使用預(yù)制金屬柱的金屬柱接合的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種方法，包括形成多個(gè)金屬柱。通過(guò)位于多個(gè)金屬柱中的相鄰金屬柱之間的薄弱部分互連多個(gè)金屬柱以形成金屬柱列。薄弱部分包括與多個(gè)金屬柱相同的金屬。多個(gè)金屬柱中的每一個(gè)的大部分都與多個(gè)金屬柱中與其相鄰的金屬柱分離。用金屬鍍多個(gè)金屬柱中的每一個(gè)的端部。將多個(gè)金屬柱設(shè)置在金屬柱保存器內(nèi)。該方法還包括：從金屬柱保存器中取出一個(gè)金屬柱，并且將該金屬柱接合至金屬焊盤上。本發(fā)明還提供了一種包括金屬柱列的器件以及一種用于接合金屬柱的裝置。
【專利說(shuō)明】使用預(yù)制金屬柱的金屬柱接合
[0001]本申請(qǐng)要求于2013年3月15日提交的標(biāo)題為“Metal Post Bonding UsingPre-Fabricated Metal Posts”的第61/798，553號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體，更具體地，涉及包括金屬柱列的器件、形成金屬柱列的方法以及用于接合金屬柱的裝置。

【背景技術(shù)】
[0003]在集成電路的接合中，焊料區(qū)、銅支柱等用于將器件管芯接合至封裝襯底。然而，管芯和封裝襯底會(huì)發(fā)生翹曲。另外，封裝工藝經(jīng)常涉及對(duì)封裝件進(jìn)行加熱的熱工藝。由于封裝件包括具有不同熱膨脹系數(shù)(CTE)的不同材料，所以應(yīng)力被施加在接合后的封裝件上。例如，封裝襯底通常比器件管芯具有更大的CTE。這導(dǎo)致應(yīng)力被施加至焊料區(qū)。由于應(yīng)力還通過(guò)焊料區(qū)傳遞至器件管芯，因此導(dǎo)致器件管芯中的介電質(zhì)分層。
[0004]解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法是將金屬柱用作器件管芯和封裝襯底的互連件。金屬柱比通常的焊料區(qū)和金屬支柱(metal pillar)長(zhǎng)，因此可以吸收應(yīng)力。通過(guò)將金屬引線接合在器件管芯和封裝襯底中的一個(gè)上，并且之后切割金屬引線來(lái)形成金屬柱。因此，金屬引線中剩余的并且連接至接合球的部分是金屬柱。然而，該工藝具有非常低的生產(chǎn)量。另外，很難控制金屬引線長(zhǎng)度的一致性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種器件，其包括金屬柱列。其中，金屬柱列包括:多個(gè)金屬柱，多個(gè)金屬柱具有經(jīng)過(guò)配置的尺寸以接合至集成電路器件；以及互連部分，將多個(gè)金屬柱連接為金屬柱列。
[0006]優(yōu)選地,互連部分包括與多個(gè)金屬柱相同的金屬，并且多個(gè)金屬柱的每一個(gè)的大部分都與多個(gè)金屬柱中與其相鄰的金屬柱分離。
[0007]優(yōu)選地，互連部分連續(xù)地連接至多個(gè)金屬柱，在互連部分和多個(gè)金屬柱之間沒(méi)有形成界面。
[0008]優(yōu)選地，多個(gè)金屬柱的每一個(gè)都包括:內(nèi)部；以及金屬材料，與內(nèi)部的材料不同，金屬材料在多個(gè)金屬柱的每一個(gè)金屬柱的第一端處覆蓋內(nèi)部。
[0009]優(yōu)選地，多個(gè)金屬柱的每一個(gè)還包括:與第一端相對(duì)的第二端，并且內(nèi)部在第二端處未被金屬材料覆蓋。
[0010]優(yōu)選地,多個(gè)金屬柱包括直形金屬柱。
[0011]優(yōu)選地，多個(gè)金屬柱包括彎曲金屬柱。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，包括:形成多個(gè)金屬柱，通過(guò)位于多個(gè)金屬柱的相鄰金屬柱之間的薄弱部分互連多個(gè)金屬柱以形成金屬柱列，薄弱部分包括與多個(gè)金屬柱相同的金屬，并且多個(gè)金屬柱的每一個(gè)的大部分都與多個(gè)金屬柱中與其相鄰的金屬柱分離；以及用金屬鍍多個(gè)金屬柱的每一個(gè)的端部。
[0013]優(yōu)選地，形成多個(gè)金屬柱的步驟包括:在金屬薄膜的相對(duì)側(cè)上形成圖案化的光刻膠；以及蝕刻金屬薄膜，以形成多個(gè)金屬柱。
[0014]優(yōu)選地，形成多個(gè)金屬柱的步驟包括:供給金屬膜使其穿過(guò)包括齒部的兩個(gè)滾軸之間，金屬薄膜通過(guò)滾軸模壓，以形成多個(gè)金屬柱。
[0015]優(yōu)選地，在穿過(guò)兩個(gè)滾軸之間之后，由金屬膜同時(shí)形成多列金屬柱。
[0016]優(yōu)選地，該方法還包括:用鎳層以及位于鎳層上方的金層來(lái)鍍多個(gè)金屬柱的每一個(gè)的端部。
[0017]優(yōu)選地，該方法還包括:將多個(gè)金屬柱設(shè)置在金屬柱保存器中；從金屬柱保存器中取出多個(gè)金屬柱中的一個(gè)金屬柱；將多個(gè)金屬柱中的一個(gè)金屬柱接合至金屬焊盤；以及對(duì)多個(gè)金屬柱中剩余的金屬柱重復(fù)取出和接合的步驟。
[0018]優(yōu)選地，取出多個(gè)金屬柱中的一個(gè)金屬柱的步驟包括:使用劈刀的切割刃以從金屬柱列中切割出多個(gè)金屬柱的一個(gè)金屬柱；將多個(gè)金屬柱的一個(gè)金屬柱推向劈刀中的槽的端部；以及使多個(gè)金屬柱的一個(gè)金屬柱夾緊在槽的端部。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種裝置，包括:金屬柱保存器，被配置為存儲(chǔ)互連以形成列的多個(gè)金屬柱；以及劈刀。其中，劈刀被配置為:取出多個(gè)金屬柱中的最前面的一個(gè)金屬柱；并且將多個(gè)金屬柱中的最前面的一個(gè)金屬柱接合在金屬焊盤上。
[0020]優(yōu)選地，金屬柱保存器還包括供給機(jī)構(gòu)，其被配置為向前推動(dòng)金屬柱列。
[0021]優(yōu)選地，劈刀包括被配置為從金屬柱列中切割出多個(gè)金屬柱中的最前面的一個(gè)金屬柱的切割刃，并且該裝置還包括夾具，該夾具被配置為:將多個(gè)金屬柱中的一個(gè)金屬柱推向劈刀中的槽的端部；以及使多個(gè)金屬柱的一個(gè)金屬柱夾緊在槽的端部。
[0022]優(yōu)選地，多個(gè)金屬柱中的每一個(gè)都是直形金屬柱，并且金屬柱保存器和槽具有被配置為適合多個(gè)金屬柱的直形的內(nèi)部空間。
[0023]優(yōu)選地，多個(gè)金屬柱的每一個(gè)都是彎曲金屬柱，并且金屬柱保存器和槽具有被配置為適合多個(gè)金屬柱的彎曲的內(nèi)部空間。
[0024]優(yōu)選地，劈刀被配置為通過(guò)超聲波接合來(lái)接合多個(gè)金屬柱中的最前面的一個(gè)金屬柱。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]為了更完整地理解實(shí)施例及其優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在結(jié)合附圖來(lái)參考以下描述，其中:
[0026]圖1和圖2是根據(jù)一些示例性實(shí)施例的金屬柱的透視圖；
[0027]圖3A至圖4C示出了根據(jù)一些示例性實(shí)施例的用于形成金屬柱的示例性形成工藝；
[0028]圖5和圖6示出了根據(jù)一些示例性實(shí)施例的從金屬柱保存器中取出直形金屬柱；
[0029]圖7示出了根據(jù)一些示例性實(shí)施例的從金屬柱保存器中取出彎曲金屬柱；
[0030]圖8示出了根據(jù)一些示例性實(shí)施例的將金屬柱接合在金屬焊盤上；以及
[0031]圖9示出了根據(jù)一些示例性實(shí)施例的多劈刀(mult1-capillary)接合。

【具體實(shí)施方式】
[0032]以下詳細(xì)論述了本發(fā)明的實(shí)施例的制造和使用。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的可應(yīng)用的創(chuàng)造性構(gòu)思。所論述的特定實(shí)施例僅是示意性的，并且不限制本發(fā)明的范圍。
[0033]根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例提供了金屬柱制造工藝以及將預(yù)制的金屬柱接合在封裝部件上的方法。示出了形成金屬柱以及接合金屬柱的中間階段。論述實(shí)施例的變形。在通篇的各個(gè)視圖和說(shuō)明性實(shí)施例中，相似的參考數(shù)字用于代表相似的元件。
[0034]圖1示出多個(gè)金屬柱20的透視圖。根據(jù)一些實(shí)施例，金屬柱20包括銅。在可選實(shí)施例中，金屬柱20包括鋁、鎢、錫等。金屬柱20可以用于形成集成電路的封裝件中的接合引線，并且可以用于將諸如器件管芯、中介層、封裝襯底、印刷電路板(PCB)的兩個(gè)封裝部件接合在一起。可選地，金屬柱20用作探測(cè)集成電路的探針。因此，根據(jù)金屬柱20的用途確定它們的長(zhǎng)度和寬度。在一些實(shí)施例中，金屬柱20的長(zhǎng)度L在約60 μ m至約500 μ m的范圍內(nèi)，而金屬柱20的寬度W在約15 μ m至100 μ m的范圍內(nèi)。在示出的示例性實(shí)施例中，金屬柱20形成列120。
[0035]每一個(gè)金屬柱20的大部分都與相鄰的金屬柱20分離，并且可以與其物理分離。在一些實(shí)施例中，小的薄弱部分22保留在相鄰的金屬柱20之間，并且將金屬柱20互連為列120。因而，部分22用作金屬柱20的互連部分。在一些實(shí)施例中，如圖1所示，兩個(gè)相鄰金屬柱20通過(guò)一個(gè)薄弱部分22互連。在可選實(shí)施例中，兩個(gè)相鄰的金屬柱20通過(guò)兩個(gè)或更多的薄弱部分22互連。薄弱部分22可以比每一個(gè)金屬柱20的主要部分都要更薄，從而更弱，因此可以如期望的那樣將其破壞而不會(huì)破壞金屬柱20。
[0036]在一些實(shí)施例中，金屬柱20的端部20’可以鍍有改進(jìn)金屬柱20的抗氧化性和粘合性的金屬材料。根據(jù)一些實(shí)施例，例如，在每一個(gè)金屬柱20的端部都鍍上鎳層24。此外，可以在鎳層24上鍍上金層26。在一些實(shí)施例中，金層26覆蓋同一金屬柱20中的鎳層24的一部分而不是全部?？梢允褂没瘜W(xué)鍍來(lái)鍍鎳層24和金層26。可選地，可以實(shí)施化學(xué)鎳金(ENIG)、化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鈀(ENEP)、化學(xué)鍍鎳鈀浸金(ENEPIG)、浸錫(ImSn)、浸銀(ImAg)、浸金(ImAu)等來(lái)鍍金屬柱20的端部20’。在一些實(shí)施例中，鍍每一個(gè)金屬柱20的一端，而不鍍另一端。但是，在可選實(shí)施例中，兩端都可被鍍。在其他實(shí)施例中，兩端都沒(méi)有被鍍。在可選實(shí)施例中，金屬柱20鍍有毯式表面保護(hù)層，毯式表面保護(hù)層可以具有與所論述的材料和結(jié)構(gòu)相同的材料和結(jié)構(gòu)。雖然未詳細(xì)示出，但是位于相鄰金屬柱20上的鎳層24和金層26可以相互分離。
[0037]圖2根據(jù)可選實(shí)施例示出了金屬柱20。除了使金屬柱20彎曲以形成微彈簧之外，這些實(shí)施例類似于圖1中的實(shí)施例。例如，金屬柱20可以具有如圖2中所示的N形(具有之字形圖案)。因?yàn)楫?dāng)彎曲金屬柱處于應(yīng)力之下時(shí)，其形狀可以很容易地改變，所以彎曲金屬柱20適于吸收應(yīng)力。
[0038]圖3A至圖4C示出用于形成金屬柱20的示例性工藝。圖3A和圖3B分別示出了根據(jù)一些實(shí)施例的形成金屬柱20時(shí)的頂視圖和截面圖。參考圖3A，提供金屬膜30。金屬膜30包括與金屬柱20的基材相同的材料，并且可以包括銅、鋁、鎢、錫或它們的合金。光刻膠32形成在金屬膜30的相對(duì)兩側(cè)并且被圖案化。如圖3B所示，位于金屬膜30相對(duì)兩側(cè)的光刻膠32的圖案可以彼此重疊，圖3B是由圖3A中的平面截線3B-3B獲得的截面圖。在一些實(shí)施例中，如圖3A所不,光刻膠32包括在第一方向(圖3A中的Y方向)上縱向延伸的多個(gè)帶部32A，多個(gè)帶部32A之間通過(guò)間隔相互分離。此外，光刻膠32還包括在X方向延伸的帶部32B，其中，光刻膠部分32B互連光刻膠部分32A。帶部32A用于使金屬柱20的主要部分彼此分離。在隨后的工藝中，帶部32B用于形成薄弱部分22 (圖1)。
[0039]然后，將金屬膜30和位于金屬膜上的光刻膠32浸入蝕刻溶液中(未不出)以蝕刻金屬膜30。因此，形成如圖1所示的金屬柱20。在蝕刻金屬膜30的過(guò)程中，由于蝕刻是各向同性的，所以金屬柱20的截面圖的形狀可以具有圓化倒角。由于如圖3A中的光刻膠部分32B的保護(hù)，形成薄弱部分22 (圖2)。通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整帶部32B (圖3A)的尺寸，由于各向同性蝕刻，金屬膜30中被帶部32B覆蓋的部分被部分蝕刻，但是并沒(méi)有完全被去除。在從蝕刻溶液中取出金屬膜30和光刻膠32之后，去除光刻膠32。在隨后的步驟中，在金屬柱20上形成層24和層26 (圖1)。在將要形成彎曲金屬柱20 (圖2)的實(shí)施例中，實(shí)施機(jī)械彎曲工藝，以使金屬柱20彎曲為期望的形狀。
[0040]圖4A、圖4B和圖4C示出了根據(jù)可選實(shí)施例的金屬柱20在形成過(guò)程中的截面圖和俯視圖。如截面圖4A所示，首先，金屬膜30在線軸34上卷動(dòng)。盡管圖4A中未示出，但是金屬膜30可以是長(zhǎng)形金屬帶。兩個(gè)滾軸36彼此相對(duì)放置，而金屬薄膜30穿過(guò)它們之間。滾軸36如所不方向39旋轉(zhuǎn),從而模壓金屬膜30。經(jīng)過(guò)模壓后的金屬膜30被拉向線軸40,并且在線軸40上卷動(dòng)。箭頭38代表將力施加在滾軸36上以模壓金屬膜30。在用滾軸36豐旲壓之后，金屬I旲30形成金屬柱20，而金屬柱20也在圖1中不意性地不出。還如圖1中所示，雖然金屬柱20的大部分彼此分離，但是金屬柱20仍然通過(guò)薄弱部分22連接，以形成長(zhǎng)金屬柱列120 (圖4C)。由互連金屬柱20形成的列120在卷軸40上卷動(dòng)。
[0041]圖4B示出圖4A中所示的系統(tǒng)的一部分的放大圖。根據(jù)一些實(shí)施例，滾軸36具有齒部42，根據(jù)得到的金屬柱20的期望形狀來(lái)設(shè)計(jì)齒部42的形狀。相對(duì)的兩個(gè)滾軸36的齒部42的一些部位之間可以具有小間隙(未示出)，形成薄弱部分22 (圖1)。相對(duì)的兩個(gè)滾軸36的齒部42的其他一些部位相互接觸，因此相鄰金屬柱20中的大部分相互分離。
[0042]圖4C示出圖4A中所示系統(tǒng)的頂視圖。如圖4A所示，在金屬膜30經(jīng)過(guò)滾軸36之后，同時(shí)形成金屬柱20的多個(gè)列120，其中，同時(shí)形成的列120的總數(shù)可以在數(shù)十至數(shù)千的范圍內(nèi)。從而，高效地形成金屬柱20。
[0043]在又一些實(shí)施例中，可以使用諸如電鑄技術(shù)的其他方法來(lái)形成金屬柱20。
[0044]如圖1和圖4C所示，可以將金屬柱列120設(shè)置在金屬柱保存器中以方便取出。只要可以保存多個(gè)金屬柱20，并且可容易地將其有效取出，那么金屬柱保存器可以具有不同的設(shè)計(jì)。在一些示例性的實(shí)施例中，金屬柱20保存在金屬柱盒中。例如，圖5和圖6示出了將金屬柱20存儲(chǔ)在金屬柱盒44中并且逐個(gè)取出金屬柱20的示例性實(shí)施例。參考圖5，將金屬柱列120放置在金屬柱盒44中，而金屬柱盒44的尺寸和形狀被設(shè)計(jì)成適合于金屬柱列120和金屬柱20的尺寸和形狀。金屬柱盒44可以包括供給機(jī)構(gòu)45，當(dāng)拿出最前面的金屬柱20時(shí),供給機(jī)構(gòu)45用于推動(dòng)金屬柱列120向前。例如,供給機(jī)構(gòu)45可以包括彈簧。金屬柱盒44的前端44’是開(kāi)口端，從而從前端44’中取出金屬柱20。
[0045]在可選實(shí)施例中，例如，金屬柱20不是被放置在直形金屬柱盒中，而是可卷動(dòng)的，例如，類似于圖4A在線軸40上的卷動(dòng)，并且成卷的金屬柱20可以被放置在適于相應(yīng)卷的形狀的盒中。而且，相應(yīng)的盒具有開(kāi)口端，從而可取出金屬柱20。
[0046]如圖5中所不,在不例性取出工藝中，劈刀46用于取出金屬柱20。劈刀46包括切害I]刃48，當(dāng)劈刀46移靠在金屬柱列120上時(shí)，切割刃48足夠鋒利以切穿薄弱部分22 (圖1)。因此，在金屬柱列120中最前面的金屬柱20與金屬柱列120分離。劈刀46包括槽50，槽50的寬度基本等于,并且稍微大于金屬柱20的寬度。根據(jù)一些實(shí)施例,在取出最前面的金屬柱20時(shí),劈刀46可以對(duì)最前面的金屬柱20施加力，以向前拉動(dòng)金屬列120 (朝著圖5中向右的方向)。此外，供給機(jī)構(gòu)45還提供推力。因此，列120中的第二金屬柱20移動(dòng)至最前面的金屬柱20之前所在的位置，并且在取出在前的金屬柱20之后，變?yōu)樽钋懊娴慕饘僦?。如圖5和圖6所示，在被切開(kāi)之后，金屬柱20被夾具52推動(dòng)到槽50中。接下來(lái)，如圖6中所示，夾具52將金屬柱20推向槽50的端部，并且使金屬柱20夾緊在劈刀46中。然后，可以將劈刀46從盒44移開(kāi)。
[0047]如圖8所示，在被固定之后，金屬柱20的端部20’暴露在劈刀(capillary) 46的底部之外。然后，劈刀46可以將金屬柱20接合至金屬焊盤54，其中，在接合工藝期間，使用超聲波振動(dòng)來(lái)幫助接合。金屬焊盤54可以是圖9中所示的封裝部件56和58的部分。在一些實(shí)施例中，由于金屬柱20的端部20’鍍有可以易于與金屬焊盤54形成接合的金屬，因此，所得到的接合具有很好的質(zhì)量。此外，因?yàn)閺慕饘僖€切割下來(lái)的引線的傳統(tǒng)引線端部沒(méi)有通過(guò)鍍層進(jìn)行改進(jìn)，所以接合的質(zhì)量可以優(yōu)于通過(guò)直接使用來(lái)自線軸的金屬引線的傳統(tǒng)接合而形成的接合。在使劈刀46中的金屬柱20接合后，劈刀46移回至盒44 (圖5)，以取出下一個(gè)金屬柱20，并且可以執(zhí)行附加的接合。
[0048]圖7示出了根據(jù)一些實(shí)施例的彎曲金屬柱20 (還參考圖2)的存儲(chǔ)和取出。除了盒44和劈刀46中的槽50的內(nèi)部空間的形狀和尺寸被設(shè)計(jì)成適合彎曲金屬柱20的形狀和尺寸之外，這些實(shí)施例與圖5和圖6中的實(shí)施例基本相同。例如，在圖7的實(shí)施例中，盒44和槽50的內(nèi)部空間被設(shè)計(jì)成N形(參考圖2)。彎曲金屬柱20的接合與圖8所示的接合基本相同。
[0049]參考圖8，示出了示例性封裝組件58，并且金屬柱20接合至封裝部件58上。封裝部件58可以是圖9中示意性示出的封裝部件56的一部分。在一些實(shí)施例中，封裝部件56(圖9)是其中包括多個(gè)芯片58的晶圓，芯片58可以包括包含晶體管的有源電路。在可選實(shí)施例中，封裝部件56是其中包括多個(gè)中介層芯片58的中介層晶圓，中介層芯片58可以不包括有源電路。在又一個(gè)可選實(shí)施例中，封裝部件56是其中包括多個(gè)封裝襯底58的封裝襯底帶，封裝襯底58可以是層壓襯底或積層襯底。在又一個(gè)可選實(shí)施例中，封裝部件56是探針卡，在其上接合金屬柱20，以用作探針。
[0050]圖8示出了根據(jù)一些實(shí)施例的作為芯片的示例性封裝部件58的截面圖。封裝部件58包括半導(dǎo)體襯底202，半導(dǎo)體襯底202可以是塊狀硅襯底或絕緣體上硅襯底。可選地，半導(dǎo)體襯底202可以包括包含III族、IV族和/或V族元素的其他半導(dǎo)體材料。集成電路204形成在半導(dǎo)體襯底202的表面202A處。集成電路204中可以包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件。在可選實(shí)施例中，襯底202是中介層管芯、封裝襯底等。在封裝部件58是中介層管芯的實(shí)施例中，封裝部件58不包括諸如晶體管的有源器件。在一些實(shí)施例中，封裝部件58可以包括諸如電阻器和電容器的無(wú)源器件或者不包括無(wú)源器件。
[0051]在封裝部件58是器件管芯的實(shí)施例中，封裝部件58還可以包括位于半導(dǎo)體襯底202上方的層間介電層(ILD)205，以及位于ILD205上方的互連結(jié)構(gòu)210。接觸插塞203形成在ILD205中，并且電連接至集成電路204?；ミB結(jié)構(gòu)210包括介電層230、以及在介電層230中形成的金屬線206和通孔208。在一些實(shí)施例中，介電層230由低k介電材料形成。例如，低k介電材料的介電常數(shù)(k值)可以小于約2.8或小于約2.5。金屬線206和通孔208可以由銅、銅合金或其他含金屬的導(dǎo)電材料形成。可以使用單鑲嵌和/或雙鑲嵌工藝形成金屬線206和通孔208。
[0052]金屬焊盤54形成在互連結(jié)構(gòu)210上方，并且可以通過(guò)金屬線206和通孔208電連接至電路204。示出的虛線212代表包括金屬線和通孔的電連接。金屬焊盤54可以是鋁焊盤或鋁銅焊盤。例如，金屬焊盤54可以包括在約1%和約100%之間的鋁(在這種情況下，金屬焊盤54是鋁焊盤)，以及少于約1%的銅。在一些實(shí)施例中，金屬焊盤54包括銅、鋁、鎳、鈀、金、銀等。金屬焊盤54還可以具有化學(xué)鎳金(ENIG)、化學(xué)鍍鎳化學(xué)鍍鈀(ENEP)、化學(xué)鍍鎳鈀浸金(ENEPIG)、浸錫(ImSn)、浸銀(ImAg)、浸金(ImAu)等的結(jié)構(gòu)。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，金屬焊盤54很好的接合至金屬柱20。
[0053]圖9示出使用多劈刀將金屬柱接合在封裝部件56上。如圖9所示，可以使用多個(gè)劈刀46，將金屬柱20同時(shí)接合至封裝部件56上。每一個(gè)劈刀46都可以帶有金屬柱保存器44，以供應(yīng)金屬柱20，盡管多個(gè)劈刀46可以共用一個(gè)金屬柱保存器44。因此，可以實(shí)施同時(shí)接合，從而提高接合工藝的生產(chǎn)量。
[0054]在本發(fā)明的實(shí)施例中，使用高生產(chǎn)量工藝預(yù)制金屬柱。由于鍍層的形成，提高了金屬柱的可接合性。另外，在接合金屬柱時(shí)，接合方不需要實(shí)施在傳統(tǒng)工藝中使用的任何耗時(shí)的切割動(dòng)作(諸如，使用電火花)。作為比較，在傳統(tǒng)的金屬形成工藝中，通過(guò)將金屬引線接合至金屬焊盤上，然后，切割金屬引線(例如，使用電火花)來(lái)形成金屬柱。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，不需要用于形成電火花的裝置，并且接合裝置遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)劈刀。這使得多個(gè)劈刀能夠同時(shí)對(duì)同一封裝部件動(dòng)作。因此，提高了接合工藝的生產(chǎn)量。另外，由于金屬柱是預(yù)制的，所以金屬柱的長(zhǎng)度和形狀是統(tǒng)一的。
[0055]根據(jù)一些實(shí)施例,一種方法包括:從金屬柱保存器中取出金屬柱中的一個(gè)，并且將該金屬柱接合至金屬焊盤上，其中，金屬柱是預(yù)制的。
[0056]根據(jù)其他實(shí)施例，一種方法包括形成多個(gè)金屬柱。多個(gè)金屬柱通過(guò)多個(gè)金屬柱中的相鄰金屬柱之間的薄弱部分而互連以形成金屬柱列。薄弱部分包括與多個(gè)金屬柱相同的金屬。多個(gè)金屬柱中的每個(gè)的大部分都與多個(gè)金屬柱中與其相鄰的金屬柱分離。多個(gè)金屬柱中的每一個(gè)的端部都鍍有金屬。
[0057]根據(jù)又一些其他實(shí)施例，一種裝置包括:金屬柱保存器，被配置為保存互連以形成列的多個(gè)金屬柱；以及劈刀。劈刀被配置為取出多個(gè)金屬柱中的最前面的金屬柱，并且將多個(gè)金屬柱中最前面的金屬柱接合至金屬焊盤上。
[0058]雖然詳細(xì)描述了實(shí)施例及其優(yōu)勢(shì)，但是應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的實(shí)施例的精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明作出多種改變、替換和修改。此外，本申請(qǐng)的范圍不旨在限于說(shuō)明書中描述的工藝、機(jī)器裝置、制造和物質(zhì)組成、工具、方法和步驟的具體又實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員從本發(fā)明可以容易地理解，根據(jù)本發(fā)明可以利用現(xiàn)有的或今后將開(kāi)發(fā)的、與本發(fā)明描述的相應(yīng)實(shí)施例執(zhí)行基本相同的功能或者實(shí)現(xiàn)基本相同的結(jié)果的工藝、機(jī)器裝置、制造、物質(zhì)組成、工具、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求旨在將這樣的工藝、機(jī)器裝置、物質(zhì)組成、工具、手段、方法或步驟包括在它們的范圍內(nèi)。另外，每一個(gè)權(quán)利要求都構(gòu)成獨(dú)立的實(shí)施例，并且多個(gè)權(quán)利要求和實(shí)施例的組合包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種器件，包括: 金屬柱列，包括: 多個(gè)金屬柱，所述多個(gè)金屬柱具有經(jīng)過(guò)配置的尺寸以接合至集成電路器件；以及 互連部分，將所述多個(gè)金屬柱連接為所述金屬柱列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述互連部分包括與所述多個(gè)金屬柱相同的金屬，并且所述多個(gè)金屬柱的每一個(gè)的大部分都與所述多個(gè)金屬柱中與其相鄰的金屬柱分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中，所述互連部分連續(xù)地連接至所述多個(gè)金屬柱，在所述互連部分和所述多個(gè)金屬柱之間沒(méi)有形成界面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述多個(gè)金屬柱的每一個(gè)都包括: 內(nèi)部；以及 金屬材料，與所述內(nèi)部的材料不同，所述金屬材料在所述多個(gè)金屬柱的每一個(gè)金屬柱的第一端處覆蓋所述內(nèi)部。
5.一種方法，包括: 形成多個(gè)金屬柱，通過(guò)位于所述多個(gè)金屬柱的相鄰金屬柱之間的薄弱部分互連所述多個(gè)金屬柱以形成金屬柱列，所述薄弱部分包括與所述多個(gè)金屬柱相同的金屬，所述多個(gè)金屬柱的每一個(gè)的大部分都與所述多個(gè)金屬柱中與其相鄰的金屬柱分離；以及用金屬鍍所述多個(gè)金屬柱的每一個(gè)的端部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，形成所述多個(gè)金屬柱的步驟包括: 在金屬薄膜的相對(duì)側(cè)上形成圖案化的光刻膠；以及 蝕刻所述金屬薄膜，以形成所述多個(gè)金屬柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，形成所述多個(gè)金屬柱的步驟包括:供給金屬膜使其穿過(guò)包括齒部的兩個(gè)滾軸之間，所述金屬薄膜通過(guò)所述滾軸模壓，以形成所述多個(gè)金屬柱。
8.一種裝置，包括: 金屬柱保存器，被配置為存儲(chǔ)互連以形成列的多個(gè)金屬柱；以及 劈刀，被配置為: 取出所述多個(gè)金屬柱中的最前面的一個(gè)金屬柱；并且 將所述多個(gè)金屬柱中的所述最前面的一個(gè)金屬柱接合在金屬焊盤上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述金屬柱保存器還包括:供給機(jī)構(gòu)，被配置為向前推動(dòng)金屬柱列。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述劈刀包括:切割刃，被配置為從金屬柱列中切割出所述多個(gè)金屬柱中的所述最前面的一個(gè)金屬柱，并且所述裝置還包括夾具，所述夾具被配置為: 將所述多個(gè)金屬柱中的一個(gè)金屬柱推向所述劈刀中的槽的端部；以及 使所述多個(gè)金屬柱的所述一個(gè)金屬柱夾緊在所述槽的所述端部。
【文檔編號(hào)】H01L23/488GK104051387SQ201310479255
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】蕭義理, 楊素純, 董志航, 史達(dá)元, 余振華 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司