TW202109690A - 植球方法 - Google Patents

Abstract

一種植球方法，其包括提供具有多個接墊的第一電子元件。多個接墊包括第一接墊及第二接墊。藉由球模配置多個焊球於多個接墊上。球模包括多個球孔。每一球孔對應多個焊球的其中之一。多個球孔包括至少一第一球孔以及多個第二球孔。至少一第一球孔對應於第一接墊。多個第二球孔對應於第二接墊。對多個接墊上的多個焊球進行迴焊製程，以於第一接墊上形成第一導電連接件，且於第二接墊上形成第二導電連接件。第一導電連接件的體積不同於所述第二導電連接件的體積。

Description

植球方法

本發明是有關於一種植球方法，且特別是有關於一種可提升接合品質的植球方法。

為了使得電子產品能達到輕薄短小的設計，半導體封裝技術亦跟著日益進展，以發展出符合小體積、重量輕、高密度以及在市場上具有高競爭力等要求的產品。

對於多功能半導體封裝而言，常見的電子元件封裝類型為球柵陣列封裝（Ball Grid Array package），其是在電子元件之連接面形成有大小相同之導電凸塊。然而，使用大小相同之導電凸塊進行接合時，若上述電子元件的連接面不平行於另一電子元件的連接面時，每一導電凸塊與另一電子元件的連接面的距離會不相等，容易造成接合品質不良的問題。因此，如何提升兩電子元件之間的接合品質實為亟欲解決的重要課題。

本發明提供一種植球方法，能夠提升兩電子元件之間的接合品質。

本發明的一種植球方法，其包括提供具有多個接墊的第一電子元件。多個接墊包括第一接墊及第二接墊。藉由球模配置多個焊球於多個接墊上。球模包括多個球孔。每一球孔對應多個焊球的其中之一。多個球孔包括至少一第一球孔以及多個第二球孔。至少一第一球孔對應於第一接墊。多個第二球孔對應於第二接墊。對多個接墊上的多個焊球進行迴焊製程，以於多個接墊上形成導電連接件。多個導電連接件包括第一導電連接件與第二導電連接件。第一導電連接件形成於第一接墊上。第二導電連接件形成於第二接墊上。第一導電連接件的體積不同於第二導電連接件的體積。

基於上述，本發明可以不改變電子元件的設計，只要修改球模上多個球孔的佈局方式，經過一次迴焊製程後，就可以於多個接墊上分別形成體積不同的導電連接件，補償後續因電子元件的連接面不平行於其他電子元件的連接面，每一導電連接件與其他電子元件的連接面的距離不相等的問題，進而可以提升電子元件與其他電子元件之間的接合品質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本文所使用之方向用語（例如，上、下、右、左、前、後、頂部、底部）僅作為參看所繪圖式使用且不意欲暗示絕對定向。

像第一、第二等詞語可用來描述不同元件，且元件不應受所述詞語限制。詞語可僅作為區分一元件與另一元件之物。例如，在不背離本揭露之精神與範圍的情況下，第一元件可稱為第二元件，而同樣地，第二元件可稱為第一元件。

除非另有明確說明，否則本文所述任何方法絕不意欲被解釋為要求按特定順序執行其步驟。

參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層或區域的厚度、尺寸或大小會為了清楚起見而放大。相同或相似之參考號碼表示相同或相似之元件，以下段落將不再一一贅述。

圖1A至圖1C是依據本發明一實施例的植球方法的剖面示意圖。圖2是依據圖1B的俯視示意圖。應說明的是，圖2省略繪示球孔122與接墊102之間的焊球130，以清楚表示球孔122與接墊102的相對關係。

請參照圖1A，本發明一實施例的植球方法可以包括以下步驟。首先，提供第一電子元件100。第一電子元件100具有第一連接面1001以及位於第一連接面1001上的多個接墊102。在此，第一連接面1001為後續第一電子元件100用來與其他電子元件的連接面接合的表面。

在本實施例中，多個接墊102可以是彼此分離。在一實施例中，多個接墊102的頂面1021可以是與第一電子元件100的連接面1001共面（coplanar）。第一電子元件100例如是適宜的基板、電路板或晶片。舉例而言，晶片例如是應用處理器（application processor, AP）、系統單晶片（system on chip, SoC）、中央處理器（central processing unit, CPU）或是其他半導體晶片。接墊102可以包括鋁接墊、銅接墊或其他適宜的金屬接墊。

接著，在本實施例中，可以於多個接墊102上形成多個助焊劑110。多個助焊劑110可以是彼此分離。在一實施例中，助焊劑110的數目與接墊102的數目可以相同，且助焊劑110與接墊102可以是以一對一的方式配置，但本發明不限於此。

在本實施例中，形成多個助焊劑110的步驟如下。首先，將針座111中的針腳112浸沒於助焊劑中（未繪示）。然後，將附著有助焊劑的針腳112與多個接墊102接觸，以使助焊劑轉印於多個接墊102上形成多個助焊劑110，但本發明不限於此。

請同時參照圖1B與圖2，在本實施例中，形成多個助焊劑110後，藉由球模120配置多個焊球130於多個接墊102上。在一實施例中，球模120例如是以石墨所製成的模具。如圖1B所示。在一實施例中，兩相鄰的球孔122之間的距離L可以是50微米，但本發明不限於此，兩相鄰的球孔122之間的距離L可視球模120材質的加工難易度而定。

在本實施例中，球模120可以包括多個球孔122，其中多個球孔122於電子元件100上的位置可對應於焊球130於第一電子元件100上所欲配置的位置。在一實施例中，球模120可以是以吸附的方式將多個焊球130吸附至球孔122中，其中每一球孔122對應於多個焊球130的其中之一。舉例而言，每一球孔122中可以是容設一焊球130。換句話說，球孔122與焊球130可以是以一對一的方式配置。在其他實施例中，也可是實際製程設計採用任何其他取球方式。焊球130的材料例如是錫或其他適宜的材料。

在一實施例中，多個球孔122中的每一者的尺寸可以是相同，球孔122的尺寸例如是球孔122的孔徑D，如圖2所示。在此，接墊102形狀與大小並不限制於如圖2所示的接墊102形狀與大小，可視實際需求做調整。

請繼續參照圖1B，在本實施例中，多個接墊102可以包括第一接墊102a以及第二接墊102b，而多個球孔122可以包括至少一第一球孔122a以及多個第二球孔122b。至少一第一球孔122a對應於第一接墊102a；而多個第二球孔122b對應於第二接墊102b。

在一實施例中，對應第一接墊102a的第一球孔122a的數目可以不同於對應於第二接墊102a的多個第二球孔122b的數目。舉例而言，如圖1B所示，對應第一接墊102a的第一球孔122a的數目可以是一個；而對應於第二接墊102b的多個第二球孔122b的數目可以是兩個，但本發明不限於此，可視後續導電連接件140的實際設計需求而定。

請參照圖1C，配置多個焊球130於多個接墊102上後，對多個接墊102上的多個焊球130進行迴焊（reflow）製程，以於多個接墊102上形成多個導電連接件140。在本實施例中，多個導電連接件140可以包括於第一接墊102a上形成的導電連接件140a以及於第二接墊102b上形成的導電連接件140b。導電連接件140a的體積可以不同於導電連接件140b的體積。在此，體積定義為導電連接件140於電子元件100上的投影面積與導電連接件140的高度的乘積。導電連接件140例如是導電凸塊。

因此本發明可以不改變第一電子元件100的設計（如改變電子元件100厚度或改變接墊102的設計），只要修改球模120上多個球孔122的佈局方式，經過一次迴焊製程後，就可以於接墊102a與接墊102b上分別形成體積不同的導電連接件140a與導電連接件140b，補償後續因第一電子元件100的第一連接面1001不平行於其他電子元件的連接面，每一導電連接件140與其他電子元件的連接面的距離不相等的問題，進而可以提升第一電子元件100與其他電子元件之間的接合品質。

請再同時參照圖1B與圖1C，在本實施例中，多個接墊102可以更包括第三接墊102c，而多個球孔122可以更包括多個第三球孔122c。對應第三接墊102c的第三球孔122c的數目也可以不同於對應第一接墊102a的第一球孔122a的數目與對應於第二接墊102a的多個第二球孔122b的數目。舉例而言，如圖1B所示，對應於第三接墊102c的第三球孔122c的數目可以是三個，但本發明不限於此。

此外，進行迴焊製程後，於第三接墊102c上可以形成導電連接件140c，其中導電連接件140c的體積例如是不同於導電連接件140a及導電連接件140b的體積。形成導電連接件140c可以進一步補償後續因第一電子元件100的第一連接面1001不平行於其他電子元件的連接面，每一導電連接件140與其他電子元件的連接面的距離不相等的問題，進而可以進一步提升第一電子元件100與其他電子元件之間的接合品質。

在本實施例中，進行迴焊製程後，可以使助焊劑110上的一個或多個焊球130熔融形成導電連接件140。由於導電連接件140可以是由接墊102上所對應的焊球130熔融在一起所形成，因此，接墊102所對應的焊球130數量可以是與導電連接件140的體積成正比。換句話說，接墊102所對應的焊球130數量越多，則可以形成體積較大的導電連接件140。

舉例而言，在本實施例中，藉由多個助焊劑110，第一接墊102a上的一個焊球130可以熔融形成導電連接件140a，第二接墊102b上的兩個焊球130可以熔融在一起形成導電連接件140b，而第三接墊102c上的三個焊球130可以熔融在一起形成導電連接件140c。因此，由三個焊球130所形成的導電連接件140c的體積可以是大於由兩個焊球130所形成的導電連接件140b，而由兩個焊球130所形成的導電連接件140b的體積可以是大於由一個焊球130所形成的導電連接件140a。

此外，在本實施例中，每一導電連接件140於電子元件100上的投影面積實質上等於與其對應的助焊劑110於電子元件100上的投影面積。因此，多個導電連接件140之間的體積相對關係可以基本上等同於多個導電連接件140之間的高度相對關係。

舉例而言，在本實施例中，導電連接件140c的體積可以是大於導電連接件140b，而導電連接件140b的體積可以是大於導電連接件140a的體積基本上等同於導電連接件140c的高度Hc可以是大於導電連接件140b的高度Hb，而導電連接件140b的高度Hb可以是大於導電連接件140a的高度Ha。

應說明的是，儘管在上述實施例中，第一電子元件100的第一連接面1001為平面，但本發明的植球方法不限於使用在第一電子元件100的第一連接面1001為平面的情況，可視實際情況而定。

圖3是本發明另一實施例的植球方法的剖面示意圖。圖4是本發明又一實施例的植球方法的剖面示意圖。圖5是本發明又一實施例的植球方法的剖面示意圖。

請參照圖3，本實施例與上述實施例的差別在於：第一電子元件100a的第一連接面1001a不為平面，且更包括具有第二連接面2001的第二電子元件200配置於第一電子元件100a上。

在本實施例中，第一電子元件100a的第一連接面1001a具有中心C1與邊緣E1。經由迴焊製程後，第一電子元件100a的連接面1001a可以是由中心C1往邊緣E1向上翹曲（warpage）。第一電子元件100a的第一連接面1001a的中心C1與第二電子元件200的第二連接面2001可以具有最小距離；而第一電子元件100a的第一連接面1001a的邊緣E1與第二電子元件200的第二連接面2001可以具有最大距離。此外，在本實施例中，第二電子元件200的第二連接面2001為平面，但本發明不限於此。

在本實施例中，第一電子元件100a與第二電子元件200可以藉由多個導電連接件140彼此電性連接。多個導電連接件140可以是位於第一電子元件100a與第二電子元件200之間。第一電子元件100a及第二電子元件200可以是以第一連接面1001及第二連接面2001面向多個導電連接件140的方式配置。

在本實施例中，導電連接件140例如是在第一電子元件100a的第一連接面1001a的中心C1具有最小體積；而在第一電子元件100a的第一連接面1001a的邊緣E1具有最大體積。因此，於第一電子元件100a上形成體積不同的導電連接件140，可以補償因第一電子元件100a向上翹曲，而在接合時每一導電連接件140與第二電子元件200的第二連接面2001的距離不相等的問題，進而可以提升第一電子元件100a與第二電子元件200之間的接合品質。

請參照圖4，本實施例與上述實施例的差別在於：第一電子元件100b的第一連接面1001b可以是由中心C2往邊緣E2向下翹曲。在一實施例中，第一電子元件100b的第一連接面1001b的中心C2與第二電子元件200的第二連接面2001具有最大距離；而第一電子元件100b的第一連接面1001b的邊緣E2與第二電子元件200的第二連接面2001具有最小距離。

在本實施例中，第一電子元件100b與第二電子元件200可以藉由多個導電連接件140彼此電性連接。多個導電連接件140可以是位於第一電子元件100b與第二電子元件200之間。在本實施例中，導電連接件140例如是在第一電子元件100b的第一連接面1001b的中心C2具有最大體積；而在第一電子元件100b的第一連接面1001b的邊緣E2具有最小體積。因此，於第一電子元件100b上形成體積不同的導電連接件140，可以補償因第一電子元件100b向下翹曲，而在接合時每一導電連接件140與第二電子元件200的第二連接面2001的距離不相等的問題，進而可以提升第一電子元件100b與電子元件200之間的接合品質。

請參照圖5，本實施例與上述實施例的差別在於：第一電子元件100c的第一連接面1001c為平面。在本實施例中，第一電子元件100c的第一連接面1001c具有邊緣E3。經由迴焊製程後，第一電子元件100c的第一連接面1001c可以是由一邊緣E3往另一邊緣E3逐漸高起。在一實施例中，第一電子元件100c的上述一邊緣E3與第二電子元件200的第二連接面2001具有最小距離；而第一電子元件100c的第一連接面1001c的上述另一邊緣E3與第二電子元件200的第二連接面2001具有最大距離。

在本實施例中，第一電子元件100c與第二電子元件200可以藉由多個導電連接件140彼此電性連接。多個導電連接件140可以是位於第一電子元件100c與第二電子元件200之間。在本實施例中，導電連接件140例如是在第一電子元件100c的第一連接面1001c的上述一邊緣E3具有最小體積；而在第一電子元件100c的第一連接面1001c的上述另一邊緣E3具有最大體積。因此，於第一電子元件100c上形成體積不同的導電連接件140，可以補償在接合時每一導電連接件140與第二電子元件200的第二連接面2001的距離不相等的問題，進而可以提升第一電子元件100c與第二電子元件200之間的接合品質。

圖6A至圖6B是本發明又一實施例的植球方法的俯視示意圖。

本實施例與圖2的實施例類似，本實施例進一步繪示於第一電子元件100上三維方向導電連接件的佈局方式。請參照圖6A，部分接墊102上配置有三個焊球130；部分接墊102上配置有二個焊球130；而部分接墊102上配置有一個焊球130。舉例而言，位於第一電子元件100最外圍的部分接墊102上配置有三個焊球130；中間部分的接墊102上配置有二個焊球130；而中心部分的接墊102上配置有一個焊球130。

請參照圖6B，經由迴焊製程後，最外圍的接墊102上的三個焊球130可以熔融形成導電連接件140c，中間部分的接墊102上的兩個焊球130可以熔融在一起形成導電連接件140b，而中心部分的接墊102上的一個焊球130可以熔融在一起形成導電連接件140a。

應說明的是，本發明植球方法不限制應用於上述第一電子元件100、100a、100b及100c，只要一電子元件的連接面不平行於另一電子元件的連接面，皆可以於上述兩電子元件的其中之一使用本發明的植球方法，以提升上述兩電子元件之間的接合品質。此外，本發明植球方法不限制前述三維方向導電連接件的佈局方式，且也不限制多個接墊102的形狀與大小，可依實際設計而定。

綜上所述，本發明可以不改變電子元件的設計，只要修改球模上多個球孔的佈局方式，經過一次迴焊製程後，就可以於多個接墊上分別形成體積不同的導電連接件，補償後續因電子元件的連接面不平行於其他電子元件的連接面，每一導電連接件與其他電子元件的連接面的距離不相等的問題，進而可以提升電子元件與其他電子元件之間的接合品質。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、100a、100b、100c:第一電子元件 200:第二電子元件 102、102a、102b、102c:接墊 110:助焊劑 111:針座 112:針腳 120:球模 122、122a、122b、122c:球孔 130:焊球 140、140a、140b、140c:導電連接件 1001、1001a、1001b、1001c:第一連接面 2001:第二連接面 C1、C2:中心 E1、E2、E3:邊緣 D:孔徑 Ha、Hb、Hc:高度 L:距離

圖1A至圖1C是依據本發明一實施例的植球方法的剖面示意圖。 圖2是依據圖1B的俯視示意圖。 圖3是本發明另一實施例的植球方法的剖面示意圖。 圖4是本發明又一實施例的植球方法的剖面示意圖。 圖5是本發明又一實施例的植球方法的剖面示意圖。 圖6A至圖6B是本發明又一實施例的植球方法的俯視示意圖。

100:第一電子元件

102、102a、102b、102c:接墊

140、140a、140b、140c:導電連接件

Ha、Hb、Hc:高度

Claims (10)

1. 一種植球方法，包括： 提供第一電子元件，具有多個接墊，其中所述多個接墊包括第一接墊及第二接墊； 藉由球模配置多個焊球於所述多個接墊上，所述球模包括多個球孔，其中： 每一所述多個球孔對應所述多個焊球的其中之一； 所述多個球孔包括至少一第一球孔以及多個第二球孔； 所述至少一第一球孔對應於所述第一接墊；且 所述多個第二球孔對應於所述第二接墊；以及 對所述多個接墊上的所述多個焊球進行迴焊製程，以於所述多個接墊上形成多個導電連接件，所述多個導電連接件包括第一導電連接件與第二導電連接件，其中： 所述第一導電連接件形成於所述第一接墊上； 所述第二導電連接件形成於所述第二接墊上；且 所述第一導電連接件的體積不同於所述第二導電連接件的體積。
2. 如申請專利範圍第1項所述的植球方法，其中所述多個球孔中的每一者的尺寸基本上相同。
3. 如申請專利範圍第1項所述的植球方法，其中對應於所述第一接墊的所述至少一第一球孔的數目不同於對應於所述第二接墊的所述多個第二球孔的數目。
4. 如申請專利範圍第1項所述的植球方法，其中所述多個接墊彼此分離。
5. 如申請專利範圍第1項所述的植球方法，更包括： 形成多個助焊劑於所述多個接墊上，且配置所述多個焊球於所述多個接墊上的步驟包括配置所述多個焊球於所述多個助焊劑上。
6. 如申請專利範圍第5項所述的植球方法，其中所述多個助焊劑與所述多個接墊以一對一的方式配置。
7. 如申請專利範圍第5項所述的植球方法，其中所述第一導電連接件的高度不同於所述第二導電連接件的高度。
8. 如申請專利範圍第1項所述的植球方法，更包括： 配置第二電子元件於所述第一電子元件上，且使所述第一電子元件與所述第二電子元件藉由所述多個導電連接件彼此電性連接。
9. 如申請專利範圍第8項所述的植球方法，其中： 所述第一電子元件具有第一連接面； 所述第二電子元件具有第二連接面； 所述第一電子元件及所述第二電子元件以所述第一連接面及所述第二連接面面向所述多個導電連接件的方式配置；且 所述第一連接面不平行於所述第二連接面。
10. 如申請專利範圍第9項所述的植球方法，其中所述第一連接面與所述第二連接面的至少其中之一不為平面。

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