[發明專利]一種以膠膜替代底填料的單芯片封裝件及其制作工藝

在審

• 申請號: 201210534223.7
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103021988A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 郭小偉;劉建軍;諶世廣;崔夢;劉衛東
• 申請（專利權）人: 華天科技（西安）有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術領域

????本發明屬于集成電路封裝技術領域，具體是一種以膠膜替代底填料的單芯片封裝件及其制作工藝。

背景技術

Flip?Chip倒裝技術既是一種芯片互連技術，又是一種理想的芯片粘接技術．早在30年前IBM公司已研發使用了這項技術。但直到近幾年來，Flip-Chip已成為高端器件及高密度封裝領域中經常采用的封裝形式。今天，Flip-Chip封裝技術的應用范圍日益廣泛，封裝形式更趨多樣化，對Flip-Chip封裝技術的要求也隨之提高。同時，Flip-Chip也向制造者提出了一系列新的嚴峻挑戰，為這項復雜的技術提供封裝，組裝及測試的可靠支持。以往的一級封閉技術都是將芯片的有源區面朝上，背對基板和貼片后鍵合，如引線健合和載帶自動健全（ＴＡＢ）。ＦＣ則將芯片有源區面對基板，通過芯片上呈陣列排列的焊料凸點實現芯片與襯底的互連．硅片直接以倒扣方式安裝到基板從硅片向四周引出Ｉ／Ｏ，互聯的長度大大縮短，減小了ＲＣ延遲，有效地提高了電性能．顯然，這種芯片互連方式能提供更高的Ｉ／Ｏ密度．倒裝占有面積幾乎與芯片大小一致．在所有表面安裝技術中，倒裝芯片可以達到最小、最薄的封裝。?但是由于以往傳統封裝的局限性，?晶圓只能減薄到200μm，特別是減薄到100μm以下的厚度是容易翹曲，封裝可靠性得不到保證。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種以膠膜替代底填料的單芯片封裝件及其制作工藝，該技術使晶圓翹曲得到控制，并使用新型膠膜，替代底填料，降低封裝成本，提高封裝可靠性。

本發明的技術方案是：一種以膠膜替代底填料的單芯片封裝件，主要由基板、鎳金焊盤、芯片、錫銀凸點、膠膜和錫球組成；所述鎳金焊盤固定連接于基板上，錫銀凸點固定連接于芯片上；所述錫銀凸點與鎳金焊盤的中心線重合并焊接連接；所述膠膜填充基板與芯片之間的空隙，并包圍鎳金焊盤和錫銀凸點。

芯片通過錫銀凸點、鎳金焊盤、基板和錫球構成了電路電源和信號的通道。

一種以膠膜替代底填料的單芯片封裝件的制作工藝，其按照如下步驟進行：

第一步、貼膠膜：首先，在整個晶圓表面均勻地旋轉涂布一層化學膠膜，厚度150μm，使化學膠膜完全覆蓋錫銀凸點；其次，將晶圓放在加熱平臺上加熱，溫度在80--100攝氏度，使膠膜一次固化；最后，用金剛石刀片或者激光將晶圓切割成單個芯片；

第二步、上芯、回流焊：首先，芯片被精確地定位于基板上，使芯片的錫銀凸點與基板的鎳金焊盤的中心線重合并接觸；其次，設置回流焊爐各溫區的溫度為255±5℃，錫銀凸點與鎳金焊盤先有效形成焊接結，即金屬間化合物；同時，膠膜受熱熔化填充芯片與基板之間的空隙并二次固化，保護封裝件。基板鎳金焊盤上無需刷助焊劑，芯片上的錫銀凸點與基板的鎳金焊盤在回流焊接后沒有助焊劑殘留，膠膜受熱溶化填充時可以避免空洞的產生；

第三步、晶圓背面減薄；用金剛石研磨輪先進行粗磨，然后精磨，最終減薄厚度減薄至100μm以下；

第四步、植球、檢驗、包裝、入庫均同傳統工藝。

本發明采用在封裝件貼膜后固化后再進行減薄工序，保證了晶圓減薄至100μm以下，并且極大的降低了晶圓翹曲的可能性；膠膜取代了底填料，降低封裝成本，提高了封裝的可靠性，更好的保護錫球；因為不采用助焊劑，去除了等離子清洗的工序，減少了工藝環節。

說明書附圖

　?圖1為基板剖面圖；

　?圖2為芯片剖面圖；

　?圖3為芯片貼膜后剖面圖；

　?圖4為上芯、后固化后產品剖面圖；

　?圖5為芯片粗磨后產品剖面圖；

　?圖6為精磨后產品剖面圖；

　?圖7為植球后產品成品剖面圖。

　?圖中，1為基板、2為鎳金焊盤、3為芯片、4為錫銀凸點、5為膠膜、6為粗磨部分、7為精磨部分、8為錫球。

具體實施方式

如圖所示，一種以膠膜替代底填料的單芯片封裝件，主要由基板1、鎳金焊盤2、芯片3、錫銀凸點4、膠膜5和錫球8組成；所述鎳金焊盤2固定連接于基板1上，錫銀凸點4固定連接于芯片3上；所述錫銀凸點4與鎳金焊盤2的中心線重合并焊接連接；所述膠膜5填充基板1與芯片3之間的空隙，并包圍鎳金焊盤2和錫銀凸點4。

芯片3通過錫銀凸點4、鎳金焊盤2、基板1和錫球8構成了電路電源和信號的通道。

如圖所示，一種以膠膜替代底填料的單芯片封裝件的制作工藝，其按照如下步驟進行：