TWI382479B - 銅-錫核殼型導電粒子之製作方法及其結構 - Google Patents

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銅－錫核殼型導電粒子之製作方法及其結構
本發明係有關於一種導電粒子之製作方法及其結構，特別係有關於一種銅－錫核殼型導電粒子之製作方法及其結構。
習知封裝晶片與電路板之間大都是透過錫球或錫凸塊進行電性連接，其封裝晶片上必須先形成錫凸塊或錫球，再結合於電路板，然而，習知封裝晶片上形成錫凸塊或錫球之製程(如電鍍、無電鍍製程)相當繁複，其製作成本相對較高，此外，習知錫球之尺寸較大，並無法應用於高密度/細間距之封裝產品的電性連接。
有鑑於上述習知缺失，本發明之主要目的係在於提供一種銅－錫核殼型導電粒子之製作方法及其結構，其製作方法包含提供複數個銅粒子；去除該些銅粒子之表面氧化物；以及將該些銅粒子置於一含錫酸性溶液中，以進行一錫銅置換反應，當該些銅粒子表面形成有一錫包覆層時，即形成複數個銅－錫核殼型導電粒子，本發明係可透過控制製程參數調整該些銅－錫核殼型導電粒子之尺寸，且所製成之該些銅－錫核殼型導電粒子之尺寸可僅有數微米，因此，可取代習知錫球應用於高密度/細間距之封裝產品的電性連接，此外，本發明之製作方法具有製程簡單及高量產性等優點，其功效上可大幅降低製作成本。
請參閱第1及2A至2D圖，其係本發明之一較佳實施例，一種銅－錫核殼型導電粒子之製作方法，其步驟係詳述如下：首先，請參閱第1圖之步驟(a)及第2A圖，提供複數個銅粒子11，在本實施例中，該些銅粒子11係置於一槽體90內，且該些銅粒子11之平均粒徑係可介於1微米至100微米之間；接著，請參閱第1圖之步驟(b)及第2B圖，去除該些銅粒子11之表面氧化物，在本實施例中，其係將一酸性溶液80倒入該槽體90內，以利用該酸性溶液80微蝕該些銅粒子11之表面，進而去除表面氧化物，在本實施例中，控制微蝕的時間即可控制該些銅粒子11之粒徑，且微蝕的時間越長該些銅粒子11的粒徑就越小，較佳地，去除表面氧化物後之該些銅粒子11的粒徑係介於0.1微米至10微米之間；之後，請參閱第1圖之步驟(c)及第2C圖，在去除該些銅粒子11之表面氧化物後，另包含對該些銅粒子11進行一清洗步驟，其係先清除該酸性溶液80，再以一去離子水70清洗該些銅粒子11，以去除殘留酸性溶液；接著，請參閱第1圖之步驟(d)及第2D圖，將該些銅粒子11置於一含錫酸性溶液20中，以進行一錫銅置換反應，在本實施例中，其係將該含錫酸性溶液20倒入該槽體90內，以使該含錫酸性溶液20與該些銅粒子11混合，並進行該錫銅置換反應，較佳地，該含錫酸性溶液20係為硫酸亞錫溶液(SnSO4 )，且該含錫酸性溶液20之溫度係介於60℃至80℃之間，此外，當該些銅粒子11 之表面因該錫銅置換反應而形成有一錫包覆層12時，即形成複數個銅－錫核殼型導電粒子10，在本實施例中，該些錫包覆層12之平均厚度係介於0.01微米至2微米之間，另外，請參閱第1圖之步驟(e)，在形成該些銅－錫核殼型導電粒子10後，另包含對該些銅－錫核殼型導電粒子10進行一清洗步驟，其係先清除該含錫酸性溶液20，再以去離子水清洗該些銅－錫核殼型導電粒子10，又，請參閱第1圖之步驟(f)，在完成該清洗步驟後，另包含對該些銅－錫核殼型導電粒子10進行一乾燥步驟，以去除殘留水分，請參閱第3圖，其係為該些銅－錫核殼型導電粒子10乾燥後之電子顯微鏡照片圖。
請再參閱第2D圖，依據本發明之製作方法所製成之該銅－錫核殼型導電粒子結構10係具有一銅粒子11及一包覆該銅粒子11之錫包覆層12，在本實施例中，該銅粒子11之粒徑係介於0.1微米至10微米之間，而該錫包覆層12之平均厚度係介於0.01微米至2微米之間，本發明所製成之該銅－錫核殼型導電粒子10之尺寸係介於0.1微米至12微米之間，且可透過控制製程參數(如微蝕的時間)使該些銅－錫核殼型導電粒子10之尺寸僅有數微米，因此，可取代習知錫球應用於高密度/細間距之封裝產品的電性連接，此外，本發明之製作方法具有製程簡單及高量產性等優點，其功效上可大幅降低製作成本。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和 範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
10‧‧‧銅－錫核殼型導電粒子
11‧‧‧銅粒子
12‧‧‧錫包覆層
20‧‧‧含錫酸性溶液
70‧‧‧去離子水
80‧‧‧酸性溶液
90‧‧‧槽體
(a)‧‧‧提供複數個銅粒子
(b)‧‧‧去除該些銅粒子之表面氧化物
(c)‧‧‧對該些銅粒子進行一清洗步驟
(d)‧‧‧將該些銅粒子置於一含錫酸性溶液中，以進行一錫銅置換反應，當該些銅粒子表面形成有一錫包覆層時，即形成複數個銅－錫核殼型導電粒子
(e)‧‧‧對該些銅－錫核殼型導電粒子進行一清洗步驟
(f)‧‧‧對該些銅－錫核殼型導電粒子進行一乾燥步驟
第1圖：依據本發明之一較佳實施例，一種銅－錫核殼型導電粒子之製作方法流程圖。
第2A至2D圖：依據本發明之一較佳實施例，該銅－錫核殼型導電粒子之製作方法示意圖。
第3圖：依據本發明之一較佳實施例，銅－錫核殼型導電粒子之電子顯微鏡照片圖。
(a)‧‧‧提供複數個銅粒子
(b)‧‧‧去除該些銅粒子之表面氧化物
(c)‧‧‧對該些銅粒子進行一清洗步驟
(d)‧‧‧將該些銅粒子置於一含錫酸性溶液中，以進行一錫銅置換反應，當該些銅粒子表面形成有一錫包覆層時，即形成複數個銅－錫核殼型導電粒子
(e)‧‧‧對該些銅－錫核殼型導電粒子進行一清洗步驟
(f)‧‧‧對該些銅－錫核殼型導電粒子進行一乾燥步驟

Claims (11)

  1. 一種銅－錫核殼型導電粒子之製作方法，其包含：提供複數個銅粒子；去除該些銅粒子之表面氧化物；以及將該些銅粒子置於一含錫酸性溶液中，以進行一錫銅置換反應，當該些銅粒子表面形成有一錫包覆層時，即形成複數個銅－錫核殼型導電粒子。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之銅－錫核殼型導電粒子之製作方法，在去除該些銅粒子之表面氧化物之步驟中，係包含利用一酸性溶液微蝕該些銅粒子表面，以去除表面氧化物。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之銅－錫核殼型導電粒子之製作方法，其中該含錫酸性溶液係為硫酸亞錫溶液(SnSO4 )。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之銅－錫核殼型導電粒子之製作方法，在去除該些銅粒子之表面氧化物後，另包含對該些銅粒子進行一清洗步驟。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之銅－錫核殼型導電粒子之製作方法，在形成該些銅－錫核殼型導電粒子後，另包含對該些銅－錫核殼型導電粒子進行一清洗步驟。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之銅－錫核殼型導電粒子之製作方法，在完成該清洗步驟後，另包含對該些銅－錫核殼型導電粒子進行一乾燥步驟。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之銅－錫核殼型導電粒子之 製作方法，其中該含錫酸性溶液之溫度係介於60℃至80℃之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之銅－錫核殼型導電粒子之製作方法，其中該些銅粒子之平均粒徑係介於1微米至100微米之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之銅－錫核殼型導電粒子之製作方法，其中去除表面氧化物後之該些銅粒子的粒徑係介於0.1微米至10微米之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之銅－錫核殼型導電粒子之製作方法，其中該些錫包覆層之平均厚度係介於0.01微米至2微米之間。
  11. 一種銅－錫核殼型導電粒子結構，其具有一銅粒子及一包覆該銅粒子之錫包覆層，其中該銅粒子之粒徑係介於0.1微米至10微米之間，而該錫包覆層之厚度係介於0.01微米至2微米之間。
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