[發明專利]一種提高產品可靠性的凸塊結構及其制備方法

有效

• 申請號: 201410121532.0
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103872003B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 郭洪巖;張愛兵;張黎;賴志明;陳錦輝
• 申請（專利權）人: 江陰長電先進封裝有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L21/60
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 彭英

1.一種提高產品可靠性的凸塊結構，其包括表面設置有芯片電極（110）的硅基體（101），所述硅基體（101）的上表面附著有芯片表面鈍化層（120），并在芯片電極（110）的上方設置有芯片表面鈍化層開口（121），所述芯片表面鈍化層開口（121）露出芯片電極（110）的表面，

其特征在于：所述芯片表面鈍化層開口（121）的內壁以及裸露的芯片電極（110）的表面設置金屬濺射層（211），所述金屬濺射層（211）的表面固定連接金屬凸塊（300），所述金屬凸塊（300）包括金屬柱（220）、金屬帽（230）與金屬保護層（301），所述金屬柱（220）與金屬濺射層（211）的表面固連，所述金屬帽（230）設置于金屬柱（220）的頂端，所述金屬保護層（301）設置于金屬柱（220）的外側壁。

2.根據權利要求1所述的一種提高產品可靠性的凸塊結構，其特征在于：所述金屬保護層（301）的材質為Ni、Ni/Au或Ni/Pd/Au。

3.根據權利要求1或2所述的一種提高產品可靠性的凸塊結構，其特征在于：所述金屬保護層（301）的厚度為2μm±0.1μm。

4.一種提高產品可靠性的凸塊結構的制備方法，包括以下工藝過程：

步驟一、提供表面設置有芯片電極（110）的硅基體（101），所述硅基體（101）的上表面附著有芯片表面鈍化層（120），所述芯片電極（110）的上方設置的芯片表面鈍化層開口（121）露出芯片電極（110）的表面；

步驟二、在芯片表面鈍化層（120）的上表面和芯片表面鈍化層開口（121）的內壁、以及裸露的芯片電極（110）的表面通過濺射工藝覆蓋金屬濺射層（211、212），所述金屬濺射層（211）位于芯片電極（110）的正上方且不超出芯片電極（110）的垂直范圍，所述金屬濺射層（212）為金屬濺射層（211）的水平延展部分；

步驟三、在金屬濺射層（211、212）的上表面涂覆達到預設高度的光刻膠，通過光刻工藝去除芯片表面鈍化層開口（121）正上方的光刻膠，形成光刻膠圖形開口（400），在光刻膠圖形開口（400）中通過電鍍工藝依次形成金屬柱（220）和金屬柱（220）頂端的金屬錫柱（231）；

步驟四、通過腐蝕去膠工藝，去除剩余的光刻膠和金屬柱（220）周邊的金屬濺射層（212）；

步驟五、通過化學鍍工藝，在金屬柱（220）和金屬錫柱（231）的外表面同時形成金屬保護層（301、302），所述金屬保護層（301）位于金屬柱（220）的外表面，所述金屬保護層（302）位于金屬錫柱（231）的外表面；

步驟六、金屬錫柱（231）與金屬錫柱（231）外表面的金屬保護層（302）通過回流工藝形成金屬帽（230）。

5.根據權利要求4所述的一種提高產品可靠性的凸塊結構的制備方法，其特征在于：所述金屬保護層（301、302）的厚度為2μm±0.1μm。

6.根據權利要求4或5所述的一種提高產品可靠性的凸塊結構的制備方法，其特征在于：所述金屬保護層（301、302）的材質為Ni、Ni/Au或Ni/Pd/Au。

7.根據權利要求6所述的一種提高產品可靠性的凸塊結構的制備方法，其特征在于：所述金屬保護層（302）占金屬帽（230）的比重為3%~5%。

8.根據權利要求7所述的一種提高產品可靠性的凸塊結構的制備方法，其特征在于：所述金屬錫柱（231）與金屬保護層（302）的比重為96%：4%。