CN100527402C - 一种具有弹性凸块与测试区的接点结构与其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有弹性凸块与测试区的接点结构与其制作方法,该弹性凸块为形成于硅晶片或电路板上的导电接点上,为由高分子材料为核心,且为导电材料包覆的弹性凸块,并设置于该接点结构的一侧,使导电接点同时包括凸块与测试区,其中测试区可以提供外部的功能测试,免除公知技术直接在弹性凸块区测试时会破坏其上包覆的金属层的缺点。
Description
技术领域
本发明提供一种具有弹性凸块与测试区的接点结构与其制作方法,特别是指在硅晶圆(wafer)的输入/输出接点上形成的偏移的导电弹性凸块的结构与其制作方法。
背景技术
在形成高密度的集成电路领域中,芯片需要高可靠的物理结构与电性结构,为了在微小范围内制作高密度的集成电路结构,如高分辨率的液晶面板,其中用于驱动的控制IC也是需要密集排列,故在晶片上利用金属凸块(bump)作为导电接点也就因应而生,因为用于IC信号接点的金属凸块用于体积较小的封装产品上,适合高脚数IC产品封装,而不使用传统打线(bonding)或引线(lead)的技术。其中凸块种类有金凸块(Gold Bump)、共晶锡铅凸块(Eutectic Solder Bump)及高铅锡铅凸块(High Lead Solder Bump)等。
早于美国第4749120号专利即已揭露利用金凸块作为集成电路芯片(ICchip)与基材间的导电媒介,但是却在集成电路芯片与基材的结合过程(如压合)时会产生使芯片破裂的瑕疵,因为压合过程会产生一个恢复原始状态的反弹力,致使上述破裂(crack)的问题,故公知技术设计了具有弹性的导电颗粒或是其它材料,可避免压合过程产生的瑕疵。
图1为常用技术美国专利第5,707,902号所揭露形成于电路板上的凸块结构剖面示意图,其中主要结构有形成于基材1上的金属垫(pad)16与有保护作用的钝化层(passivation layer)18,而形成于基材(substrate)1上的凸块结构为一聚合物(polymer)材料12并包覆其外的导电金属层14。上述聚合物材料12可减低基材与电路板间的结合时的反弹力。
公知技术如美国专利第5477087号所揭露的电子组件的导电凸块结构(Bumpel ectrode for connecting electronic components),请参看图2所示用于电路板上的导电电极结构剖面示意图,此电极结构中显示一凸块电极20形成于IC芯片21上,其它包括形成于IC芯片21上的铝制电极22,此形成的金属垫(pad)可作为凸块与以下电路间导电的媒介,并由一绝缘层23包覆,另有一障碍金属层(barrier-metla layer)24形成于经蚀刻制成的绝缘层23间,凸块电极20结构包括有树脂(resin)25与其中的微空孔26,并外层包覆一作为导电使用的金属层27。上述设置于凸块电极20中的树脂25与其中的微空孔(micro void)26为一弹性结构,可避免使用此凸块电极20的芯片或是电路板与其它组件结合时产生损伤。
更有公知技术如美国专利第5,508,228号所揭露用于集成电路芯片的弹性导电凸块,如图3所示的导电凸块的立体视图,其显示为集成电路芯片30的一部分,其包括有多个导电凸块31形成的输入/输出(I/O)接点,各导电凸块31为凸状的导电结构,包括图式中的顶部表面34与相连接的侧边结构36,借有底部结构(base)38连接与芯片相接的连接垫(bond pad)33,此导电凸块31即借由连接垫33连接集成电路芯片30的引线32。上述的导电凸块31更因为核心部分是以聚合物或高分子材料制作,而能产生具有弹性的性质。
上述各公知技术所揭露的凸块结构于出厂时需经过各种不同的电性测试,因为其中包覆于弹性凸块结构外部的金属层非常薄,可能于探针碰触时被破坏,故有公知技术如中国台湾地区专利公告号324847所揭露的一种用于集成电路的复合凸块结构,如图4所示,其为运用于集成电路的输入/输出接点结构,复合形式的凸块结构形成于一基材40上方,基材40上有一输入/输出端子垫42,其上披覆一层钝化层41,在输入/输出端子垫42与钝化层41上形成一第一金属层43。接着,经图案化(patterning)的复合凸块44形成于第一金属层43上,并偏离输入/输出端子垫42上方,之后,在第一金属层43与复合凸块44上再形成第二金属层45。上述复合凸块44间形成一开口结构(opening),作为下层结构与其它电子组件的电气连接,并可作为探针测试之用,但是该结构使用43,45两层金属增加工艺复杂度,在高密度蚀刻工艺中容易蚀刻不完全而造成短路。
发明内容
公知技术为了解决基材上用于导电的凸块在压合其它电子组件时可能产生结构上的破坏,是使用高分子材料再包覆一层导电层形成的导电凸块,然仍可能因为在测试时被探针碰触而被破坏,虽仍有公知技术揭露用于探针测试的凸块结构,但本发明所提出不同于公知技术的接点结构仅有一层披覆于凸块结构的导电金属层,且仍针对上述缺点提供一同时具有凸块结构与测试区的导电金属垫结构。
本发明为一种具有弹性凸块与测试区的接点结构与其制作方法,该弹性凸块为形成于硅晶圆或电路板上的导电接点上,为由高分子材料为核心,且为导电材料包覆的弹性凸块,其中较佳实施例是设置于该接点结构的一侧,使之同时包括凸块与测试区。
本发明所揭露的接点结构的较佳实施例是将硅晶圆用于输入/输出接点的金属垫,制作成为同时具有弹性凸块与测试区的金属垫,其中弹性凸块的表面金属提供电性连接,测试区则提供测试针检测用。
本发明工艺实施例包括先制备一基材,其中至少具有该接点结构,之后涂布高分子材料于该接点结构上,再以显影/蚀刻手段蚀刻高分子材料,其中未经显影/蚀刻部分形成一弹性凸块,而经显影/蚀刻部分形成一测试区,最后披覆一层导电材料,使该弹性凸块形成一导电凸块,且该导电凸块为多颗凸块结构,用以提高后续使用时的电性接触可靠度;其中,所述的基材为一硅晶圆,该硅晶圆包覆一钝化层,该接点结构露出于该钝化层为包覆的部分,并且上述多个相邻的该导电凸块与该测试区可位于该金属垫上任意位置。故此,该导电凸块与该测试区以该层导电材料电性连接,使测试区与导电凸块导通,使测试接点结构的电气特性时,不会破坏导电凸块上披覆的导电材料。
本发明工艺的另一实施例包括先制备一硅晶圆,其已具有一作为输入/输出端子的金属垫与一保护硅晶圆主体的钝化层,再涂布一高分子材料于芯片的金属垫上,接着显影/蚀刻该高分子材料,使未经显影/蚀刻部分形成一弹性凸块,而经显影/蚀刻部分形成一测试区,之后制作一微凸点结构于该弹性凸块上,再披覆导电金属层于其中的弹性凸块与测试区上,而弹性凸块形成一导电凸块,该导电凸块为多颗圆锥型凸块结构,用以提高后续使用时的电性接触可靠度。借此,该导电凸块与该测试区以该层导电金属层电性连接,使该测试区与该导电凸块导通,利用该测试区可得该接点结构的电气特性,且不会破坏该导电凸块上披覆的导电金属层。其中,该接点结构露出于该钝化层为包覆的部分,并且上述多个相邻的该导电凸块与该测试区可位于该金属垫上任意位置。
附图说明
图1为常用技术形成于电路板上的凸块结构剖面示意图;
图2为常用技术导电电极结构剖面示意图;
图3为常用技术形成于集成电路芯片上的导电凸块立体示意图;
图4为公知技术所揭露的凸块结构示意图;
图5为应用本发明接点结构的玻璃基材与芯片的示意图;
图6为本发明具有弹性凸块与测试区的接点结构实施例示意图;
图7A为本发明接点结构实施例的侧视图;
图7B至图7D所示为本发明接点结构的实施例示意图;
图8A与图8B为将探针接触本发明接点结构的测试区的示意图;
图9A至图9C所示为本发明接点结构的实施例立体示意图;
图10A至图10F为本发明具有弹性凸块与测试区的接点结构的实施例示意图;
图11A与图11D显示为本发明接点结构的实施例示意图;
图12为本发明接点结构的实施例示意图;
图13A与图13B为本发明接点结构排列于基材上的实施例示意图;
图14为本发明接点结构排列于基材上的实施例示意图;
图15为本发明接点结构工艺流程图;
图16为本发明接点结构工艺流程图。
符号说明:
基材 1,6,9,10,40,110,120,130,140
金属垫 16,60,75,90,100,113,145
钝化层 18
聚合物材料 12
导电金属层 14
凸块电极 20
IC芯片 21
铝制电极 22
绝缘层 23
障碍金属层 24
树脂 25
微空孔 26
金属层 27
集成电路芯片 30
导电凸块 31,91,91’,91”,101a,101b,101c,101d,101e,101f,118,119,131,141,142,143
顶部表面 34
侧边结构 36
底部结构 38
连接垫 33
引线 32
输入/输出端子垫 42
钝化层 41
第一金属层 43
复合凸块 44
第二金属层 45
玻璃基材 50
芯片 54,54’
电路板 52,52’
高分子弹性凸块 61
测试区 65,712,95,117,133
钝化层 67
导电材料 63
集成电路芯片 70
钝化层 74
高分子弹性凸块 73
导电层 71
顶面 731
侧面 732
高分子弹性凸块部分侧面 701
探针 80
高分子弹性凸块 82,83
导电层 81
测试区 812
钝化层 111
高分子弹性凸块 112
导电层 114
微凸点结构 115
高分子弹性凸块 122
微凹洞结构 116
具体实施方式
为克服公知缺点,包括容易有因为压合时产生反弹力造成的破裂,或测试因为没有特定测试区或导电凸点的陡峭结构而产生测试困难,本发明即揭露一种具有弹性凸块与测试区的接点结构与其制作方法。其中弹性凸块形成于集成电路芯片(IC chip)或电路板(PCB)上的导电接点(如输入/输出端子)上,为由高分子材料或聚合物(polymer)为核心,且为导电材料包覆的弹性凸块,以避免接合工艺时产生破裂的问题,其中最佳实施例是仅使用一层导电金属层,且将该弹性凸块设置于该接点结构的一部分,即偏离接点结构形成凸块,使接点结构同时包括凸块与测试区,其中测试区可以提供外部的功能测试,免除公知技术直接在高分子弹性凸块区测试时会破坏其上包覆的金属层的缺点。
公知将倒装芯片(Flip Chip)技术运用在液晶显示器的制作过程中,由于其中基材大多是玻璃材质,使用一种直接将裸芯片(bare chip)连接于玻璃基材的技术,称为玻璃倒装芯片封装(Chip on Glass,COG),如此,可降低芯片与基材间的电子信号传输距离,适用在高速组件的封装,亦可缩小芯片封装后的尺寸,提高封装密度及减轻重量使得显示面板更为轻薄,更能因应高分辨率的显示面板要求。
如图5所示,图式中为液晶显示器的玻璃基材50的一部分,基材两侧各以上述玻璃倒装芯片封装方式设置有多个驱动芯片(driver IC)54,54’或是其它信号传递的芯片,借以电气连接至电路板52,52’上。各跨接电路板52,52’与玻璃基材50的芯片可利用本发明具有弹性凸块与测试区的接点结构相互电气连接,其中实施例如图6所示。
图6显示本发明实施例之一,其揭露一种同时具有高分子弹性凸块61与测试区65的金属垫(pad)60,金属垫60为设置于基材6上方的接点,如集成电路芯片的输入/输出接点、如电路板与其它电子组件连接的导电接点。图标的结构包括设置于基材6表面的一个或多个金属垫60,其一实施例提供基材6与其它电子组件的电性连接;基材6的较佳实施例为集成电路芯片,其上方披覆一层钝化层(passivation)67,设置于前述的金属垫60的外围,即金属垫60露出于钝化层67未包覆的部分。此例中,为金字塔型的高分子弹性凸块61,此高分子弹性凸块61的顶端表面与其它部分更包覆有导电材料63,借以导通金属垫60与其它接触凸块的组件,高分子弹性凸块61设置于前述的金属垫60的表面局部区域,其中未被此高分子弹性凸块61覆盖的区域作为测试区65,提供测试探针接触测试用。上述包覆高分子弹性凸块61的导电材料63亦披覆于金属垫60的测试区65,借以导通凸块61与金属垫60。上述高分子弹性凸块61与其包覆的导电材料63形成一弹性导电凸块,图中显示相邻并排的结构,但亦可设置于该金属垫60中(或者可跨越出金属垫60所处区域)的任意位置。
图7A显示为如图6所示实施例的侧视图,为一种同时具有高分子弹性凸块与测试区的金属垫,此实施例下方结构为一集成电路芯片70,其表面具有金属垫75,提供芯片与其它电子组件的电性连接用。钝化层(passivation)74设置于前述的金属垫75外围,借以保护集成电路芯片70结构,金属垫75则是显露于钝化层74之外。接着,高分子弹性凸块73安置于前述的金属垫75的表面局部区域,图标的实施例为金属垫75的一端,而金属垫75未被前述的高分子弹性凸块73覆盖的区域作为测试区712,提供测试探针接触测试用。导电层71形成于高分子弹性凸块73的顶面731表面,经高分子弹性凸块73的侧面732延伸及金属垫75上方表面,故高分子弹性凸块73借导电层71连接至前述的金属垫75。
图7B所示为上述接点结构的实施例示意图,显示高分子弹性凸块73可以安置在金属垫75上的任何区域,或是局部区域覆盖在钝化层74上面也是可以,即部分高分子弹性凸块73的材料覆盖至钝化层74上。
上述图7A显示高分子弹性凸块73边缘覆盖在一端钝化层74上面,而图7B显示高分子弹性凸块73边缘与与钝化层74保持一段距离,图7C则显示高分子弹性凸块73边缘覆盖在钝化层74上述图7A多些。
图7D显示高分子弹性凸块73边缘覆盖在钝化层74上面,同时,高分子弹性凸块73部分侧面(701)或部分顶部表面不具有导电层71,因为高分子弹性凸块73上披覆的导电层71只需要侧面732的表面导电层71导通至金属垫75,即以达到电性连接的功能。换句话说,高分子弹性凸块73的顶面731的导电层71借经过侧面732的导电层71导通至测试区(712)。故高分子弹性凸块73的外围表面可以是外围全部覆盖导电层71,也可以是局部覆盖有导电层71,两者都可以达到电性导通的功能。
图8A为将探针80接触本发明所提供的接点结构的测试区712的示意图,本发明所揭露的同时具有弹性凸块与测试区的接点结构为改善公知技术的接点结构,公知技术的接点结构多无提供便于测试的部分,更因为高分子弹性凸块73上的导电层极薄(微米级以下),容易因为测试时探针接触而使该部分易受破坏,图式中的测试区712的导电层71是经金属垫75而导通于下方的硅晶圆或是电路板,可方便提供测试,且不会使高分子弹性凸块73所披覆的导电层71受到破坏。
图8B显示为于金属垫75上两端皆设有高分子弹性凸块82,83的示意图,于金属垫75与高分子弹性凸块82,83上以导电材料披覆,形成导电层81,此例所揭露的结构改善公知技术的接点结构,探针80可借接触两个高分子弹性凸块82,83间所形成的测试区812进行电性测试。图式中的测试区812是经金属垫75而导通于下方基材,如硅晶圆70,方便提供测试,且不会使高分子弹性凸块82,83所披覆的导电层81受到破坏。
图9A至图9C显示本发明的其它实施例态样,其中基材9可为硅晶圆或是电路板,其中金属垫90为连接外部电子组件的输入/输出端子,其中包括测试区95与导电凸块(91,91’,91”),导电凸块(91,91’,91”)的较佳实施例是以高分子材料为核心、再以导电层披覆于上的接点结构,而表面披覆的导电层延伸至测试区95表面,使导电凸块(91,91’,91”)的电性测试可以由测试区95代替,达到便于测试并保护导电凸块(91,91’,91”)免于检测时探针接触的损伤。
图9A所示的导电凸块91设计成为圆锥型凸块,且为多颗圆锥型凸块结构,以提高后续使用时的电性接触可靠度。
而图9B所示导电凸块91’的为多颗弹性凸块排列组成矩阵分布,亦为提高电性接触可靠度。
图9C则是将导电凸块91”的体积作大些,提供较大的顶面面积,如图所示,导电凸块91”的结构下方已跨越出金属垫90,而覆盖至基材9,此结构也可以提高后续使用时的电性接触可靠度。
图10A至图10F为本发明具有弹性凸块与测试区的接点结构的实施例示意图。其中基材10可为硅晶圆或是电路板,金属垫100为连接外部电子组件的输入/输出端子,同样包括测试区与导电凸块(101a,101b,101c,101d,101e,101f)。
其中图10A显示本发明导电凸块101a制作成为十字型,借此不同样态的凸块改善接点结构与所贴附的电子组件(如显示器面板)间的导电性质,此导电凸块101a的位置并不限于图中金属垫100的一端,可为金属垫100上任何位置,甚或跨接出金属垫100而与基材10接触。
图10B显示本发明导电凸块101b可以制作成为双十字型,且此导电凸块的位置并不限于图中金属垫100的一端,可为金属垫100上任何位置,或跨接出金属垫100而与基材10接触。
图10C显示导电凸块101c可以制作成为U字型,且设置于金属垫100上,不限于图式中的位置,或跨接出金属垫100而与基材10接触。
图10D显示导电凸块101d可以制作成为一字型,而图10E显示导电凸块101e为将一字型高分子弹性凸块制作多条平行排列,其结构可为金属垫100上任何位置,或跨接出金属垫100而与基材10接触。
图10F则显示导电凸块101f制作为多个并排的一字型(如二字型、三字型等)弹性凸块,且两侧并列的导电凸块101f的结构下方已跨越出金属垫100,而覆盖至基材10,可提高后续使用时的电性接触可靠度。
上述导电凸块的实施例多以条状的态样,且设置于基材上的金属垫内,使仅以一层披覆于凸块与测试区的导电层即可同时达到测试与导电的目的,条状的导电凸块更可增加凸块与其它需要相互导通的电子组件的接触面积。
图11A所示为本发明接点结构的另一实施例,其中以基材110(如硅晶圆)为底,其上形成一金属垫113,并有钝化层111设置于金属垫113四周,以保护基材110,仅有金属垫113外露,高分子弹性凸块112接着形成于金属垫113的一侧,并不覆盖所有的金属垫113,再由导电层114披覆金属垫113与高分子弹性凸块112上,即于高分子弹性凸块112未覆盖的金属垫113部分形成测试区。
图中显示高分子弹性凸块112的顶面制作有多颗微凸点结构115,微凸点结构115的构成可为将高分子弹性凸块112直接做成多凸点形状,在于表面披覆导电层形成粗糙的表面;亦或一个以上独立微小弹性凸块所组成,之后再披覆导电层。利用上述多个微凸点,压合时可用较小力量达到电性接触,此多个微凸点亦可形成单排、多排或多组形式。
图11B显示为图11A的立体视图,清楚显示基材110之上的结构,包括覆盖于基材110上的钝化层111与金属垫113,金属垫113上主要包括有导电凸块118与测试区117两部分,导电凸块118为由高分子弹性凸块112与表面披覆的导电层(114)形成。此例中,导电凸块118更包括有多个颗粒组成的微凸点结构115,另一实施例可为高分子弹性凸块112结构部分跨越至钝化层111上。
图11C所示则为上述实施例的其它态样,其中同样以基材110(如硅晶圆)为底,其上形成一金属垫113,亦有钝化层111设置于金属垫113四周,金属垫113部分外露,本实施例的特征在于高分子弹性凸块112形成于金属垫113的一侧,且仅部分覆盖金属垫113,此高分子弹性凸块112的顶面制作有多个下凹的微凹洞结构116,此微凹洞结构116于表面披覆导电层114形成具有粗糙表面的接点结构,故与其它电子组件间压合时可用较小力量达到电性接触,此多个微凹洞结构116可形成单排、多排或多组形式。
由导电层114披覆的金属垫113与高分子弹性凸块112分别形成测试区与导电结构(导电凸块119),如图11D显示的立体视图,其显示基材110之上的结构,包括覆盖于基材110上的钝化层111与金属垫113,金属垫113上包括有具有多个微凹洞结构116的导电凸块119与测试区117两部分。此例中,导电凸块119为设置于金属垫113中的结构,另一实施例可为导电凸块119结构部分跨越至钝化层111上。
图12显示本发明的接点结构的导电凸块在制作过程时形成一长条状(或衍生一个以上长条状凸块)的态样,如应用于玻璃倒装芯片封装(COG)时,各集成电路芯片需安排电性连接玻璃基材与外部电路。如图标,因为排列于基材(如上述IC芯片)120上的各接点中导电凸块可为整齐排列,故可将相邻的高分子弹性凸块122直接制作成为一长条状凸块的设计,接着高分子弹性凸块122上再披覆导电层形成长条状的导电凸块。
图13A为本发明实施例的立体视图,显示基材130(实施例如图显示为集成电路芯片)上包括有整齐排列的接点结构,各接点结构包括金属垫上方形成的导电凸块131与测试区133两部分,导电凸块131为覆盖有金属导电层的弹性凸块,金属导电层也覆盖在弹性凸块的局部表面或是全部表面。
图13B显示各相邻的接点结构上形成的导电凸块131制作时可为不一致地排列,如图所示,相邻的导电凸块131与测试区133结构为相互交错制作于金属垫上的两端,于另一实施例中,上述多个相邻的导电凸块131与测试区133可位于该金属垫上任意位置。
如图14所示,在基材140上有多个接点结构,然其中的导电凸块141,142,143并不整齐排列,实施例为设置于该金属垫145上的一部分,且为任意位置,而并不设置于金属垫145以外,其结构仅包括一层导电层,该导电层披覆于弹性凸块上与金属垫145未被弹性凸块占据的位置,故可于测试时利用未被弹性凸块占据的位置,其中的导电层可直接导通于下方金属垫145,再与下方基材140导通,产生方便的测试环境。
上述各实施例所揭露的导电凸块为占据金属垫的一部分的导电结构,较佳实施例为占据金属垫面积百分之90以下。
本发明所制作的接点结构可用于晶粒倒装芯片(F11p Chip)的接合,如将应用于液晶显示器上的驱动芯片及其电子零件直接安放于薄膜上,即COF(Chip on Film),达到更轻薄短小的目的;另一实施例可应用于玻璃倒装芯片封装(COG)的玻璃基材上,即直接将芯片翻覆(flip)接合于玻璃基材上。本发明各实施例所述的基材可为陶瓷、金属、玻璃、高分子等有机或无机的材料。
导电凸块有由高分子材料为核心形成的弹性凸块,高分子材料可为聚亚醯胺(polyimide,PI)、环氧树脂(epoxy)或聚丙烯酸酯(acrylic)等,高分子材料层可经图案化(patterning)产生局部设置于金属垫上的弹性结构,提供后续压合于其它电子组件时,因弹性接触而能确保接触可靠度,而未被导电凸块覆盖的区域提供测试探针检测用。
本发明的接点结构制作主要步骤列举于图15。本发明所提出的具有弹性凸块与测试区的接点结构的较佳实施例运用于一已具有金属垫或输入/输出接点(I/0 pad)与钝化层的基材。
工艺开始,制备一基材,基材至少具有一金属垫,可为铝制的电极,成为该基材所属电子组件的电性接点,如输入/输出接点(步骤S151),之后于基材上涂布高分子材料(步骤S153)。接着,以显影/蚀刻手段进行该高分子材料图案化(patterning)的步骤,如以干蚀刻方式(dry etching)或是湿蚀刻方式(wet etching),是依据所需接点结构的样态进行显影/蚀刻步骤(步骤S155)。其中步骤S155的另一实施例为:该高分子材料为感光的高分子材料,之后施以光蚀刻,即掩模并照射紫外线蚀去暴露的感光区域,去除掩模后形成一占据金属垫部分区域的凸块。
经图案化的高分子材料于金属垫上形成一弹性凸块,接着披覆一层导电材料,如以溅镀(sputtering)/光蚀刻方式将金属材料镀在弹性凸块与测试区上,形成一导电层,使弹性凸块形成一导电凸块(步骤S157),故金属垫上区隔成一导电凸块区域与一测试区(步骤S159)。导电凸块与测试区仅以一导电金属层电性连接,在组件出厂前的测试可直接以探针直接接触测试区,可准确测试包括导电凸块的接点结构的电气特性,且不会破坏导电凸块上的金属层。
本发明接点结构运用于集成电路芯片上,如图16所示的工艺,先制备的硅晶圆上已具有作为输入/输出端子的金属垫与保护芯片主体的钝化层(步骤S161),之后于金属垫上涂布高分子材料(步骤S163)。接着,使用掩模进行图案化,再以显影/蚀刻手段将不要的部分去除,以形成以高分子材料制作的弹性凸块(步骤S165)。
为了将集成电路芯片与其它电子组件压合过程中可用较小力量达到电性接触,本实施例于上述弹性凸块上制作微凸点结构(步骤S167),举例来说,可将上述高分子弹性凸块直接做成多凸点形状,形成粗糙的表面;或以一个以上独立微小弹性凸块所组成的微凸点,并且多个微凸点亦可形成线性、多排、多组或交错排列的形式。
之后再披覆导电金属层,可以溅镀(sputtering)及光蚀刻的方式完成之(步骤S169)。此时,金属垫上即形成占据部分金属垫面积的导电凸块,与另一区没有被导电凸块占据的测试区(步骤S171)。
上述各实施例揭示了本发明的主要特征,包括:
1、弹性导电凸块在金属垫上的任意位置,可依据需求达到最有弹性的设计;
2、金属垫上面局部有弹性导电凸块;
3、将金属垫分成凸块区(bump area)与测试区(probe test area);
4、弹性导电凸块形成于金属垫内或部分跨越出金属垫;
5、导电材料将弹性凸块表面全部或部分披覆;
6、弹性导电凸块的形状为矩形、圆形或三角形或其组合;
7、弹性导电凸块的上表面可有粗糙表面;
8、弹性导电凸块面积占据金属垫90%以下。
综上所述,本发明为一种具有弹性凸块与测试区的接点结构与其制作方法,可达到缩小凸块降低接合后的反弹力,同时利用测试区的设置达到简易测试的目的,且因为仅设置一层金属层,故也有减少成本的优点。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例,非因此即拘限本发明的专利范围,故举凡运用本发明说明书及图标内容所为之等效结构变化,均同理包含于本发明的范围内,合予陈明。
Claims (13)
1.一种具有弹性凸块与测试区的接点结构,该接点结构设置于一基材上,其特征在于该接点结构包括:
一金属垫,设置于该基材上;
一或多个高分子弹性凸块,设置于该接点结构的局部区域;
一测试区,位于该接点结构中除该高分子弹性凸块所占据区域以外的区域;以及
一导电材料,形成一导电金属层披覆于该高分子弹性凸块形成一导电凸块,披覆于该测试区上以导通该接点结构的金属垫,该导电凸块直接制作于该接点结构的金属垫上,以导通该导电凸块与该测试区,且该导电凸块为多颗凸块结构,用以提高后续使用时的电性接触可靠度;
其中,所述的基材为一硅晶圆,该硅晶圆包覆一钝化层,该接点结构露出于该钝化层未包覆的部分,并且上述多个相邻的该导电凸块与该测试区位于该金属垫上任意位置。
2.如权利要求1所述的具有弹性凸块与测试区的接点结构,其特征在于所述的基材上包括有多个接点结构。
3.如权利要求1所述的具有弹性凸块与测试区的接点结构,其特征在于所述的基材为陶瓷、金属、玻璃、高分子或硅的有机或无机材料。
4.如权利要求1所述的具有弹性凸块与测试区的接点结构,其特征在于所述的接点结构为该基材的输入/输出接点。
5.如权利要求1所述的具有弹性凸块与测试区的接点结构,其特征在于所述的高分子弹性凸点为聚亚醯胺、环氧树脂或聚丙烯酸酯材料制作。
6.如权利要求1所述的具有弹性凸块与测试区的接点结构,其特征在于所述的多颗凸块结构的形状为金字塔型、圆锥型、一字型及十字型之一。
7.如权利要求1所述的具有弹性凸块与测试区的接点结构,其特征在于所述的高分子弹性凸块顶部表面披覆导电层形成粗糙的表面。
8.如权利要求7所述的具有弹性凸块与测试区的接点结构,其特征在于所述的高分子弹性凸块顶部表面的粗糙表面由多个微凸点或微凹洞所组成。
9.如权利要求8所述的具有弹性凸块与测试区的接点结构,其特征在于是以多个微凸点或多个微凹洞产生该高分子弹性凸块的单排、多排或多组形式的粗糙面。
10.如权利要求1所述的具有弹性凸块与测试区的接点结构,其特征在于所述的高分子弹性凸块是由一个以上独立弹性凸块所组成。
11.如权利要求1所述的具有弹性凸块与测试区的接点结构,其特征在于所述的高分子弹性凸块设置于该接点结构内或涵盖该接点结构的外围钝化层。
12.如权利要求1所述的具有弹性凸块与测试区的接点结构,其特征在于所述的高分子弹性凸块表面所披覆的导电材料为全部披覆或部分披覆。
13.一种具有弹性凸块与测试区的接点结构的制作方法,该接点结构设置于一基材上,其特征在于,包括:
1)制备一硅晶圆,该硅晶圆做为该基材,并已具有一作为输入/输出端子的金属垫与一保护硅晶圆主体的钝化层,且该硅晶圆包覆该钝化层;
2)涂布一高分子材料于该硅晶圆上;
3)显影/蚀刻该高分子材料,使该金属垫形成一或多个弹性凸块与一测试区;以及
4)披覆一导电金属层于该弹性凸块与该测试区上,该弹性凸块形成一导电凸块,该导电凸块为多颗圆锥型凸块结构,用以提高后续使用时的电性接触可靠度;
借此,该导电凸块与该测试区以该层导电金属层电性连接,使该测试区与该导电凸块导通,其中,该接点结构露出于该钝化层未包覆的部分,并且上述多个相邻的该导电凸块与该测试区可位于该金属垫上任意位置。
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