本發(fā)明涉及一種電子組件的電性耦合結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種具有金屬海綿的金屬柱作為電性耦合單元的電子組件。

背景技術(shù)：

圖1a顯示現(xiàn)有電子組件的金屬柱(metalpillar)電性連接至金屬墊(metalpad)的狀況：

第一電子組件11的底側(cè)，配置有多個(gè)金屬柱11a、11b；第二電子組件12的頂側(cè)，配置有多個(gè)金屬焊墊121。金屬柱11a、11b分別電性耦合到對(duì)應(yīng)的一個(gè)金屬墊121。然而，基于制作技術(shù)的誤差關(guān)系，金屬柱11a、11b可能具有高度差d1；例如，圖中顯示在金屬柱11a和金屬柱11b下端，出現(xiàn)高度差d1。因此，當(dāng)組件11電性連接到組件12時(shí)，高度差d1使得較短的金屬柱11a下端無(wú)法電性連接到對(duì)應(yīng)的金屬焊墊121。

圖1b顯示現(xiàn)有電子組件的金屬柱(metalpillar)電性連接金屬柱(metalpillar)的狀況：

圖1b顯示出與圖1a類似的問(wèn)題。圖1b顯示在第三電子組件13的底面配置有多個(gè)第三金屬柱13a，13b；第四電子組件14的頂面配置有多個(gè)第四金屬柱142。然而，制程誤差的關(guān)系，造成金屬柱之間的高度差。例如，在金屬柱13a和金屬柱13b之間出現(xiàn)高度差d2。當(dāng)組件13電性連接到組件14時(shí)，高度差d12將使得較短的金屬柱13a下端無(wú)法電性連接到對(duì)應(yīng)的金屬柱142。

前述電子組件的電性耦合結(jié)構(gòu)中，當(dāng)半導(dǎo)體組件技術(shù)愈趨精密時(shí)，這種極其微小制程誤差，使得產(chǎn)品的連接可靠度產(chǎn)生了上述問(wèn)題，半導(dǎo)體行業(yè)需要有新的技術(shù)來(lái)解決這種金屬柱連接的可靠度問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，希望提供一種可以吸收金屬柱之間的高度差，從而提高金屬柱電性連接可靠度的具有金屬海綿的金屬柱。

根據(jù)實(shí)施例，本發(fā)明提供的一種具有金屬海綿的金屬柱，包括第一金屬柱、第二金屬柱、第一金屬海綿和第二金屬海綿，其中：

第一金屬柱與第二金屬柱配置在第一電子組件的底面，且所述第一金屬柱和所述第二金屬柱之間具有高度差；

第一金屬海綿配置在所述第一金屬柱的前端，第二金屬海綿配置在所述第二金屬柱的前端；

所述金屬海綿具有壓縮性，后續(xù)在電性耦合時(shí)，可以吸收所述第一金屬柱和所述第二金屬柱之間的高度差。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述具有金屬海綿的金屬柱中，還包括第一金屬焊墊和第二金屬焊墊、第一焊料層和第二焊料層，其中：

第一金屬焊墊和第二金屬焊墊配置在第二電子組件的表面；

第一焊料層配置在所述第一金屬焊墊的表面；

第二焊料層配置在所述第二金屬焊墊的表面；

當(dāng)所述第一金屬柱的金屬海綿和第二金屬柱的金屬海綿分別電性耦合至所述第一金屬焊墊、第二金屬焊墊時(shí)，焊料層受熱熔化過(guò)程中，至少局部被吸收到所述金屬海綿中，增強(qiáng)所述金屬柱電性耦合到所述金屬焊墊的穩(wěn)固度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述具有金屬海綿的金屬柱中，還包括第三金屬柱與第四金屬柱、第三金屬海綿、第四金屬海綿和第二金屬，其中：

第三金屬柱與第四金屬柱配置在所述第二電子組件的表面；

第三金屬海綿配置在所述第三金屬柱的前端；

第四金屬海綿配置在所述第四金屬柱的前端；

第二金屬分別設(shè)置于所述第三金屬海綿和所述第四金屬海綿的前端，所述第二金屬的硬度大于所述金屬海綿的硬度；

所述金屬海綿具有壓縮性，可以彌補(bǔ)所述第一金屬柱和所述第二金屬柱之間的高度差，也可以彌補(bǔ)所述第三金屬柱和所述第四金屬柱之間的高度差；

后續(xù)在電性耦合時(shí)，第三金屬海綿以及第四金屬海綿前端較硬的第二金屬，分別可以刺入第一金屬柱和所述第二金屬柱的前端金屬海綿。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述具有金屬海綿的金屬柱中，所述金屬海綿是銅金屬，所述第二金屬是鎳金屬，較硬的鎳金屬設(shè)置于金屬海綿的前端，提高金屬海綿的前端堅(jiān)硬度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述具有金屬海綿的金屬柱中，還包括金au，設(shè)置于所述鎳ni金屬的表面；較硬的鎳金ni-au構(gòu)成所述第二金屬，設(shè)置于金屬海綿的前端，提高金屬海綿的前端堅(jiān)硬度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述具有金屬海綿的金屬柱中，還包括多個(gè)凹槽金屬墊，配置在第二電子組件的頂面；每個(gè)凹槽金屬墊包括凹槽以及配置在凹槽表面的金屬；凹槽金屬墊適于對(duì)應(yīng)的金屬柱插入，第一電子組件與第二電子組件電性耦合以后，金屬柱的金屬海綿卡固于凹槽，緊密接觸凹槽的表面金屬而獲得良好的電性耦合。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述具有金屬海綿的金屬柱中，所述凹槽金屬墊，從截面圖觀之，呈矩形或多邊形。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述具有金屬海綿的金屬柱中，電性耦合以后，所述金屬柱前端擠壓變形，形成凸塊；所述凸塊膨脹卡固于對(duì)應(yīng)的凹槽，緊密接觸凹槽的表面金屬而獲得良好的電性耦合。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述具有金屬海綿的金屬柱中，還包括焊料，配置在相應(yīng)凹槽的表面金屬的頂面；電性耦合以后，當(dāng)焊料受熱熔化過(guò)程中，至少局部被吸收到所述金屬海綿中，增強(qiáng)所述金屬柱電性耦合到所述凹槽金屬墊的穩(wěn)固度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明前述具有金屬海綿的金屬柱中，所述凹槽金屬墊的表面金屬，延伸至凹槽上方基材表面，提供電性連接。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有金屬海綿的金屬柱作為電性耦合單元的電子組件。金屬海綿緩沖層可以吸收金屬柱之間的高度差，提供金屬柱電性連接的可靠度。此外，本發(fā)明提供的具有金屬海綿的金屬柱，前端金屬海綿緩沖層用以補(bǔ)償多根金屬柱之間的高度差，使得多根金屬柱之間縱使有些微高度差，在電性耦合至對(duì)應(yīng)的金屬接點(diǎn)以后，整體的電性連接沒有電性耦合不良的缺陷，提高電子組件的電性耦合可靠度。

附圖說(shuō)明

圖1a-1b是現(xiàn)有技術(shù)中電子組件的金屬柱(metalpillar)電性連接金屬柱(metalpillar)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2a-2b是本發(fā)明的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3a-3b是本發(fā)明的第一實(shí)施例的運(yùn)用示意圖。

圖4a-4b是本發(fā)明的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5a-5b是本發(fā)明的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6a-6b是本發(fā)明的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7a-7b是本發(fā)明的第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：21為電子組件；21a、21b為金屬柱；211為金屬柱；d3為高度差；212為金屬海綿；221為金屬焊墊；222為平坦表面；22s為焊料；321為金屬柱；32為電子組件；322為金屬海綿；323為第二金屬；42為電子組件；42s為焊料；42p為凹槽金屬墊；42m為金屬；421為多邊形凹槽；422為矩形凹槽；455為金屬凸塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修改同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。

圖2a-2b顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例。

圖2a顯示前端具有的金屬海綿212的多根金屬柱21a、21b，設(shè)置于電子組件21的底部；其中，系假設(shè)金屬柱21a和金屬柱21b本體之間存在有高度差d3。金屬海綿212是導(dǎo)電的并且是可壓縮的，以便金屬柱之間的高度差d3可由金屬海綿212的可壓縮特性，使得金屬柱21a、21b電性耦合至對(duì)應(yīng)的金屬接點(diǎn)以后，整體的電性連接沒有因?yàn)榻饘僦叨炔頳3所產(chǎn)生的電性耦合不良的缺陷。

圖2b顯示多個(gè)金屬柱21a、21b的前端具有金屬海綿212；其中，金屬柱21a、21b之間的高度差能夠通過(guò)金屬海綿212的可壓縮性，使得電性耦合時(shí)獲得平坦的連接表面222，因此，金屬柱的高度差d3不會(huì)產(chǎn)生電性耦合不良的缺陷。

圖3a-3b顯示本發(fā)明的第一實(shí)施例的運(yùn)用。

圖3a顯示第一電子組件21下端具有多個(gè)金屬柱21a、21b；金屬柱21a、21b下端分別具有金屬海綿212，金屬柱21a和金屬柱21b之間有高度差d3；第一電子組件21準(zhǔn)備電性耦合到第二電子組件22。第二電子組件22具有多個(gè)金屬墊221設(shè)置在上方；焊料222設(shè)置于每個(gè)金屬焊墊221的頂面。

圖3b顯示第一電子組件電性耦合至第二電子組件，焊料222熔化并有部分被金屬海綿212吸收至隙縫中，提高了電性連接的穩(wěn)定性。金屬柱21a、21b電連接到對(duì)應(yīng)金屬墊221。每個(gè)金屬海綿212壓縮不等高度，吸收高度差d3的差異，使得兩個(gè)組件之間的電性耦合完整無(wú)缺陷。

圖4a-4b顯示本發(fā)明的第二實(shí)施例。

圖4a顯示第一電子組件21與圖2的第一電子組件相同；準(zhǔn)備電性耦合到第二電子組件32。第二電子組件32與第一電子組件21結(jié)構(gòu)類似，第二電子組件32具有多個(gè)金屬柱321安置于上方，金屬海綿322分別配置于金屬柱322的前端。

金屬海綿322的前端更設(shè)置有第二金屬323，第二金屬323的硬度比金屬海綿322的第一金屬的硬度大。例如，第一金屬(金屬海綿322)是銅、第二金屬323是鎳(ni)。另外，可以更增加第三金屬(圖中未顯示)如金(au)，鍍覆在鎳(ni)的上端，形成cu/ni/au的緩沖層，配置于金屬柱321的前端。

圖4b顯示圖4a的電性耦合狀態(tài)。圖4a顯示，頂部金屬柱21a、21b和底部金屬柱321d之間的金屬海綿212、323互相交錯(cuò)接觸達(dá)到電性耦合的目的，所述第二金屬323具有較大硬度可以插入金屬海綿212，得到金屬柱之間良好的電性連接。

圖5a-5b顯示本發(fā)明的第三實(shí)施例。

圖5a顯示了第一電子組件21，如同圖2a中所示的第一電子組件21，準(zhǔn)備電性耦合到第二電子組件42。

多個(gè)凹槽金屬墊42p設(shè)置于第二電子組件42上方，每個(gè)凹槽金屬墊42p包含凹槽421與覆蓋在凹槽底部及邊壁的金屬層42m。金屬層42m的結(jié)構(gòu)，可以是以銅(cu)金屬做底層，然后鍍鎳、金，形成銅鎳金(cu/ni/au)層。金屬層42m延伸至第二電子組件上方，提供電性連接至其他地方使用。凹槽金屬墊42p配合金屬柱21a、21b設(shè)置，提供對(duì)應(yīng)的金屬柱21a、21b的下端金屬海綿212的插入接合用。金屬海綿212與凹槽金屬墊42p擠壓，達(dá)到緊密的電性耦合，且金屬海綿的可壓縮性，可以彌補(bǔ)金屬柱21a、21b的高度差，使得電性耦合無(wú)缺陷。凹槽金屬墊42p的形狀，在截面視圖中，可以是多邊形凹槽421、矩形凹槽422或是其他形狀凹槽。

圖5b顯示圖5a的電性耦合完成的狀態(tài)。圖中顯示多個(gè)金屬柱21a、21b和凹槽金屬墊42p之間的電性耦合，經(jīng)由金屬海綿212與凹槽金屬墊42p的擠壓，使緊密卡固于凹槽金屬墊42p中，達(dá)到電性耦合的目的。

圖6a-6b顯示本發(fā)明的第四實(shí)施例。

圖6a與圖5a相同，故省略不再說(shuō)明

圖6b是圖5b的修飾實(shí)施例。圖6b顯示，第一電子組件21與第一電子組件42壓合時(shí)，施予事先設(shè)定好的較大壓力，使得金屬海綿212壓扁以后，金屬柱下端更壓扁變形，在凹槽金屬墊42p中擠成金屬凸塊455，更增加電性接合的可靠度，同時(shí)也可以吸收金屬柱之間的高度差缺陷，使電性耦合沒有缺陷。

圖7a-7b顯示本發(fā)明的第五實(shí)施例。

圖7a-7b與圖6a-6b主要不同點(diǎn)，在于焊料42s的有無(wú)。

圖7a顯示焊料42s配置在對(duì)應(yīng)的凹槽金屬墊42p的金屬42m的頂面。

圖7b類似于圖6b，圖7b顯示加熱熔化的焊料42s會(huì)被吸收在金屬海綿212中，使得金屬柱21a、21b與凹槽金屬墊42p的接合獲得了更好的電性耦合。