專利名稱：球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于集成電路和分立電子元件的球凸塊焊接
帶狀導(dǎo)線互連。球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連尤其適用于使帶狀導(dǎo)線焊接 到比帶狀導(dǎo)線窄的集成電路的焊盤。
背景技術(shù)：
人們希望球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連能夠?qū)顚?dǎo)線焊接 到比帶狀導(dǎo)線窄的集成電路的焊盤。當(dāng)需要寬信號路徑限制高頻信號 的信號損失或避免其他不利性能效果時使用帶狀導(dǎo)線?，F(xiàn)有的熱超聲 波導(dǎo)線焊接設(shè)備可放置帶狀導(dǎo)線互連，不過現(xiàn)有技術(shù)受到限制，因為 它們需要尺寸等于或大于帶狀導(dǎo)線寬度的焊盤。帶狀導(dǎo)線被固定在焊 接工具腳和焊盤之間以此來應(yīng)用超聲波能量和力來形成帶狀導(dǎo)線和 焊盤金屬噴鍍之間的焊接部。形成的焊接部建立了帶狀導(dǎo)線和焊盤金 屬噴鍍之間的電連接。因此，焊接工具必須能夠向下接觸到每個焊接區(qū)上以形成 焊接部，每個焊盤的接觸面積必須等于或大于焊接工具的接觸面積以 適當(dāng)?shù)匦纬珊附硬?。在較窄焊盤上使用寬帶狀導(dǎo)線的問題在于接觸面 積不相同。當(dāng)焊盤較小時以給定能量輸送到較小的區(qū)域，可發(fā)生不利 的后果，包括焊接由于過度能量集中而失效。因此，在這種情況下必 須控制超聲波能量，力和時間的組合來限制傳遞到焊接的能量。而且，焊盤通常在與集成電路自身相同的平面上或可甚至 凹下，其防止焊接工具接觸焊盤而不會首先造成與集成電路表面的潛 在破壞性接觸。另外，帶狀導(dǎo)線是不透明的，不能透過帶狀導(dǎo)線可視 地放置焊盤而確定何時焊接工具適當(dāng)?shù)鼐臀粊硇纬珊附印?dǎo)線網(wǎng)互連的使用在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。導(dǎo)線網(wǎng)以帶狀 或條狀形式使用。然而，需要金制導(dǎo)線網(wǎng)的手切塊，并手動放置金制 導(dǎo)線網(wǎng)以將其連接到寬度小于導(dǎo)線網(wǎng)寬度的焊盤。導(dǎo)線網(wǎng)使焊接位置 透過導(dǎo)線網(wǎng)可視，其便于手動對齊到焊盤，在這種方式下不透明帶狀 導(dǎo)線是不可行的。然而，此現(xiàn)有方法需要大量的人力以在放置的每個互連的導(dǎo)線網(wǎng)交點上產(chǎn)生多個焊接。而且，當(dāng)導(dǎo)線網(wǎng)焊接到較窄焊盤 上時，在一些情況下伸出的網(wǎng)必須折疊起來以防短路，這需要額外的 人力。因此，需要新的改進(jìn)的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其可用 于使帶狀導(dǎo)線能夠焊接到比帶狀導(dǎo)線窄的集成電路的焊盤。在這點
這方面，根據(jù)本發(fā)S的球2塊焊2帶狀導(dǎo)線互^實質(zhì)上脫離;現(xiàn)有技 術(shù)的傳統(tǒng)構(gòu)思與設(shè)計，這樣提供了一種裝置，其主要為了使帶狀導(dǎo)線 能夠焊接到比帶狀導(dǎo)線窄的集成電路的焊盤上的目的而開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，并克 服了現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點和不足。這樣，本發(fā)明的總體目的(其將 在接下來更詳細(xì)地描述)是提供一種改進(jìn)的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互 連，其具有優(yōu)于上述現(xiàn)有技術(shù)的所有優(yōu)點。為此目的，本發(fā)明的優(yōu)選實施例本質(zhì)上包括附<接到集成電 路的焊盤上的球凸塊。帶狀導(dǎo)線的一端附接到球凸塊，其相對端附接 到襯底的金屬化表面。帶狀導(dǎo)線可寬于球凸塊，球凸塊可將帶狀導(dǎo)線 從集成電路表面分離。帶狀導(dǎo)線可互連多個集成電路(其中每個集成 電路都具有球凸塊或適當(dāng)寬度的金屬化表面)到襯底的金屬化表面。 本發(fā)明還包括將電子元件電連接到襯底的方法。本發(fā)明當(dāng)然具有額外 的特征，其將在后面描述并將形成所附權(quán)利要求的主題。為了更好地理解隨后對本發(fā)明的詳細(xì)描述并為了更好地 認(rèn)識到本發(fā)明對技術(shù)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，十分廣泛地描述了本發(fā)明的更重要 特征。


圖l是根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連的 現(xiàn)有實施例的俯一見圖。圖2是本發(fā)明的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連的現(xiàn)有實施例的 側(cè)面剖浮見圖。圖3是本發(fā)明的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連的可替換實施例
7的俯視透視圖。為了示出的目的，帶狀導(dǎo)線為半透明的。在各圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
具體實施例方式本發(fā)明的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連的一個優(yōu)選實施例被 示出并總體上由附圖標(biāo)記IO所標(biāo)示。圖1和2示出了本發(fā)明的改進(jìn)球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連 10。更具體地，球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連IO描繪了將集成電路12連 接到襯底20的帶狀導(dǎo)線互連18。金制球凸塊16置于集成電路12的 焊盤14 (其比帶狀導(dǎo)線要窄)上來提高焊盤14的表面。這使帶式焊 接工具能夠接觸球凸塊16以通過如圖2所示部分壓扁(flattening)球 凸塊16形成球凸塊焊接24。帶狀導(dǎo)線延伸超過球凸塊16的部分不會引起例如與鄰近 接地焊盤短路和高寄生電容之類的電問題，因為其大致平行于集成電 路12表面并與集成電路12的表面隔開一定距離。然后帶狀導(dǎo)線互連 18可在正常方式下端接襯底20的金屬化表面22上的表面焊接26。 襯底20的金屬化表面22至少與帶狀導(dǎo)線一樣寬。在表面焊接26上， 帶狀導(dǎo)線在其整個寬度上被可靠地焊接并充分地變形使得其可通過 撕裂與互連的帶狀導(dǎo)線18分離。在現(xiàn)有實施例中，優(yōu)選的是集成電 路12與村底20等高或高于襯底20,以避免由帶式焊接工具造成的間 隙問題。只要焊接工具可接觸集成電路表面而不受襯底表面干涉，集 成電路12的上表面也可稍微低于鄰近的襯底焊接表面。然而，這不 應(yīng)被視為限制，因為設(shè)備可使用切線鉗且?guī)胶附庸ぞ呒夹g(shù)的進(jìn)步在 未來可消除這種限制。圖3示出了本發(fā)明的改進(jìn)球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連100的 可替換實施例。更具體地，球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連100的可替換實 施例描繪了使用球凸塊焊接124和表面焊接126的組合連接多個集成 電路的帶狀導(dǎo)線互連118。帶狀導(dǎo)線互連118由球凸塊焊接124連接 到第一集成電路112，由表面焊接126連接到第一襯底128，由球凸 塊焊接124連接到第二集成電路130，由表面焊接126連接到第二襯 底132。只要最終焊接是表面焊接或是在足夠大以接觸焊接工具腳整 個寬度來端接帶狀導(dǎo)線互連118的焊盤上進(jìn)行，球凸塊焊接和表面焊
8接的任意組合可用作第一焊接或中間焊接。然而，這不應(yīng)被視為限制， 因為帶式焊接工具技術(shù)的進(jìn)步在未來可消除這種限制。
底，導(dǎo)線球焊機(jī)器將球凸塊放置^^每個工件的焊盤上，-其中在所述焊 盤上進(jìn)行所公開類型的焊接(例如比所用帶狀導(dǎo)線窄的焊盤)。球凸 塊在作為工件一部分的集成電路的平面的上方具有上部分。放置球凸塊之后，工件被移動到帶式焊接機(jī)器或工作站。
第一位置'。第一位置可在等于或i;帶狀導(dǎo)線寬度的金屬化表面或焊
盤上或者球凸塊上。然后如果需要的話，在等于或?qū)捰趲顚?dǎo)線寬度 的金屬化表面或焊盤上端接帶狀導(dǎo)線互連之前，帶式焊接工具將帶狀 導(dǎo)線焊接到額外的位置，該位置可為等于或?qū)捰趲顚?dǎo)線寬度的金屬 化表面或悍盤或者球凸塊的任意組合。在焊盤具有多個球凸塊的情況 下，其中多個球凸塊鄰近或隔開小于帶狀導(dǎo)線寬度的距離，帶狀導(dǎo)線 可通過熱超聲波同時焊接到所有緊鄰的球凸塊。盡管 一般認(rèn)為通過兩 個不同的機(jī)器使用分離的焊道是低效率的，然而本發(fā)明與已知手動方 法(其迄今為止不能自動化)相比在效率方面提供了巨大改進(jìn)。盡管詳細(xì)描述了球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連的現(xiàn)有實施例， 但明顯的是所有落入本發(fā)明的真實精神和范圍內(nèi)的修改和變化也是 可行的。關(guān)于上述描述，很容易地認(rèn)識到本發(fā)明的各部件的優(yōu)化量綱 關(guān)系(包括尺寸，材料，形狀，形式，功能和操作方式，組裝和使用 的變化)對于本領(lǐng)域的一個技術(shù)人員是顯而易見且明顯的，附圖所示 及說明書所述關(guān)系的所有等同關(guān)系應(yīng)包含在本發(fā)明之內(nèi)。例如，任意 適合的導(dǎo)電及耐腐蝕材料可用來代替金制球凸塊。而且，盡管描述了 由導(dǎo)線球焊機(jī)器放置球凸塊，然而球凸塊放置也可由可替換方法實 現(xiàn)。另外，可采用超聲波壓焊(其隨時間應(yīng)用超聲波能量和力而不加 熱工件)代替所述的熱超聲波焊接。并且盡管描述了使帶狀導(dǎo)線能夠 焊接到比帶狀導(dǎo)線窄的集成電路的焊盤，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是本文所描
管和衰減器、)。而且:導(dǎo)線網(wǎng)可用于代替帶狀導(dǎo)線。因此，前面被認(rèn)為是僅示出本發(fā)明的原理。而且，因為本 領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易做出大量的修改和改變，所以不需要將本發(fā)明限制于所述和所示的精確的構(gòu)造和操作，并且因此可采取所有落入 本發(fā)明范圍內(nèi)的適合修改和等同物。
權(quán)利要求
1、一種球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，包括連接到襯底的第一電子元件；所述電子元件具有上表面，所述上表面包括焊盤；所述襯底除了所述焊盤之外還包括第二電觸點；球凸塊，具有球凸塊寬度；所述球凸塊附接到所述焊盤；帶狀導(dǎo)線，具有帶寬度；所述帶狀導(dǎo)線的第一部分附接到所述球凸塊；和所述帶狀導(dǎo)線的第二部分附接到所述第二電觸點。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在 于，所述帶狀導(dǎo)線具有相對的端且所述第一部分是所述帶狀導(dǎo)線的第 一端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在 于，所述第二電觸點是在所述襯底表面上的金屬化觸點。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在 于，所述帶狀導(dǎo)線通過熱超聲波焊接到所述金屬化觸點
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在 于，所述第二電觸點是附接到所述襯底的第二電子元件的焊盤。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在 于，所述帶狀導(dǎo)線通過熱超聲波焊接到所述焊盤。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在 于，所述第二電觸點包括球凸塊，所述帶狀導(dǎo)線連接到所述球凸塊。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在 于，所述帶狀導(dǎo)線通過熱超聲波焊接到所述第二電觸點的球凸塊。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在 于，所述帶寬度大于所述球凸塊寬度。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在 于，所述球凸塊具有在所述焊盤的上方延伸的上部分。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征在 于，所述帶狀導(dǎo)線通過熱超聲波焊接到所述球凸塊。
14、 一種球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，包括 連接到具有金屬化表面部分的襯底的第一電子元件； 所述第一電子元件具有上表面，所述上表面包括焊盤； 球凸塊，具有球凸塊寬度，所述球凸塊附接到所述第一電子元件的焊盤；帶狀導(dǎo)線，具有帶寬度； 所述帶狀導(dǎo)線具有相對的端； 所述帶狀導(dǎo)線具有中間部；所述相對的端中的一個附接到所述第一電子元件的球凸塊； 連接到具有金屬化表面部分的所述襯底的第二電子元件； 所述第二電子元件具有上表面，所述上表面包括焊盤； 球凸塊，具有球凸塊寬度，所述球凸塊附接到所述第二電子元件 的焊盤；所述帶狀導(dǎo)線的中間部附接到所述第二電子元件的球凸塊；和 所述帶狀導(dǎo)線的所述相對的端中的另 一 個附接到所述金屬化表 面部分。
15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征 在于，所述帶寬度寬于所述球凸塊寬度。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征 在于，所述球凸塊在所述焊盤的上方延伸。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征 在于，所述帶狀導(dǎo)線由所述球凸塊與所述電子元件的上表面分離。
19、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征 在于，所述帶狀導(dǎo)線通過熱超聲波焊接到所述球凸塊。
20、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連，其特征 在于，所述帶狀導(dǎo)線通過熱超聲波焊接到所述金屬化表面。
21、 一種將電子元件電連接到襯底的方法，包括以下步驟 提供具有自由端和第二部分的帶狀導(dǎo)線，具有金屬化表面部分的襯底；和連接到所述襯底并具有上表面的元件，所述上表面包括焊 盤；將球凸塊附接到所述焊盤；將所述帶狀導(dǎo)線的自由端附接到所述球凸塊；和將所述帶狀導(dǎo)線的第二部分附接到所述金屬化表面部分。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的將電子元件電連接到襯底的方法， 其特征在于，所述球凸塊由導(dǎo)線球焊設(shè)備附接到所述焊盤。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的將電子元件電連接到襯底的方法，其特征在于，所述帶狀導(dǎo)線由帶狀導(dǎo)線焊接設(shè)備附接到所述球凸塊和 所述金屬化表面。
24、 根據(jù)權(quán)利要求23所述的將電子元件電連接到襯底的方法， 其特征在于，進(jìn)一步包括使用所述帶狀導(dǎo)線焊接設(shè)備將鄰近所述第二 部分的所述帶狀導(dǎo)線從所述第二部分分離的步驟。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的將電子元件電連接到襯底的方法，
26、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的將電子元件電連接到襯底的方法， 其特征在于，所述帶狀導(dǎo)線寬于所述球凸塊。
27、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的將電子元件電連接到襯底的方法， 其特征在于，所述球凸塊具有在所述焊盤的上方延伸的上部分。
28、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的將電子元件電連接到襯底的方法， 其特征在于，所述帶狀導(dǎo)線由所述球凸塊與所述電子元件的表面分離
29、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的將電子元件電連接到襯底的方法， 其特征在于，所述帶狀導(dǎo)線通過熱超聲波焊接到所述球凸塊和所述金 屬化表面。
全文摘要
球凸塊焊接帶狀導(dǎo)線互連具有附接到集成電路的焊盤上的球凸塊。帶狀導(dǎo)線的一端附接到球凸塊，其相對端附接到襯底的金屬化表面。帶狀導(dǎo)線可寬于球凸塊，球凸塊可將帶狀導(dǎo)線從集成電路表面分離。帶狀導(dǎo)線可互連多個集成電路(其每個都具有球凸塊或適當(dāng)寬度的金屬化表面)到襯底的金屬化表面。本發(fā)明還包括將電子元件電連接到襯底的方法。
文檔編號H01L23/49GK101582398SQ20091013909
公開日2009年11月18日 申請日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者C·J·米勒, D·E·克里斯滕森 申請人:特克特朗尼克公司