[发明专利]焊球、其制造方法以及半导体元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊球、其制造方法以及半导体元件，尤其涉及一种具有银球体结构的焊球、其制造方法以及半导体元件。

背景技术

随着科技的进步，各类电子产品皆朝向高速、高效能以及轻薄短小的趋势发展，而在这趋势之下，半导体封装的微型化也随之应运而生。

近年来，芯片倒装焊接技术(Flip Chip Bonding Technology，简称FC)已然成为半导体封装的重要方向。覆晶接合技术是一种将芯片连接至载体的封装技术，其主要是将多个焊垫配置于芯片的主动面上，并在焊垫上形成凸块(bump)，接着将芯片倒装(flip)之后，再经由这些凸块，将芯片上的焊垫分别电性连接至载体上的接点(contact)，使得芯片可经由凸块而电性连接至载体，再经由载体的内部线路而电性连接至外界的电子装置。

一般而言，常以锡当作凸块或焊球的材料。然而，在进行回焊之后，低熔点的含锡凸块或焊球容易产生塌陷(collapse)的现象，使得芯片与载体之间的间距缩短或不稳定。更甚者，当塌陷的程度过大，彼此相邻的凸块或焊球容易发生桥接而形成短路(short)现象，进而影响封装良率。

发明内容

本发明提供一种焊球、其制造方法以及半导体元件，所述焊球可具有更好的焊球高度(ball height)的稳定性。

本发明提供一种焊球，包括：银球体结构以及外层结构。外层结构包覆银球体结构的表面，其中外层结构的材料至少包括锡。

在本发明的一实施例中，所述外层结构的材料包括锡或锡银合金，且银的含量为2.5％。

在本发明的一实施例中，所述银球体结构的直径介于30微米至100微米之间。所述外层结构的厚度介于10微米至30微米之间。所述银球体结构的直径与该外层结构的厚度的总和介于50微米至160微米之间。

在本发明的一实施例中，所述银球体结构的熔点高于所述外层结构的熔点。

在本发明的一实施例中，所述银球体结构的硬度大于所述外层结构的硬度。

本发明提供一种焊球的制造方法，其步骤如下。藉由喷雾造粒方式将银原材形成多个银球体结构。藉由滚镀(barrel plating)方式形成多个外层结构分别包覆所述银球体结构的表面。所述外层结构的材料至少包括锡。

在本发明的一实施例中，所述外层结构的材料包括锡或锡银合金，且银的含量为2.5％。

本发明提供一种半导体元件，包括第一载体以及多个焊球。第一载体具有多个焊垫。焊球分别配置于第一载体的焊垫上。所述焊球分别与焊垫电性连接。

在本发明的一实施例中，所述焊球的外层结构分别与焊垫接合(bonding)。

在本发明的一实施例中，所述半导体元件还包括第二载体配置在第一载体上。第二载体藉由焊球与第一载体电性连接。

基于上述，本发明藉由具有银球体结构的焊球电性连接第一载体与第二载体。相较于已知的含锡凸块，本发明的银球体结构具有更好的焊球高度的稳定性，以避免塌陷现象。另外，本发明的银球体结构也具有较佳的导电性，以提升半导体元件的效能。此外，本发明又将含锡的外层结构包覆银球体结构的表面，相较于单一银球体结构而言，本发明的焊球也具有降低回焊温度的功效。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明之的一实施例的一种焊球的剖面示意图；

图2是依照本发明的第一实施例的一种半导体元件的剖面示意图；

图3是依照本发明的第二实施例的一种半导体元件的剖面示意图；

图4是依照本发明的第三实施例的一种半导体元件的剖面示意图；

图5是依照本发明的第四实施例的一种半导体元件的剖面示意图。

附图标记：

10、20、30、40：半导体元件；

100、100a、100b、100c：焊球；

102、102a、102b、102c：银球体结构；

104、104a、104b、104c：外层结构；

110：第一载体；

112、122：焊垫；

120：第二载体；

S：侧壁。

具体实施方式

参照本实施例的附图以更全面地阐述本发明。然而，本发明也可以各种不同的形式体现，而不应限于本文中所述的实施例。附图中的层与区域的厚度会为了清楚起见而放大。相同或相似的参考号码表示相同或相似的元件，以下段落将不再一一赘述。