[实用新型]金球对金球连结焊接工艺用的覆晶元件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种覆晶元件，特别是涉及一种金球对金球连结(GGI)焊接工艺用的覆晶元件。

背景技术

由于电子元件尺寸进入微小化时代，构装工艺亦随之演变，近期覆晶(Flip chip)构装工艺不仅能够达到晶片等的构装尺寸，亦能与电路板表面黏着，提高焊接优良率。然而，近期部份电子元件(如高功率电子元件及高亮度的发光二极体元件)对于高导电率及高导热率有更高规格的要求，以维持其运作顺利，因此使用锡球凸块的覆晶元件已难以满足相关要求。

是以，目前业界针对此一构装需求，已推出一种金球对金球连结(GGI)的焊接工艺，诚如图5A及图5B所示，为应用于GGI焊接工艺的覆晶元件30结构，其是以一钢嘴(capillary)321配合金线，在一元件本体31表面311进行结合及拉断动作，以在其表面形成多个金球32，而该等金球32即可直接作为连结用凸块，不必再上一层助焊剂。是以，用于GGI焊接工艺的覆晶元件30不必如锡球覆晶元件构装再执行一回焊步骤(solder-bumpreflow)，因此用于GGI焊接工艺的覆晶元件的构装工艺相较锡球覆晶元件的构装工艺更为干净。此外，由于回焊温度达摄氏220-230度高温，因此用于GGI焊接工艺的覆晶元件可降低因高温而损坏的机率。

请进一步参阅图6所示，为上述覆晶元件30与一电路板40进行GGI焊接工艺的流程图，其中该电路板40上形成有对应覆晶元件30的金球32的金块焊垫41；是以，GGI焊接工艺首先准备覆晶元件30与一电路板40，再令覆晶元件的金球32对准电路板上的金块焊垫41，而后施以超音波热熔金球32与金块焊垫41，使两者热熔后相互结合，由于均为金(Au)材料，故导电性及导热性最佳。

然而，目前使用GGI焊接工艺的覆晶元件金球因以钢嘴配合金线形成，因此目前金球覆盖覆晶元件表面最多仅达覆晶元件表面的30％-40％，虽然采用导电性及导热性最佳的金材料，对于降低覆晶元件散热效果成效仍有限。若欲试图增加元件表面上金球密度，却又会使得钢嘴碰撞到金球而优良率无法提高的问题；再者，若增加金球尺寸以提高散热面积，亦因其使用金的材料而增加成本。

由此可见，上述现有的覆晶元件在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的金球对金球连结焊接工艺用的覆晶元件，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的覆晶元件存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的金球对金球连结焊接工艺用的覆晶元件，能够改进一般现有的覆晶元件，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的覆晶元件存在的缺陷，而提供一种新型的金球对金球连结焊接工艺用的覆晶元件，所要解决的技术问题是使其采用电镀等工艺加以形成，为元件本体提供较大散热面积，形成凸柱优良率亦大幅提升，又因以铜、镍及金作为凸柱材料，导电性及导热性亦佳，更有助于减低使用金球成本，非常适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种金球对金球连结焊接工艺用的覆晶元件，其包括：一元件本体；及多个多边形凸柱，是形成于该元件本体的其中一表面上，且各多边形凸柱是由一下铜层、一中镍层及一上金层叠合构成。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的金球对金球连结焊接工艺用的覆晶元件，其中所述的多个多边形凸柱是排列成一矩阵。

前述的金球对金球连结焊接工艺用的覆晶元件，其中所述的多个多边形凸柱的尺寸相同，且各多边凸柱是呈一矩形凸柱。

前述的金球对金球连结焊接工艺用的覆晶元件，其中所述的元件本体为一发光二极体，且其表面形成有一大面积L形凸柱，以及一小面积矩形凸柱。

前述的金球对金球连结焊接工艺用的覆晶元件，其中所述的凸柱是由三层电镀层：铜层、镍层及金层所叠合构成。

前述的金球对金球连结焊接工艺用的覆晶元件，其中所述的铜层厚度占凸柱厚度的78-80％。

前述的金球对金球连结焊接工艺用的覆晶元件，其中所述的镍层厚度占凸柱厚度的18-20％。