專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種半導(dǎo)體組件，詳言之，關(guān)于一種一芯片電性連接至一基板的半導(dǎo) 體組件。
背景技術(shù)：
參考圖1，顯示已知半導(dǎo)體組件的剖面示意圖。該已知半導(dǎo)體組件1包括一基板 2、一芯片3及一底膠36。該基板2具有一第一表面21、至少一基板焊墊22及一防焊層23。 該基板焊墊22位于該第一表面21。該防焊層23位于該第一表面21上，且具有至少一防焊 層開(kāi)口 231以顯露部分該基板焊墊22。該芯片3位于該基板2的第一表面21上，且電性 連接至該基板2。該芯片3包括一芯片本體31、至少一芯片焊墊32、一第一保護(hù)層33、一球 下金屬層34及至少一凸塊35。該芯片本體31具有一主動(dòng)面311。該芯片焊墊32位于該 主動(dòng)面311。該第一保護(hù)層33位于該主動(dòng)面311上，且具有至少一第一開(kāi)口 331以顯露部 分該芯片焊墊32。該球下金屬層34位于該芯片焊墊32上。該凸塊35位于該球下金屬層 34上，且接觸該基板2的基板焊墊22。該凸塊35與該球下金屬層34接觸，而形成一第一 接觸面351。該凸塊35與該基板2的基板焊墊22接觸，而形成一第二接觸面352。該底膠 36包覆部分該芯片3的主動(dòng)面311及該芯片3的凸塊35。該已知半導(dǎo)體組件1的缺點(diǎn)如下。該已知半導(dǎo)體組件1在進(jìn)行信賴度測(cè)試時(shí)，需 確定其經(jīng)歷一溫度鉅變后的良率仍達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，然而，該已知半導(dǎo)體組件1中每一構(gòu)件 的熱膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致該凸決35因周?chē)M件膨脹或收縮而受剪應(yīng)力，且當(dāng)該第一接觸面 351或該第二接觸面352具有明顯較弱的結(jié)合力時(shí)，該凸塊35易于該具有明顯較弱結(jié)合力 的接觸面產(chǎn)生破裂37。因此，有必要提供一種半導(dǎo)體組件，以解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體組件。該半導(dǎo)體組件包括一基板及一芯片。該基板具有一 第一表面及至少一基板焊墊，該基板焊墊位于該第一表面。該芯片位于該基板的第一表面 上，且電性連接至該基板。該芯片包括一芯片本體、至少一芯片焊墊、一第一保護(hù)層、一球下 金屬層及至少一金屬柱結(jié)構(gòu)。該芯片本體具有一主動(dòng)面。該芯片焊墊位于該主動(dòng)面。該第 一保護(hù)層位于該主動(dòng)面上，且具有至少一第一開(kāi)口以顯露部分該芯片焊墊。該球下金屬層 位于該芯片焊墊上。該金屬柱結(jié)構(gòu)位于該球下金屬層上，且電性連接該基板的基板焊墊。該 金屬柱結(jié)構(gòu)與該球下金屬層接觸，而形成一第一接觸面，該第一接觸面具有一第一直徑。該 金屬柱結(jié)構(gòu)與該基板的基板焊墊電性連接，而形成一第二接觸面，該第二接觸面具有一第 二直徑。該第一直徑及該第二直徑的比值介于0. 7至1. 0。藉此，該第一接觸面與該第二接觸面的結(jié)合力相當(dāng)，可避免該金屬柱結(jié)構(gòu)受剪應(yīng) 力而破裂，進(jìn)而提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并通過(guò)信賴度測(cè)試。


圖1顯示已知半導(dǎo)體組件的剖面示意圖；圖2顯示本發(fā)明半導(dǎo)體組件的第一實(shí)施例的剖面示意圖；圖3顯示本發(fā)明半導(dǎo)體組件的第一實(shí)施例的剖面示意圖，其中更包括一阻隔層；圖4顯示本發(fā)明半導(dǎo)體組件的第二實(shí)施例的剖面示意圖；圖5顯示本發(fā)明半導(dǎo)體組件的第三實(shí)施例的剖面示意圖；圖6顯示本發(fā)明半導(dǎo)體組件的第四實(shí)施例的剖面示意圖；及圖7顯示本發(fā)明半導(dǎo)體組件的第五實(shí)施例的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式參考圖2，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體組件的第一實(shí)施例的剖面示意圖。該半導(dǎo)體組件4包 括一基板5、一芯片6及一底膠68。該基板5具有一第一表面51及至少一基板焊墊52，該 基板焊墊52位于該第一表面51。在本實(shí)施例中，該基板5更包括一防焊層53，該防焊層53 位于該第一表面51上，且具有至少一防焊層開(kāi)口 531以顯露部分該基板焊墊52。在其它應(yīng) 用中，該基板5更包括一第二表面M及至少一焊球(圖中未示)，該焊球位于該第二表面 54。該芯片6位于該基板5的第一表面51上，且電性連接至該基板5。該芯片6包括 一芯片本體61、至少一芯片焊墊62、一第一保護(hù)層63、一球下金屬層64及至少一金屬柱結(jié) 構(gòu)65。該芯片本體61具有一主動(dòng)面611。該芯片焊墊62位于該主動(dòng)面611。該第一保護(hù) 層63位于該主動(dòng)面611上，且具有至少一第一開(kāi)口 631以顯露部分該芯片焊墊62。該球下 金屬層64位于該芯片焊墊62上。在本實(shí)施例中，該球下金屬層64為多層結(jié)構(gòu)，其包含鈦 (Ti)、鋁(Al)、鎳(Ni)、釩(V)或銅(Cu)0該金屬柱結(jié)構(gòu)65位于該球下金屬層64上，且電性連接該基板5的基板焊墊52。 該金屬柱結(jié)構(gòu)65與該球下金屬層64接觸，而形成一第一接觸面651，該第一接觸面651具 有一第一直徑Dp在本實(shí)施例中，該第一直徑D1的大小等于該球下金屬層64的直徑的大 小。該金屬柱結(jié)構(gòu)65與該基板5的基板焊墊52電性連接，而形成一第二接觸面652，該第 二接觸面652具有一第二直徑D2。在本實(shí)施例中，該第二直徑&的大小等于該防焊層開(kāi)口 531的直徑的大小。該第一直徑D1及該第二直徑D2的比值(D1ZiD2)介于0. 7至1. 0。在本實(shí)施例中，該金屬柱結(jié)構(gòu)65包括一金屬柱66及一焊料67。該金屬柱66與該 球下金屬層64接觸形成該第一接觸面651，該金屬柱66的外周面661與該球下金屬層64 的外周面641大致切齊，且該金屬柱66的材質(zhì)為銅(Cu)。該焊料67位于該金屬柱66上， 且與該基板5的基板焊墊52接觸形成該第二接觸面652。在其它應(yīng)用中，該金屬柱結(jié)構(gòu)65 更包括一阻隔層(Barrier Layer) 73，如圖3所示，該阻隔層73位于該金屬柱66與該焊料 67之間，且該阻隔層73的材質(zhì)為鎳(Ni)。在本實(shí)施例中，該底膠68包覆部分該芯片6的 主動(dòng)面611及該芯片6的金屬柱結(jié)構(gòu)65。藉此，該第一接觸面651與該第二接觸面652的結(jié)合力相當(dāng)，可避免該金屬柱結(jié)構(gòu) 65受剪應(yīng)力而破裂，進(jìn)而提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并通過(guò)信賴度測(cè)試。參考圖4，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體組件的第二實(shí)施例的剖面示意圖。本實(shí)施例的半導(dǎo) 體組件7與第一實(shí)施例的半導(dǎo)體組件4(圖2)大致相同，其中相同的組件賦予相同的編號(hào)。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同處在于該半導(dǎo)體組件7更包括一第二保護(hù)層69，位于該第一 保護(hù)層63上，且具有至少一第二開(kāi)口 691以顯露部分該芯片焊墊62。在本實(shí)施例中，該第 二保護(hù)層69的材質(zhì)為聚醯亞胺(Polyimide，PI)，且該第二保護(hù)層69的第二開(kāi)口 691小于 該第一保護(hù)層63的第一開(kāi)口 631。該球下金屬層64位于該芯片焊墊62上，且覆蓋部分該 第二保護(hù)層69。參考圖5，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體組件的第三實(shí)施例的剖面示意圖。本實(shí)施例的半導(dǎo) 體組件8與第二實(shí)施例的半導(dǎo)體組件7 (圖4)大致相同，其中相同的組件賦予相同的編號(hào)。 本實(shí)施例與第二實(shí)施例的不同處在于該第二保護(hù)層69的第二開(kāi)口 691大于該第一保護(hù)層 63的第一開(kāi)口 631，以顯露部分該芯片焊墊62及部分該第一保護(hù)層63。該球下金屬層64 位于該芯片焊墊62上，且覆蓋部分該第一保護(hù)層63及部分該第二保護(hù)層69。參考圖6，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體組件的第四實(shí)施例的剖面示意圖。本實(shí)施例的半導(dǎo) 體組件9與第一實(shí)施例的半導(dǎo)體組件4 (圖2)大致相同，其中相同的組件賦予相同的編號(hào)。 本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同處在于該半導(dǎo)體組件9不包括該底膠68，但更包括一封膠體 70，包覆部分該基板5及該芯片6。參考圖7，顯示本發(fā)明半導(dǎo)體組件的第五實(shí)施例的剖面示意圖。本實(shí)施例的半導(dǎo)體 組件10與第一實(shí)施例的半導(dǎo)體組件4(圖2、大致相同，其中相同的組件賦予相同的編號(hào)。 本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同處在于該半導(dǎo)體組件10更包括一導(dǎo)線芯片71、至少一導(dǎo)線 72及一封膠體70。該導(dǎo)線芯片71位于該芯片6上，該導(dǎo)線72電性連接該導(dǎo)線芯片71至 該基板5，該封膠體70包覆該導(dǎo)線芯片71、該導(dǎo)線72、部分該基板5、該芯片6及該底膠68。惟上述實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用以限制本發(fā)明。因此，習(xí)于 此技術(shù)的人士對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改及變化仍不脫本發(fā)明的精神。本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng)如 后述的權(quán)利要求書(shū)所列。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體組件，包括一基板，具有一第一表面及至少一基板焊墊，該基板焊墊位于該第一表面；及 一芯片，位于該基板的第一表面上，且電性連接至該基板，包括 一芯片本體，具有一主動(dòng)面； 至少一芯片焊墊，位于該主動(dòng)面；一第一保護(hù)層，位于該主動(dòng)面上，且具有至少一第一開(kāi)口以顯露部分該芯片焊墊； 一球下金屬層，位于該芯片焊墊上；及至少一金屬柱結(jié)構(gòu)，位于該球下金屬層上，且接觸該基板的基板焊墊，該金屬柱結(jié)構(gòu)與 該球下金屬層接觸，而形成一第一接觸面，該第一接觸面具有一第一直徑，該金屬柱結(jié)構(gòu)與 該基板的基板焊墊電性連接，而形成一第二接觸面，該第二接觸面具有一第二直徑，該第一 直徑及該第二直徑的比值介于0. 7至1. 0。
2.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體組件，其中該基板更包括一第二表面及至少一焊球，該焊球 位于該第二表面。
3.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體組件，其中該基板更包括一防焊層，該防焊層位于該第一表 面上，且具有至少一防焊層開(kāi)口以顯露部分該基板焊墊。
4.如權(quán)利要求3的半導(dǎo)體組件，其中該防焊層開(kāi)口的直徑的大小等于該第二直徑的大
5.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體組件，其中該球下金屬層的直徑的大小等于該第一直徑的大
6.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體組件，其中該球下金屬層為多層結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體組件，其中該金屬柱結(jié)構(gòu)包括一金屬柱及一焊料，該金屬柱 與該球下金屬層接觸形成該第一接觸面，該焊料位于該金屬柱上，且與該基板的基板焊墊 接觸形成該第二接觸面。
8.如權(quán)利要求7的半導(dǎo)體組件，其中該金屬柱的外周面與該球下金屬層的外周面大致 切齊。
9.如權(quán)利要求7的半導(dǎo)體組件，其中該金屬柱的材質(zhì)為銅。
10.如權(quán)利要求7的半導(dǎo)體組件，其中該金屬柱結(jié)構(gòu)更包括一阻隔層，該阻隔層位于該 金屬柱與該焊料之間。
11.如權(quán)利要求10的半導(dǎo)體組件，其中該阻隔層的材質(zhì)為鎳。
12.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體組件，其中該芯片更包括一第二保護(hù)層，位于該第一保護(hù)層 上，且具有至少一第二開(kāi)口以顯露部分該芯片焊墊。
13.如權(quán)利要求12的半導(dǎo)體組件，其中該第二保護(hù)層的材質(zhì)為聚醯亞胺。
14.如權(quán)利要求12的半導(dǎo)體組件，其中該第二保護(hù)層的第二開(kāi)口小于該第一保護(hù)層的 第一開(kāi)口。
15.如權(quán)利要求12的半導(dǎo)體組件，其中該第二保護(hù)層的第二開(kāi)口大于該第一保護(hù)層的 第一開(kāi)口，該第二開(kāi)口更顯露部分該第一保護(hù)層。
16.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體組件，更包括一封膠體，該封膠體包覆部分該基板及該芯片。
17.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體組件，更包括一底膠，該底膠包覆部分該芯片的主動(dòng)面及該芯片的金屬柱結(jié)構(gòu) 。
18.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體組件，更包括一底膠及一封膠體，該底膠包覆部分該芯片的 主動(dòng)面及該芯片的金屬柱結(jié)構(gòu)，該封膠體包覆部分該基板、該芯片及該底膠。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種半導(dǎo)體組件。該半導(dǎo)體組件包括一基板及一芯片。該芯片電性連接至該基板。該芯片包括一芯片本體、至少一芯片焊墊、一第一保護(hù)層、一球下金屬層及至少一金屬柱結(jié)構(gòu)。該芯片焊墊位于該芯片本體的一主動(dòng)面。該第一保護(hù)層位于該主動(dòng)面上，且顯露部分該芯片焊墊。該球下金屬層位于該芯片焊墊上。該金屬柱結(jié)構(gòu)與該球下金屬層接觸，而形成一第一接觸面，其具有一第一直徑。該金屬柱結(jié)構(gòu)與該基板的一基板焊墊電性連接，而形成一第二接觸面，其具有一第二直徑。該第一直徑及該第二直徑的比值介于0.7至1.0。藉此，該第一接觸面與該第二接觸面的結(jié)合力相當(dāng)，可避免該金屬柱結(jié)構(gòu)受剪應(yīng)力而破裂，進(jìn)而提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并通過(guò)信賴度測(cè)試。
文檔編號(hào)H01L23/488GK102044513SQ200910208069
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者羅健文, 陳建汎 申請(qǐng)人:日月光半導(dǎo)體制造股份有限公司