[發明專利]環繞密封環的凸點結構及形成方法

在審

• 申請號: 201611052564.5
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106653721A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 馬書英;于大全;王姣
• 申請（專利權）人: 華天科技（昆山）電子有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/60
• 代理公司: 昆山四方專利事務所32212
• 代理人: 盛建德,段新穎

技術領域

本發明涉及半導體封裝技術領域，尤其涉及一種環繞密封環的凸點結構及形成方法。

背景技術

現有技術制造焊料凸點的方法中，最常見的是在導電焊盤位置印刷錫膏和植球的方法，在植球制程中先印刷助焊劑至導電焊盤，然后將已成形的焊球設置在助焊劑上，經過回流焊球與導電焊盤緊密結合實現電性連接，最后將助焊劑清除。這種方法的缺點是：

(1)凸點易產生樹杈現象，導致兩相鄰獨立凸點之間互連發生短路；焊接過程中需要使用助焊劑，焊接完后為了不影響凸點導電性，還需要進行清洗助焊劑，工藝復雜，成本較高；

(2)焊接過程中由于助焊劑活性不夠，爐溫曲線等問題易造成焊接空洞、虛焊和IMC(Intermetallic Compound)層過厚等問題。

(3)封裝完成后的芯片與電路板、或下一級封裝襯底焊接后需要使用底部填充膠，此外還容易出現焊點斷裂和枕頭現象，無法滿足車載、安防等高可靠性產品要求；

因此，為改善以上所述技術問題，需要開發新的焊球形成方案，實現凸點與導電焊盤的有效連接，提高焊點可靠性。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出一種環繞密封環的凸點結構及形成方法，基本上避免了由現有技術的局限和缺點造成的一個或多個問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種環繞密封環的凸點結構，包括一芯片，所述芯片具有第一表面和與其相對的第二表面，所述第一表面具有至少一電極區域，所述第一表面或所述第二表面設有至少一層金屬層，所述金屬層上設有一層防焊層，所述防焊層上開設有暴露該金屬層的導電焊盤，所述導電焊盤上布置有聚合物粘合劑和凸點，所述聚合物粘合劑回流后在防焊層上形成包裹所述凸點根基部的密封環。

進一步的，所述聚合物粘合劑材料的黏度為60CP至40000CP。

進一步的，所述聚合物粘合劑是一種無鉛的凸點粘合劑。

進一步的，所述凸點為實心焊球、空心焊球、塑料核焊球、銅核焊球中的一種。

進一步的，所述凸點通過金屬層與電極區域電性連接。

進一步的，所述密封環是具有3-D聚合物網絡結構的聚合物粘結層。

一種環繞密封環的凸點結構的形成方法，包括如下步驟：

(1)提供一具有若干芯片的晶圓，所述晶圓具有第一表面和與其相對的第二表面，所述第一表面具有若干獨立的電極區域；

(2)在晶圓第一表面形成至少一層金屬層；

(3)在金屬層上形成一層防焊層，在所述防焊層上開設暴露金屬層的導電焊盤；

(4)在晶圓第一表面通過鋼網印刷或點膠機點膠在對應導電焊盤的位置設置聚合物粘合劑；

(5)將已成形的凸點印刷至導電焊盤處的聚合物粘合劑上；

(6)回流；

(7)將一整片晶圓切割成單顆芯片產品。

進一步的，所述聚合物粘合劑在回流過程中去除凸點或/和導電焊盤上的金屬氧化層，起到助焊的作用。

進一步的，所述聚合物粘合劑在回流過程中形成具有3-D聚合物網絡結構的密封環。

本發明的有益效果是：本發明提供一種環繞密封環的凸點結構及形成方法，采用了聚合物粘合劑代替普通助焊劑進行凸點的形成，此技術方案的優點:

(1)聚合物粘合劑回流之后，不影響凸點與外界的導電性，無需再進行其他類似清洗助焊劑的步驟。

(2)聚合物粘合劑的使用可以有效的減少焊接空洞、虛焊、IMC(Intermetallic Compound)生長過厚等現象。兩相鄰獨立的凸點之間樹杈現象明顯改善，避免凸點互連致使芯片重新制作凸點或報廢導致良率下降。

(3)3-D聚合物網絡結構的密封環的形成，增強了凸點與導電焊盤之間的推力強度，在芯片、推力機及其參數等條件都相同的情況下，對凸點進行推力測試，引入聚合物粘合劑的晶圓相比具有普通助焊劑的晶圓，推力強度增加30％，從而滿足車載、安防等高可靠性產品要求。

(4)封裝完成后的芯片與電路板、或下一級封裝襯底焊接后凸點斷裂和枕頭現象明顯改善，凸點連續的將芯片與電路板、或下一級封裝襯底有效連接在一起，無需另外再進行底填材料的填充，該聚合物粘合劑將助焊劑與底填材料的作用結合，可減少制程步驟，大幅度降低工藝成本。

(5)對于工藝參數，人為或設備因素造成的凸點超出規格的現象，例如凸點互連，凸點均一性差，凸點嚴重超出導電焊盤等異常現象需要重新制作凸點，即重工，此聚合物粘合劑可徹底的被清除，呈現干凈的導電焊盤，方便第二次有效作業。