技术研究院