TW586207B - Flip-chip die - Google Patents

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Description

08670twf2.doc/006 第91101433號說明書修正本
修正日期92.12.18 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實 施方式及圖式簡單說明） 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種覆晶晶片，且特別是有關於一種 具有不同尺寸的銲墊及球底金屬層之接觸面積的覆晶晶 片。 【先前技術】 在現今資訊爆炸的社會，電子產品遍佈於日常生活 中，無論在食衣住行育樂各方面，均會應用到積體電路元 件所組成的產品，且伴隨著電子科技不斷地演進，功能性 更複雜、更人性化的產品不斷推陳出新，就電子產品外觀 而言，也朝向輕、薄、短、小的趨勢設計，因此，在半導 體封裝（Package)的領域亦對應開發出許多高密度半導 體封裝的技術，例如覆晶封裝（Flip Chip，F/C)及球格 陣列封裝（Ball Grid Array，BGA)等等。 覆晶封裝技術主要是在晶片（Die)的銲墊（Pad)上 形成凸塊（Bump)之後，再將翻面後之晶片經由凸塊而 直接連接至基板（Substrate)或印刷電路板（Printed Circuit Board，PCB)上，與打線（Wire Bonding)及軟片自動貼 合（Tape Automatic Bonding，TAB )的封裝技術相較之下， 覆晶封裝技術將可提供較短的訊號傳導路徑，故具有較佳 的電氣特性。此外，覆晶封裝技術亦可設計將晶背裸露在 外’用以提筒晶片於運作時的散熱效率。基於上述原因’ 修正日期92.12.18 08670twf2.doc/006 第91101433號說明書修正本 覆晶封裝技術係普遍地運用在半導體封裝產業上。 請參考第1圖，其爲習知之一種覆晶晶片（Flip Chip Die)的剖面示意圖。覆晶晶片100主要係組成自晶片102 及多個凸塊114 (僅繪示其中之二），其中晶片1〇2之主 動表面（Active Surface ) 104 上配置有一保護層（Passivation Layer ) 106及多個銲墊110 (同樣僅繪τκ其中之二），而 保護層106之開口 108係暴露出銲墊11〇。此外’爲了增 加凸塊114與銲墊110之間的接合性，通常是配置球底金 屬層（Under Ball Metallurgy，UBM ) 112 於靜墊 110 上’ 用以作爲凸塊114與銲墊110之間的接合媒介’最後使得 覆晶晶片100可經由凸塊Π4而連接至外界之基板或印刷 電路板上。 請同樣參考第1圖，依照功能上的不同，銲墊110可 區分爲訊號銲墊（signal Pad )及電源/接地銲墊 (Power/Ground Pad)，而凸塊114亦可對應區分爲訊號 凸塊（Signal Bump)及電源/接地凸塊（power/Ground Bump)。値得注意的是，由於習知設計之銲墊110與球 底金屬層112之間的接觸面積均相同，使得電流經由靜墊 110流至球底金屬層112的電流流量相同。爲了達到晶片 102之全部電源/接地所需之電流流量，習知係藉由增加靜 墊110的數量，特別是增加電源/接地銲墊的數目，來達 成上述之目的。 【發明內容】 本發明之目的在於提供一種覆晶晶片’可允許較大的 修正日期92.12.18 08670twf2.doc/006 第91101433號說明書修正本 電流從銲墊通過球底金屬層，而降低晶片之電源/接地銲 墊的數目，並提供晶片更佳的電氣性能。 基於本發明之上述目的，本發明提出一種覆晶晶片， 此覆晶晶片具有一晶片，其具有一主動表面、一保護層、 至少一訊號銲墊及至少〜非訊號銲墊，其中保護層、訊號 銲墊及非訊號銲墊均配置於晶片之主動表面，且保護層係 暴露出訊號銲墊及非訊號銲墊。此外，此覆晶晶片更具有 至少一訊號球底金屬層，其配置於訊號銲墊上，以及至少 一非訊號球底金屬層，其配置於非訊號銲墊上，其中非訊 號球底金屬層與非訊號銲墊之間的接觸面積係至少大於訊 號球底金屬層與訊號銲墊之間的接觸面積之1〇 %。另外， 此覆晶晶片具有包括至少〜訊號凸塊，其配置於訊號球底 金屬層上，以及至少一非訊號凸塊，其配置於非訊號球底 金屬層上。 爲讓本發明之上述目的、特徵和優點能明顯易懂，下 文特舉一較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下： 【圖式簡單說明】 第1圖爲習知之一種覆晶晶片的剖面示意圖； 第2圖爲本發明之較佳實施例之一種覆晶晶片的剖面 示意圖；以及 第3圖爲本發明之較佳實施例之另一種覆晶晶片的剖 面7K意圖。 【圖式標示說明】 100 :覆晶晶片 102 :晶片 08670twf2.doc/006 修正日期 92.12.18 第91101433號說明書修正本 104 :主動表面 106 :保護層 108 :開口 110 :銲墊 112 :球底金屬層 114 :凸塊 200、300 :覆晶晶片 202、302 :晶片 2〇4、304 :主動表面 206、306 :保護層 208a、308a :第一開口 208b、308b ··第二開口 210a、310a :第一銲墊 210b、310b :第二銲墊 212a、312a :第一球底金屬層 212b、312b :第二球底金屬層 214a、314a ··第一凸塊 214b、314b :第二凸塊 586207 【實施方式】 較佳實施例 請參考第2圖，其爲本發明之較佳實施例之一種覆晶 晶片的剖面示意圖。覆晶晶片200主要包括晶片202、多 個第一凸塊214a (僅繪示其中之一）及多個第二凸塊214b (僅繪示其中之一）。晶片202具有一主動表面204、一 保護層206、多個第一銲墊210a (僅繪示其中之一）及多 個第二銲墊210b (僅繪示其中之一），其中主動表面2〇4 係泛指晶片202之具有主動元件（Active Device)的一面。 此外，保護層206、第一銲墊210a及第二銲墊210b則配 置於該晶片202之該主動表面204，其中第一銲墊210a及 7 修正日期92.12.18 08670twi2.doc/006 第91101433號說明書修正本 第二銲墊210b係可爲晶片202之原有銲墊，亦或是晶片202 之重配置線路層（Redistribution Layer)(未繪不）所構 成的銲墊。 請同樣參考第2圖，保護層206係具有至少一第一開 口 208a及至少一第二開口 208b，其分別對應暴露出第一 銲墊210a及第二銲墊210b，値得注意的是，第二開口 208b 之孔徑約略大於該第一開口 208a之孔徑，如此將使得第 二銲墊210b所暴露出之面積大於第一銲墊210a所暴露出 之面積。 請同樣參考第2圖，爲了增加第一凸塊214a與第一 銲墊210a之間的接合性，以及增加第二凸塊214b與第二 銲墊210b之間的接合性，覆晶晶片200更具有至少一第 一球底金屬層212a及至少一第二球底金屬層212b，其中 第一球底金屬層212a係配置於第一銲墊210a上，而第二 球底金屬層212a則配置於第二銲墊210a上。値得注意的 是，第一球底金屬層212a必須完全涵蓋第一銲墊210a所 暴露出來的表面，爲了避免受到對位誤差的影響，第一球 底金屬層212a (第二球底金屬層212b)之分佈面積通常 設計大於第一銲墊210a (第二銲墊210b)所暴露出來的 面積，此外，於凸塊製程時，可藉由控制第一球底金屬層 212a (第二球底金屬層212b)之面積，對應控制第一凸塊 214a (第二凸塊214b)之高度。另外，由於第二銲墊210b 所暴露出之面積係至少大於第一銲墊210a所暴露出之面 積之10 %，使得第二球底金屬層212b與第二銲墊210b之 修正日期92.12.18 08670twf2.doc/006 第91101433號說明書修正本 間的接觸面積將至少大於第一球底金屬層212a與第一銲 墊210a之間的接觸面積之10 %。 請同樣參考第2圖，當設計以第一銲墊210a作爲訊 號銲墊，並以第二銲墊210b作爲電源/接地銲墊（即非訊 號銲墊）時，由於第二球底金屬層212b與第二銲墊210b 之間的接觸面積係至少大於第一球底金屬層212a與第一 銲墊210a之間的接觸面積之10 %，故可允許較大的電流 從第二銲墊210b通過第二球底金屬層212b。此外，當第 二球底金屬層212b之尺寸增加時，第二凸塊214b之體積 亦將對應增加，同時在第一凸塊214a與第二凸塊214b之 高度相同的情況下’將可增加電流通過的截面積’因而降 低第二凸塊214b之電性阻抗値，進而提高晶片202之電 氣效能。 承上所述，由於第二銲墊210b與第二球底金屬層212b 之間的接觸面積較大’故可允許較大的電流從第二靜墊 210b流經第二球底金屬層212b，與習知第1圖之覆晶晶 片100相較之下，爲了達到晶片202之全部電源/接地所 需要之電流流量’可應用本發明之覆晶晶片200的設計’ 對應增加電源/接地銲墊（即非訊號銲墊）與其球底金屬 層之間的接觸面積’而無須額外設計增加銲墊之數目’或 者僅設計增加相當少之銲墊數目來達到上述目的° 此外，爲了更增加第2圖之第二球底金屬層212b與 第二銲墊210b之間的接觸面積’請參考第3圖’其爲本 發明之較隹實施例之另一種覆晶晶片的剖面示意圖。第3 586207 08670twf2.doc/006 修正日期 92.12.18 第91101433號說明書修正本 圖與第2圖的不同處在於覆晶晶片300之第二銲墊310b 的面積係大於覆晶晶片200之第二銲墊210b的面積。如 第3圖之覆晶晶片300所示，可設計增加第二銲墊310b 之面積，並對應增加第二開口 308b之孔徑，進而增加第 二銲墊310b所暴露出之面積，再配置上更大面積的第二 球底金屬層310b，使得第二球底金屬層312b與第二銲墊 31〇b之間的接觸面積更大。 綜上所述，本發明之覆晶晶片具有銲墊與球底金屬層 之接觸面積大小不同的設計，主要是藉由增大保護層之開 口的孔徑，而增加銲墊所暴露出之面積，並同時增加球底 金屬層之分佈面積，進而增加銲墊與球底金屬層之間的接 觸面積，故可允許較大的電流從銲墊通過球底金屬層。此 外，本發明更可藉由設計增加銲墊之面積，並對應增加開 口之孔徑，同時增加球底金屬層之分佈面積，亦將增加銲 墊與球底金屬層之間的接觸面積。 由於本發明之覆晶晶片係具有銲墊與球底金屬層之接 觸面積不同大小的設計，故可允許較大範圍的電流從銲墊 通過球底金屬層，因而降低電流從銲墊通過球底金屬層之 電性阻抗，進而提升晶片之整體的運作效能。此外，在球 底金屬層之分佈面積亦同時增加的情況下，將對應增加凸 塊之體積，故可增加電流通過的截面積，進而提高晶片之 電氣效能。另外，爲了達到晶片之電源/接地原先設計所 需要的電流流量，本發明係對應增加電源/接地銲墊（即 非訊號銲墊）與其球底金屬層之間的接觸面積，因此無須 10 586207 08670twf2.doc/006 修正日期 92.12.18 第91101433號說明書修正本 大幅增加電源/接地銲墊（即非訊號銲墊）之數目來達到 上述目的。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 11

Claims (1)

  1. 586207 08670twf3.doc/006 拾、申請專利範圍 1. 一種覆晶晶片，至少包括： 一晶片，具有一主動表面、一保護層、至少一訊號銲 墊及至少一非訊號銲墊，其中該保護層、該訊號銲墊及該 非訊號銲墊均配置於該晶片之該主動表面，且該保護層係 暴露出該訊號銲墊及該非訊號銲墊； 至少一訊號球底金屬層，配置於該訊號銲墊上； 至少一非訊號球底金屬層，配置於該非訊號銲墊上， 其中該非訊號球底金屬層與該非訊號銲墊之間的接觸面積 係至少大於該訊號球底金屬層與該訊號銲墊之間的接觸面 積之10 % ; 至少一訊號凸塊，配置於該訊號球底金屬層上；以及 至少一非訊號凸塊，配置於該非訊號球底金屬層上。 2·如申請專利範圍第1項所述之覆晶晶片，其中該 非訊號銲墊係爲電源銲墊及接地銲墊其中之一。 3·如申請專利範圍第1項所述之覆晶晶片，其中該 非訊號凸塊之高度係相當於該訊號凸塊之高度。 4·如申請專利範圍第1項所述之覆晶晶片，其中該 非訊號銲墊所暴露出之面積係大於該訊號銲墊所暴露出之 面積。 5·如申請專利範圍第1項所述之覆晶晶片，其中該 非訊號球底金屬層之分佈面積係大於該訊號球底金屬層之 分佈面積。 6.如申請專利範圍第1項所述之覆晶晶片，其中該 12 586207 08670twf3 .doc/006 修正日期93.2.16 非訊號銲墊之面積係大於該訊號銲墊之面積。 7.如申請專利範圍第1項所述之覆晶晶片，其中該 晶片更具有一重配置線路層，其配置於該晶片之該主動表 面，而該訊號銲墊及該非訊號銲墊係由該重配置線路層所 構成。
    13
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