倒裝封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種倒裝封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體芯片倒裝封裝結(jié)構(gòu)，通常在芯片上設(shè)置銅柱，并在銅柱的頂端設(shè)置凸塊，凸塊主要成分是錫，將芯片翻轉(zhuǎn)倒扣在基板上進(jìn)行加熱，利用熔融的凸塊與基板相結(jié)合，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的打線鍵合，使得芯片和基板之間實(shí)現(xiàn)高密度短距離有效焊接，以滿足高時(shí)脈的CPU、GPU等產(chǎn)品性能要求。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中倒裝封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，封裝結(jié)構(gòu)包括:芯片10、芯片10表面設(shè)置的銅柱20，銅柱20頂端設(shè)置的凸塊30 (錫球)，用以電連結(jié)的基板40，基板40上設(shè)置的焊墊50。
[0003]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中倒裝封裝結(jié)構(gòu)焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在芯片倒裝焊接過程中，芯片10倒扣后與基板40加熱到一定溫度后，銅柱20頂端的凸塊30融化后在基板40表面相結(jié)合，由于表面張力、溫度、濕度等因素會在結(jié)合處形成不規(guī)則焊接面60。由于焊接面大小及位置的不確定性，導(dǎo)致產(chǎn)品的電參數(shù)、功能失效。針對此失效，業(yè)內(nèi)雖然通過控制溫度、濕度參數(shù)等方面改善焊接可靠性，但是還不能非常有效地控制焊接面的大小，電參數(shù)及功能失效問題解決不了。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]在下文中給出關(guān)于本實(shí)用新型的簡要概述，以便提供關(guān)于本實(shí)用新型的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本實(shí)用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實(shí)用新型的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本實(shí)用新型的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0005]本實(shí)用新型提供一種改善焊接可靠性的倒裝封裝結(jié)構(gòu)。
[0006]本實(shí)用新型提供一種倒裝封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片、基板，所述芯片表面設(shè)有銅柱，所述銅柱頂端設(shè)有凸塊，所述基板表面設(shè)有焊墊，所述焊墊邊沿處設(shè)有向所述基板上方凸起的圍壩，所述圍壩形成空腔，至少所述凸塊伸入所述空腔內(nèi)且與所述焊墊焊連。
[0007]本實(shí)用新型提供的倒裝封裝結(jié)構(gòu)通過在焊墊邊沿處增設(shè)圍壩的設(shè)計(jì)，使凸塊融化后固定在圍壩中，通過圍壩固定了焊接面的位置和大小，提高了焊接的可靠性。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、焊接效果可靠穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0008]參照下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例的說明，會更加容易地理解本實(shí)用新型的以上和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。附圖中的部件只是為了示出本實(shí)用新型的原理。在附圖中，相同的或類似的技術(shù)特征或部件將采用相同或類似的附圖標(biāo)記來表示。
[0009]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中倒裝封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中倒裝封裝結(jié)構(gòu)焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3為本實(shí)用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為本實(shí)用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實(shí)施方式的設(shè)有圍壩的基板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5為本實(shí)用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)另一種實(shí)施方式的設(shè)有圍壩的基板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖6為本實(shí)用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實(shí)施方式焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記說明:
[0016]10 芯片
[0017]20 銅柱
[0018]30 凸塊
[0019]40 基板
[0020]50 焊墊
[0021]60 不規(guī)則焊接面
[0022]70 圍壩
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面參照附圖來說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。在本實(shí)用新型的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本實(shí)用新型無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0024]圖3為本實(shí)用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]在本實(shí)施方式中，本實(shí)用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)包括芯片10、基板40，芯片10表面設(shè)有銅柱20，銅柱20頂端設(shè)有凸塊30，基板40表面設(shè)有焊墊50，焊墊50邊沿處設(shè)有向基板40上方凸起的圍壩70，圍壩70形成空腔，至少凸塊30伸入所述空腔內(nèi)且與焊墊50焊連。
[0026]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，圍壩70為形成于焊墊50上的管狀結(jié)構(gòu)。
[0027]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述管狀結(jié)構(gòu)垂直于自身軸線的截面形狀為圓形、三角形、矩形、五邊形和六邊形中的任一種。
[0028]圖4為本實(shí)用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實(shí)施方式的設(shè)有圍壩70的基板40結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]如圖4所示，在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，圍壩70呈方筒狀圍繞焊墊50邊沿。
[0030]圖5為本實(shí)用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)另一種實(shí)施方式的設(shè)有圍壩70的基板40結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]如圖5所示，在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，圍壩70呈圓環(huán)狀設(shè)置在焊墊50邊沿，圍壩70的圓形橫截面內(nèi)切于方形焊墊50。
[0032]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，凸塊30為焊球，所述焊球的主要成分為錫。
[0033]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述截面的最短距離為所述焊球直徑的1.4-1.6倍。
[0034]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，圍壩70的高度為所述焊球直徑的0.9-1.1倍。
[0035]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，圍壩70的壁面為絕緣壁面。
[0036]圖6為本實(shí)用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實(shí)施方式焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]如圖6所示，芯片10倒扣后，銅柱20和凸塊30伸入圍壩70中，加熱后，凸塊30融化與焊墊50焊連并固定在圍壩70中，焊接面大小和位置均被圍壩70所固定。
[0038]綜上所述，本實(shí)用新型提供的倒裝封裝結(jié)構(gòu)通過在焊墊50邊沿處增設(shè)圍壩70的設(shè)計(jì)，使凸塊30融化后固定在圍壩70中，通過圍壩70固定了焊接面的位置和大小，提高了焊接的可靠性。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、焊接效果可靠穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
[0039]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種倒裝封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片、基板，其特征在于，所述芯片表面設(shè)有銅柱，所述銅柱頂端設(shè)有凸塊，所述基板表面設(shè)有焊墊，所述焊墊邊沿處設(shè)有向所述基板上方凸起的圍壩，所述圍壩形成空腔，至少所述凸塊伸入所述空腔內(nèi)且與所述焊墊焊連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圍壩為形成于所述焊墊上的管狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管狀結(jié)構(gòu)垂直于自身軸線的截面形狀為圓形、三角形、矩形、五邊形和六邊形中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸塊為焊球。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述截面的最短距離為所述焊球直徑的1.4-1.6倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圍壩的高度為所述焊球直徑的0.9-1.1倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圍壩的壁面為絕緣壁面。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種倒裝封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片、基板，所述芯片表面設(shè)有銅柱，所述銅柱頂端設(shè)有凸塊，所述基板表面設(shè)有焊墊，所述焊墊邊沿處設(shè)有向所述基板上方凸起的圍壩，所述圍壩形成空腔，至少所述凸塊伸入所述空腔內(nèi)且與所述焊墊焊連。本實(shí)用新型提供的倒裝封裝結(jié)構(gòu)通過在焊墊邊沿處增設(shè)圍壩的設(shè)計(jì)，使凸塊融化后固定在圍壩中，通過圍壩固定了焊接面的位置和大小，提高了焊接的可靠性。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、焊接效果可靠穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H01L23-488
【公開號】CN204391096
【申請?zhí)枴緾N201420812356
【發(fā)明人】繆小勇, 虞國良, 陸丹
【申請人】南通富士通微電子股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月18日