TWI397141B - 接合面檢測結構及接合面檢測方法 - Google Patents

Description

接合面檢測結構及接合面檢測方法

本發明係關於一種接合面檢測結構及接合面檢測方法，特別關於用於玻璃覆晶基板的一種接合面檢測結構及接合面檢測方法。

在目前常見的玻璃覆晶(chip-on-glass,COG)製程中，係將一晶片透過例如為錫球或金凸塊的連接凸塊(bump)而與一玻璃基板上之一連接墊(pad)接合，而其接合方式一般係藉由壓合方式而使連接凸塊連接晶片與玻璃基板。然而，由於連接凸塊之尺寸具有公差，且連接凸塊在壓合過程因受力會產生形變，因此壓合後的連接凸塊之尺寸存在不一致性，而導致無法準確得知連接凸塊與玻璃基板的接合面面積是否符合規格。尤其近年來玻璃覆晶技術傾向於縮小元件的設計，使得上述問題更加明顯。

通常用於玻璃覆晶技術之玻璃基板上之冗餘區(dummy area)係設置有一檢測用之判定圖案，用以判斷連接凸塊是否能準確連接晶片與連接墊。請參照圖1A所示，其為一種習知判定圖案1之示意圖。判定圖案1主要包含位於玻璃基板(圖未示)上的複數對準標記11a～11d。當壓合後的連接凸塊12接合於對準標記11a-11d中間且不超出任一對準標記11a～11d時(如圖1A所示)，即表示該覆晶製程係符合規範。然而，請參照圖1B所示，當壓合後的連接凸塊12覆蓋任一對準標記11a～11d時，則代表覆晶製程不符合規範。

由上述可知，現行的技術僅能判斷出覆晶製程係不符合製程規範，但無法得知其原因係因為製程精度的問題、連接凸塊本身來料之公差或是壓合形變過大等因素而導致的不符合製程規範。因此，如何提供一種在連接凸塊壓合於玻璃基板上後，若不符合製程規範時，可判斷係因為製程精度的問題、連接凸塊本身來料之公差或是壓合形變過大等問題之接合面檢測結構及接合面檢測方法，以期能夠對問題點進行改善，實屬當前重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種接合面檢測結構及接合面檢測方法，在連接凸塊壓合於玻璃基板上後，可判斷連接凸塊與玻璃基板的接合面積及接合精準度是否符合標準，並且可了解連接凸塊之尺寸及壓著變形程度。

為達上述目的，依據本發明之一種結合面檢測結構，其係包含一玻璃基板以及一判定圖案。判定圖案係設置於玻璃基板之一表面，並具有一金屬標記、一最小接合判定區域及一虛擬檢測標記。其中金屬標記具有一封閉區域，最小接合判定區域係位於金屬標記之封閉區域，及虛擬檢測標記位於金屬標記之一外緣與一內緣之間。

在本發明之一實施例中，接合面檢測結構更包含一第一距離，為金屬標記的一第一側之外緣與位於第一側之虛擬檢測標記間之距離；一第二距離為金屬標記的第一側之內緣與位於第一側之虛擬檢測標記間之距離；一第三距離為金屬標記的一第二側之內緣與位於第二側之虛擬檢測標記間之距離；一第四距離為金屬標記的第二側之外緣與虛擬檢測標記間之距離；一第五距離為金屬標記的一第三側之外緣與位於第三側之虛擬檢測標記間之距離；一第六距離為金屬標記的第三側之內緣與位於第三側之虛擬檢測標記間之距離；一第七距離為金屬標記的一第四側之內緣與位於第四側之虛擬檢測標記間之距離；以及一第八距離為金屬標記的第四側之外緣與位於第四側之虛擬檢測標記間之距離。

在本發明之一實施例中，其中虛擬檢測標記係為一連接凸塊壓合於玻璃基板後，於判定圖案上所形成之標記。

在本發明之一實施例中，其中判定圖案更包含至少一缺口，其係位於金屬標記之外緣處。

為達上述目的，依據本發明之一種接合面檢測方法，其係包含至少以下步驟：提供一連接凸塊，然後提供具有一判定圖案之一玻璃基板。接著，將連接凸塊設置於判定圖案上，並將連接凸塊壓合於玻璃基板上。藉由判定圖案之一最小接合判定區域，判斷壓合後的連接凸塊是否完全覆蓋最小接合判定區域，以及藉由判定圖案之一虛擬檢測標記，判斷連接凸塊之尺寸是否合於規範。其中判定圖案可更包含至少一缺口，位於金屬標記之外緣處。

在本發明之一實施例中，其中當連接凸塊未完全覆蓋最小接合判定區域則判定不合格。

承上所述，依據本發明之一種接合面檢測結構與接合面檢測方法係將連接凸塊放置於玻璃基板上的判定圖案上壓合後，判斷壓合後的連接凸塊是否完全覆蓋判定圖案中的最小接合判定區域，同時判斷連接凸塊的尺寸是否合於判定圖案的虛擬檢測標記，藉此了解連接凸塊之尺寸及壓著變形程度。

以下將參照相關圖式，說明依據本發明較佳實施例之一種接合面檢測結構與接合面檢測方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖2為本發明之玻璃覆晶(chip on glass,COG)結構的側視示意圖。請參照圖2所示，玻璃覆晶結構20包含一晶片22以及一玻璃基板21。晶片22主要係欲與玻璃基板21上之一電路的電性連接墊(pad)電性連接，在本實施例中，複數連接凸塊25係設置於晶片22與玻璃基板21之間，其可預先設置於玻璃基板21上之電性連接墊或預先設置於晶片22之一表面，其中連接凸塊25例如為錫球或金凸塊。

為了檢驗或判定上述之玻璃基板21與晶片22之間的電性連接是否符合規範，因此在玻璃基板21相對於晶片22之表面設有與連接凸塊25相對應的至少一判定圖案24，其材質係為金屬以利於與電路一併製作，並且係位於玻璃基板21之一冗餘區(未設置電路之區域)。在進行熱壓製程以壓合玻璃基板21與晶片22後，晶片22之連接凸塊25及玻璃基板21之判定圖案24相互連接，以使晶片22透過連接凸塊25而與玻璃基板21之判定圖案24連接。此外，玻璃基板21與判定圖案24形成一接合面檢測結構26。

請參照圖3A所示，其係本發明第一實施例之判定圖案24的俯視圖。其中，判定圖案24包含一最小接合判定區域241、一金屬標記242以及一虛擬檢測標記243。其中金屬標記242具有一封閉區域，而最小接合判定區域241係位於金屬標記242之封閉區域。於本實施例中，金屬標記242為一不透光金屬層，且最小接合判定區域241之面積與金屬標記242之封閉區域面積相等，而最小接合判定區域241及判定圖案24可分別為長方形、正方形、圓形或其他幾何形狀。

虛擬檢測標記243係位於金屬標記242之一外緣與一內緣之間，且其為連接凸塊25壓合於玻璃基板21後，於判定圖案24上所形成之標記。

請繼續參照圖3A，判定圖案24更包含一第一距離x1、一第二距離x2、一第三距離x3、一第四距離x4、一第五距離y1、一第六距離y2、一第七距離y3及一第八距離y4。其中第一距離x1為金屬標記242的一第一側244a之外緣與位於第一側244a之虛擬檢測標記243間之距離。第二距離x2為金屬標記242的第一側244a之內緣與位於第一側244a之虛擬檢測標記243間之距離。第三距離x3為金屬標記242的一第二側244b之內緣與位於第二側244b之虛擬檢測標記243間之距離。第四距離x4為金屬標記242的第二側244b之外緣與虛擬檢測標記243間之距離。第五距離y1為金屬標記242的一第三側244c之外緣與位於第三側244c之虛擬檢測標記243間之距離。第六距離y2為金屬標記242的第三側244c之內緣與位於第三側244c之虛擬檢測標記243間之距離。第七距離y3為金屬標記242的一第四側244d之內緣與位於第四側244d之虛擬檢測標記243間之距離。以及第八距離y4為金屬標記242的第四側244d之外緣與位於第四側244d之虛擬檢測標記243間之距離。

除此之外，根據圖3A所示，金屬標記242之第一側244a與第二側244b為相對側，同時金屬標記242之第三側244c與第四側244d為相對側。

接著，請參照圖4，其為本發明較佳實施例之接合面檢測方法之一流程圖，其包含步驟S01～步驟S06。步驟S01係提供一連接凸塊；步驟S02係提供具有一判定圖案之一玻璃基板；步驟S03係將連接凸塊設置於判定圖案上；步驟S04係將連接凸塊壓合於玻璃基板上；步驟S05係藉由判定圖案之一最小接合判定區域，以判斷壓合後的連接凸塊是否完全覆蓋最小接合判定區域；以及步驟S06係藉由判定圖案之一虛擬檢測標記，以判斷連接凸塊之尺寸是否合於規範。

其中步驟S04係可將連接凸塊設置於一晶片與玻璃基板之間，並以熱壓製程壓合。而在壓合後，連接凸塊於判定圖案上所形成壓痕，即為虛擬檢測標記。

以下，將以圖3A至圖3C再進一步說明如何使用接合面檢測結構進行判斷。請再參照圖3A所示，壓合後的連接凸塊25在玻璃基板21之判定圖案24上所形成的虛擬檢測標記243標準值為(第一距離x1=第二距離x2)、(第三距離x3=第四距離x4)、(第五距離y1=第六距離y2)以及(第七距離y3=第八距離y4)。

圖3B為本發明第一實施例之連接凸塊25在判定圖案24上不符合規範之俯視圖。其中藉由判定圖案24之最小接合區域241判斷，當連接凸塊25未完全覆蓋最小接合判定區域241時，連接凸塊25與判定圖案24的接合狀態則為不合格。

接著，再參照圖3C所示，固然壓合的連接凸塊25已完全覆蓋判定圖案24之最小接合判定區域241，於本實施例中，連接凸塊25所形成的虛擬檢測標記243與判定圖案24之尺寸例如：第一距離x1係為5μm、第二距離x2係為15μm、第三距離x3係為15μm以及第四距離x4係為5μm，而根據該些尺寸可得知(x 1+x 4)≠(x 2+x 3)，因此可判斷連接凸塊25之尺寸係與連接凸塊25之標準值具有差異。而在確認連接凸塊25之尺寸與標準值有差異後，可再藉由下式：

而獲得連接凸塊25與標準值之差異值，例如根據上述數值可得差異值為：

請參照圖5A所示，其為本發明第二實施例之判定圖案34的俯視圖。相較於前述實施例之判定圖案24，本實施例之判定圖案34亦可設置於玻璃基板21之冗餘區(圖未示)上，以與玻璃基板21形成接合面檢測結構。判定圖案34更包含至少一缺口345位於金屬標記342之外緣處。相較於前述實施例之接合面檢測方法，本實施例更包含藉由判斷連接凸塊25是否涵蓋於任一缺口345，以判斷接合動作是否合格之步驟。

請繼續參照圖5B所示，連接凸塊25壓合於玻璃基板21後，於判定圖案34上形成一虛擬檢測標記343，當虛擬檢測標記343之範圍超出一個缺口345，則表示連接凸塊25與玻璃基板21上之判定圖案34之接合狀態不合格。此外，缺口345可以是任何形狀。

由於本實施例之接合面檢測結構與前述之接合面檢測結構26之元件架構大致相同，並且本實施例之接合面檢測方法與前述實施例之檢測方法亦相同，因此於本文中將不再贅述。

請參照圖6A所示，其為本發明第三實施例之判定圖案44的俯視圖。相較於第二實施例之判定圖案34，本實施例之判定圖案44亦可設置於玻璃基板21之冗餘區(圖未示)上，以與玻璃基板21形成接合面檢測結構，且判定圖案44更包含至少一缺口，其位於金屬標記442之外緣處。本實施例更包含藉由判斷連接凸塊25是否涵蓋於任一缺口445或任一缺口446，以判斷接合動作是否合格之步驟。如圖6B所示，連接凸塊25壓合於玻璃基板21後，於判定圖案44上形成一虛擬檢測標記443，當虛擬檢測標記443之範圍超出一個缺口445或一個缺口446，則代表連接凸塊25與玻璃基板21上之判定圖案44之接合狀態不合格。

由於本實施例之接合面檢測結構與本發明第二實施例之接合面檢測結構之元件架構皆相同，並且本實施例之接合面檢測方法與本發明第二實施例之檢測方法亦相同，因此於本文中將不再贅述。

綜上所述，依據本發明之接合面檢測結構及接合面檢測方法，連接凸塊可放置於玻璃基板上的判定圖案並壓合後，判斷壓合後的連接凸塊是否完全覆蓋判定圖案中的最小接合判定區域，同時判斷連接凸塊的尺寸是否合於判定圖案的虛擬檢測標記，進而了解連接凸塊的尺寸及壓著變形程度。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1、24、34、44．．．判定圖案

11a、11b、11c、11d．．．對準標記

12、25．．．連接凸塊

20．．．玻璃覆晶結構

21．．．玻璃基板

22．．．晶片

241、341、441．．．最小接合判定區域

242、342、442．．．金屬標記

243、343、443．．．虛擬檢測標記

244a、344a、444a．．．第一側

244b、344b、444b．．．第二側

244c、344c、444c．．．第三側

244d、344d、444d．．．第四側

26．．．接合面檢測結構

345、445、446．．．缺口

x1．．．第一距離

x2．．．第二距離

x3．．．第三距離

x4．．．第四距離

y1．．．第五距離

y2．．．第六距離

y3．．．第七距離

y4．．．第八距離

圖1A為一種習知判定圖案之示意圖；

圖1B為錫球在習知判定圖案上不合規範之示意圖；

圖2為本發明之玻璃覆晶結構的側視示意圖；

圖3A為本發明第一實施例之一種判定圖案俯視圖；

圖3B為本發明第一實施例之連接凸塊在判定圖案上不合規範之俯視圖；

圖3C為本發明第一實施例之連接凸塊在判定圖案上不合規範之另一俯視圖；

圖4為本發明較佳實施例之接合面檢測方法之流程圖；

圖5A為本發明第二實施例之一種判定圖案俯視圖；

圖5B為本發明第二實施例之連接凸塊在判定圖案上不合規範之一俯視圖；

圖6A為本發明第三實施例之一種判定圖案俯視圖；以及

圖6B為本發明第三實施例之連接凸塊在判定圖案上不合規範之俯視圖。

24．．．判定圖案

241．．．最小接合判定區域

242．．．金屬標記

243．．．虛擬檢測標記

244a．．．第一側

244b．．．第二側

244c．．．第三側

244d．．．第四側

x1．．．第一距離

x2．．．第二距離

x3．．．第三距離

x4．．．第四距離

y1．．．第五距離

y2．．．第六距離

y3．．．第七距離

y4．．．第八距離

Claims (17)

1. 一種接合面檢測結構，包含：一玻璃基板；以及一判定圖案，設置於該玻璃基板之一表面，該判定圖案包含：一金屬標記，具有一封閉區域；一最小接合判定區域，位於該金屬標記之該封閉區域；及一虛擬檢測標記，位於該金屬標記之一外緣與一內緣之間；其中該虛擬檢測標記係為一連接凸塊壓合於該玻璃基板後，於該判定圖案上所形成之標記。
2. 如申請專利範圍第1項所述之接合面檢測結構，其中該金屬標記為一不透光金屬層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之接合面檢測結構，其中該最小接合判定區域之面積等於該金屬標記之該封閉區域之面積。
4. 如申請專利範圍第1項所述之接合面檢測結構，其中該最小接合判定區域為長方形、正方形、圓形或其他幾何形狀。
5. 如申請專利範圍第1項所述之接合面檢測結構，其中該判定圖案為長方形、正方形、圓形或其他幾何形狀。
6. 如申請專利範圍第1項所述之接合面檢測結構，更包含： 一第一距離，為該金屬標記的一第一側之外緣與位於該第一側之該虛擬檢測標記間之距離；一第二距離，為該金屬標記的該第一側之內緣與位於該第一側之該虛擬檢測標記間之距離；一第三距離，為該金屬標記的一第二側之內緣與位於該第二側之該虛擬檢測標記間之距離；一第四距離，為該金屬標記的該第二側之外緣與該虛擬檢測標記間之距離；一第五距離，為該金屬標記的一第三側之外緣與位於該第三側之該虛擬檢測標記間之距離；一第六距離，為該金屬標記的該第三側之內緣與位於該第三側之該虛擬檢測標記間之距離；一第七距離，為該金屬標記的一第四側之內緣與位於該第四側之該虛擬檢測標記間之距離；以及一第八距離，為該金屬標記的該第四側之外緣與位於該第四側之該虛擬檢測標記間之距離。
7. 如申請專利範圍第6項所述之接合面檢測結構，其中該金屬標記之該第一側與該第二側為相對側。
8. 如申請專利範圍第6項所述之接合面檢測結構，其中該金屬標記之該第三側與該第四側為相對側。
9. 如申請專利範圍第1項所述之接合面檢測結構，其中該判定圖案更包含至少一缺口，位於該金屬標記之外緣處。
10. 一種接合面檢測方法，至少包含以下步驟： 提供一連接凸塊；提供具有一判定圖案之一玻璃基板；將該連接凸塊設置於該判定圖案上；將該連接凸塊壓合於該玻璃基板上；藉由該判定圖案之一最小接合判定區域，判斷壓合後的該連接凸塊是否完全覆蓋該最小接合判定區域；以及藉由該判定圖案之一虛擬檢測標記，判斷該連接凸塊之尺寸是否合於規範。
11. 如申請專利範圍第10項所述之接合面檢測方法，其中當該連接凸塊未完全覆蓋該最小接合判定區域則判定不合格。
12. 如申請專利範圍第10項所述之接合面檢測方法，其中該虛擬檢測標記係為該連接凸塊壓合於該玻璃基板後，於該判定圖案上所形成之標記。
13. 如申請專利範圍第10項所述之接合面檢測方法，其中該玻璃基板之該判定圖案更包含：一第一距離，為該金屬標記的一第一側之外緣與位於該第一側之該虛擬檢測標記間之距離；一第二距離，為該金屬標記的該第一側之內緣與位於該第一側之該虛擬檢測標記間之距離；一第三距離，為該金屬標記的一第二側之內緣與位於該第二側之該虛擬檢測標記間之距離；一第四距離，為該金屬標記的該第二側之外緣與該虛 擬檢測標記間之距離；一第五距離，為該金屬標記的一第三側之外緣與位於該第三側之該虛擬檢測標記間之距離；一第六距離，為該金屬標記的該第三側之內緣與位於該第三側之該虛擬檢測標記間之距離；一第七距離，為該金屬標記的一第四側之內緣與位於該第四側之該虛擬檢測標記間之距離；以及一第八距離，為該金屬標記的該第四側之外緣與位於該第四側之該虛擬檢測標記間之距離。
14. 如申請專利範圍第13項所述之接合面檢測方法，其中當(第一距離+第四距離)≠(第二距離+第三距離)時，則判定該連接凸塊之尺寸不合格。
15. 如申請專利範圍第13項所述之接合面檢測方法，其中該連接凸塊與規範之差異值係由[(第一距離+第四距離)-(第二距離+第三距離)]/2而得。
16. 如申請專利範圍第10項所述之接合面檢測方法，其中該判定圖案更包含至少一缺口，位於該金屬標記之外緣處。
17. 如申請專利範圍第16項所述之接合面檢測方法，更包含藉由判斷該連接凸塊是否涵蓋於該缺口，以判斷接合動作是否合格。