基片或芯片输入输出接点上金属凸块结构及其制造方法技术

一种基片或芯片Ｉ／Ｏ接点上金属凸块结构，由多层金属重叠在接点连接盘的金属导电体上组成。其外层或上层金属较内层或下层金属薄，且导电性、接触性、及抗蚀性都好，并形成柱状体，顶部接点平坦无延伸物，使凸块接点的导电功能及接触性能好而且不易腐蚀；利用光致抗蚀剂和曝光、显影结合的无电极电镀法形成所需图案和形状的物体，光致抗蚀剂的作用是辅助无电极电镀以便沉积成所需要的图案和形状。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基片或芯片输入输出(I/O)接点上金属凸块结构，特别涉及这样一种基片或芯片I/O接点上金属凸块结构，其中重叠多层金属，多层金属的外层或上层金属较内层或下层金属薄，且外层或上层金属较内层或下层金属的导电性、接触性、及抗蚀性都好，并且形成柱状体，凸块顶部接点部位平坦无延伸物，使凸块接点具有较好的导电功能和接触性能，而且不易腐蚀。为了改善现有技术的这种缺点，开发了“无电极电镀镍/金凸块的方法”，所谓“无电极电镀法”是使溶液中的金属离子还原析出在物体上形成金属膜的方法，一般来说有二种1、化学还原法-利用还原剂使金属离子还原而在被镀物上析出，或先置换后再析出。2、置换法-其条件是被镀物要比溶液中的金属更容易失去电子，因此被镀物失去电子，而溶解于溶液中，同时溶液中的金属离子得到电子，而在被镀物表面析出。无电极电镀镍/金凸块方法的制造过程，如图2所示，具体的过程为(1)锌置换、(2)无电极镀镍、(3)浸渍镀金(置换镀金)等。这种制造方法即具有如可以降低设备成本、以及可以大量生产的优点，但是，很可惜的是，但却存在着“无法制成细线”的缺点。有鉴于传统的“电镀金凸块方法”或“无电极电镀镍/金凸块方法”存在着上述缺点，本专利技术人针对这些缺点提出改进的方案。参照结合下列附图所作的说明就可以完全理解本专利技术的详细结构、应用原理、作用、与效果。附图说明图11为本专利技术的第9种金属凸块结构图；图12为本专利技术的第10种金属凸块结构图；图13为本专利技术的第11种金属凸块结构图；图14为本专利技术的第12种金属凸块结构图；图15为本专利技术的第1种制作流程图；图16为本专利技术的第2种制作流程图；图17为本专利技术的第3种制作流程图；图18为本专利技术的第4种制作流程图；图19为本专利技术的第5种制作流程图；图20为本专利技术的第6种制作流程图；图21为本专利技术的第7种制作流程图；图22为本专利技术的第8种制作流程图；图23为本专利技术的第9种制作流程图；图24为本专利技术的第10种制作流程图；图25为本专利技术的第11种制作流程图；图26为本专利技术的第12种制作流程图。导电体最好由铝、铜、银或金，或其合金构成，以便于构成金属凸块及选用金属凸块的相同或不同金属，并使其结合性能良好；构成基片或芯片I/O接点上金属凸块的方法，是使用无电极电镀金属的过程，配合涂敷光致抗蚀剂，曝光，显影、及除去光致抗蚀剂的过程，在I/O接点连接盘的金属导电体上构成多层金属；或使用无电极电镀金属过程，利用金属离子在溶液中的置换方法或在含有还原剂的溶液中利用化学还原方法，单独使用或重复混合使用这两种过程，并对于溶液成分或浓度进行调整，沉积单一金属、其合金、或其化合物，以构成多层金属叠层，使叠层的外层或上层金属较内层或下层金属薄，形成凸块顶部的接点部位平坦并且没有延伸物的金属凸块。基本上如图3所示，在基片或芯片I/O接点连接盘上形成第一种多层金属凸块结构上层或外层(A)的部分是一种金属，其合金或其化合物，上层或外层的厚度大约相同，下层或内层(B)的部分是另一种不同于(A)的金属，其合金或其化合物，下层在沉积时受到光致抗蚀剂的约束，当连接盘上原有金属为铝(Al)时，(A)为金(Au)，其合金或其化合物，(B)为镍(Ni)，其合金或其化合物。如图4所示，在基片或芯片I/O接点连接盘上形成第二种多层金属凸块结构上层或外层(A)的部分是一种金属，其合金或其化合物，上层与外层的厚度不同，下层或内层(B)的部分是另一种不同于(A)的金属，其合金或其化合物，下层在沉积时受到光致抗蚀剂的约束，当连接盘上原有金属为铝(Al)时，(A)为金(Au)，其合金或其化合物，(B)为镍(Ni)，其合金或其化合物。如图5所示，在基片或芯片I/O接点连接盘上形成第三种多层金属凸块结构上层(A)的部分是一种金属，其合金或其化合物，下层(B)的部分是另一种不同于(A)的金属，其合金或其化合物，上层及下层在沉积时都受到光致抗蚀剂的约束，当连接盘上原有金属为铝(Al)时，(A)为金(Au)，其合金或其化合物，(B)为镍(Ni)，其合金或其化合物。如图6所示，在基片或芯片I/O接点连接盘上形成第四种多层金属凸块结构上层或外层(A)的部分是一种金属，其合金或其化合物，下层或内层(B)的部分是另一种不同于(A)的金属，其合金或其化合物，下层在沉积时没有受到光致抗蚀剂的约束，当连接盘上原有金属为铝(Al)时，(A)为金(Au)，其合金或其化合物，(B)为镍(Ni)，其合金或其化合物。如图7所示，在基片或芯片I/O接点连接盘上形成第五种多层金属凸块结构上层(A)的部分是一种金属，其合金或其化合物，下层(B)的部分是另一种不同于(A)的金属，其合金或其化合物，下层在沉积时没有受到光致抗蚀剂的约束，当连接盘上原有金属为铝(Al)时，(A)为金(Au)，其合金或其化合物，(B)为镍(Ni)，其合金或其化合物。如图8所示，在基片或芯片I/O接点连接盘上形成第六种多层金属凸块结构上层或外层(A)的部分是一种金属，其合金或其化合物，下层或内层(B)的部分是另一种不同于(A)的金属，其合金或其化合物，下层在沉积时没有受到光致抗蚀剂的约束，当连接盘上原有金属为铝(Al)时，(A)为金(Au)，其合金或其化合物，(B)为镍(Ni)，其合金或其化合物。如图9所示，在基片或芯片I/O接点连接盘上形成第七种多层金属凸块结构最上层或最外层(A)的部分是一种金属，其合金或其化合物，最上层或最外层的厚度大约相同，中间层(B)的部分是另一种不同于(A)的金属，其合金或其化合物，中间层在沉积时受到光致抗蚀剂的约束，最下层或最内层(C)的部分是另一种不同于(A)与(B)的金属，其合金或其化合物，当连接盘上原有金属为铜(Cu)时，(A)为金(Au)，其合金或其化合物，(B)为镍(Ni)，其合金或其化合物，(C)为钯(Pd)，其合金或其化合物。如图10所示，在该基片与芯片I/O接点连接盘上形成第8种多层金属凸块结构最上层或最外层(A)的部分是一种金属，其合金或其化合物，最上层与最外层的厚度不同，中间层(B)的部分是另一种不同于(A)的金属，其合金或其化合物，中间层在沉积时受到光致抗蚀剂的约束，最下层及最内层(C)的部分是另一种不同于(A)与(B)的金属，其合金或其化合物，当连接盘上原有金属为铜(Cu)时，(A)为金(Au)，其合金或其化合物，(B)为镍(Ni)，其合金或其化合物，(C)为钯(Pd)，其合金或其化合物。如图11所示，在该基片或芯片I/O接点连接盘上形成第9种多层金属凸块结构最上层(A)的部分是一种金属，其合金或其化合物，中间层(B)的部分是另一种不同于(A)的金属，其合金或其化合物，上层及中间层在沉积时受到光致抗蚀剂的约束，最下层(C)的部分是另一种不同于(A)与(B)的金属，其合金或其化合物，当连接盘上原有金属为铜(Cu)时，(A)为金(Au)，其合金或其化合物，(B)为镍(Ni)，其合金或其化合物，(C)为钯(Pd)，其合金或其化合物。如图12所示，在该基片或芯片I/O接点连接盘上形成第10种多层金属凸块结构最上层或最外层(A)的部分是一种金属，其合金或其化合物，中间层(B)的部分是另一种不同于(A)的金属，其合金或其化合物，中间层在沉积时没有受到光致抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基片或芯片输入输出接点上金属凸块结构，它是由多层金属重叠在接点连接盘的金属导电体上组成，其特征在于：多层金属重叠的外层或上层金属较内层或下层金属薄，且较内层或下层金属的导电性、接触性、及抗蚀性都好的外层或上层金属是柱状体。

【技术特征摘要】
1.一种基片或芯片输入输出接点上金属凸块结构，它是由多层金属重叠在接点连接盘的金属导电体上组成，其特征在于多层金属重叠的外层或上层金属较内层或下层金属薄，且较内层或下层金属的导电性、接触性、及抗蚀性都好的外层或上层金属是柱状体。2.如权利要求1所述的金属凸块结构，其特征在于多层重叠金属使用的是金属，其合金或其化合物。3.如权利要求1所述的金属凸块结构，其特征在于由两层金属重叠在接点连接盘上面形成，其内层或下层为镍(Ni)，其合金或其化合物，其外层或上层为金(Au)，其合金或其化合物。4.如权利要求3所述的金属凸块结构，其特征在于内层或下层金属、其合金、或其化合物在沉积时受光致抗蚀剂约束。5.如权利要求3所述的金属凸块结构，其特征在于外或上层金属、其合金或其化合物在沉积时受光致抗蚀剂约束。6.如权利要求3所述的金属凸块结构，其特征在于内层或下层金属，其合金或其化合物及外层或上层金属，其合金或其化合物在沉积时都受光致抗蚀剂约束。7.如权利要求1所述的金属凸块结构，其特征在于由三层金属重叠在接点连接盘上面而成，最内层或最下层为钯(Pd)，中间层为镍(Ni)，其合金或其化合物，最外层或最上层为金(Au)，其合金所组成者。8.如权利要求7所述的金属凸块结构，其特征在于最内层或最下层金属，其合金或其化合物及中间层金属，其合金或其化合物在沉积时受光致抗蚀剂约束。9.如权利要求7所述的金属凸块结构，其特征在于最外层或最上层金属，其合金或其化合物及中间层金属，其合金或其化合物在沉积时受光致抗蚀剂约束。10.如权利要求7所述的金属凸块结构，其特征在于最内层或最下层金属，其合金或其化合物及中间层金属，其合金或其化合物及最外层或最上层金属，其合金或其化合物在沉积时都受光致抗蚀剂约束。11.如权利要求1所述的金属凸块结构，其特征在于多层金属的外层金属并未延伸至柱状体周边，全部包含覆盖内层或下层金属。12.如权利要求1所述的金属凸块结构，其特征在于多层金属的外层金属延伸至柱状体周边，全部包含覆盖内层或下层金属，以防止内层金属被腐蚀。13.如权利要求1所述的金属凸块结构，其特征在于将金属凸块设置在I/O接点连接盘上，凸块周边不超出连接盘面积。14.如权利要求1所述的金属凸块结构，其特征在于将金属凸块设置在I/O接点连接盘上，凸块周边超出连接盘面积，但周边不超过最近两连接盘间距的二分之一的位置。15.如权利要求1所述的金属凸块结构，其特征在于将I/O接点连接盘的导电体是由铝、铜、镍、银或金，或其合金或化合物构成，以便于设置及选用金属凸块的相同或不同金属，以使其结合性能良好。16.如权利要求1、3、5、6、7、9、10、11或12中所述的金属凸块结构，其特征在于所述的外层或上层金属的厚度为0.05--0.08μm。17.一种基片或芯片I/O接点上金属凸块的制造方法，其特征在于所述的方法使用无电极电镀金属过程，配合涂敷光致抗蚀剂、曝光、显影、除去光致抗蚀剂的过程，其中，使用无电极电镀金属过程包括金属离子在溶液中的置换方法或在含有还原剂的溶液中的化学还原方法，单独或重复混合这两种过程，并对于溶液的成分或浓度进行调整，沉积单一金属，其合金或其化合物，从而可以构成多层金属叠层，形成凸块顶部接点部位平坦且无延伸物的金属凸块。18.如权利要求17所述的基片或芯片I/O接点上金属凸块的制造方法，其特征在于在基片或芯片I/O接点连接盘上依次进行如下过程(1)涂敷光致抗蚀剂，(2)加掩模曝光，(3)显影，露出连接盘上金属，(4)进行无电极电镀的前处理，(5)利用无电极电镀的方法镀上一层金属，(6)除去光致抗蚀剂，(7)利用无电极电镀方法在制作步骤(5)的金属表层镀上另一种金属，从而可以构成凸块。19.如权利要求18所述的基片或芯片I/O接点上金属凸块的制造方法，其特征在于连接盘上原有金属为铝(Al)时，其制作步骤(4)(5)(7)过程分别改为(4)连接盘铝(Al)表层被置换为锌(Zn)，其合金或其化合物；(5)制作步骤(4)的锌(Zn)金属被置换为镍(Ni)，其合金或其化合物；(7)在制作步骤(5)的镍(Ni)的上边缘及周边表层被置换或沉积为金(Au)，其合金或其化合物；从而可以构成凸块。20.如权利要求18所述的基片或芯片I/O接点上金属凸块的制作方法，其特征在于连接盘上原有金属为铜(Cu)时，其制作步骤(4)(5)(7)分别改为(4)在连接盘铜(Cu)表层镀上钯(Pd)，其合金或其化合物；(5)在步骤(4)的钯(Pd)上镀上镍(Ni)，其合金或其化合物；(7)制作步骤(5)的(Ni)的上边缘及周边表层被置换或沉积为金(Au)，其合金或其化合物；从而可以构成凸块。21.如权利要求17所述的基片或芯片I/O接点上金属凸块的制造方法，其特征在于在基片或芯片I/O接点连接盘上依次进行如下过程(1)涂敷光致抗蚀剂，(2)加掩模曝光，(3)显影，露出连接盘上金属，(4)进行无电极电镀的前处理，(5)利用无电极电镀方法镀上一层金属，(6)利用无电极电镀方法在制作步骤(5)的金属上表层镀上另一种金属，(7)除去光致抗蚀剂，(8)再利用无电极电镀方法在制作步骤(5)的金属周边镀上与制作步骤(6)的金属相同的一层金属，从而可以构成凸块。22.如权利要求21所述的基片或芯片I/O接点上金属凸块的制造方法，其特征在于连接盘上原有金属为铝(Al)时，其制作步骤(4)(5)(6)(8)分别改为(4)连接盘铝(Al)表层被置换为锌(Zn)，其合金或其化合物；(5)在制作步骤(4)的锌(Zn)金属被置换为镍(Ni)，其合金或其化合物；(6)在制作步骤(5)的镍(Ni)上连缘表层被置换或沉积为金(Au)，其合金或其化合物；(8)在制作步骤(5)的镍(Ni)周边表层被置换或沉积为金(Au)，其合金或其化合物；从而可以构成凸块。23.如权利要求21所述的基片或芯片I/O接点上金属凸块的制造方法，其特征在于连接盘上原有金属为Cu时，其制作步骤(4)(5)(6)(8)分别改为(4)连接盘铜Cu表层镀上钯(Pd)，其合金或其化合物；(5)在制作步骤(4)的钯(Pd)金属镀上镍(Ni)，其合金或其化合物；(6)制作步骤(5)的镍的(Ni)上边缘表层被置换或沉积为金(Au)，其合金或其化合物；(8)制...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋邦民，陈玄芳，周淑金，林志荣，卢明，
申请(专利权)人：譁裕实业股份有限公司，财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]