[发明专利]一种具有弹性凸块与测试区的接点结构与其制作方法

说明书

技术领域

本发明提供一种具有弹性凸块与测试区的接点结构与其制作方法，特别是指在硅晶圆(wafer)的输入/输出接点上形成的偏移的导电弹性凸块的结构与其制作方法。

背景技术

在形成高密度的集成电路领域中，芯片需要高可靠的物理结构与电性结构，为了在微小范围内制作高密度的集成电路结构，如高分辨率的液晶面板，其中用于驱动的控制IC也是需要密集排列，故在晶片上利用金属凸块(bump)作为导电接点也就因应而生，因为用于IC信号接点的金属凸块用于体积较小的封装产品上，适合高脚数IC产品封装，而不使用传统打线(bonding)或引线(lead)的技术。其中凸块种类有金凸块(Gold Bump)、共晶锡铅凸块(Eutectic Solder Bump)及高铅锡铅凸块(High Lead Solder Bump)等。

早于美国第4749120号专利即已揭露利用金凸块作为集成电路芯片(ICchip)与基材间的导电媒介，但是却在集成电路芯片与基材的结合过程(如压合)时会产生使芯片破裂的瑕疵，因为压合过程会产生一个恢复原始状态的反弹力，致使上述破裂(crack)的问题，故公知技术设计了具有弹性的导电颗粒或是其它材料，可避免压合过程产生的瑕疵。

图1为常用技术美国专利第5,707,902号所揭露形成于电路板上的凸块结构剖面示意图，其中主要结构有形成于基材1上的金属垫(pad)16与有保护作用的钝化层(passivation layer)18，而形成于基材(substrate)1上的凸块结构为一聚合物(polymer)材料12并包覆其外的导电金属层14。上述聚合物材料12可减低基材与电路板间的结合时的反弹力。

公知技术如美国专利第5477087号所揭露的电子组件的导电凸块结构(Bump electrode for connecting electronic components)，请参看图2所示用于电路板上的导电电极结构剖面示意图，此电极结构中显示一凸块电极20形成于IC芯片21上，其它包括形成于IC芯片21上的铝制电极22，此形成的金属垫(pad)可作为凸块与以下电路间导电的媒介，并由一绝缘层23包覆，另有一障碍金属层(barrier-metal layer)24形成于经蚀刻制成的绝缘层23间，凸块电极20结构包括有树脂(resin)25与其中的微空孔26，并外层包覆一作为导电使用的金属层27。上述设置于凸块电极20中的树脂25与其中的微空孔(micro void)26为一弹性结构，可避免使用此凸块电极20的芯片或是电路板与其它组件结合时产生损伤。

更有公知技术如美国专利第5,508,228号所揭露用于集成电路芯片的弹性导电凸块，如图3所示的导电凸块的立体视图，其显示为集成电路芯片30的一部分，其包括有多个导电凸块31形成的输入/输出(I/O)接点，各导电凸块31为凸状的导电结构，包括图式中的顶部表面34与相连接的侧边结构36，借有底部结构(base)38连接与芯片相接的连接垫(bond pad)33，此导电凸块31即借由连接垫33连接集成电路芯片30的引线32。上述的导电凸块31更因为核心部分是以聚合物或高分子材料制作，而能产生具有弹性的性质。

上述各公知技术所揭露的凸块结构于出厂时需经过各种不同的电性测试，因为其中包覆于弹性凸块结构外部的金属层非常薄，可能于探针碰触时被破坏，故有公知技术如中国台湾地区专利公告号324847所揭露的一种用于集成电路的复合凸块结构，如图4所示，其为运用于集成电路的输入/输出接点结构，复合形式的凸块结构形成于一基材40上方，基材40上有一输入/输出端子垫42，其上披覆一层钝化层41，在输入/输出端子垫42与钝化层41上形成一第一金属层43。接着，经图案化(patterning)的复合凸块44形成于第一金属层43上，并偏离输入/输出端子垫42上方，之后，在第一金属层43与复合凸块44上再形成第二金属层45。上述复合凸块44间形成一开口结构(opening)，作为下层结构与其它电子组件的电气连接，并可作为探针测试之用，但是该结构使用43，45两层金属增加工艺复杂度，在高密度蚀刻工艺中容易蚀刻不完全而造成短路。

发明内容