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一種高密度封裝及其制造方法與流程

文檔序號:12598975閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種高密度封裝,包含基板和芯片,基板與芯片通過凸點陣列連接,其特征在于:

基板(或芯片)部分設置有硬質金屬的空心柱,提供一個凹槽;

芯片(或基板)部分有硬質金屬凸點;

硬質金屬凸點一一對應地插入于硬質金屬空心柱中;

硬質金屬凸點外壁或頂部與硬質空心柱內壁或底部通過凹槽中的金屬焊料實現連接。

2.根據權利要求1所述的一種高密度封裝,其特征在于:所述硬質金屬空心柱的上表面為漏斗狀開口,其斜面傾斜角度約為45°。

3.根據權利要求2所述的一種高密度封裝,其特征在于:在所述空心柱的漏斗開口頂部硬質金屬上還沉積或者電鍍有焊料層,基板與芯片鍵合時,凸點插入空心柱,高溫加熱使焊料熔融并沿著斜面向下流入空心柱,實現基板與芯片的互連。

4.根據權利要求1所述的一種高密度封裝,其特征在于:在所述硬質金屬凸點頂部還有焊料金屬帽,基板與芯片鍵合時,凸點插入空心柱后,高溫加熱使焊料金屬在空心柱中熔融,實現基板與芯片的互連。

5.根據權利要求4所述的一種高密度封裝,其特征在于:所述凸點硬質金屬為Cu或Au,所述焊料為Sn、In,或含Sn、In的金屬合金。

6.根據權利要求1所述的一種高密度封裝,其特征在于:所述空心柱的凹槽截面尺寸大于凸點的橫截面尺寸,優(yōu)選的,凹槽的截面對角線寬度約為5μm,凸點的對角線寬度約為3μm。

7.根據權利要求1所述的一種高密度封裝,其特征在于:所述空心柱的凹槽深度和凸點的高度優(yōu)選為10μm左右,凸點頂部的焊料金屬帽約為6μm高。

8.一種高密度封裝的制造方法,其特征在于,包括如下步驟:

步驟S1:在基板部分設置大量硬質金屬空心柱;

步驟S2:在芯片部分設置大量硬質金屬凸點,與基板上的空心柱相一一對應;

步驟S3:在空心柱或凸點上電鍍或者沉積軟質金屬焊料,將凸點對應插入于空心柱中;

步驟S4:加熱使焊料熔融回流,實現凸點與空心柱的連接。

9.根據權利要求8所述的一種高密度封裝的制造方法,其特征在于,步驟S1包括:

步驟S1.1:在基板上覆蓋鈍化層,并在相應位置形成開口以露出基板上的大量金屬焊盤;

步驟S1.2:在鈍化層和金屬焊盤上沉積凸點下金屬化層;

步驟S1.2:旋涂光刻膠,再圖案化光刻顯影,在對應金屬焊盤的位置形成環(huán)狀窗口,所述環(huán)狀窗口可以是圓環(huán)、矩形環(huán)或多邊形環(huán);

步驟S1.3:環(huán)狀窗口中電鍍硬質金屬材料,去除剩余光刻膠,得到大量金屬空心柱。

10.根據權利要求9所述的一種高密度封裝的制造方法,其特征在于:鈍化層材料可選用非感光性聚酰亞胺,并適當延長顯影時間以充分發(fā)揮顯影液顯影能力的各向同性特征,形成漏斗狀的斜面開口,所述傾斜角在45°左右,基于鈍化層的漏斗狀斜面開口,電鍍得到的硬質金屬空心柱其開口也為漏斗狀形貌,傾斜角約為45°。

11.根據權利要求8所述的一種高密度封裝的制造方法,其特征在于:步驟S2還包括:

步驟S2.1:旋涂光刻膠,再圖案化光刻顯影,在對應金屬焊盤的位置形成窗口圖形,窗口圖形的位置還與基板上空心柱相一一對應,所述窗口圖形可以是圓形、矩形或多邊形;

步驟S2.2:圖形窗口中電鍍硬質金屬材料,去除剩余光刻膠,得到大量金屬凸點,其位置與基板上的空心柱相對應。

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