[發明專利]一種底填料固化后晶圓減薄的單芯片封裝件及其制作工藝

在審

• 申請號: 201210582312.9
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103094236A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 劉衛東;諶世廣;徐召明;朱文輝;馬利
• 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

??

技術領域

本發明屬于集成電路封裝技術領域，具體是一種底填料固化后晶圓減薄的單芯片封裝件及其制作工藝。?

背景技術

Flip?Chip倒裝芯片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才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，背對基板和貼后鍵合，如引線健合和載帶自動健全（ＴＡＢ）。Flip-Chip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底填料固化后晶圓減薄的單芯片封裝件及其制作工藝，使晶圓翹曲得到控制，提高封裝可靠性。?

本發明的技術方案是：一種底填料固化后晶圓減薄的單芯片封裝件，主要由基板、鎳金焊盤、芯片、錫銀凸點、底填料和錫球組成；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；所述底填料填充基板與芯片之間的空隙，并包圍鎳金焊盤和錫銀凸點；所述錫銀凸點與鎳金焊盤的焊接采用助焊劑焊接。?

一種底填料固化后晶圓減薄的單芯片封裝件的制作工藝，其按照以下步驟進行：?

第一步、上芯、回流焊：首先，在基板的鎳金焊盤上刷一層35μm--60μm的助焊劑；其次，使錫銀凸點與鎳金焊盤的中心線重合并通過助焊劑黏結接觸；再次，在255±5℃的回流溫度下，鎳金焊盤與錫銀凸點有效形成焊接結，即形成金屬間化合物；最后，芯片被牢固地焊接在基板上；

第二步、去等離子水清洗：用10MΩ·CM左右的去離子水清洗殘留在錫銀凸點上的助焊劑和其他雜質；

第三步、下填：首先，對基板進行125℃/150min的烘烤，去除基板與芯片上的水汽；其次，將產品用等離子氣體清洗；再次，使用底填料填充芯片與基板的空隙；

第四步、固化采用傳統工藝：采用清潔的烘箱，在溫度150℃，持續時間2小時對下填的產品進行固化；

第五步、晶圓減薄：用金剛石研磨輪先進行粗磨，然后精磨，最終晶圓厚度減薄至100μm以下；

第六步、植球、檢驗、包裝、入庫均同傳統工藝。

本發明固化后再進行減薄的工序，保證了晶圓減薄至100μm以下，并且極大得降低了晶圓翹曲的可能性，使封裝件尺寸更薄，性能更高，顯著提高封裝件的可靠性。?

說明書附圖

圖1為基板剖面圖；

圖2為基板刷助焊劑產品剖面圖；

圖3為上芯、回流焊后產品剖面圖；

圖4為下填后產品剖面圖；

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為助焊劑、4為芯片、5為錫銀凸點、6為底填料、7為粗磨部分、8為精磨部分、9為錫球。?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的說明。?

如圖所示，一種底填料固化后晶圓減薄的單芯片封裝件，主要由基板1、鎳金焊盤2、芯片4、錫銀凸點5、底填料6和錫球9組成；所述鎳金焊盤2固定連接于基板1上，錫銀凸點5固定連接于芯片4上；所述錫銀凸點5與鎳金焊盤2的中心線重合并焊接連接；所述底填料6填充基板1與芯片4之間的空隙，并包圍鎳金焊盤2和錫銀凸點5；所述錫銀凸點5與鎳金焊盤2的焊接采用助焊劑3焊接。?

芯片4通過錫銀凸點5、鎳金焊盤2、基板1和錫球9構成了電路電源和信號的通道。?

如圖所示，一種底填料固化后晶圓減薄的單芯片封裝件的制作工藝，其按照以下步驟進行：?