[發明專利]一種進行圓片級電互連與引出的裝置及其加工方法有效

申請號：	201010603002.1	申請日：	2010-12-23
公開（公告）號：	CN102110667A	公開（公告）日：	2011-06-29
發明（設計）人：	王珍;王磊;唐潔影;黃慶安	申請（專利權）人：	東南大學
主分類號：	H01L23/495	分類號：	H01L23/495;H01L21/60
代理公司：	南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204	代理人：	柏尚春
地址：	210096***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種進行圓片級電互連引出裝置及其加工方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及微電子機械，尤其涉及一種通過微機系統(簡稱MEMS)加工技術制造的具有斜倒角的芯片裝置，以及實現該芯片裝置的高可靠性電互連和引出的加工方法。

背景技術

引線鍵合就是用非常細小的線把芯片上焊盤和引線框架(或者基板)連接起來的過程。引線鍵合是微電子封裝中一種非常關鍵的工藝，引線鍵合質量的好壞直接關系到整個器件的性能和可靠性，引線鍵合技術也直接影響到封裝的總厚度。

傳統引線鍵合的缺點在于線弧高度比較高，一般在150～250um之間。線弧高度是引線鍵合的一個重要的指標，線弧高度和引線鍵合參數、引線性能、引線框架的設計都有關系。為了實現在更小的封裝體積內提高封裝密度，實現更多的功能，就需要控制引線鍵合的線弧高度。在自動引線鍵合技術中，半導體器件鍵合點脫落是最常見的失效模式。這種失效模式用常規篩選和測試很難剔除，只有在強烈振動下才可能暴露出來，因此對半導體器件的可靠性危害極大。此外，引線鍵合還會存在鍵合位置不當、鍵合絲損傷、鍵合絲長尾、鍵合絲頸部損傷、鍵合變形過大或過小、金屬化表面有擦傷、鍵合引線與管芯夾角太小、殘留的鍵絲頭在管芯上或管殼內等影響器件可靠性的問題。

PI與銅互連技術的優點在于，其解決了標準CSP工藝中鈍化層開口過大或過小以及金屬焊盤過小的問題。一般用PI與銅互連技術來實現芯片表面的電互連，通常用于表面為平面的圓片上，并未應用到芯片與基板之間的互連。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種具有斜倒角的芯片裝置及其加工方法，該裝置結構簡單、實現方法容易，并能夠達到高可靠性的要求，能夠克服傳統引線鍵合線弧高度過高、鍵合點易脫落及鍵合導致的芯片面積增大等缺陷。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種進行圓片級電互連與引出的裝置，包括硅圓片和基板，在硅圓片上加工有一個以上帶斜坡邊緣的微電子芯片、隔離槽和連接梁，所述隔離槽為微電子芯片之間的鏤空部位，硅圓片上的微電子芯片、隔離槽和連接梁以外的其他實體部位為外圍框架，微電子芯片通過連接梁與外圍框架相連接；所述硅圓片固定在基板上；所述微電子芯片上設置有芯片焊盤，所述基板上設置有基板焊盤，所述基板焊盤位于基板與隔離槽相對應的位置處，所述芯片焊盤和基板焊盤通過圓片級PI和銅互連工藝連接形成電互連和電引出。所述連接梁主要用于固定和連接微電子芯片與外圍框架。

每一個微電子芯片優選通過四個連接梁與外圍框架相連接。

上述進行圓片級電互連與引出的裝置的一種加工方法，具體包括如下步驟：

(a1)在襯底硅圓片上制作一個以上微電子芯片，利用標準光刻和硅的各向異性腐蝕的方法刻蝕出微電子芯片的斜坡面、隔離槽和連接梁，硅圓片上的微電子芯片、隔離槽和連接梁以外的其他實體部位為外圍框架；在微電子芯片上制作芯片焊盤；

(a2)制作基板以及基板焊盤，使基板焊盤位于基板上與隔離槽相對應的位置處；

(a3)將硅圓片與基板進行鍵合；

(a4)通過圓片級PI與銅互連工藝，在芯片焊盤和基板焊盤之間形成電互連和電引出，具體包括如下步驟：

(a41)在微電子芯片表面涂覆一層PI層后，圖形化PI層；

(a42)在PI外側濺射兩層UMB(Ti/Cu)后，圖形化UBM；

(a43)在UBM外側鍍銅層，實現微電子芯片與基板的電互連；

(a5)對電互連結構的區域進行劃片，形成具有帶斜坡邊緣的微電子芯片裝置。

上述加工方法中，使用的基板優選為玻璃基板或者硅基板。

上述進行圓片級電互連與引出的裝置的另一種加工方法，具體包括如下步驟：