專利名稱：基板的制作方法及半導(dǎo)體芯片的封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基板制作方法和半導(dǎo)體芯片的封裝方法。
背景技術(shù)：
芯片封裝技術(shù)是將待封裝芯片與基板焊接，利用基板的內(nèi)部線路實現(xiàn)所述芯片與外部電連接的技術(shù)。通常，芯片的有源表面(active surface)上設(shè)置有芯片焊墊(die pad)，所述基板上設(shè)置有基板焊墊，所述芯片焊墊和基板焊墊上分別印刷金屬焊料，所述芯片焊墊與所述基板焊墊通過回流后的金屬焊料電連接。具體地，請參考圖1 圖4，現(xiàn)有的芯片封裝方法包括首先，請參考圖1，提供待封裝的半導(dǎo)體芯片200，所述半導(dǎo)體芯片200的有源表面 204上設(shè)置有多個間隔排布的芯片焊墊208，在所述芯片焊墊208兩側(cè)的有源表面204上還形成有鈍化層206，所述鈍化層206與芯片焊墊208齊平。所述有源表面204下方的芯片 200內(nèi)形成有半導(dǎo)體器件(未圖示)。所述芯片焊墊208表面印刷有金屬焊料(未示出)。然后，參考圖2，提供基板100，在所述基板100上形成多個基板焊墊102，所述基板焊墊102間隔排布，與所述芯片焊墊208的位置對應(yīng)。在所述基板100上形成絕緣掩膜層 103，所述絕緣掩膜層103具有開口，所述開口露出基板焊墊102的表面。所述開口用于填充金屬焊料，在回流焊接后形成金屬球，并且經(jīng)過壓平工藝，形成導(dǎo)電凸塊(bump)，與芯片的芯片焊盤上的金屬焊料焊接。然后，仍然參考圖2，進(jìn)行印刷工藝，在所述開口內(nèi)填充金屬焊料，形成導(dǎo)電凸塊 104。所述金屬焊料的材質(zhì)為錫膏。然后，參考圖3，將所述基板100的導(dǎo)電凸塊104與半導(dǎo)體芯片200的芯片焊墊208 相對設(shè)置，對所述導(dǎo)電凸塊104進(jìn)行回流焊接，并且進(jìn)行壓平工藝，在所述半導(dǎo)體芯片200 和基板100之間施加壓力，將所述芯片200和基板100焊接在一起。但是，在實際中發(fā)現(xiàn)，封裝后的芯片與外部電連接的可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種基板的制作方法和芯片的封裝方法，所述方法獲得的基板上形成的凸塊具有良好的共面性(平整度)，改善了芯片和基板之間的焊接面的焊接強(qiáng)度，提高了封裝后的芯片可靠性。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基板的制作方法，包括提供基板，所述基板上形成有籽晶層；在所述籽晶層上形成第一絕緣掩膜層，所述第一絕緣掩膜層內(nèi)形成有多個第一開口，所述第一開口露出籽晶層；在所述第一開口內(nèi)形成基板焊盤；在所述基板焊盤和第一絕緣掩膜層上形成第二絕緣掩膜層，所述第二絕緣掩膜層內(nèi)形成有多個第二開口，所述第二開口的位置與基板焊盤的位置對應(yīng)；
進(jìn)行電鍍沉積工藝，在所述第二開口內(nèi)形成導(dǎo)電凸塊；去除所述第一掩膜絕緣層和第二掩膜絕緣層；去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層；形成覆蓋所述基板焊盤、剩余的籽晶層的絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層與所述導(dǎo)電凸塊齊平?？蛇x地，在形成所述導(dǎo)電凸塊后，還包括化學(xué)機(jī)械研磨步驟，使得所述導(dǎo)電凸塊和基板的表面齊平?？蛇x地，所述籽晶層的材質(zhì)為銅，所述導(dǎo)電凸塊的材質(zhì)為銅。可選地，所述第一絕緣掩膜層和第二絕緣掩膜層的材質(zhì)為光敏材質(zhì)或高分子聚合物?？蛇x地，所述籽晶層利用濺射工藝、化學(xué)氣相沉積工藝或物理氣相沉積工藝形成。可選地，所述所述第二開口的寬度小于等于所述第一開口的寬度。可選地，所述去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層的方法為濕法刻蝕的方法?？蛇x地，所述濕法刻蝕的速率為0. 6 2. 0微米/分鐘?？蛇x地，所述濕法刻蝕的溶液為雙氧水、硫酸和水的混合溶液，雙氧水的濃度為 10 30g/L，硫酸的濃度為25 75g/L。可選地，所述絕緣介質(zhì)層利用絲網(wǎng)印刷工藝、旋涂、噴涂或貼附工藝制作?？蛇x地，所述絲網(wǎng)印刷工藝包括粗化所述基板、基板焊盤、導(dǎo)電凸塊；在所述基板上絲網(wǎng)印刷絕緣介質(zhì)層；
對所述絕緣介質(zhì)層進(jìn)行預(yù)烘烤；預(yù)固化所述預(yù)烘烤后的絕緣介質(zhì)層；平坦化所述預(yù)固化后的絕緣介質(zhì)層；后固化平坦化后的絕緣介質(zhì)層?？蛇x地，所述平坦化的方法為化學(xué)機(jī)械研磨的方法。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體芯片的封裝方法，包括提供基板和待封裝芯片，所述芯片具上形成有芯片焊墊；在所述基板上形成籽晶層；在所述籽晶層上形成第一絕緣掩膜層，所述第一絕緣掩膜層內(nèi)形成有第一開口， 所述第一開口露出下方的籽晶層，所述開口與所述芯片焊墊位置對應(yīng)；在所述第一開口形成基板焊盤；在所述基板焊盤和第一絕緣掩膜層上形成第二絕緣掩膜層，所述第二絕緣掩膜層內(nèi)形成有第二開口，所述第二開口與第一開口的位置對應(yīng)；進(jìn)行電鍍沉積工藝，在所述第二開口內(nèi)形成導(dǎo)電凸塊；去除所述第一掩膜絕緣層和第二掩膜絕緣層；去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層；形成覆蓋所述基板焊盤、導(dǎo)電凸塊、剩余的籽晶層的絕緣介質(zhì)層；利用金屬焊料將所述芯片的基板焊盤與所述基板上的導(dǎo)電凸塊焊接?？蛇x地，在形成所述導(dǎo)電凸塊后，還包括化學(xué)機(jī)械研磨步驟，使得所述導(dǎo)電凸塊和基板的表面齊平?？蛇x地，所述籽晶層的材質(zhì)為銅，所述導(dǎo)電凸塊的材質(zhì)為銅。可選地，所述第一絕緣掩膜層和第二絕緣掩膜層的材質(zhì)為光敏材質(zhì)或高分子聚合物?？蛇x地，所述籽晶層利用濺射工藝、化學(xué)氣相沉積工藝或物理氣相沉積工藝形成。
可選地，所述所述第二開口的寬度小于等于所述第一開口的寬度。可選地，所述去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層的方法為濕法刻蝕的方法?？蛇x地，所述濕法刻蝕的速率為0. 6 2. 0微米/分鐘?？蛇x地，所述濕法刻蝕的溶液為雙氧水、硫酸和水的混合溶液，雙氧水的濃度為 10 30g/L，硫酸的濃度為25 75g/L?？蛇x地，所述絕緣介質(zhì)層利用絲網(wǎng)印刷工藝、旋涂、噴涂或貼附工藝制作。可選地，所述絲網(wǎng)印刷工藝包括粗化所述基板、基板焊盤、導(dǎo)電凸塊；在所述基板上絲網(wǎng)印刷絕緣介質(zhì)層；對所述絕緣介質(zhì)層進(jìn)行預(yù)烘烤；預(yù)固化所述預(yù)烘烤后的絕緣介質(zhì)層；平坦化所述預(yù)固化后的絕緣介質(zhì)層；后固化平坦化后的絕緣介質(zhì)層?？蛇x地，所述平坦化的方法為化學(xué)機(jī)械研磨的方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在基板上依次形成籽晶層、位于籽晶層上的第一絕緣掩膜層、位于第一絕緣掩膜層內(nèi)的基板焊盤、位于第一絕緣掩膜層和基板焊盤上的第二絕緣掩膜層、位于第二絕緣掩膜層內(nèi)的導(dǎo)電凸塊，然后去除所述第一絕緣掩膜層、第二絕緣掩膜層和未被基板焊盤覆蓋的籽晶層，在剩余的籽晶層和基板焊盤上形成與所述導(dǎo)電凸塊齊平的絕緣介質(zhì)層， 由于所述導(dǎo)電凸塊是利用電鍍沉積的方法形成于第二絕緣層的第二開口內(nèi)的，與現(xiàn)有技術(shù)利用印刷工藝制作在第二開口內(nèi)填充焊料(所述焊料大小不同可能導(dǎo)致最終形成的導(dǎo)電凸塊的厚度不同)相比，本發(fā)明利用沉積工藝形成的導(dǎo)電凸塊的厚度均勻性提高。并且本發(fā)明通過形成在剩余的籽晶層和基板焊盤上形成與所述導(dǎo)電凸塊齊平的絕緣介質(zhì)層，使得所述導(dǎo)電凸塊處于同一平面，進(jìn)一步提高了導(dǎo)電凸塊的共面性，從而避免在焊接時的虛焊、 空焊的發(fā)生，提高了焊接的可靠性和封裝后的芯片的強(qiáng)度，提高了芯片的使用壽命；由于所述導(dǎo)電凸塊是利用沉積工藝形成，其材質(zhì)為銅，其下方的基板焊盤的材質(zhì)為銅，與現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)電凸塊的材質(zhì)為金屬焊料、基板焊盤的材質(zhì)為銅相比，本發(fā)明提高了基板焊盤與導(dǎo)電凸塊之間的粘附性，進(jìn)一步提高了焊接的強(qiáng)度，提高了封裝的可靠性和封裝后芯片的良率。并且由于所述導(dǎo)電凸塊的材質(zhì)為銅，減小了導(dǎo)電凸塊的電阻，提高了基板的導(dǎo)電性能。


圖1 圖3為現(xiàn)有的芯片封裝方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的基板制作方法流程示意圖。
圖5 圖10是本發(fā)明的基板制作方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是本發(fā)明的芯片封裝方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是本發(fā)明的芯片與基板封裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)有的封裝技術(shù)獲得封裝后的芯片與外部電連接的可靠性低。經(jīng)過發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，造成上述問題的原因是基板與芯片的焊接質(zhì)量不符合要求，存在空焊的問題，并且基板與芯片的焊接面不平整。而使得所述基板與芯片的焊接質(zhì)量不符合要求的原因是由于導(dǎo)電凸塊的共面性不好。本發(fā)明所述的導(dǎo)電凸塊的共面性不好，是指基板上的多個導(dǎo)電凸塊的遠(yuǎn)離基板的表面不處于同一平面，部分導(dǎo)電凸塊厚度偏高，部分導(dǎo)電凸塊厚度偏低。具體地，請結(jié)合圖3，由于所述導(dǎo)電凸塊104通過向填絕緣介質(zhì)層內(nèi)的開口填充焊料形成。由于焊料通常為一個個的球狀，其本身大小存在差異，從而在回流焊接和壓平工藝時形成的導(dǎo)電凸塊104的大小不均勻，從而無法與芯片200之間形成平整的焊接面，影響與芯片200的焊接強(qiáng)度。并且，部分導(dǎo)電凸塊的厚度偏低，使得該導(dǎo)電凸塊和與之對應(yīng)的芯片焊盤的焊接處于空焊的狀態(tài)，在工作時導(dǎo)電凸塊和所述芯片焊盤之間形成電容，隨著電信號的通斷，所述電容被反復(fù)充電和放電，降低芯片的使用壽命，嚴(yán)重的情況可能將芯片擊穿導(dǎo)致芯片無法正常工作。由于所述導(dǎo)電凸塊104是利用金屬焊料形成，其材質(zhì)一般為為含錫的材質(zhì)，而其下方的基板焊墊102的材質(zhì)一般為銅，兩者之間接觸不好，在受到外力作用時，所述導(dǎo)電凸塊104與基板焊墊102之間容易分離，焊接強(qiáng)度低。對應(yīng)地，發(fā)明人提供一種芯片的封裝方法，參考圖4，所述方法包括步驟Si，提供基板，所述基板上形成有籽晶層；步驟S2，在所述籽晶層上形成第一絕緣掩膜層，所述第一絕緣掩膜層內(nèi)形成有多個第一開口，所述第一開口露出籽晶層；步驟S3，在所述第一開口形成基板焊盤；步驟S4，在所述基板焊盤和第一絕緣掩膜層上形成第二絕緣掩膜層，所述第二絕緣掩膜層內(nèi)形成有多個第二開口，所述第二開口的位置與基板焊盤的位置對應(yīng)；步驟S5，進(jìn)行電鍍沉積工藝，在所述第二開口內(nèi)形成導(dǎo)電凸塊；步驟S6，去除所述第一掩膜絕緣層和第二掩膜絕緣層；步驟S7,去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層；步驟S8，形成覆蓋所述基板焊盤、剩余的籽晶層的絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層與所述導(dǎo)電凸塊齊平。下面將結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。請結(jié)合圖5 圖10，為本發(fā)明的芯片封裝方法剖面結(jié)構(gòu)示意圖。首先，請參考圖5，提供基板300，所述基板300可以為單層板，也可以為多層板。所述基板300的材質(zhì)通常為有機(jī)基板或金屬基板(例如鎳-銅板)。當(dāng)所述基板300為多層板時，其內(nèi)部還形成有至少一層基板焊盤和與基板焊盤電連接的線路層(或配線層)，各層基板焊盤之間和同一層基板焊盤之間的電連接通過線路層實現(xiàn)，與現(xiàn)有技術(shù)相同，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，在此不做詳細(xì)的說明。
8
接著，在所述基板300上形成籽晶層302，所述籽晶層302的材質(zhì)為金屬，所述金屬可以為金、銀、鋁、銅等。作為優(yōu)選的實施例，所述籽晶層302的材質(zhì)與后續(xù)需要形成基板焊盤和導(dǎo)電凸塊的材質(zhì)相同。本實施例中，所述籽晶層302的材質(zhì)為銅。所述籽晶層302用于在后續(xù)形成基板焊盤和導(dǎo)電凸塊時使得基板300全基板通電，因此所述籽晶層302應(yīng)完全覆蓋所述基板 300;在所述基板焊盤和導(dǎo)電凸塊形成后，未被所述基板焊盤和導(dǎo)電凸塊覆蓋的籽晶層將被去除。因此，為了節(jié)約金屬銅，降低成本，所述籽晶層302的厚度不宜過大。優(yōu)選地，所述籽晶層302的厚度范圍為2 5微米。具體地，所述籽晶層302可以利用化學(xué)氣相沉積工藝、物理氣相沉積工藝、電鍍沉積工藝等制作。優(yōu)選地，所述籽晶層302利用化學(xué)氣相沉積工藝形成，所述化學(xué)工藝與現(xiàn)有技術(shù)相同，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，這里不在贅述。接著，仍然參考圖5，在所述籽晶層302上形成第一絕緣掩膜層304。所述第一絕緣掩膜層304內(nèi)形成有多個第一開口，所述第一開口的內(nèi)用于在后續(xù)步驟中填充金屬層， 形成基板焊盤。由于所述金屬層利用電鍍工藝制作，所述第一絕緣掩膜層304覆蓋的籽晶層302上將由于所述第一絕緣掩膜層304的絕緣作用而不會電鍍金屬層，而所述第一開口 (即未被所述第一絕緣掩膜層304覆蓋的)籽晶層302上將電鍍金屬層，從而形成基板焊
ο作為一個實施例，所述第一開口的深度為基板焊盤的深度，由于本實施例中所述基板焊盤的深度范圍為10 30微米，從而所述第一開口的深度范圍為10 30微米。所述第一開口的寬度等于將要形成的基板焊盤的寬度，所述基板焊盤的寬度可以根據(jù)工藝需要進(jìn)行具體的設(shè)置，因此，所述第一開口的寬度可以根據(jù)工藝需要進(jìn)行設(shè)置。所述第一絕緣掩膜層304的材質(zhì)可以為光敏材質(zhì)或高分子聚合物。其中所述光敏材質(zhì)可以為有機(jī)樹脂、polymer，所述光敏材質(zhì)可以為干膜或濕膜。當(dāng)所述第一絕緣掩膜層304的材質(zhì)為光敏材質(zhì)時，可以通過貼附工藝形成于所述籽晶層302上方，并且通過曝光、顯影等工藝在所述第一絕緣掩膜層304內(nèi)形成所述開口。 當(dāng)所述第一絕緣掩膜層304的材質(zhì)為高分子聚合物時，可以通過貼附工藝形成于所述籽晶層302上方，并通過機(jī)械鉆孔或激光鉆孔的方法在所述第一絕緣掩膜層304內(nèi)形成開口。其中機(jī)械鉆孔或激光鉆孔的方法作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，在此不做詳細(xì)的說明。作為一個優(yōu)選的實施例，所述第一掩膜絕緣層304的材質(zhì)為干膜，其可以使用簡單的曝光、顯影工藝形成開口，并且在需要去除時，可以通過刻蝕工藝去除。本實施例中，所述干膜的型號為R3025的干膜，其為日本日立公司(Hitachi)的一種干膜產(chǎn)品。本實施例中，所述干膜利用貼附工藝制作，作為一個實施例，所述貼附工藝包括 在貼膜之前，先對籽晶層302進(jìn)行表面處理，去除籽晶層302上的有機(jī)以及無機(jī)雜質(zhì)，并用去離子水沖洗，之后，采用自動切割壓膜機(jī)，首先對自動切割壓膜機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱機(jī)溫度為100攝氏度士 10攝氏度，之后，在110攝氏度士 10攝氏度的溫度條件下，施加3 5kg/ cm2的壓力，進(jìn)行貼膜處理，形成干膜層。之后，在所述干膜層內(nèi)形成開口，形成如圖5所述第一絕緣掩膜層304，所述第一開口暴露出下方的籽晶層302。在干膜層內(nèi)形成第一開口的具體工藝可以采用干膜曝光、顯
影工藝。
作為一個實施例，干膜曝光采用半自動對位曝光機(jī)，曝光能量為150 250mj/cm2， 顯影采用非接觸式顯影設(shè)備，顯影液組成例如采用臺灣友緣公司生產(chǎn)的型號為PC-550的顯影液原液2 8% (重量百分比濃度)，碳酸鉀2 4% (重量百分比濃度)，去離子水 90 96% (重量百分比濃度)，溫度觀 32攝氏度，噴淋壓力3. Okg/cm2,處理時間5 10分鐘。需要說明的是，在制作第一開口的同時，在所述第一絕緣掩膜層304內(nèi)還制作了第三開口(未示出)，所述第三開口露出下方的籽晶層302，所述第三開口用于填充金屬層， 制作線路層(又稱為配線層)。所述線路層通過所述基板焊盤與芯片電連接。所述第三開口的位置和形狀根據(jù)線路層的設(shè)計需要進(jìn)行具體設(shè)置，其具體可以參考現(xiàn)有技術(shù)，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，在此不做詳細(xì)的說明。然后，請參考圖6，在所述第一開口內(nèi)填充金屬層，形成基板焊盤306。所述基板焊盤306的材質(zhì)為銅，所述基板焊盤306利用電鍍沉積工藝制作。作為一個實施例，所述電鍍工藝采用電鍍液的組分(以重量百分比計算)為電鍍液的基本成分硫酸銅8 15%， 硫酸15 20%，氯離子0. 004 0. 006%，安美特公司生產(chǎn)的型號為Cu200的基礎(chǔ)液6 20%，安美特公司生產(chǎn)的型號為Cu200光亮劑0. 3 0.5%，安美特公司生產(chǎn)的型號為 Cu200整平劑0. 8 1. 2%，去離子水45 75%。電鍍工藝的參數(shù)為溶液溫度為M 30攝氏度，電鍍時的電流密度為3 8ASD，電鍍時間為60 180min。上述在第一開口內(nèi)填充金屬層形成基板焊盤306的同時，還在第三開口內(nèi)填充金屬層，形成線路層，所述線路層與基板焊盤306位于基板300的同一層，通過基板焊盤306 與芯片電連接。然后，請參考圖7，在所述基板焊盤306和第一絕緣掩膜層304上形成第二絕緣掩膜層312，所述第二絕緣掩膜層312內(nèi)形成有多個第二開口，所述第二開口的位置與所述第一開口的位置對應(yīng)。所述第二掩膜絕緣層312的材質(zhì)可以為光敏材質(zhì)或高分子聚合物。本實施例中，所述第二掩膜絕緣層306與第一掩膜絕緣層306的材質(zhì)相同，所述第二掩膜絕緣層312的制作方法與第一掩膜絕緣層306的方法相同，在此不做贅述。所述第二開口用于后續(xù)進(jìn)行沉積工藝，形成導(dǎo)電凸塊。本實施例中，所述第二開口的寬度大于所述導(dǎo)電凸塊的目標(biāo)寬度，所述第二開口的寬度與導(dǎo)電凸塊的目標(biāo)寬度之差等于籽晶層302的厚度的兩倍。所述第二開口的深度大于所述導(dǎo)電凸塊的目標(biāo)深度。本實施例中，所述第二開口的深度與所述導(dǎo)電凸塊的目標(biāo)深度之差等于籽晶層302的目標(biāo)厚度。然后，仍然參考圖7，進(jìn)行沉積工藝，在所述第二開口內(nèi)形成導(dǎo)電凸塊310。所述沉積工藝為電鍍沉積工藝。所述導(dǎo)電凸塊310的材質(zhì)可以為金屬，所述金屬可以為銀、鋁、銅等。較為優(yōu)選地，所述導(dǎo)電凸塊310與基板焊盤306的材質(zhì)相同。本實施例中，所述導(dǎo)電凸塊310與的材質(zhì)為銅。由于所述導(dǎo)電凸塊310利用電鍍沉積工藝形成，電鍍沉積工藝的均勻度好，從而形成的導(dǎo)電凸塊310的共面性好，即形成的導(dǎo)電凸塊310的厚度的均勻度好， 從而封裝時芯片焊盤與導(dǎo)電凸塊之間能夠形成平整的焊接面，防止芯片焊盤與導(dǎo)電凸塊因為空焊、虛焊與基板的導(dǎo)電凸塊之間形成電容，防止電容反復(fù)充放電將芯片燒壞，降低芯片的使用壽命，提高封裝后芯片的良率和芯片的可靠性。此外，由于所述導(dǎo)電凸塊310利用電鍍沉積工藝形成，下方的基板焊盤306也利用電鍍沉積工藝形成，兩者之間的應(yīng)力小，且所述導(dǎo)電凸塊310與基板焊盤306的材質(zhì)相同，使得導(dǎo)電凸塊310與基板焊盤306的粘附性好，從而使得導(dǎo)電凸塊310與基板焊盤306之間不易脫落，提高封裝的可靠性。作為本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例，在所述導(dǎo)電凸塊310形成后，還需要進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的方法，平坦化籽晶層310與所述第二絕緣掩膜層306的表面，進(jìn)一步提高籽晶層 310的共面性。然后，請參考圖8，去除所述第一絕緣掩膜層304和第二絕緣掩膜層306。所述第一絕緣掩膜層304和第二絕緣掩膜層306的去除方法為剝膜工藝。作為一個實施例，所述剝膜工藝采用氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液(濃度5 10% )進(jìn)行，工藝溫度40 50攝氏度。然后，仍參考圖8，將進(jìn)行刻蝕工藝，以去除未被所述基板焊盤306覆蓋的籽晶層 302，從而將所述籽晶層302斷開，防止籽晶層302將各個基板焊盤短路。本實施例中，在刻蝕所述籽晶層302的同時，對所述基板焊盤306和導(dǎo)電凸塊310也有刻蝕作用，從而使得所述基板焊盤306寬度減少，所述導(dǎo)電凸塊310的寬度和厚度減小。其中所述基板焊盤306 的寬度減小和導(dǎo)電凸塊310的厚度減小等于籽晶層302的厚度，所述導(dǎo)電凸塊的寬度減小等于籽晶層302的厚度的兩倍，因此在實際的工藝中，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)考慮要形成的導(dǎo)電凸塊310和基板焊盤306的尺寸的變化，對第一開口和第二開口的尺寸進(jìn)行設(shè)置，具體請參考前述，在此不做具體說明。需要說明的是，所述導(dǎo)電凸塊310和基板焊盤306的尺寸經(jīng)過刻蝕尺寸會減小，該減小在導(dǎo)電凸塊310和基板焊盤306中所占的比例不大，因此，在示意圖中未示出。本實施例中，所述刻蝕為濕法刻蝕，所述濕法刻蝕的速率為0. 6 2. 0微米/分鐘。在上述的刻蝕速率范圍內(nèi)，可以未被基板焊盤306覆蓋的籽晶層302去除，并不會損傷基板300。所述濕法刻蝕利用酸性溶液進(jìn)行。酸性溶液的組成成分和配比對濕法刻蝕的速率有影響。本發(fā)明所述酸性溶液為硫酸、雙氧水和水的混合溶液，其中雙氧水的比例為 10 30g/L，所述硫酸的比例為25 75g/L，在上述的溶液比例范圍內(nèi)，可以保證刻蝕速率為0.6 2.0微米/分鐘。然后，參考圖9，在所述基板300上形成絕緣介質(zhì)層314。本實施例中，所述絕緣介質(zhì)層314材料為光敏性材質(zhì)，例如為干膜、濕膜等，所述絕緣介質(zhì)層314還可以是熱固性樹脂，例如聚酰亞胺或者環(huán)氧樹脂以及TaiyoHRP-700系列環(huán)氧樹脂等。所述的Taiyo HRP-700系列環(huán)氧樹脂是日本太陽(Taiyo)油墨制造株式會社制造的一種熱固性樹脂。當(dāng)所述絕緣介質(zhì)層314的材質(zhì)為熱固性樹脂時，其可以采用絲網(wǎng)印刷方法制作；當(dāng)所述絕緣介質(zhì)層314的材質(zhì)為干膜時，其可以利用貼附工藝制作；當(dāng)所述絕緣介質(zhì)層314的材質(zhì)為濕膜時，其可以利用噴涂或旋涂的方式制作。作為優(yōu)選的實施例，所述絕緣介質(zhì)層314為Taiyo HRP-700系列環(huán)氧樹脂，其采用絲網(wǎng)印刷工藝形成。具體包括粗化所述基板300、基板焊盤306、導(dǎo)電凸塊310 ；在所述基板300上絲網(wǎng)印刷絕緣介質(zhì)層314 ；對所述絕緣介質(zhì)層314進(jìn)行預(yù)烘烤；預(yù)固化所述預(yù)烘烤后的絕緣介質(zhì)層314 ；平坦化所述預(yù)固化后的絕緣介質(zhì)層314 ；后固化平坦化后的絕緣介質(zhì)層314。
接著，請參考圖10，進(jìn)行平坦化工藝，去除位于導(dǎo)電凸塊310上方的絕緣介質(zhì)層 314。所述平坦化工藝可以為化學(xué)機(jī)械研磨工藝，形成與基板焊盤306齊平的絕緣介質(zhì)層 314。經(jīng)過上述步驟，形成的基板300如圖10，所述導(dǎo)電凸塊310與絕緣介質(zhì)層314在同一平面，從而所述導(dǎo)電凸塊具有較好的共面性。本發(fā)明還提供一種芯片的封裝方法，請參考圖11所示的本發(fā)明的芯片封裝方法流程示意圖。所述方法包括步驟Si，提供基板和待封裝芯片，所述芯片具上形成有芯片焊墊；步驟S2，在所述基板上形成籽晶層；步驟S3，在所述籽晶層上形成第一絕緣掩膜層，所述第一絕緣掩膜層內(nèi)形成有第一開口，所述第一開口露出下方的籽晶層，所述開口與所述芯片焊墊位置對應(yīng)；步驟S4，在所述第一開口形成基板焊盤；步驟S5，在所述基板焊盤和第一絕緣掩膜層上形成第二絕緣掩膜層，所述第二絕緣掩膜層內(nèi)形成有第二開口，所述第二開口與第一開口的位置對應(yīng)；步驟S6，進(jìn)行電鍍沉積工藝，在所述第二開口內(nèi)形成導(dǎo)電凸塊；步驟S7，去除所述第一掩膜絕緣層和第二掩膜絕緣層；步驟S8，去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層；步驟S9，形成覆蓋所述基板焊盤、導(dǎo)電凸塊、剩余的籽晶層的絕緣介質(zhì)層；步驟S10，利用金屬焊料將所述芯片的基板焊盤與所述基板上的導(dǎo)電凸塊焊接。其中，所述待封裝芯片的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同，作為本領(lǐng)域技術(shù)人員您的公知技術(shù)，在此不作詳細(xì)的說明。具體地，本發(fā)明的制作在所述基板上形成導(dǎo)電凸塊的方法與本發(fā)明前一實施例的基板的制作方法相同，在制作所述導(dǎo)電凸塊后，還包括化學(xué)機(jī)械研磨步驟，使得所述導(dǎo)電凸塊和基板的表面齊平。本發(fā)明所述籽晶層的材質(zhì)為銅，所述導(dǎo)電凸塊的材質(zhì)為銅。本發(fā)明所述的籽晶層可以利用利用濺射工藝、化學(xué)氣相沉積工藝或物理氣相沉積工藝形成，優(yōu)選地，利用化學(xué)氣相沉積工藝制作，具體請參考本發(fā)明前一實施的基板的制作方法。本發(fā)明所述的第一絕緣掩膜層和第二絕緣掩膜層的材質(zhì)為光敏材質(zhì)或高分子聚合物。所述所述第二開口的寬度小于等于所述第一開口的寬度。所述去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層的方法為濕法刻蝕的方法。所述濕法刻蝕的速率為0. 6 2. 0微米/分鐘。 所述濕法刻蝕的溶液為雙氧水、硫酸和水的混合溶液，雙氧水的濃度為10 30g/L，硫酸的濃度為25 75g/L。所述絕緣介質(zhì)層利用絲網(wǎng)印刷工藝、旋涂、噴涂或貼附工藝制作。在形成如圖10所述的基板后，如圖12所示，提供封裝的半導(dǎo)體芯片400，所述芯片400的有源表面404上形成有至少多個芯片焊盤408。所述芯片400內(nèi)形成有半導(dǎo)體器件。所述芯片400的有源表面404上還形成有鈍化層406，所述鈍化層406與所述芯片焊盤408齊平。所述芯片焊盤408的數(shù)目和布局還可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。本實施例中，所述芯片焊盤408的數(shù)目為3個，所述芯片焊盤408間隔排布。所述芯片焊盤408與所述基板300(圖13)中的基板焊盤306的位置對應(yīng)。
接著，在所述芯片400的芯片焊盤408上印刷金屬焊料(未示出)，所述金屬焊料材質(zhì)與現(xiàn)有技術(shù)相同。所述金屬焊料可以為含錫的金屬(例如錫鉛合金、錫銀合金等)。所述金屬焊料印刷后，進(jìn)行回流焊接，即對所述金屬焊料加熱，將回流后的芯片400與所述基板300對準(zhǔn)，進(jìn)行壓平工藝，使得所述基板300與芯片400之間形成焊接面。由于所述基板 300的基板焊盤306的共面性改善，從而在基板300與芯片400之間的焊接面的平整度提高，從而提高了封裝后的芯片的可靠性，使得所述芯片與外部的電連接更加可靠。綜上，本發(fā)明的封裝方法通過在基板上制作具有良好共面性的導(dǎo)電凸塊，使得封裝時芯片與基板之間的焊接面的平整度提高，從而提高了封裝后的芯片的可靠性，改善了封裝后的芯片與外部的電連接的可靠性提高。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基板的制作方法，其特征在于，包括 提供基板，所述基板上形成有籽晶層；在所述籽晶層上形成第一絕緣掩膜層，所述第一絕緣掩膜層內(nèi)形成有多個第一開口， 所述第一開口露出籽晶層；在所述第一開口內(nèi)形成基板焊盤；在所述基板焊盤和第一絕緣掩膜層上形成第二絕緣掩膜層，所述第二絕緣掩膜層內(nèi)形成有多個第二開口，所述第二開口的位置與基板焊盤的位置對應(yīng)； 進(jìn)行電鍍沉積工藝，在所述第二開口內(nèi)形成導(dǎo)電凸塊； 去除所述第一掩膜絕緣層和第二掩膜絕緣層； 去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層；形成覆蓋所述基板焊盤、剩余的籽晶層的絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層與所述導(dǎo)電凸塊齊平。
2.如權(quán)利要求1所述的基板的制作方法，其特征在于，在形成所述導(dǎo)電凸塊后，還包括化學(xué)機(jī)械研磨步驟，使得所述導(dǎo)電凸塊和基板的表面齊平。
3.如權(quán)利要求1所述的基板的制作方法，其特征在于，所述籽晶層的材質(zhì)為銅，所述導(dǎo)電凸塊的材質(zhì)為銅。
4.如權(quán)利要求1所述的基板的制作方法，其特征在于，所述第一絕緣掩膜層和第二絕緣掩膜層的材質(zhì)為光敏材質(zhì)或高分子聚合物。
5.如權(quán)利要求1所述的基板的制作方法，其特征在于，所述籽晶層利用濺射工藝、化學(xué)氣相沉積工藝或物理氣相沉積工藝形成。
6.如權(quán)利要求1所述的基板的制作方法，其特征在于，所述所述第二開口的寬度小于等于所述第一開口的寬度。
7.如權(quán)利要求1所述的基板的制作方法，其特征在于，所述去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層的方法為濕法刻蝕的方法。
8.如權(quán)利要求7所述的基板的制作方法，其特征在于，所述濕法刻蝕的速率為0.6 2.0微米/分鐘。
9.如權(quán)利要求7所述的基板的制作方法，其特征在于，所述濕法刻蝕的溶液為雙氧水、 硫酸和水的混合溶液，雙氧水的濃度為10 30g/L，硫酸的濃度為25 75g/L。
10.如權(quán)利要求1所述的基板的制作方法，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)層利用絲網(wǎng)印刷工藝、旋涂、噴涂或貼附工藝制作。
11.如權(quán)利要求10所述的基板的制作方法，其特征在于，所述絲網(wǎng)印刷工藝包括 粗化所述基板、基板焊盤、導(dǎo)電凸塊；在所述基板上絲網(wǎng)印刷絕緣介質(zhì)層； 對所述絕緣介質(zhì)層進(jìn)行預(yù)烘烤； 預(yù)固化所述預(yù)烘烤后的絕緣介質(zhì)層； 平坦化所述預(yù)固化后的絕緣介質(zhì)層； 后固化平坦化后的絕緣介質(zhì)層。
12.如權(quán)利要求11所述的基板的制作方法，其特征在于，所述平坦化的方法為化學(xué)機(jī)械研磨的方法。
13.一種半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，包括 提供基板和待封裝芯片，所述芯片上形成有芯片焊墊； 在所述基板上形成籽晶層；在所述籽晶層上形成第一絕緣掩膜層，所述第一絕緣掩膜層內(nèi)形成有第一開口，所述第一開口露出下方的籽晶層，所述開口與所述芯片焊墊位置對應(yīng)； 在所述第一開口形成基板焊盤；在所述基板焊盤和第一絕緣掩膜層上形成第二絕緣掩膜層，所述第二絕緣掩膜層內(nèi)形成有第二開口，所述第二開口與第一開口的位置對應(yīng)； 進(jìn)行電鍍沉積工藝，在所述第二開口內(nèi)形成導(dǎo)電凸塊； 去除所述第一掩膜絕緣層和第二掩膜絕緣層； 去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層；形成覆蓋所述基板焊盤、導(dǎo)電凸塊、剩余的籽晶層的絕緣介質(zhì)層； 利用金屬焊料將所述芯片的基板焊盤與所述基板上的導(dǎo)電凸塊焊接。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，在形成所述導(dǎo)電凸塊后，還包括化學(xué)機(jī)械研磨步驟，使得所述導(dǎo)電凸塊和基板的表面齊平。
15.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，所述籽晶層的材質(zhì)為銅，所述導(dǎo)電凸塊的材質(zhì)為銅。
16.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，所述第一絕緣掩膜層和第二絕緣掩膜層的材質(zhì)為光敏材質(zhì)或高分子聚合物。
17.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，所述籽晶層利用濺射工藝、化學(xué)氣相沉積工藝或物理氣相沉積工藝形成。
18.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，所述所述第二開口的寬度小于等于所述第一開口的寬度。
19.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，所述去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層的方法為濕法刻蝕的方法。
20.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，所述濕法刻蝕的速率為0.6 2.0微米/分鐘。
21.如權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，所述濕法刻蝕的溶液為雙氧水、硫酸和水的混合溶液，雙氧水的濃度為10 30g/L，硫酸的濃度為25 75g/L。
22.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，所述絕緣介質(zhì)層利用絲網(wǎng)印刷工藝、旋涂、噴涂或貼附工藝制作。
23.如權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，所述絲網(wǎng)印刷工藝包括粗化所述基板、基板焊盤、導(dǎo)電凸塊； 在所述基板上絲網(wǎng)印刷絕緣介質(zhì)層； 對所述絕緣介質(zhì)層進(jìn)行預(yù)烘烤； 預(yù)固化所述預(yù)烘烤后的絕緣介質(zhì)層； 平坦化所述預(yù)固化后的絕緣介質(zhì)層； 后固化平坦化后的絕緣介質(zhì)層。
24.如權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體芯片的封裝方法，其特征在于，，所述平坦化的方法為化學(xué)機(jī)械研磨的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基板的制作方法和芯片封裝方法，該方法包括提供形成有籽晶層的基板；在所述籽晶層上形成第一絕緣掩膜層，所述第一絕緣掩膜層內(nèi)形成有多個第一開口，所述第一開口露出籽晶層；在所述第一開口形成基板焊盤；在所述基板焊盤和第一絕緣掩膜層上形成第二絕緣掩膜層，所述第二絕緣掩膜層內(nèi)形成有多個第二開口，所述第二開口的位置與基板焊盤的位置對應(yīng)；進(jìn)行電鍍沉積工藝，在所述第二開口內(nèi)形成導(dǎo)電凸塊；去除所述第一掩膜絕緣層和第二掩膜絕緣層；去除未被所述基板焊盤覆蓋的籽晶層；形成覆蓋所述基板焊盤、剩余的籽晶層的絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層與所述導(dǎo)電凸塊齊平。本發(fā)明提高了基板上金屬凸塊的共面性和封裝后芯片的良率。
文檔編號C25D5/02GK102468186SQ201010546040
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者劉曉陽, 劉秋華, 吳小龍, 吳梅珠, 徐杰棟, 毛少昊, 胡廣群, 邵鳴達(dá) 申請人:無錫江南計算技術(shù)研究所