[發(fā)明專利]提高可靠性的微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)及制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410346165.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN104091793A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何洪文;孫鵬;曹立強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/485
• 分類號(hào): H01L23/485;H01L21/60
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅;劉海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高可靠性的微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)及制作方法，屬于高密度電子封裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為了適應(yīng)電子產(chǎn)品向更輕、更小、更薄、可靠性更高的方向發(fā)展，電子封裝對(duì)高密度封裝提出了更高的要求。細(xì)節(jié)距微凸點(diǎn)技術(shù)是未來技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。微凸點(diǎn)的作用是充當(dāng)IC（integrated?circuit，集成電路）與電路板之間的機(jī)械互連、電互連的作用。由于芯片和基材的熱膨脹系數(shù)（CTE）不一樣，在冷熱循環(huán)測試過程中會(huì)導(dǎo)致微凸點(diǎn)受到相互的約束作用，使其不能完全自由脹縮，從而發(fā)生形變，最終導(dǎo)致微凸點(diǎn)斷裂，降低微凸點(diǎn)的可靠性。

為了防止微凸點(diǎn)發(fā)生變形和開裂，封裝過程中需要填充underfill（底部填充）材料，從而保護(hù)微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。然而，傳統(tǒng)的方法和結(jié)構(gòu)存在弊端，underfill材料和鈍化層材料彼此的粘附性較差，容易在界面開裂，從而增加了微凸點(diǎn)失效的隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種提高可靠性的微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)及制作方法，解決了underfill材料和鈍化層材料粘附性較差的缺陷，使得封裝結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，而且，該結(jié)構(gòu)有效地防止微凸點(diǎn)裂紋的擴(kuò)展，提高了微凸點(diǎn)的可靠性。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述提高可靠性的微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體基體，在半導(dǎo)體基體正面設(shè)有鈍化層，在鈍化層中設(shè)置微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)；所述微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于半導(dǎo)體基板表面的焊盤、設(shè)置于焊盤表面的種子層和設(shè)置于種子層上的微凸點(diǎn)；其特征是：在所述微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的外周設(shè)置刻蝕槽，刻蝕槽位于鈍化層上，刻蝕槽由鈍化層的上表面延伸至半導(dǎo)體基板的表面。

進(jìn)一步的，所述刻蝕槽為圍繞微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的圓環(huán)形刻蝕槽，或者為多個(gè)分布于微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)周圍的圓柱形刻蝕槽。

進(jìn)一步的，在所述微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)中，焊盤位于鈍化層中，種子層覆蓋鈍化層。

所述提高可靠性的微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征是，采用以下工藝步驟：

（1）在半導(dǎo)體基板制作焊盤；

（2）在半導(dǎo)體基板及焊盤正面制作鈍化層，鈍化層厚度為5～20μm；

（3）在鈍化層上刻蝕形成開窗，開窗的位置與焊盤一一對(duì)應(yīng)，開窗由鈍化層的上表面延伸至焊盤的上表面；

（4）在鈍化層上表面制作種子層，種子層覆蓋住鈍化層和焊盤暴露的表面，種子層厚度為100nm～300nm；

（5）在種子層上涂覆一層光刻膠，光刻膠厚度為15μm～100μm；

（6）在光刻膠上制作圖形開口，并將焊盤上方的光刻膠去除；同時(shí)，將焊盤周圍的光刻膠、種子層和鈍化層去除，露出半導(dǎo)體基板的表面，在焊盤的外圍形成圓環(huán)形的刻蝕槽或者多個(gè)分布于焊盤周圍的圓形刻蝕槽；

（7）在焊盤上制作凸點(diǎn)，對(duì)凸點(diǎn)進(jìn)行回流焊工藝，形成微凸點(diǎn)；同時(shí)，去除光刻膠和多余的種子層。

進(jìn)一步的，所述焊盤的材質(zhì)為銅。

進(jìn)一步的，所述鈍化層的材質(zhì)為PI。

進(jìn)一步的，所述種子層的材質(zhì)為銅。

進(jìn)一步的，所述微凸點(diǎn)的材質(zhì)為Sn。

本發(fā)明所述提高可靠性的微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)及制作方法，解決了underfill材料和鈍化層材料粘附性較差的缺陷，使得封裝結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，而且，該結(jié)構(gòu)有效地防止微凸點(diǎn)裂紋的擴(kuò)展，提高了微凸點(diǎn)的可靠性。

附圖說明

圖1～圖8為本發(fā)明所述微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)制造過程的示意圖。

圖1為在半導(dǎo)體基板上得到焊盤的示意圖。

圖2為在半導(dǎo)體基板及焊盤上制作鈍化層的示意圖。

圖3為在鈍化層上制作開窗的示意圖。

圖4為制作種子層的示意圖。

圖5為在種子層表面涂覆光刻膠的示意圖。

圖6為形成刻蝕槽的示意圖。

圖7為在焊盤上形成凸點(diǎn)的示意圖。

圖8為本發(fā)明所述微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)一種實(shí)施例的剖視圖。

圖9為圖8的俯視圖。

圖10為本發(fā)明所述微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)另一種實(shí)施例的俯視圖。

圖中序號(hào)為：半導(dǎo)體基體1、微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)2、焊盤3、鈍化層4、種子層5、微凸點(diǎn)6、圓環(huán)形刻蝕槽7-1、圓柱形刻蝕槽7-2。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。