[发明专利]接触垫和形成用于集成电路的接触垫的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及集成电路，尤其涉及接触垫和形成用于集成电路的接触 垫的方法。

背景技术

因为对于较小电子装置的需求持续存在，所以用于所述装置中的组件的尺 寸必须减小。电子装置中含有的集成电路封装也不例外。制造者已用来减小集 成电路封装的大小的一种常见方式是通过使用焊料球。举例来说，在倒装芯片 设计中，使用裸片上的焊料凸块来消除从裸片到集成电路封装的衬底的导线结 合。也就是说，在形成于裸片的接触垫上时经常被称作焊料凸块的焊料球使得 裸片的接触垫与衬底的对应接触垫之间的连接成为可能，正如此项技术中所众 所周知的。类似地，球状栅格阵列(ball grid array，BGA)装置的焊料球消除 了对于通常用于将集成电路封装连接到例如印刷电路板的另一装置的引线的需 要。在任一状况下，倒装芯片装置的裸片上的焊料凸块或BGA封装上的焊料 球的阵列通过使得I/O垫能够定位于裸片或集成电路封装上的任何一处而增大 装置的输入/输出(I/O)密度。除了减小集成电路封装的大小之外，从常规封 装消除导线结合和引线也降低了电感和电阻，且提供了更好的噪声性能。

然而，如同任何结合技术的情况一样，重要的是确保焊料凸块或焊料球提 供可靠的连接。在制造半导体组件的过程中，重要的是组件无缺陷且在其整个 使用过程中保持可靠。当集成电路封装中存在缺陷时，可用装置的百分比降低， 且制造者的收益性将受影响。另外，当电子装置具有一具有焊料球缺陷连接的 集成电路封装时，集成电路可能不正常作用或故障，且可能使得具有所述集成 电路的电子装置不正常地作用或甚至停止运行。因此，重要的是在任何可能情 况下最小化集成电路封装中的缺陷。

在组件焊接到接触垫之处发现集成电路封装中的故障的一个常见来源。许 多组件是使用焊料球焊接到接触垫，所述焊料球在放置组件时被回焊。举例来 说，通过在倒装芯片上回焊多个焊料凸块而将倒装芯片焊接到衬底，且通过在 球状栅格阵列(BGA)上回焊多个焊料球而将BGA焊接到印刷电路板，正如 此项技术中所众所周知。焊料连接中的故障可能是由于材料中的多种缺陷造成， 例如不良的焊料品质、不足的焊料量或其他因素。当在BGA装置中将倒装芯 片焊接到衬底或将BGA装置焊接到印刷电路板时，发生故障的一个常见原因 是在与接触垫的接合处出现焊料破裂。破裂通常在接触垫与焊料球之间的界面 处起始并扩张。BGA封装减小印刷电路板的占据面积要求，提供每单位面积更 多电路，且促进衬底组装的自动化。因此，对BGA封装的需求已在近若干年 来急剧增加。然而，这些封装的热机械可靠性为电子工业所关注的问题。焊接 点的板级可靠性(board level reliability)是成功应用BGA的最关键问题之一。 尽管众所周知增大焊料球垫开口大小可改善焊接点可靠性，但垫开口大小必须 在可能对于高密度封装设计并不增大的特定大小内。

因此，需要一种改善的接触垫和形成用于集成电路的接触垫的方法。

发明内容

揭示集成电路中的接触垫。所述接触垫包含：包含接触垫的基座的平坦部 分；从平坦部分延伸且实质上垂直于平坦部分的多个突出物；以及附接到突出 物和平坦部分的焊料球。多个突出物可包含具有不同高度的支柱。另外，接触 垫可包含裸片上的接触垫、集成电路的衬底上的接触垫，或两者。

根据替代实施例的集成电路的接触垫包含：包含接触垫的基座的平坦部分； 形成于平坦部分上且从平坦部分延伸的多个突出物，所述多个突出物具有一系 列高度，其包含朝向在接触垫的中央附近的高突出物延伸的在接触垫的外端附 近的短突出物；以及附接到突出物和平坦部分的焊料球。突出物可包含直突出 物或锥形突出物。

还揭示形成用于集成电路的接触垫的方法。所述方法包含：形成具有接触 垫的基座的平坦部分；形成从平坦部分延伸且实质上垂直于平坦部分的多个突 出物；以及将焊料球附接到多个突出物和平坦部分。可通过形成至少一个金属 层或通过蚀刻至少一个金属层来形成多个突出物。突出物可包含在接触垫的末 端附近的短突出物和在接触垫的中央附近的高突出物。接触垫可形成于集成电 路封装的裸片上或集成电路封装的衬底上。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的具有接触垫的集成电路封装的横截面图；

图2是展示形成于触点与焊料球之间的结合中的破裂的常规接触垫的横截 面图；