[發明專利]一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法

在審

• 申請號: 201310108005.1
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN104078371A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 徐謙剛;王永功;劉惠林;韓國棟;楊虹;薛建國
• 申請（專利權）人: 天水天光半導體有限責任公司
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 鮮林

技術領域

本專利屬于半導體集成電路或分立器件的封裝和制造，具體說是一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法。

背景技術

隨著人們對電子產品在微型化和高性能方面的要求越來越高，電子元器件趨向于體積更小、重量更輕，同時要求具有更高的可靠性。元器件的封裝由傳統的DIP等形式向微小型化發展，近年來出現了SOT、SOP、QFP、QFN、BGA等先進的封裝形式，并且已廣泛應用于計算機、汽車電子以及消費電子等領域。由于便攜式設備的迅猛發展，要求元器件的體積更小，同時具有較低的寄生效應和良好的散熱。SOT、SOP、QFP、QFN、BGA等先進的封裝形式仍然存在傳統封裝工藝的步驟，并沒有將封裝引入的寄生效應降到最小，且需考慮散熱等問題。在有著極度小型化或者說高性能要求的使用場合，采用傳統的引線鍵合和測試技術會增加許多困難。

發明內容

本發明為解決傳統封裝方式寄生效應大、散熱功能不好的問題，提供一種適應電子產品小型化和高性能要求的半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法。

本發明解決技術問題所采取的技術方案為：

一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法，按照下述工藝步驟制作：

a.凸點底部金屬化

在壓點光刻完成的芯片上按照先后順序依次濺射或蒸發復合金屬層，然后采用光刻方法將芯片上壓點以外區域的復合金屬層刻蝕，保留壓點上的復合金屬層；

b.在芯片上涂一層厚度為48-56微米的錫助焊劑；

c.將直徑為290—300微米的錫球放置到上述涂有錫助焊劑的芯片復合金屬層上，將芯片加熱至220-240℃，錫球通過助焊劑與芯片上的復合金屬層焊接，芯片內部的金屬導線通過壓點上的復合金屬層與錫球相粘接，在芯片上制成凸點焊球。

所述在壓點光刻完成的芯片上濺射或蒸發的復合金屬層按照先后順序依次為鈦、鎳、銀三層金屬。

所述鈦、鎳、銀三層金屬的厚度分別為鈦1800~?2200????????????????????????????????????????????????、鎳3600~4400??、銀5500~4500?，各層厚度的最大容差為10%。

所述鈦、鎳、銀三種金屬的純度最低為99.999%。

所述步驟c中放置到涂有錫助焊劑的芯片復合金屬層上的凸點焊球為錫球。

本發明采用的倒裝芯片技術是在芯片上焊接錫球，從而將芯片倒裝到PCB板上。該技術省去了傳統的封裝工藝，降低了元器件的成本，其體積僅是芯片本身的體積。由于熱量直接從裸芯片擴散到空氣中，倒裝芯片具有良好的散熱。同時因為無需引線框架等，所以寄生參數最小。本發明的優點是：通過在芯片制造完成后添加較少的工序，制作出體積小、寄生參數小和性能優良的可直接倒裝在PCB板上的半導體器件。本方法大大簡化了傳統的封裝工藝，降低了生產成本，提高了生產效率，具有工藝簡單、固化溫度低（約230℃）、便于批量加工的優點。

具體實施方式

實施例1

1）凸點底部金屬化

在壓點光刻完成的芯片上按照先后順序依次濺射或蒸發鈦、鎳、銀三層金屬，鈦、鎳、銀的厚度分別為1800?、3600?、4500?，復合金屬層用以連接芯片內布線金屬和錫球，然后采用光刻方法將芯片上壓點以外區域的復合金屬層刻蝕，保留壓點上的復合金屬層。

2）在芯片上涂一層厚度為48微米的錫助焊劑。

3）將直徑為290微米的錫球放置到上述涂有錫助焊劑的芯片復合金屬層上，將芯片加熱至220℃，錫球通過助焊劑與芯片上的復合金屬焊接，芯片內部的金屬導線通過壓點上的復合金屬層與錫球凸點相粘接，最后在芯片上制作出凸點焊球。

????實施例2

1）凸點底部金屬化

在壓點光刻完成的芯片上按照先后順序依次濺射或蒸發鈦、鎳、銀三層金屬，鈦、鎳、銀的厚度分別為1860?、3980?、5340?。復合金屬層用以連接芯片內布線金屬和錫球，然后采用光刻方法將芯片上壓點以外區域的復合金屬層刻蝕，保留壓點上的復合金屬層。

2）在芯片上涂一層厚度為56微米的錫助焊劑。

?3）將直徑為300微米的錫球放置到上述涂有錫助焊劑的芯片復合金屬層上，將芯片加熱至240℃，錫球通過助焊劑與芯片上的復合金屬焊接，芯片內部的金屬導線通過壓點上的復合金屬層與錫球凸點相粘接，最后在芯片上制作出凸點焊球。

實施例3

1）凸點底部金屬化