专利名称：倾斜侧壁的弹性凸块及其制造方法
技术领域：
本发明有关一种弹性凸块结构及其制造方法，目的在提升 金属层的厚度均匀性，且避免显影及蚀刻制程后，该金属层尺 寸变小或局部变窄，以及改善弹性凸块在构装时金属层发生皱 折、断裂等问题。
背景技术：
弹性凸块是一制作于集成电路芯片的焊塾上的凸形结构体，由弹 性的有机聚合物核心凸块及包覆其外层的金属膜所构成，便于后续以
芯片与玻璃基板封装(Chip on Glass, COG)或芯片与薄膜基板封装(Chip onFilm，COF)等构装方式，将芯片的线路功能经焊垫、弹性凸块、构装 基板导线传送至如平面显示器等其所搭配的组件。
其中，该弹性座体于集成电路焊垫接合面的位置可有三种态样 第一种态样如图1A所示，弹性座体21直接形成在集成电路的焊垫12上； 第二种态样是弹性座体21形成在焊垫12外围的护层11上，如图1B所示； 第三种态样是弹性座体21是同时形成在焊垫12与护层11之上，如图1C 所示。
至于弹性凸块所习用的弹性凸块表面金属膜制造流程基本上包括 如图2至图7所示的步骤；以第一种态样为例，首先如图2所示，将弹性 座体21形成在集成电路组件10的接合面相对于焊垫12上，其成型方式 如图3A所示，于该集成电路组件10上涂布一感光材料层24，再于该集 成电路组件1 O上利用 一具有弹性座体二维投影图形的光罩25,如图3B 所示,进行曝光、显影制程，则可于集成电路组件10上形成弹性座体 21;再如图4所示，于该集成电路组件10的接合面上方利用物理气相沉 积技术形成至少一层连接于各弹性座体21与各焊垫12之间的金属层 22,该金属层22包含底层可导电黏着层221及表层金属层222;接着如图5所示，以显影制程完成用以将各弹性座体21区域上的金属层22覆盖 的光阻图案23;之后如图6所示，利用蚀刻制程移除未覆盖有光阻图案 23的金属层22，仅在各弹性座体21的区域保留延伸至相对应焊垫12的 金属层22;最后如图7所示，将光阻图案23去除，即可使各弹性座体21 区域的金属层外露，而成为用以构成集成电路组件10的电性导通的表 面金属膜22'。
由于上揭习用制造流程中，该弹性座体21成型为立方体的结构， 如图3B所示，其具有一远离集成电路组件10的顶面211以及接近垂直的 四个侧壁212，使得在进行物理气相沉积形成金属层22时，该金属层22 成型于该弹性座体的顶面211及侧壁212厚度不一，如图8A所示，其侧 壁212金属层22的厚度L2约为顶面211金属层22厚度L1的60 70。/。，亦即 L2 = (0.6 0.7)Ll，使得该金属层22厚度不均匀，而造成局部电阻值偏高。
再者，在进行显影、蚀刻形成表面金属膜前，先于弹性座体21的 金属层22上利用旋转涂布方式覆盖光阻而形成光阻图案23,如图5所 示，但由于该弹性座体21的侧壁212接近垂直角度，故于旋转涂布光阻 时，容易使光阻不易紧贴在该侧壁212的金属层22上，或者使该光阻图 案23与金属层22间容易产生缝隙，使得进行蚀刻时，蚀刻液容易渗入 光阻图案23与金属层22的界面，令即使覆盖有光阻图案23的部分金属 层22仍会被移除，进而使得成型的表面金属膜22，于侧壁部份尺寸变小 甚至形成颈部形状(necking),如图8B所示。
此外，在弹性凸块于构装压合的过程中，弹性凸块会受压缩应力 而变形，形成波浪结构，如图8C、 D所示，而于该波浪结构的波谷位置 中的表面金属膜22，会受到压缩应力而产生皱折变形A，而波峰位置中 的表面金属膜22，会受到伸张应力而产生裂隙B甚至断裂，不论是皱折 变形A或裂隙B甚至断裂均会对表面金属膜的导电性质有不良的影响。
发明内容
本发明的主要目的即在提供一种可获得均匀的金属层厚度及其成 型尺寸，并可改善弹性凸块侧壁表面金属膜在构装后，发生皱折、断裂等问题的倾斜侧壁的弹性凸块及其制造方法。
为达上揭目的，本发明的弹性凸块设置于一具有焊垫的集成电路 组件上，该弹性凸块具有一位于该集成电路组件上的弹性座体，以及 一位于该弹性座体上并与该焊垫电性连接的表面金属膜，该弹性座体 具有 一远离该集成电路组件的顶面以及两组相对的侧壁，而其中 一组 被表面金属膜覆盖的侧壁为倾斜侧壁，而该倾斜侧壁的倾斜方向由弹 性座体外侧朝内侧倾斜。
具体而言，本发明具有下列功效
1 .本发明的弹性座体所具有的倾斜侧面，有利于后续在弹性座体的 倾斜侧壁上成型金属层时，可确保该金属层的厚度均匀性，改善侧壁 部位金属层电阻值偏高的问题。
2. 进行旋转涂布光阻时，因该该弹性座体的侧壁较为平緩而非垂直 的角度，光阻可均匀涂布于弹性座体的金属层上，并有助于光阻紧贴 在该弹性凸块的金属层上，避免蚀刻制程中因蚀刻液渗入光阻与金属 层界面，造成该弹性凸块的金属层尺寸变小或形成颈部形状。
3. 可改善弹性凸块于构装时，因弹性座体承受压缩应力而变形所导 致的金属层皱折、断裂等问题，进而确保表面金属膜的导电性质。
图1A、 B、 C为一般弹性座体于集成电路组件接合面的位置示意
图2-图7为弹性凸块所习用的制造方法流程示意图8A为习有弹性座体的顶面及侧壁上金属层厚度的结构示意图8B为习有弹性凸块的结构立体图8C、 D为习有弹性凸块于构装压合变形的结构示意图9为本发明中倾斜侧壁的弹性凸块的结构示意图10为本发明中倾斜侧壁的弹性凸块制造方法第一实施例步骤流
程图11 - 15为本发明中倾斜侧壁的弹性凸块制造方法第一实施例流图16为本发明中倾斜侧壁弹性凸块的结构立体图； 图17为本发明中倾斜侧壁的弹性凸块制造方法第二实施例步骤流 程图18 - 20为本发明中倾斜侧壁的弹性凸块制造方法第一实施例流 程示意图21为本发明中灰阶光罩及其所形成弹性座体的结构示意图。图号说明
集成电路组件IO
焊塾12
顶面211
金属层22
导电黏着层221
光阻图案23
光罩25
弹性座体31
侧壁312
表面金属膜32
底层黏着层321
集成电路组件4
感光材料层42
灰阶光罩5
全透光部52
透光图案54
护层ll
弹性座体21
侧壁212
表面金属膜22'
表层金属层222
感光材料层24
弹性凸块3
顶面311
倾杀+侧壁313
金属层32'
表层金属层322
焊垫41
光阻图案43
遮光部51
灰阶部5具体实施例方式
本发明的特点，可参阅本案图式及实施例的详细说明而获得清楚 地了解。
本发明主要针对弹性凸块当中的弹性座体加以改良；其中，每一
8个弹性凸块包括有一个弹性座体，以及连接于弹性座体表面与该弹性 座体所对应输入/输出焊垫之间的弹性凸块表面金属膜，透过弹性凸块 表面金属膜构成集成电路组件与外部电路的电性导通。
至于，本发明的弹性凸块3设置于一具有焊垫41的集成电路组件4 上，如图9所示，该弹性凸块3具有一位于该集成电路组件4上的弹性座 体31,以及一位于该弹性座体31上并与该焊垫41电性连接的表面金属 膜32，该弹性座体31具有一远离该集成电路组件4的顶面311以及两组 相对的侧壁312、 313，且该其中一组被表面金属膜覆盖的侧壁为倾斜 侧壁313，而该倾斜侧壁313的倾斜方向由弹性座体31外侧朝内侧倾斜， 以形成弹性座体顶面较窄而底面较宽的结构体，而使该弹性座体31整 体的形状为梯形。
在本实施例中，该弹性座体31的材质为 一种电性绝缘并具有高弹 性的高分子有机物(organic polymer)，可以为感光型聚亚醯胺 (Photo-sensitive Polyimide )制成，但并不以此为限，除了现有适用于 制作弹性凸块3的核心(core)的感光材料(photo-sensitive material)夕卜， 其它如非感光型的聚亚醯胺(polyimide)、苯环丁烯(benego cyclobutene)、 聚丙烯酸醋(polyacrylates)、橡胶(rubber),以及感光及非感光型硅胶 (silicone)等，也都适用于本发明中，至于其配设的位置可如前述的三种 态样，本实施例以第一种态样为例，以直接形成在悍垫12上，但不应 以局限本发明。
而该表面金属膜32由弹性座体顶面311披覆至该弹性座体31的二 个倾斜侧壁313,并延伸至焊垫41，而该表面金属膜32包含底层黏着层 321及表层金属层322，该底层翁着层321邻接且包覆于该弹性座体31 上；而该表层金属层322则镀设于该底层黏着层321之外。
如图10所示，整体弹性凸块制造方法的第一实施例，依序包括有 下列步骤
a、'制备一具有弹性座体二维投影图形的灰阶光罩5，如图ll所示， 其中该灰阶光罩5设有遮光部51、全透光部52以及灰阶部53,该灰阶部 53设于遮光部51的两边侧，如图所示的实施例中，该灰阶部53设有复数透光图案54 ，而各透光图案54的透光率或面积由外侧朝内侧递减， 或各透光图案5 4的密度由外侧朝内侧递减。
b、 提供一具有焊垫41的集成电路组件4，并于该集成电路组件4上 涂布 一 可作为弹性座体的正型感光材料层42 。
c、 以曝光、显影制程于集成电路组件4上形成弹性座体31,如图 12所示。
d、 利用物理气相沉积技术于该弹性座体31上形成至少一与该焊垫 41电性连接的金属层32',如图13A所示，并使该金属层32，得以连接焊 垫41以及弹性座体31,可非限定使用賊镀技术或采用蒸镀技术，先于 该弹性座体31上形成一与该焊垫41电性连接的底层黏着层321，再于该 底层黏着层321上形成一表层金属层322，该底层翁着层321的材质是钛 鴒合金；该表层金属层322的材质则是金。当然，该底层li着层321及 表层金属层322的材质并非以此为限，该底层黏着层321也可以是由铬、 钛、鴒、铝、铜，或其等的组合的材料制成；该表层金属层322则可以 是由金、银，以及其等的组合的材料制成；且值得一提的是，该金属 层32，成型覆盖于弹性座体的顶面311以及倾斜侧壁313，该倾斜侧壁313 的倾斜方向由弹性座体31外侧朝内侧倾斜，故当沉积金属层32，时，其 顶面311上金属层32，的厚度L3与倾斜侧壁313上金属层32，的厚度L4较 为一致且均匀，如图13B所示。
e、 移除部分该金属层以界定出该弹性凸块的该表面金属膜，其更 包含有步骤(e-l)以显影制程于该金属层32，定义出该弹性凸块31所在范 围，亦即完成用以将弹性座体31区域上的金属层32，覆盖的光阻图案43， 如图14;以及步骤(e-2)以蚀刻制程移除非位于该弹性凸块31所在范围的 部分该金属层32'，如图15所示，亦即将未覆盖有光阻图案43的金属层 32，移除；最后将光阻图案43去除，即可使弹性座体31区域的金属层外 露，而成为用以构成集成电路组件4的电性导通的表面金属膜32，如图 9所示。
其中，该光阻图案43利用旋转涂布方式覆盖于金属层32，上，如图 14所示，而该弹性座体的倾斜侧壁313非为垂直角度，故有助于光阻图案43可紧贴在该倾斜侧壁313的金属层32，上，以在后续蚀刻制程中可避 免因蚀刻液渗入光阻图案43与金属层32，的界面，而造成该金属层32' 尺寸变小甚至断裂的情况发生，以确保成型后表面金属膜32的尺寸， 如图16所示；而当弹性凸块于构装时，其弹性座体顶面在受到压缩应 力后，此倾斜侧壁结构可改变皱折变形形状，以改善弹性座体承受压 缩应力而变形所导致的金属层皱折、断裂等问题。
如图17所示，为本发明弹性凸块制造方法的另一实施例，其步骤 a e与第一实施例相同，而步骤c与d之间更包含有步骤f,以及步骤e之 后更包含有步骤g，其中步骤f将可举离式光阻剂涂布在集成电路组件4 的所有表面上，并且利用曝光、显影技术，保留或移除集成电路组件 接合面特定位置的可举离式光阻(如图18所示，可举离式光阻位于弹性 座体周边)；其中，可举离式光阻剂可视需要选择使用"正光阻"或"负 光阻"，亦即利用类似雕刻中的阴刻或阳刻技巧，配合光罩图形的阻 挡，移除或保留与光罩图形相对应或互补的图形，主要目的在于保留 集成电路组件接合面特定位置的可举离式光阻，使集成电路组件的接 合面上相对于于弹性座体周边形成用以将各弹性凸块表面金属膜区隔 (于图18中尚未形成)的光阻图案43,而该光阻图案43是经过涂布、曝光 及显影制程参数的调整而呈倒梯形。
f、 利用物理气相沉积技术在集成电路组件10的所有表面上形成至 少一层金属层32，(如图19所示)。
g、 最后利用光阻剥离剂将集成电路组件表面上的光阻图案，连同 覆盖在光阻图案上的金属层去除，如图20所示，即可在弹性座体31表 面建构有分别与所对应的焊垫41相连接的表面金属膜32。
而其中步骤a中所使用的灰阶光罩5，可如图I1所示的形式，亦可 以如图21的形式，该灰阶光罩5同样设有遮光部51、全透光部52以及复 数灰阶部53，该灰阶部53设于遮光部51的两边侧，且各灰阶部53间设 有遮光部51,而该灰阶部53同样设有复数透光图案54,而各透光图案 54的透光率或面积由外侧朝内侧减少，或各透光图案54的密度由外侧 朝内侧减少，藉由该实施例所形成弹性凸块的倾斜侧壁313则由复数个平面段314及倾斜段315所构成多阶斜面的形式。 本发明相较于习有具有下列优点
1、 该弹性座体除了可藉由灰阶光罩，形成倾斜的侧壁，亦可在弹 性座体的长度允许下(考虑弹性凸块顶面的接触面积)，同样藉由不同设 计的灰阶光罩，而形成多阶斜面的弹性座体。
2、 本发明的弹性座体所具有的倾斜倾面，以利后续于弹性座体的 倾斜侧壁上成型金属层时，可确保该金属层的厚度均勾性，改善侧壁 部位金属层电阻值偏高的问题。
3、 进行旋转涂布光阻时，因该弹性座体的侧壁较为平缓，光阻可 均匀涂布于弹性座体的金属层上，并有助于光阻紧贴在该弹性凸块的 金属层上，避免蚀刻制程中因蚀刻液渗入光阻与金属层界面，造成该 弹性凸块的金属层尺寸变小或形成颈部形状而使局部变窄。
4、 可改善弹性凸块于构装时，因弹性座体承受压缩应力而变形所导 致的金属层皱折、断裂等问题，进而确保表面金属膜的导电性质。
本发明的技术内容及技术特点巳揭示如上，然而熟悉本项技术的 人士仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本案发明精神的替换及 修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括 各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。
权利要求
1、一种倾斜侧壁的弹性凸块，该弹性凸块设置于一具有焊垫的集成电路组件上，该弹性凸块具有一位于该集成电路组件上的弹性座体，以及一位于该弹性座体上并与该焊垫电性连接的表面金属膜，该弹性座体具有一远离该集成电路组件的顶面以及两组相对的侧壁；其特征在于该其中一组被表面金属膜覆盖的侧壁为倾斜侧壁，而该倾斜侧壁的倾斜方向由弹性座体外侧朝内侧倾斜。
2、 如权利要求1所述倾斜侧壁的弹性凸块，其中该弹 性座体的形状为梯形。
3、 如权利要求1所述倾斜侧壁的弹性凸块，其中该表 面金属膜由弹性座体顶面披覆至该弹性座体的二个倾斜侧 壁，并延伸至焊垫。
4、 如权利要求1所述倾斜侧壁的弹性凸块，其中该表 面金属膜包含底层黏着层及表层金属层。
5、 如权利要求4所述倾斜侧壁的弹性凸块，其中该底 层黏着层的材质是选自于由下列所构成之一群组，该群组包 含铬、钛、钨、铝、铜，以及其等的组合；其中该表层金属 层的材质是选自于由下列所构成之一群組，该群组包含金、 银，以及其等的组合。
6、 如权利要求1所述倾斜侧壁的弹性凸块，其中该弹 性座体的材质为 一种电性绝缘并具有高弹性的高分子有机 物，其。
7、 如权利要求1所述倾斜侧壁的弹性凸块，其中该弹 性座体的材质可以为聚亚醯胺、苯环丁烯、聚丙烯酸脂、橡 胶或硅胶。
8、 如权利要求1所述倾斜侧壁的弹性凸块，其中该倾 斜侧壁由复数个平面段及倾斜段所构成。
9、 一种倾斜侧壁的弹性凸块制造方法，依序包含有下列步骤a、 制备一具有弹性座体二维投影图形的灰阶光罩；b、 提供一具有焊垫的集成电路组件，并于该集成电路 组件上涂布一感光材料层；c、 以灰阶光罩进行曝光、显影制程于集成电路组件上形 成具倾4斗侧壁的弹性座体；以及d、 于该弹性座体上形成一与该焊垫电性连接的金属层， 并使该金属层得以连接焊垫以及弹性座体。
10、 如权利要求9所述倾斜侧壁的弹性凸块制造方法， 其中该步骤d是以物理气相沉积制程的制程完成。
11、 如权利要求9所述倾斜侧壁的弹性凸块制造方法， 其中该步骤d包含下列步骤(d -1)于该弹性座体上形成 一 与该焊垫电性连接的底层黏着 层；及(d-2)于该底层黏着层上形成一表层金属层。
12、 如权利要求9所述倾斜侧壁的弹性凸块制造方法， 其中该步骤d后更包含有下列步骤e、移除部分该金属层以界定出该弹性凸块的该表面金属膜。
13、 如权利要求12所述倾斜侧壁的弹性凸块制造方法， 其中该步骤e包含下列步骤(e-l)以显影制程于该金属层定义出该弹性凸块所在范围；及 (e-2)以蚀刻制程移除非位于该弹性凸块所在范围的部分该 金属层。
14、 如权利要求12所述倾斜侧壁的弹性凸块制造方法， 其中该步骤c与步骤d之间更包含下列步骤 f、 将可举离式光阻剂利用涂布、曝光、显影制程，于弹性座体周边形成光阻图案。
15、 如权利要求14所述倾斜侧壁的弹性凸块制造方法， 其中该光阻图案是经过涂布、曝光及显影制程参数的调整而呈倒梯形。
16、 如权利要求14所述倾斜侧壁的弹性凸块制造方法， 其中该步骤e后更包含有下列步骤g、利用光阻剥离剂将光阻图案连同覆盖在光阻图案上 的金属层去除。
17、 如权利要求9所述倾斜侧壁的弹性凸块制造方法， 其中该灰阶光罩设有遮光部、全透光部以及灰阶部。
18、 如权利要求17所述倾斜侧壁的弹性凸块制造方法， 其中该灰阶部i殳于遮光部的两边侧。
19、 如权利要求17所述倾斜侧壁的弹性凸块制造方法， 其中该灰阶光罩设有复数灰阶部，各灰阶部设于遮光部的两 边侧，且各灰阶部间设有遮光部。
20、 如权利要求17、 18或19所述倾斜侧壁的弹性凸块 制造方法，其中该灰阶部设有复数透光图案。
21、 如权利要求20所述倾斜侧壁的弹性凸块制造方法， 其中该弹性座体材质为正型感光材料时，各透光图案的透光 率或面积由外侧朝内侧减少，或者，各透光图案的密度由外 侧朝内侧递减。
全文摘要
本发明弹性凸块设置于一具有焊垫的集成电路组件上，该弹性凸块具有一位于该集成电路组件上的弹性座体，以及一位于该弹性座体上与该焊垫电性连接的表面金属膜，弹性座体具有一远离该集成电路组件的顶面以及两组相对的侧壁，其中一组侧壁为倾斜侧壁，而该倾斜侧壁的倾斜方向由弹性座体外侧朝内侧倾斜，形成弹性座体顶面较窄而底面较宽的结构体，以利后续于弹性座体的顶面及倾斜侧壁上形成金属层时，可改善该金属层的厚度均匀性，有助于光阻紧贴在该弹性凸块的金属层上，避免蚀刻制程中因蚀刻液渗入光阻与金属层界面，造成该弹性凸块的金属层尺寸变小或断裂，可改善弹性凸块于构装时，因弹性座体承受压缩应力而变形所导致的金属层皱折、断裂等问题。
文档编号H01L23/48GK101425491SQ20071016522
公开日2009年5月6日 申请日期2007年10月31日 优先权日2007年10月31日
发明者郑宇凯, 陆颂屏, 黄崑永 申请人:福葆电子股份有限公司