專利名稱：一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)功能的多元化、小型化正在引領(lǐng)潮流的發(fā)展。為了滿足用戶對(duì)系統(tǒng)小型化、多功能的要求，芯片的引腳凸點(diǎn)也正在朝著小尺寸、窄節(jié)距、多凸點(diǎn)的方向發(fā)展。隨著這種發(fā)展，一種微型銅柱凸點(diǎn)越來(lái)越受到關(guān)注，采用這種微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)不僅可以獲得很窄的節(jié)距，而且其信號(hào)傳輸性能也優(yōu)于現(xiàn)有的其他凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。為了制作出更多更小的凸點(diǎn)，并盡可能增加凸點(diǎn)與焊盤的接觸面積，以提升功能的穩(wěn)定性。通常將凸點(diǎn)的尺寸制作的比芯片表面鈍化層開口還要小，因此在這種結(jié)構(gòu)中微凸點(diǎn)位于鈍化層開口的內(nèi)部。這就使得部分芯片表面的鋁焊盤暴露在外，在進(jìn)行芯片后道封裝的時(shí)候，暴露的鋁焊盤極易被工藝中使用的腐蝕性溶劑和回流過程中使用到的助焊劑腐蝕破壞。另外由于鋁焊盤與微型銅柱的直接接觸，焊盤會(huì)與銅柱發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)，從而造成后道封裝的良率損失和后續(xù)使用過程中的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種帶有金屬保護(hù)層、保護(hù)芯片焊盤不被腐蝕破壞、提高半導(dǎo)體封裝良率和可靠性的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，它包括芯片本體和芯片焊盤，所述芯片焊盤設(shè)置在芯片本體的正面，它還包括芯片表面鈍化層、金屬保護(hù)層和微凸點(diǎn)，所述芯片表面鈍化層覆蓋在芯片本體的正面以及芯片焊盤的外圍，所述芯片焊盤上的芯片表面鈍化層的中部設(shè)有芯片表面鈍化層開口，所述金屬保護(hù)層設(shè)置在表面鈍化層開口露出的芯片焊盤上，所述微凸點(diǎn)設(shè)置在金屬保護(hù)層上，所述微凸點(diǎn)包括金屬柱和設(shè)置在金屬柱頂端的金屬帽，所述微凸點(diǎn)與金屬保護(hù)層之間設(shè)置金屬濺射層，所述金屬濺射層包括下層的阻擋層與上層的種子層。所述芯片焊盤上化學(xué)鍍單層或多層金屬保護(hù)層。所述金屬保護(hù)層的材質(zhì)為N1、Ni/Au或Ni/Pd/Au。所述金屬保護(hù)層的厚度不超過2 μ m。所述金屬保護(hù)層完全覆蓋芯片焊盤的露出芯片表面鈍化層開口的部分。所述微凸點(diǎn)的尺寸小于鈍化層開口的尺寸。所述金屬柱的直徑為15 50 μ m，高度為20 50 μ m。所述金屬柱的材質(zhì)為銅。所述種子層與金屬柱的底部連接，所述阻擋層與金屬保護(hù)層連接。本實(shí)用新型的有益效果是:[0015]在芯片表面鈍化層開口露出的芯片焊盤上采用化學(xué)鍍的方式沉積一層或多層金屬保護(hù)層，然后在金屬保護(hù)層上濺射一層或多層阻擋層與種子層，并在種子層上制作出微凸點(diǎn)。通過增加金屬保護(hù)層，提升了微凸點(diǎn)的銅柱在回流過程中的助焊劑抗性，同時(shí)避免了芯片焊盤受到腐蝕性溶劑的破壞，從而保護(hù)了露出的鋁材料的芯片焊盤。另外也阻隔了芯片焊盤與銅柱的直接接觸，避免了鋁與銅的擴(kuò)散，提升了微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的可靠性。

圖1為本實(shí)用新型一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。其中:芯片本體101芯片焊盤102芯片表面鈍化層103芯片表面鈍化層開口 1031金屬保護(hù)層104金屬派射層105微凸點(diǎn)106金屬柱1061金屬帽1062。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型涉及一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，它包括芯片本體101、芯片焊盤102、芯片表面鈍化層103、金屬保護(hù)層104和微凸點(diǎn)106。所述芯片焊盤102設(shè)置在芯片本體101的正面，所述芯片表面鈍化層103覆蓋在芯片本體101的正面以及芯片焊盤102的外圍。所述芯片焊盤102上的芯片表面鈍化層103的中部設(shè)有芯片表面鈍化層開口 1031，所述金屬保護(hù)層104設(shè)置在表面鈍化層開口 1031露出的芯片焊盤102上，所述芯片焊盤102露出芯片表面鈍化層開口 1031的部分化學(xué)鍍單層或多層金屬保護(hù)層104，并被金屬保護(hù)層104完全覆蓋。所述金屬保護(hù)層104的材質(zhì)為N1、Ni/Au、Ni/Pd/Au,且厚度不超過2 μ m。所述微凸點(diǎn)106設(shè)置在金屬保護(hù)層104上，所述微凸點(diǎn)106的尺寸小于鈍化層開口 1031的尺寸。所述微凸點(diǎn)106包括金屬柱1061和設(shè)置在金屬柱1061頂端的金屬帽1062，所述微凸點(diǎn)106與金屬保護(hù)層104之間設(shè)置金屬濺射層105，所述金屬濺射層105包括下層的阻擋層與上層的種子層，所述種子層與金屬柱1061的底部連接，種子層的形成有利于金屬柱1061的成形，與金屬保護(hù)層104連接的阻擋層用來(lái)阻止銅的擴(kuò)散。所述金屬柱1061為銅柱。所述金屬柱1061的直徑為15 50 μ m,高度為20 50 μ m。所述金屬帽1062的材質(zhì)為錫或錫合金。本實(shí)用新型一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)過程為:I)利用化學(xué)鍍的方式在芯片焊盤102上鈍化層開口 1031鍍一層或多層金屬保護(hù)層 104 ；2)通過濺射的方式，在晶圓表面均勻?yàn)R射種子層與阻擋層；[0032]3)采用光刻工藝，均勻涂上一層光刻膠，通過掩膜方式在晶圓表面光刻膠上形成圖形；4)在形成的光刻圖形開口中，電鍍出所需尺寸的微凸點(diǎn)106的金屬柱1061和金屬帽 1062 ；5)通過后續(xù)的腐蝕去膠工藝，將微凸點(diǎn)106外側(cè)及晶圓上多余的光刻膠和金屬濺射層105進(jìn)行去除，最終制作出所需要的帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片本體(101)和芯片焊盤(102)，所述芯片焊盤(102)設(shè)置在芯片本體(101)的正面，其特征在于:還包括芯片表面鈍化層(103)、金屬保護(hù)層(104)和微凸點(diǎn)(106)，所述芯片表面鈍化層(103)覆蓋在芯片本體(101)的正面以及芯片焊盤(102)的外圍，所述芯片焊盤(102)上的芯片表面鈍化層(103)的中部設(shè)有芯片表面鈍化層開口(1031 )，所述金屬保護(hù)層(104)設(shè)置在表面鈍化層開口( 1031)露出的芯片焊盤(102)上，所述微凸點(diǎn)(106)設(shè)置在金屬保護(hù)層(104)上，所述微凸點(diǎn)(106)包括金屬柱(1061)和設(shè)置在金屬柱(1061)頂端的金屬帽(1062),所述微凸點(diǎn)(106)與金屬保護(hù)層(104)之間設(shè)置金屬濺射層(105)，所述金屬濺射層(105)包括下層的阻擋層與上層的種子層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述芯片焊盤(102)上化學(xué)鍍單層或多層金屬保護(hù)層(104)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬保護(hù)層(104)的材質(zhì)為N1、Ni/Au或Ni/Pd/Au。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬保護(hù)層(104)的厚度不超過2 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬保護(hù)層(104)完全覆蓋芯片焊盤(102)的露出芯片表面鈍化層開口( 1031)的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述微凸點(diǎn)(106)的尺寸小于鈍化層開口(1031)的尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬柱(1061)的直徑為15 50 μ m，高度為20 50 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬柱(1061)的材質(zhì)為銅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述種子層與金屬柱(1061)的底部連接，所述阻擋層與金屬保護(hù)層(104)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶有金屬保護(hù)層的微凸點(diǎn)芯片封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。它包括芯片本體、芯片焊盤、芯片表面鈍化層、金屬保護(hù)層、金屬濺射層和微凸點(diǎn)，所述化學(xué)鍍的金屬保護(hù)層完全覆蓋芯片焊盤的露出芯片表面鈍化層開口的部分，所述微凸點(diǎn)包括金屬柱和設(shè)置在金屬柱頂端的金屬帽，所述微凸點(diǎn)與金屬保護(hù)層之間設(shè)置金屬濺射層，所述金屬濺射層包括下層的阻擋層與上層的種子層，所述微凸點(diǎn)成形在種子層上。本實(shí)用新型的封裝結(jié)構(gòu)帶有化學(xué)鍍成形的金屬保護(hù)層，用于保護(hù)芯片焊盤不被腐蝕破壞，從而提高半導(dǎo)體封裝良率和可靠性。
文檔編號(hào)H01L23/488GK202930373SQ20122050466
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者郭洪巖, 張愛兵, 張黎, 賴志明, 陳錦輝 申請(qǐng)人:江陰長(zhǎng)電先進(jìn)封裝有限公司