[發明專利]倒裝芯片金凸點的制作方法

在審

• 申請號: 201110403757.1
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN103151275A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 劉葳;金鵬
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及半導體封裝領域，尤其涉及一種倒裝芯片金凸點的制作方法。

背景技術

近年來，平面顯示器和便攜式電子產品這兩個產業得到快速發展。手機、電子字典、數碼相機等電子產品，由于小巧玲玲、多功能和使用方便，已經成為現代人日常生活中不可缺少的產品。大型平面顯示器具有輕、薄、無輻射和高解析度的優點，已正在逐步取代傳統的電視和監視器。無論是小的手機顯示屏還是大的液晶監視器，都需要驅動器芯片。LCD驅動器的特點是芯片面積小、但是I/O端數量多，顯然用傳統的IC封裝技術無法滿足便攜式電子產品對元器件短小輕薄的要求，一種新的技術是采用在硅芯片的壓焊片上制作金凸點作為引出端，然后直接倒裝焊在液晶顯示屏上。因此，金凸點的制作成為了關鍵。

現有的金凸點制作方法有電鍍法和釘頭法等。電鍍法制作金凸點的工藝方法如下：普通IC制造工藝的最后一步工序是光刻鈍化層，露出鋁電極。在硅圓片上電鍍法制作金凸點就是在刻完鈍化層后進行。在電鍍法中，濺射UBM之后，在焊盤上涂覆光刻膠以形成凸點圖案。電鍍厚金層后，去除光刻膠，刻蝕UBM，獲得金凸點。電鍍法制作金凸點具有凸點尺寸可調節以及可實現晶圓級封裝等優點，但是其關鍵工藝包括濺射UBM、厚膠光刻和厚金電鍍等，存在工藝復雜工序多、工藝質量難以控制，生產成本高等缺點。

釘頭Au凸點的制作過程如下：先用電火花在金絲端成球，然后在加熱、加壓和超聲作用下，Au球焊接到芯片Al電極上；接著焊機絲夾提起，并且稍稍水平移動，再對Au球上方的Au絲加熱并施加壓力，最后絲夾提起拉斷金絲，完成了一個釘頭凸點的制作過程。釘頭Au凸點制作技術無需掩模，省去了專門的工具成本，凸點下不需要金屬化，可以實現細間距連接，但是要嚴格控制超聲功率、超聲時間和焊接壓力等工藝參數，才能獲得良好的機械性能、金凸點形態以及電接觸特性。另外，對GaAs材料等比較脆的材料，焊盤的附著力小，難以獲得好的釘頭凸點。而且釘頭Au凸點的制作方法不能滿足多端子的大批量生產需要，而且很難保證凸點的形態均勻性和電接觸性能一致性。

發明內容

基于上述問題，本發明所要解決的問題在于提供一種倒裝芯片金凸點的制作方法。

一種倒裝LED芯片凸點的制備方法，包括如下步驟：

S1、采用絲網印刷的方法將高粘度的助焊劑印刷在電極UBM鍍層上；

S2、采用植球器，選擇一塊兒相匹配的模板，將金球放置在焊接鍍層上，并保證金球粘附在芯片電極UBM層上；

S3、采用激光重熔金球，選擇合適的照射時間和功率，獲得符合形態要求和電學、機械性能要求的金凸點；

S4、完成芯片金凸點制作后，可以采用超聲壓接的方式也可以采用銀膠粘結的方式倒裝在基板上，后者便于修復。

S5、所述發明根據助劑的不同，在回流焊接后如果有有機物殘留，可以添加清洗工藝，通常采用工業酒精、丙酮或者去離子水進行清洗。

所述倒裝LED芯片金凸點的制備方法，步驟S1中：

所述助焊劑是高粘度的助焊劑，起到粘結和助焊作用，應保證印刷后助焊劑圖形清晰、不漫流。

所述助焊劑是通過點膠機的方式將助焊劑制作在金屬層表面的。

所述助焊劑是通過印刷方式將助焊劑制備在金屬層表面的。

所述金屬層為鋁電極上鍍金層。

所述倒裝芯片金凸點的制備方法，步驟S2中，所述凸點間距為幾十納米到幾個微米，不存在橋接問題。

所述倒裝芯片金凸點的制備方法，步驟S3中，采用單束激光或者多束激光照射金球，選擇合適的照射時間(2-5秒鐘)，照射功率以金球充分熔化為好，不能過高也不能過低。

所述倒裝芯片金凸點的制備方法，步驟S4中，所述焊接技術包括加熱、加壓超聲焊接或銀膠粘接。

所述倒裝芯片金凸點的制備方法，步驟S5中，所述基板為PCB板、鋁基板或陶瓷基板。

本發明采用激光束重熔金球的方法獲得金凸點。隨著納米金球制備技術的提高，現在可以獲得直徑達到幾十納米的金球，從而選擇不同尺寸的金球，就可以獲得不同的金凸點，有效地保證了金凸點的制作均一性和一致性。所述發明利用激光釬焊能夠局部加熱、快速加熱、快速冷卻等獨特的優越性，控制激光輸入功率和激光照射時間，獲得最佳的凸點形態、機械性能和電性能的金凸點。