本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，且特別是有關(guān)于一種避免焊料橋接的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著電子技術(shù)的日新月異，以及高科技電子產(chǎn)業(yè)的相繼問世，使得更人性化、功能更佳的電子產(chǎn)品不斷地推陳出新，并朝向輕、薄、短、小的趨勢(shì)邁進(jìn)。在此趨勢(shì)之下，由于電路板具有布線細(xì)密、組裝緊湊及性能良好等優(yōu)點(diǎn)，因此電路板便成為承載多個(gè)電子元件(例如：芯片)以及使這些電子元件彼此電性連接的主要媒介之一。

覆晶式(flip chip)封裝是芯片與電路板封裝的一種方式。電路板上具有多個(gè)焊墊，且電路板可通過配置于焊墊上的焊料以回焊的方式與芯片作電性連接。近年來(lái)，由于電子元件(例如芯片)之間所需傳遞的信號(hào)日益增加，因此電路板所需具有的焊墊數(shù)也日益增加，然而，電路板上的空間有限，因此接墊之間的間距朝向微間距(fine pitch)發(fā)展。

然而，當(dāng)在這些焊墊上配置焊料凸塊并與芯片以回焊的方式接合時(shí)，這些焊料凸塊會(huì)因回焊受熱而呈現(xiàn)熔融狀態(tài)，由于這些接墊是以微間距排列于基板的表面上，因此容易導(dǎo)致回焊過程中呈熔融狀態(tài)的焊料凸塊發(fā)生橋接現(xiàn)象及短路問題，而無(wú)法提供微間距的電性連接結(jié)構(gòu)。一般而言，該焊料凸塊的使用量雖然經(jīng)過嚴(yán)格的計(jì)算，然而，實(shí)際在工程環(huán)境上實(shí)施時(shí)，仍存在有許多變數(shù)將會(huì)造成焊料凸塊受熱后溢流，例如加熱溫度、加熱時(shí)間、材料本身等細(xì)微因素，都有可能造成溢流，尤其是在空間受限的基板上，造成的影響可能更大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其避免了焊料凸塊在回焊的過程中發(fā)生橋 接現(xiàn)象及短路的問題，進(jìn)而提升生產(chǎn)良率。

本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括基板、多個(gè)焊墊、多個(gè)焊料層以及電子元件。基板包括核心層、金屬層以及介電層，金屬層設(shè)置于介電層上，介電層設(shè)置于核心層上并包括至少一溝槽。焊墊設(shè)置于介電層上并與金屬層電性連接。溝槽設(shè)置于任兩相鄰的焊墊之間。焊料層分別設(shè)置于焊墊上。電子元件通過焊料層而設(shè)置于焊墊上。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的溝槽的相對(duì)兩側(cè)壁彼此平行。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的溝槽的相對(duì)兩側(cè)壁的表面為粗糙面。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的溝槽的相對(duì)兩側(cè)壁之間的距離往靠近核心層的方向逐漸減小。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的至少一溝槽的數(shù)量為多個(gè)，溝槽的其中之二設(shè)置于任兩相鄰的焊墊之間。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的各溝槽的深度介于10微米至50微米之間。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的各溝槽暴露核心層。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的溝槽的底面為粗糙面。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括防焊層，設(shè)置于介電層上并暴露焊墊。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的基板為印刷電路板。

基于上述，本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在其基板上的任兩相鄰的焊墊之間設(shè)置有至少一溝槽，以利用位于任兩相鄰的焊墊之間的溝槽來(lái)延長(zhǎng)焊墊上的焊料層在熔融狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)路徑，使任兩相鄰的焊墊上的焊料層可以對(duì)應(yīng)的溝槽而彼此分隔，因而可大幅降低任兩相鄰的焊墊因間距較近而使其上的焊料層在回焊后橋接的情形，因此，本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可具有較高的生產(chǎn)良率。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1A至圖1E是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作流程剖面示意圖；

圖2是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖3是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖4是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；

圖5是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

100、100a～100d：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；

110：基板；

112：核心層；

112a：核心線路層；

114：金屬層；

116：介電層；

116a：溝槽；

116b：粗糙面；

120：焊墊；

130：焊料塊；

132：焊料層；

140：電子元件；

150：防焊層。

具體實(shí)施方式

有關(guān)本發(fā)明之前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考附圖的各實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語(yǔ)，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用來(lái)說明，而并非用來(lái)限制本發(fā)明。并且，在下列各實(shí)施例中，相同或相似的元件將采用相同或相似的標(biāo)號(hào)。

圖1A至圖1E是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作流程剖面示意圖。本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制作方法包括下列步驟：首先，請(qǐng)參照?qǐng)D1A，提供基板110，其中，基板110包括核心層112、金屬層114以及介電層116，且金屬層114設(shè)置于介電層116上，而介電層116則設(shè)置于核心層112上。在本實(shí)施例中，金屬層114的制作方法可例如將金屬箔壓合于介 電層116上，并對(duì)此金屬箔進(jìn)行圖案化處理而形成如圖1A所示的金屬層114。當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于此。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，基板110可包括多個(gè)介電層116以及多個(gè)金屬層114，介電層116可至少設(shè)置于核心層112的相對(duì)兩表面上，而金屬層114則可設(shè)置于各介電層116以及核心層112上，并例如通過導(dǎo)通孔等導(dǎo)電元件而彼此電性連接。具體而言，基板110可為印刷電路板(printed circuit board,PCB)。當(dāng)然，本發(fā)明并不限制基板110的種類、層數(shù)及其制作方法，事實(shí)上，基板110也可為玻璃纖維基板、BT(Bismaleimide Triacine)樹脂基板、玻纖環(huán)氧樹脂銅箔(FR4)基板或其他類似的材料的基板。

接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1B，形成至少一溝槽116a于介電層116上。在本實(shí)施例中，形成溝槽116a于介電層116上的方法可包括激光切割，并且，溝槽116a可如圖1C所示暴露下方的核心層112，也可不暴露下方的核心層112，換句話說，溝槽116a可貫穿介電層116也可不貫穿介電層116。具體而言，各溝槽116a的深度約介于10微米(μm)至50微米之間。此外，溝槽116a的相對(duì)兩側(cè)壁可如圖1C所示而彼此平行。當(dāng)然，本實(shí)施例僅用以舉例說明，本發(fā)明并不限制溝槽的深度、形狀與形式。

請(qǐng)接續(xù)參照?qǐng)D1C，形成多個(gè)焊墊120于介電層116上。詳細(xì)而言，焊墊120與金屬層114電連接，且溝槽116a位于任兩相鄰的焊墊120之間。接著，形成如圖1C所示的防焊層150于介電層116上，且防焊層150暴露焊墊120以及溝槽116a。在本實(shí)施例中，防焊層150可具有多個(gè)開口，其分別暴露焊墊120以及位于任兩相鄰的焊墊120之間的溝槽116a。

接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1D，形成多個(gè)焊料塊130于焊墊120上。在本實(shí)施例中，形成焊料塊130于焊墊120上的方式可包括植球或印刷，當(dāng)然，本發(fā)明并不以此為限。接著，再如圖1D所示設(shè)置電子元件140于焊墊120上。在本實(shí)施例中，電子元件140可包括電阻、電容、電感、二極管、晶體管或集成電路(IC)等被動(dòng)元件或主動(dòng)元件。

接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1E，進(jìn)行回焊處理，以熔融焊料塊130而形成多個(gè)焊料層132，其中，上述焊料層132分別覆蓋焊墊120，在本實(shí)施例中，若不慎產(chǎn)生溢流現(xiàn)象時(shí)，任兩相鄰的焊墊120上的焊料層132適于如圖1E所示分別延伸至對(duì)應(yīng)的溝槽116a的相對(duì)兩側(cè)壁，并以對(duì)應(yīng)的溝槽116a而彼此分隔。也 就是說，本實(shí)施例利用位于任兩相鄰的焊墊120之間的溝槽116a來(lái)延長(zhǎng)焊料層132由焊墊120上往下流動(dòng)的流動(dòng)路徑，使任兩相鄰的焊墊120上的焊料層132可利用對(duì)應(yīng)的溝槽116a而彼此分隔，進(jìn)而可大幅降低任兩相鄰的焊墊120因間距較近而使其上的焊料層132在回焊后易于橋接的情形。一般而言，該焊料層132的使用量均是經(jīng)過工程上的計(jì)算，即使產(chǎn)生溢流，其溢流量也不會(huì)大到會(huì)超出延長(zhǎng)后的流動(dòng)路徑，如此，本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的制作即大致完成，而在基板110上形成預(yù)防性的設(shè)計(jì)。

依上述制作方法所制作出的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100可如圖1E所示包括基板110、多個(gè)焊墊120、多個(gè)焊料層132以及電子元件140。在本實(shí)施例中，基板110可為印刷電路板，其可包括核心層112、金屬層114以及介電層116，其中，金屬層114設(shè)置于介電層116上，介電層116設(shè)置于核心層112上，且介電層116包括至少一溝槽116a。焊墊120設(shè)置于介電層116上，并與金屬層114電性連接。溝槽116a則設(shè)置于任兩相鄰的焊墊120之間，并且，在本實(shí)施例中，溝槽116a的相對(duì)兩側(cè)壁例如可彼此平行。焊料層132分別設(shè)置于焊墊120上。電子元件140則通過焊料層132而設(shè)置于焊墊120上，并與其電性連接。詳細(xì)來(lái)說，任兩相鄰的焊墊120上的焊料層132適于分別延伸至對(duì)應(yīng)的溝槽116a的相對(duì)兩側(cè)壁，并以對(duì)應(yīng)的溝槽116a而彼此分隔。

如此配置，本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100利用位于任兩相鄰的焊墊120之間的溝槽116a來(lái)延長(zhǎng)焊料層132在熔融狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)路徑，使任兩相鄰的焊墊120上的焊料層132可以對(duì)應(yīng)的溝槽116a而彼此分隔，因而可大幅降低任兩相鄰的焊墊120上的焊料層132在回焊后橋接的情形，進(jìn)而可提升半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的生產(chǎn)良率。

圖2是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。在此必須說明的是，本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100a與圖1E的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100相似，因此，本實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號(hào)與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說明。關(guān)于省略部分的說明可參考前述實(shí)施例，本實(shí)施例不再重復(fù)贅述。以下將針對(duì)本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100a與圖1E的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的差異做說明。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，在本實(shí)施例中，溝槽116a的相對(duì)兩側(cè)壁也是彼此平行，惟上述兩側(cè)壁的表面為粗糙面。如此配置，可進(jìn)一步增加焊料層132與溝槽116a 的相對(duì)兩側(cè)壁的接觸面積，因而可進(jìn)一步延長(zhǎng)焊料層132在熔融狀態(tài)時(shí)沿兩側(cè)壁流動(dòng)的流動(dòng)路徑及時(shí)間，使焊料層132由熔融狀態(tài)下具有足夠的時(shí)間形成固態(tài)，進(jìn)而可更進(jìn)一步降低任兩相鄰的焊墊120上的焊料層132在回焊后橋接的機(jī)率，并進(jìn)一步提升半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100a的生產(chǎn)良率。

圖3是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。在此必須說明的是，本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100b與圖1E的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100相似，因此，本實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號(hào)與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說明。關(guān)于省略部分的說明可參考前述實(shí)施例，本實(shí)施例不再重復(fù)贅述。以下將針對(duì)本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100b與圖1E的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的差異做說明。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，在本實(shí)施例中，溝槽116a的相對(duì)兩側(cè)壁之間的距離如圖3所示往靠近核心層112的方向逐漸減小而并非如圖1E所示的彼此平行。如此配置，相較于圖1E所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100，本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100b增加了溝槽116a的相對(duì)兩側(cè)壁的長(zhǎng)度及壁面上的粗糙面116b，因而可進(jìn)一步延長(zhǎng)焊料層132在熔融狀態(tài)時(shí)沿兩側(cè)壁下流的流動(dòng)路徑，以及壁面上的粗糙面116b延緩了焊料層132流動(dòng)的速度，進(jìn)而可更進(jìn)一步降低任兩相鄰的焊墊120上的焊料層132在回焊后橋接的機(jī)率，以提升半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100b的生產(chǎn)良率。

圖4是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。在此必須說明的是，本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100c與圖1E的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100相似，因此，本實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號(hào)與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說明。關(guān)于省略部分的說明可參考前述實(shí)施例，本實(shí)施例不再重復(fù)贅述。以下將針對(duì)本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100c與圖1E的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的差異做說明。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，在本實(shí)施例中，介電層116的溝槽116a的數(shù)量為多個(gè)，其中，溝槽116a的其中之二設(shè)置于任兩相鄰的焊墊120之間。也就是說，任兩相鄰的焊墊120之間設(shè)置有兩個(gè)溝槽116a，并且，位于任兩相鄰的焊墊120之間的兩個(gè)溝槽116a彼此不相連通。如此，任兩相鄰的焊墊120上的焊料層132在回焊過程中則可分別流至各自對(duì)應(yīng)的兩溝槽116a內(nèi)，并經(jīng)由上述兩溝槽116a的側(cè)壁的阻擋而彼此分隔，因而可避免任兩相鄰的焊墊120上的焊料層132在回焊后橋接的可能，進(jìn)而可大幅提升半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100c的生產(chǎn)良率。

圖5是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。在此必須說明的是，本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100d與圖1E的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100相似，因此，本實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號(hào)與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說明。關(guān)于省略部分的說明可參考前述實(shí)施例，本實(shí)施例不再重復(fù)贅述。以下將針對(duì)本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100d與圖1E的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的差異做說明。

請(qǐng)參照?qǐng)D5，在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100d的溝槽116a并未暴露核心層112，也就是說，溝槽116a并未貫穿介電層116，并且，溝槽116a的底面如圖5所示為粗糙面116b。如此配置，由于溝槽116a并未暴露核心層112，因此，溝槽116a下方的核心層112仍可保留原有的線路設(shè)計(jì)，也就是說，核心層112的上表面可具有核心線路層112a。并且，溝槽116a的底面為粗糙面，可增加焊料層132與溝槽116a的接觸面積，因而可延長(zhǎng)焊料層132在回焊過程中的流動(dòng)路徑，以彌補(bǔ)因溝槽116a未暴露核心層112而導(dǎo)致焊料層132的流動(dòng)路徑縮短的情形。并且，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，溝槽116a的相對(duì)兩側(cè)壁以及底面可皆為粗糙面116b，以更進(jìn)一步增加焊料層132與溝槽116a的接觸面積，延長(zhǎng)焊料層132在回焊過程中的流動(dòng)路徑。因此，本實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100d可大幅降低任兩相鄰的焊墊120上的焊料層132在回焊后橋接的機(jī)率，并提升半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100d的生產(chǎn)良率。

綜上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在其基板上的任兩相鄰的焊墊之間設(shè)置有至少一溝槽，以利用位于任兩相鄰的焊墊之間的溝槽來(lái)延長(zhǎng)焊墊上的焊料層在熔融狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)路徑，使任兩相鄰的焊墊上的焊料層可以對(duì)應(yīng)的溝槽而彼此分隔，因而可大幅降低任兩相鄰的焊墊因間距較近而使其上的焊料層在回焊后橋接的情形，因此，本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)由于具有預(yù)防性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可具有較高的生產(chǎn)良率。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。