[发明专利]电学互连结构及其形成方法

权利要求书

1.一种电学结构，包括：

包含第一导电衬垫的第一衬底；

包含第二导电衬垫的第二衬底；以及

将所述第一导电衬垫电学及机械地连接到所述第二导电衬垫的互 连结构，其中所述互连结构包含无焊料金属芯结构、与所述无焊料金 属芯结构的第一部分直接机械接触的第一焊料结构、以及与所述无焊 料金属芯结构的第二部分直接机械接触的第二焊料结构，其中所述第 一焊料结构将所述无焊料金属芯结构的所述第一部分电学及机械地连 接到所述第一导电衬垫，以及其中所述第二焊料结构将所述无焊料金 属芯结构的所述第二部分电学及机械地连接到所述第二导电衬垫；

其中所述互连结构包括第三焊料结构，其中所述无焊料金属芯结 构包括第一无焊料金属芯和第二无焊料金属芯，其中所述第三焊料结 构使所述第一无焊料金属芯电学及机械地附接到所述第二无焊料金属 芯，其中所述无焊料金属芯结构的所述第一部分位于所述第一无焊料 金属芯上，以及其中所述无焊料金属芯结构的所述第二部分位于所述 第二无焊料金属芯上，以及

其中所述第一焊料结构包含第一焊料材料，其中所述第二焊料结 构包含第二焊料材料，并且其中所述第一焊料材料不同于所述第二焊 料材料。

2.根据权利要求1的电学结构，其中所述无焊料金属芯结构具 有圆柱形状。

3.根据权利要求1的电学结构，其中所述无焊料金属芯结构具 有球体形状。

4.根据权利要求1的电学结构，其中所述无焊料金属芯结构包 含选自铜、镍和金的金属材料。

5.根据权利要求1的电学结构，其中所述无焊料金属芯结构包 括第一金属结构和覆盖所述第一金属结构的整个外表面并与之直接机 械接触的第二金属结构，其中所述整个外表面完全包围所述第一金属 结构，以及其中所述第一金属结构包含第一金属材料，并且其中所述 第二金属结构包含不同于第一金属材料的第二金属材料。

6.根据权利要求1的电学结构，其中所述第三焊料结构包含第 三焊料材料，并且其中所述第三焊料材料不同于所述第一焊料材料和 所述第二焊料材料。

7.根据权利要求1的电学结构，还包括：

包围所述第一无焊料金属芯并与所述第一衬底接触的第一层底充 密封剂；以及

包围所述第二无焊料金属芯并与所述第二衬底接触的第二层底充 密封剂，其中所述第一层具有第一热膨胀系数，其中所述第二层具有 第二热膨胀系数，并且其中所述第一热膨胀系数不同于所述第二热膨 胀系数。

8.根据权利要求7的电学结构，其中所述第一衬底是半导体器 件，其中所述第二衬底是芯片载体，并且其中所述第一热膨胀系数小 于所述第二热膨胀系数。

9.根据权利要求1的电学结构，还包括：

包含焊料的焊料互连结构，其中所述第一衬底包括第三导电衬 垫，其中所述第二衬底包括第四导电衬垫，以及其中所述焊料互连结 构将所述第三导电衬垫电学及机械地连接到所述第四导电衬垫。

10.根据权利要求1的电学结构，还包括：

包围所述第一无焊料金属芯并且填充所述第一衬底与所述第二衬 底之间的空间的第一层晶片级底充密封剂。