[发明专利]用于半导体封装件的凸块结构

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2012年12月14日提交的序列号为61/737,559、名称为“Bump Structures for Semiconductor Package”的美国临时申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一种用于半导体封装件的凸块结构。

背景技术

半导体封装使用凸块在芯片的输入/输出（I/O）焊盘和衬底之间建立电接触。在结构上，凸块结构包括凸块和位于凸块和I/O焊盘之间的所谓的凸块下金属（UBM）。根据材料和形状，凸块本身被分为焊球、柱凸块和具有混合金属的金属凸块。近来，柱凸块代替焊球使用在电子部件中以实现具有最小凸块桥接可能性的细节距并且降低用于电路的电容负载以及允许在较高频率下运行电子部件。焊料合金对于覆盖凸块结构和连接电子部件仍然是必要的。如果应用适当，考虑到节距就可以将柱凸块放置在芯片上的几乎任何位置。此外，可以增加多余的凸块用于对称、机械稳定性、额外的热布置或者优化互连件以降低电感和提高速度。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种封装结构，包括：接合至第二衬底的第一衬底，其中，所述第一衬底包括：金属焊盘，位于所述第一衬底的第一区上方；有源凸块结构，位于所述金属焊盘上方并且包括第一横向尺寸（W₁）的第一金属柱；钝化层，位于所述第一衬底的第二区上方；和伪凸块结构，位于所述第二区中的钝化层上方并且包括第二横向尺寸（W₂）的第二金属柱；所述第二衬底包括：第一连接件，具有第三横向尺寸（W₃）；和第二连接件，具有第四横向尺寸（W₄）；并且其中，所述第一金属柱焊接至所述第一连接件，所述第二金属柱焊接至所述第二连接件，并且所述W₁大于所述W₂。

在所述封装结构中，所述W₃等于所述W₄。

在所述封装结构中，所述W₁大于或等于所述W₃。

在所述封装结构中，所述W₃大于所述W₂。

在所述封装结构中，所述W₃大于所述W₄。

在所述封装结构中，所述W₁等于所述W₃。

在所述封装结构中，所述W₂等于所述W₄。

在所述封装结构中，所述W₄大于所述W₃。

在所述封装结构中，所述W₁等于所述W₃。

在所述封装结构中，所述W₂等于所述W₃。

在所述封装结构中，所述第一衬底包括半导体衬底，并且所述第二金属柱包括铜柱。

在所述封装结构中，所述第一连接件包括铜柱，并且所述第二连接件包括铜柱。

在所述封装结构中，进一步包括：导电通孔，穿过所述第二衬底并且电连接至所述第一连接件。

根据本发明的另一方面，提供了一种封装结构，包括：第一衬底，具有第一区和第二区，并且包括位于所述第一区中的所述第一衬底上方的金属焊盘、位于所述金属焊盘上方并且电连接至所述金属焊盘的具有第一横向尺寸（W₁）的第一金属柱、位于所述第二区中的所述第一衬底上方的钝化层和位于所述第二区中的所述钝化层上方的具有第二横向尺寸（W₂）的第二金属柱；以及第二衬底，具有第一面和与所述第一面相对的第二面，并且在所述第一面上包括具有第三尺寸（W₃）的第一连接件和具有第四横向尺寸（W₄）的第二连接件，其中，所述第一衬底接合至所述第二衬底的所述第一面，在所述第一金属柱和所述第一连接件之间形成第一焊接区，并且在所述第二金属柱和所述第二连接件之间形成第二焊接区；并且其中，所述横向尺寸W₁、W₂、W₃和W₄满足下式：W₁=W₂，并且W₃＞W₁。