專利名稱：凹槽中焊接實(shí)現(xiàn)焊料倒扣焊的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種的凹槽中焊接實(shí)現(xiàn)倒扣焊的工藝方法，屬于微電子封裝領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微電子封裝技術(shù)的目標(biāo)始終在于為芯片提供更簡單、更低廉、更小尺寸、更高密度 的封裝。倒扣焊工藝(Flip-Chip Technology)可以直接實(shí)現(xiàn)凸點(diǎn)和焊盤之間的焊接，工藝 簡單；焊接后形成的互聯(lián)結(jié)構(gòu)尺寸小，有效地減小了寄生損耗。倒扣焊工藝對于焊盤面積與 焊盤間間距的關(guān)系有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，用以保證封裝強(qiáng)度和可靠性。倒扣焊工藝中銅焊盤的制備一般有兩種方法。一種稱為“減法工藝”，即先在足夠 厚度的銅層上進(jìn)行光刻工藝，保護(hù)住焊盤部位，濕法腐蝕其余部分?！皽p法工藝”工藝步驟 成熟，成本低廉，可靠性高，缺點(diǎn)在于濕法腐蝕的各向同性造成了焊盤的梯形截面，增大了 焊盤間間距，影響了焊盤密度。另一種方法稱為“半加法工藝”，即先在一定厚度銅層上面濺 射種子層，進(jìn)行光刻，去除焊盤部位的光刻膠，保護(hù)住其余部分；接著進(jìn)行電鍍或者化學(xué)鍍， 加厚銅層，形成焊盤結(jié)構(gòu)；最后去除光刻膠和多余的銅層。“半加法工藝”可以減小焊盤間 間距，但缺點(diǎn)在于必須使用種子層，種子層與周邊介質(zhì)的接觸的可靠性可能存在隱患。焊盤 制作完成之后還通常需要制作阻焊層，防止回流過程中焊料的流動造成相鄰焊盤之間的短 接；如不采用阻焊層，但需要更大的焊盤間距以確保安全。通?！皽p法工藝”和“半加法工 藝”的焊盤面積與焊盤間間距的關(guān)系如下表所示(采用阻焊層；焊盤總厚度以ΙΟμπι計；半 加法工藝焊盤中鍍層厚度以3μπι計)
權(quán)利要求
凹槽中焊接實(shí)現(xiàn)焊料倒扣焊的工藝方法，其特征在于(a)使用普通硅片作為倒扣焊基板，在基板上采用TMAH濕法腐蝕形成斜槽；(b)采用全加法工藝，在斜槽內(nèi)制作銅焊盤；所述的全加法工藝首先在TMAH濕法腐蝕并鈍化后的基板上表面濺射種子層，經(jīng)噴膠、光刻，去除斜槽底部的光刻膠，保留斜槽側(cè)壁以及斜槽外圍的光刻膠；電鍍沉積，在槽內(nèi)形成厚度10 20μm銅焊盤結(jié)構(gòu)；再去膠，采用離子束轟擊去除種子層；不必制備阻焊層；(c)采用倒扣焊機(jī)實(shí)現(xiàn)錫凸點(diǎn)與斜槽中焊盤之間的對準(zhǔn)，凸點(diǎn)插入斜槽內(nèi)并和焊盤進(jìn)行焊接。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟b全加法工藝中表面濺射種子層為TiW/ Cu，厚度分別為50nm/150nm。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟b中噴膠厚度為2-6μ m。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟a形成的斜槽的相鄰之間相隔 10-20 μ m
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于錫凸點(diǎn)插入斜槽進(jìn)行回流，回流是采用 100°C、150°C、220°C、260°C和80°C五段溫度進(jìn)行的，每段保溫30s。
6.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于錫凸點(diǎn)的直徑為50μm。
7.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟c作為倒扣焊基板為N型硅片，厚度為 400-600 μm
8.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟a作為倒扣焊基板為PCB非硅基板則采 用激光打孔技術(shù)形成圓孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凹槽中焊接實(shí)現(xiàn)焊料倒扣焊的工藝方法，其特征在于(a)使用普通硅片作為倒扣焊基板，在基板上采用TMAH濕法腐蝕形成斜槽；(b)采用全加法工藝，在斜槽內(nèi)制作銅焊盤；不必制備阻焊層；(c)采用倒扣焊機(jī)實(shí)現(xiàn)錫凸點(diǎn)與斜槽中焊盤之間的對準(zhǔn)，凸點(diǎn)插入斜槽內(nèi)并和焊盤進(jìn)行焊接。本發(fā)明提供的工藝最終可以實(shí)現(xiàn)焊盤間距74μm/焊盤寬度50μm的焊盤結(jié)構(gòu)，優(yōu)于目前的“減法工藝”和“半加法工藝”得到的焊盤面積與焊盤間間距的關(guān)系參數(shù)。而且該倒扣焊工藝不需要制作阻焊層結(jié)構(gòu)，利用腐蝕槽的阻擋作用凹槽可限制焊料的流動，防止回流過程中焊料的流動造成相鄰焊盤之間的短接。
文檔編號H01L21/60GK101996906SQ20101027596
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者徐高衛(wèi), 曹毓涵, 羅樂, 袁媛 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所