基板的制作方法及半导体芯片的封装方法 【技术领域】
本发明涉及半导体技术领域, 特别涉及基板制作方法和半导体芯片的封装方法。背景技术 芯片封装技术是将待封装芯片与基板焊接, 利用基板的内部线路实现所述芯片 与外部电连接的技术。通常, 芯片的有源表面 (active surface) 上设置有芯片焊垫 (die pad), 所述基板上设置有基板焊垫, 所述芯片焊垫和基板焊垫上分别印刷金属焊料, 所述芯 片焊垫与所述基板焊垫通过回流后的金属焊料电连接。
具体地, 请参考图 1 ~图 4, 现有的芯片封装方法包括 :
首先, 请参考图 1, 提供待封装的半导体芯片 200, 所述半导体芯片 200 的有源表面 204 上设置有多个间隔排布的芯片焊垫 208, 在所述芯片焊垫 208 两侧的有源表面 204 上还 形成有钝化层 206, 所述钝化层 206 与芯片焊垫 208 齐平。所述有源表面 204 下方的芯片 200 内形成有半导体器件 ( 未图示 )。所述芯片焊垫 208 表面印刷有金属焊料 ( 未示出 )。
然后, 参考图 2, 提供基板 100, 在所述基板 100 上形成多个基板焊垫 102, 所述基板 焊垫 102 间隔排布, 与所述芯片焊垫 208 的位置对应。在所述基板 100 上形成绝缘掩膜层 103, 所述绝缘掩膜层 103 具有开口, 所述开口露出基板焊垫 102 的表面。所述开口用于填 充金属焊料, 在回流焊接后形成金属球, 并且经过压平工艺, 形成导电凸块 (bump), 与芯片 的芯片焊盘上的金属焊料焊接。
然后, 仍然参考图 2, 进行印刷工艺, 在所述开口内填充金属焊料, 形成导电凸块 104。所述金属焊料的材质为锡膏。
然后, 参考图 3, 将所述基板 100 的导电凸块 104 与半导体芯片 200 的芯片焊垫 208 相对设置, 对所述导电凸块 104 进行回流焊接, 并且进行压平工艺, 在所述半导体芯片 200 和基板 100 之间施加压力, 将所述芯片 200 和基板 100 焊接在一起。
但是, 在实际中发现, 封装后的芯片与外部电连接的可靠性低。
发明内容 本发明解决的技术问题是提供了一种基板的制作方法和芯片的封装方法, 所述方 法获得的基板上形成的凸块具有良好的共面性 ( 平整度 ), 改善了芯片和基板之间的焊接 面的焊接强度, 提高了封装后的芯片可靠性。
为了解决上述问题, 本发明提供一种基板的制作方法, 包括 :
提供基板, 所述基板上形成有籽晶层 ;
在所述籽晶层上形成第一绝缘掩膜层, 所述第一绝缘掩膜层内形成有多个第一开 口, 所述第一开口露出籽晶层 ;
在所述第一开口内形成基板焊盘 ;
在所述基板焊盘和第一绝缘掩膜层上形成第二绝缘掩膜层, 所述第二绝缘掩膜层 内形成有多个第二开口, 所述第二开口的位置与基板焊盘的位置对应 ;
进行电镀沉积工艺, 在所述第二开口内形成导电凸块 ;
去除所述第一掩膜绝缘层和第二掩膜绝缘层 ;
去除未被所述基板焊盘覆盖的籽晶层 ;
形成覆盖所述基板焊盘、 剩余的籽晶层的绝缘介质层, 所述绝缘介质层与所述导 电凸块齐平。
可选地, 在形成所述导电凸块后, 还包括 : 化学机械研磨步骤, 使得所述导电凸块 和基板的表面齐平。
可选地, 所述籽晶层的材质为铜, 所述导电凸块的材质为铜。
可选地, 所述第一绝缘掩膜层和第二绝缘掩膜层的材质为光敏材质或高分子聚合 物。
可选地, 所述籽晶层利用溅射工艺、 化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺形成。
可选地, 所述所述第二开口的宽度小于等于所述第一开口的宽度。
可选地, 所述去除未被所述基板焊盘覆盖的籽晶层的方法为湿法刻蚀的方法。
可选地, 所述湿法刻蚀的速率为 0.6 ~ 2.0 微米 / 分钟。
可选地, 所述湿法刻蚀的溶液为双氧水、 硫酸和水的混合溶液, 双氧水的浓度为 10 ~ 30g/L, 硫酸的浓度为 25 ~ 75g/L。
可选地, 所述绝缘介质层利用丝网印刷工艺、 旋涂、 喷涂或贴附工艺制作。
可选地, 所述丝网印刷工艺包括 :
粗化所述基板、 基板焊盘、 导电凸块 ;
在所述基板上丝网印刷绝缘介质层 ;
对所述绝缘介质层进行预烘烤 ;
预固化所述预烘烤后的绝缘介质层 ;
平坦化所述预固化后的绝缘介质层 ;
后固化平坦化后的绝缘介质层。
可选地, 所述平坦化的方法为化学机械研磨的方法。
相应地, 本发明还提供一种半导体芯片的封装方法, 包括 :
提供基板和待封装芯片, 所述芯片具上形成有芯片焊垫 ;
在所述基板上形成籽晶层 ;
在所述籽晶层上形成第一绝缘掩膜层, 所述第一绝缘掩膜层内形成有第一开口, 所述第一开口露出下方的籽晶层, 所述开口与所述芯片焊垫位置对应 ;
在所述第一开口形成基板焊盘 ;
在所述基板焊盘和第一绝缘掩膜层上形成第二绝缘掩膜层, 所述第二绝缘掩膜层 内形成有第二开口, 所述第二开口与第一开口的位置对应 ;
进行电镀沉积工艺, 在所述第二开口内形成导电凸块 ;
去除所述第一掩膜绝缘层和第二掩膜绝缘层 ;
去除未被所述基板焊盘覆盖的籽晶层 ;
形成覆盖所述基板焊盘、 导电凸块、 剩余的籽晶层的绝缘介质层 ;
利用金属焊料将所述芯片的基板焊盘与所述基板上的导电凸块焊接。
可选地, 在形成所述导电凸块后, 还包括 : 化学机械研磨步骤, 使得所述导电凸块和基板的表面齐平。
可选地, 所述籽晶层的材质为铜, 所述导电凸块的材质为铜。
可选地, 所述第一绝缘掩膜层和第二绝缘掩膜层的材质为光敏材质或高分子聚合 物。
可选地, 所述籽晶层利用溅射工艺、 化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺形成。
可选地, 所述所述第二开口的宽度小于等于所述第一开口的宽度。
可选地, 所述去除未被所述基板焊盘覆盖的籽晶层的方法为湿法刻蚀的方法。
可选地, 所述湿法刻蚀的速率为 0.6 ~ 2.0 微米 / 分钟。
可选地, 所述湿法刻蚀的溶液为双氧水、 硫酸和水的混合溶液, 双氧水的浓度为 10 ~ 30g/L, 硫酸的浓度为 25 ~ 75g/L。
可选地, 所述绝缘介质层利用丝网印刷工艺、 旋涂、 喷涂或贴附工艺制作。
可选地, 所述丝网印刷工艺包括 :
粗化所述基板、 基板焊盘、 导电凸块 ;
在所述基板上丝网印刷绝缘介质层 ;
对所述绝缘介质层进行预烘烤 ; 预固化所述预烘烤后的绝缘介质层 ;
平坦化所述预固化后的绝缘介质层 ;
后固化平坦化后的绝缘介质层。
可选地, 所述平坦化的方法为化学机械研磨的方法。
与现有技术相比, 本发明有以下优点 :
本发明在基板上依次形成籽晶层、 位于籽晶层上的第一绝缘掩膜层、 位于第一绝 缘掩膜层内的基板焊盘、 位于第一绝缘掩膜层和基板焊盘上的第二绝缘掩膜层、 位于第二 绝缘掩膜层内的导电凸块, 然后去除所述第一绝缘掩膜层、 第二绝缘掩膜层和未被基板焊 盘覆盖的籽晶层, 在剩余的籽晶层和基板焊盘上形成与所述导电凸块齐平的绝缘介质层, 由于所述导电凸块是利用电镀沉积的方法形成于第二绝缘层的第二开口内的, 与现有技术 利用印刷工艺制作在第二开口内填充焊料 ( 所述焊料大小不同可能导致最终形成的导电 凸块的厚度不同 ) 相比, 本发明利用沉积工艺形成的导电凸块的厚度均匀性提高。并且本 发明通过形成在剩余的籽晶层和基板焊盘上形成与所述导电凸块齐平的绝缘介质层, 使得 所述导电凸块处于同一平面, 进一步提高了导电凸块的共面性, 从而避免在焊接时的虚焊、 空焊的发生, 提高了焊接的可靠性和封装后的芯片的强度, 提高了芯片的使用寿命 ;
由于所述导电凸块是利用沉积工艺形成, 其材质为铜, 其下方的基板焊盘的材质 为铜, 与现有技术的导电凸块的材质为金属焊料、 基板焊盘的材质为铜相比, 本发明提高了 基板焊盘与导电凸块之间的粘附性, 进一步提高了焊接的强度, 提高了封装的可靠性和封 装后芯片的良率。 并且由于所述导电凸块的材质为铜, 减小了导电凸块的电阻, 提高了基板 的导电性能。
附图说明
图 1 ~图 3 为现有的芯片封装方法剖面结构示意图。
图 4 为本发明的基板制作方法流程示意图。图 5 ~图 10 是本发明的基板制作方法剖面结构示意图。 图 11 是本发明的芯片封装方法剖面结构示意图。 图 12 是本发明的芯片与基板封装后的结构示意图。具体实施方式
现有的封装技术获得封装后的芯片与外部电连接的可靠性低。 经过发明人研究发 现, 造成上述问题的原因是基板与芯片的焊接质量不符合要求, 存在空焊的问题, 并且基板 与芯片的焊接面不平整。 而使得所述基板与芯片的焊接质量不符合要求的原因是由于导电 凸块的共面性不好。本发明所述的导电凸块的共面性不好, 是指基板上的多个导电凸块的 远离基板的表面不处于同一平面, 部分导电凸块厚度偏高, 部分导电凸块厚度偏低。
具体地, 请结合图 3, 由于所述导电凸块 104 通过向填绝缘介质层内的开口填充焊 料形成。 由于焊料通常为一个个的球状, 其本身大小存在差异, 从而在回流焊接和压平工艺 时形成的导电凸块 104 的大小不均匀, 从而无法与芯片 200 之间形成平整的焊接面, 影响与 芯片 200 的焊接强度。并且, 部分导电凸块的厚度偏低, 使得该导电凸块和与之对应的芯片 焊盘的焊接处于空焊的状态, 在工作时导电凸块和所述芯片焊盘之间形成电容, 随着电信 号的通断, 所述电容被反复充电和放电, 降低芯片的使用寿命, 严重的情况可能将芯片击穿 导致芯片无法正常工作。 由于所述导电凸块 104 是利用金属焊料形成, 其材质一般为为含锡的材质, 而其 下方的基板焊垫 102 的材质一般为铜, 两者之间接触不好, 在受到外力作用时, 所述导电凸 块 104 与基板焊垫 102 之间容易分离, 焊接强度低。
对应地, 发明人提供一种芯片的封装方法, 参考图 4, 所述方法包括 :
步骤 S1, 提供基板, 所述基板上形成有籽晶层 ;
步骤 S2, 在所述籽晶层上形成第一绝缘掩膜层, 所述第一绝缘掩膜层内形成有多 个第一开口, 所述第一开口露出籽晶层 ;
步骤 S3, 在所述第一开口形成基板焊盘 ;
步骤 S4, 在所述基板焊盘和第一绝缘掩膜层上形成第二绝缘掩膜层, 所述第二绝 缘掩膜层内形成有多个第二开口, 所述第二开口的位置与基板焊盘的位置对应 ;
步骤 S5, 进行电镀沉积工艺, 在所述第二开口内形成导电凸块 ;
步骤 S6, 去除所述第一掩膜绝缘层和第二掩膜绝缘层 ;
步骤 S7, 去除未被所述基板焊盘覆盖的籽晶层 ;
步骤 S8, 形成覆盖所述基板焊盘、 剩余的籽晶层的绝缘介质层, 所述绝缘介质层与 所述导电凸块齐平。
下面将结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。
请结合图 5 ~图 10, 为本发明的芯片封装方法剖面结构示意图。
首先, 请参考图 5, 提供基板 300, 所述基板 300 可以为单层板, 也可以为多层板。 所 述基板 300 的材质通常为有机基板或金属基板 ( 例如镍 - 铜板 )。
当所述基板 300 为多层板时, 其内部还形成有至少一层基板焊盘和与基板焊盘电 连接的线路层 ( 或配线层 ), 各层基板焊盘之间和同一层基板焊盘之间的电连接通过线路 层实现, 与现有技术相同, 作为本领域技术人员的公知技术, 在此不做详细的说明。
接着, 在所述基板 300 上形成籽晶层 302, 所述籽晶层 302 的材质为金属, 所述金属 可以为金、 银、 铝、 铜等。
作为优选的实施例, 所述籽晶层 302 的材质与后续需要形成基板焊盘和导电凸块 的材质相同。 本实施例中, 所述籽晶层 302 的材质为铜。 所述籽晶层 302 用于在后续形成基 板焊盘和导电凸块时使得基板 300 全基板通电, 因此所述籽晶层 302 应完全覆盖所述基板 300 ; 在所述基板焊盘和导电凸块形成后, 未被所述基板焊盘和导电凸块覆盖的籽晶层将被 去除。因此, 为了节约金属铜, 降低成本, 所述籽晶层 302 的厚度不宜过大。优选地, 所述籽 晶层 302 的厚度范围为 2 ~ 5 微米。
具体地, 所述籽晶层 302 可以利用化学气相沉积工艺、 物理气相沉积工艺、 电镀沉 积工艺等制作。优选地, 所述籽晶层 302 利用化学气相沉积工艺形成, 所述化学工艺与现有 技术相同, 作为本领域技术人员的公知技术, 这里不在赘述。
接着, 仍然参考图 5, 在所述籽晶层 302 上形成第一绝缘掩膜层 304。所述第一绝 缘掩膜层 304 内形成有多个第一开口, 所述第一开口的内用于在后续步骤中填充金属层, 形成基板焊盘。由于所述金属层利用电镀工艺制作, 所述第一绝缘掩膜层 304 覆盖的籽晶 层 302 上将由于所述第一绝缘掩膜层 304 的绝缘作用而不会电镀金属层, 而所述第一开口 ( 即未被所述第一绝缘掩膜层 304 覆盖的 ) 籽晶层 302 上将电镀金属层, 从而形成基板焊 盘。 作为一个实施例, 所述第一开口的深度为基板焊盘的深度, 由于本实施例中所述 基板焊盘的深度范围为 10 ~ 30 微米, 从而所述第一开口的深度范围为 10 ~ 30 微米。所 述第一开口的宽度等于将要形成的基板焊盘的宽度, 所述基板焊盘的宽度可以根据工艺需 要进行具体的设置, 因此, 所述第一开口的宽度可以根据工艺需要进行设置。
所述第一绝缘掩膜层 304 的材质可以为光敏材质或高分子聚合物。其中所述光敏 材质可以为有机树脂、 polymer, 所述光敏材质可以为干膜或湿膜。
当所述第一绝缘掩膜层 304 的材质为光敏材质时, 可以通过贴附工艺形成于所述 籽晶层 302 上方, 并且通过曝光、 显影等工艺在所述第一绝缘掩膜层 304 内形成所述开口。 当所述第一绝缘掩膜层 304 的材质为高分子聚合物时, 可以通过贴附工艺形成于所述籽晶 层 302 上方, 并通过机械钻孔或激光钻孔的方法在所述第一绝缘掩膜层 304 内形成开口。 其 中机械钻孔或激光钻孔的方法作为本领域技术人员的公知技术, 在此不做详细的说明。
作为一个优选的实施例, 所述第一掩膜绝缘层 304 的材质为干膜, 其可以使用简 单的曝光、 显影工艺形成开口, 并且在需要去除时, 可以通过刻蚀工艺去除。 本实施例中, 所 述干膜的型号为 R3025 的干膜, 其为日本日立公司 (Hitachi) 的一种干膜产品。
本实施例中, 所述干膜利用贴附工艺制作, 作为一个实施例, 所述贴附工艺包括 : 在贴膜之前, 先对籽晶层 302 进行表面处理, 去除籽晶层 302 上的有机以及无机杂质, 并用 去离子水冲洗, 之后, 采用自动切割压膜机, 首先对自动切割压膜机进行预热, 预热机温度 为 100 摄氏度 ±10 摄氏度, 之后, 在 110 摄氏度 ±10 摄氏度的温度条件下, 施加 3 ~ 5kg/ 2 cm 的压力, 进行贴膜处理, 形成干膜层。
之后, 在所述干膜层内形成开口, 形成如图 5 所述第一绝缘掩膜层 304, 所述第一 开口暴露出下方的籽晶层 302。 在干膜层内形成第一开口的具体工艺可以采用干膜曝光、 显 影工艺。
作为一个实施例, 干膜曝光采用半自动对位曝光机, 曝光能量为 150 ~ 250mj/cm2, 显影采用非接触式显影设备, 显影液组成 : 例如采用台湾友缘公司生产的型号为 PC-550 的 显影液原液 2 ~ 8% ( 重量百分比浓度 ), 碳酸钾 2 ~ 4% ( 重量百分比浓度 ), 去离子水 2 90 ~ 96% ( 重量百分比浓度 ), 温度 28 ~ 32 摄氏度, 喷淋压力 3.0kg/cm , 处理时间 5 ~ 10 分钟。
需要说明的是, 在制作第一开口的同时, 在所述第一绝缘掩膜层 304 内还制作了 第三开口 ( 未示出 ), 所述第三开口露出下方的籽晶层 302, 所述第三开口用于填充金属层, 制作线路层 ( 又称为配线层 )。所述线路层通过所述基板焊盘与芯片电连接。所述第三开 口的位置和形状根据线路层的设计需要进行具体设置, 其具体可以参考现有技术, 作为本 领域技术人员的公知技术, 在此不做详细的说明。
然后, 请参考图 6, 在所述第一开口内填充金属层, 形成基板焊盘 306。所述基板焊 盘 306 的材质为铜, 所述基板焊盘 306 利用电镀沉积工艺制作。作为一个实施例, 所述电镀 工艺采用电镀液的组分 ( 以重量百分比计算 ) 为 : 电镀液的基本成分 : 硫酸铜 8 ~ 15%, 硫酸 15 ~ 20%, 氯离子 0.004 ~ 0.006%, 安美特公司生产的型号为 Cu200 的基础液 : 6~ 20 %, 安美特公司生产的型号为 Cu200 光亮剂 : 0.3 ~ 0.5 %, 安美特公司生产的型号为 Cu200 整平剂 : 0.8 ~ 1.2%, 去离子水 45 ~ 75%。电镀工艺的参数为 : 溶液温度为 24 ~ 30 摄氏度, 电镀时的电流密度为 3 ~ 8ASD, 电镀时间为 60 ~ 180min。
上述在第一开口内填充金属层形成基板焊盘 306 的同时, 还在第三开口内填充金 属层, 形成线路层, 所述线路层与基板焊盘 306 位于基板 300 的同一层, 通过基板焊盘 306 与芯片电连接。
然后, 请参考图 7, 在所述基板焊盘 306 和第一绝缘掩膜层 304 上形成第二绝缘掩 膜层 312, 所述第二绝缘掩膜层 312 内形成有多个第二开口, 所述第二开口的位置与所述第 一开口的位置对应。所述第二掩膜绝缘层 312 的材质可以为光敏材质或高分子聚合物。本 实施例中, 所述第二掩膜绝缘层 306 与第一掩膜绝缘层 306 的材质相同, 所述第二掩膜绝缘 层 312 的制作方法与第一掩膜绝缘层 306 的方法相同, 在此不做赘述。
所述第二开口用于后续进行沉积工艺, 形成导电凸块。 本实施例中, 所述第二开口 的宽度大于所述导电凸块的目标宽度, 所述第二开口的宽度与导电凸块的目标宽度之差等 于籽晶层 302 的厚度的两倍。所述第二开口的深度大于所述导电凸块的目标深度。本实施 例中, 所述第二开口的深度与所述导电凸块的目标深度之差等于籽晶层 302 的目标厚度。
然后, 仍然参考图 7, 进行沉积工艺, 在所述第二开口内形成导电凸块 310。所述沉 积工艺为电镀沉积工艺。所述导电凸块 310 的材质可以为金属, 所述金属可以为银、 铝、 铜 等。较为优选地, 所述导电凸块 310 与基板焊盘 306 的材质相同。本实施例中, 所述导电凸 块 310 与的材质为铜。由于所述导电凸块 310 利用电镀沉积工艺形成, 电镀沉积工艺的均 匀度好, 从而形成的导电凸块 310 的共面性好, 即形成的导电凸块 310 的厚度的均匀度好, 从而封装时芯片焊盘与导电凸块之间能够形成平整的焊接面, 防止芯片焊盘与导电凸块因 为空焊、 虚焊与基板的导电凸块之间形成电容, 防止电容反复充放电将芯片烧坏, 降低芯片 的使用寿命, 提高封装后芯片的良率和芯片的可靠性。
此外, 由于所述导电凸块 310 利用电镀沉积工艺形成, 下方的基板焊盘 306 也利用 电镀沉积工艺形成, 两者之间的应力小, 且所述导电凸块 310 与基板焊盘 306 的材质相同,使得导电凸块 310 与基板焊盘 306 的粘附性好, 从而使得导电凸块 310 与基板焊盘 306 之 间不易脱落, 提高封装的可靠性。
作为本发明的一个优选的实施例, 在所述导电凸块 310 形成后, 还需要进行化学 机械研磨的方法, 平坦化籽晶层 310 与所述第二绝缘掩膜层 306 的表面, 进一步提高籽晶层 310 的共面性。
然后, 请参考图 8, 去除所述第一绝缘掩膜层 304 和第二绝缘掩膜层 306。所述第 一绝缘掩膜层 304 和第二绝缘掩膜层 306 的去除方法为剥膜工艺。作为一个实施例, 所述 剥膜工艺采用氢氧化钾或氢氧化钠溶液 ( 浓度 5 ~ 10% ) 进行, 工艺温度 40 ~ 50 摄氏度。
然后, 仍参考图 8, 将进行刻蚀工艺, 以去除未被所述基板焊盘 306 覆盖的籽晶层 302, 从而将所述籽晶层 302 断开, 防止籽晶层 302 将各个基板焊盘短路。本实施例中, 在刻 蚀所述籽晶层 302 的同时, 对所述基板焊盘 306 和导电凸块 310 也有刻蚀作用, 从而使得所 述基板焊盘 306 宽度减少, 所述导电凸块 310 的宽度和厚度减小。其中所述基板焊盘 306 的宽度减小和导电凸块 310 的厚度减小等于籽晶层 302 的厚度, 所述导电凸块的宽度减小 等于籽晶层 302 的厚度的两倍, 因此在实际的工艺中, 本领域技术人员应当考虑要形成的 导电凸块 310 和基板焊盘 306 的尺寸的变化, 对第一开口和第二开口的尺寸进行设置, 具体 请参考前述, 在此不做具体说明。 需要说明的是, 所述导电凸块 310 和基板焊盘 306 的尺寸经过刻蚀尺寸会减小, 该 减小在导电凸块 310 和基板焊盘 306 中所占的比例不大, 因此, 在示意图中未示出。
本实施例中, 所述刻蚀为湿法刻蚀, 所述湿法刻蚀的速率为 0.6 ~ 2.0 微米 / 分 钟。在上述的刻蚀速率范围内, 可以未被基板焊盘 306 覆盖的籽晶层 302 去除, 并不会损 伤基板 300。所述湿法刻蚀利用酸性溶液进行。酸性溶液的组成成分和配比对湿法刻蚀的 速率有影响。本发明所述酸性溶液为硫酸、 双氧水和水的混合溶液, 其中双氧水的比例为 10 ~ 30g/L, 所述硫酸的比例为 25 ~ 75g/L, 在上述的溶液比例范围内, 可以保证刻蚀速率 为 0.6 ~ 2.0 微米 / 分钟。
然后, 参考图 9, 在所述基板 300 上形成绝缘介质层 314。本实施例中, 所述绝缘 介质层 314 材料为光敏性材质, 例如为干膜、 湿膜等, 所述绝缘介质层 314 还可以是热固 性树脂, 例如聚酰亚胺或者环氧树脂以及 TaiyoHRP-700 系列环氧树脂等。所述的 Taiyo HRP-700 系列环氧树脂是日本太阳 (Taiyo) 油墨制造株式会社制造的一种热固性树脂。当 所述绝缘介质层 314 的材质为热固性树脂时, 其可以采用丝网印刷方法制作 ; 当所述绝缘 介质层 314 的材质为干膜时, 其可以利用贴附工艺制作 ; 当所述绝缘介质层 314 的材质为湿 膜时, 其可以利用喷涂或旋涂的方式制作。
作为优选的实施例, 所述绝缘介质层 314 为 Taiyo HRP-700 系列环氧树脂, 其采用 丝网印刷工艺形成。具体包括 :
粗化所述基板 300、 基板焊盘 306、 导电凸块 310 ;
在所述基板 300 上丝网印刷绝缘介质层 314 ;
对所述绝缘介质层 314 进行预烘烤 ;
预固化所述预烘烤后的绝缘介质层 314 ;
平坦化所述预固化后的绝缘介质层 314 ;
后固化平坦化后的绝缘介质层 314。
接着, 请参考图 10, 进行平坦化工艺, 去除位于导电凸块 310 上方的绝缘介质层 314。所述平坦化工艺可以为化学机械研磨工艺, 形成与基板焊盘 306 齐平的绝缘介质层 314。
经过上述步骤, 形成的基板 300 如图 10, 所述导电凸块 310 与绝缘介质层 314 在同 一平面, 从而所述导电凸块具有较好的共面性。
本发明还提供一种芯片的封装方法, 请参考图 11 所示的本发明的芯片封装方法 流程示意图。所述方法包括 :
步骤 S1, 提供基板和待封装芯片, 所述芯片具上形成有芯片焊垫 ;
步骤 S2, 在所述基板上形成籽晶层 ;
步骤 S3, 在所述籽晶层上形成第一绝缘掩膜层, 所述第一绝缘掩膜层内形成有第 一开口, 所述第一开口露出下方的籽晶层, 所述开口与所述芯片焊垫位置对应 ;
步骤 S4, 在所述第一开口形成基板焊盘 ;
步骤 S5, 在所述基板焊盘和第一绝缘掩膜层上形成第二绝缘掩膜层, 所述第二绝 缘掩膜层内形成有第二开口, 所述第二开口与第一开口的位置对应 ;
步骤 S6, 进行电镀沉积工艺, 在所述第二开口内形成导电凸块 ; 步骤 S7, 去除所述第一掩膜绝缘层和第二掩膜绝缘层 ;
步骤 S8, 去除未被所述基板焊盘覆盖的籽晶层 ;
步骤 S9, 形成覆盖所述基板焊盘、 导电凸块、 剩余的籽晶层的绝缘介质层 ;
步骤 S10, 利用金属焊料将所述芯片的基板焊盘与所述基板上的导电凸块焊接。
其中, 所述待封装芯片的结构与现有技术相同, 作为本领域技术人员您的公知技 术, 在此不作详细的说明。
具体地, 本发明的制作在所述基板上形成导电凸块的方法与本发明前一实施例的 基板的制作方法相同, 在制作所述导电凸块后, 还包括化学机械研磨步骤, 使得所述导电凸 块和基板的表面齐平。本发明所述籽晶层的材质为铜, 所述导电凸块的材质为铜。
本发明所述的籽晶层可以利用利用溅射工艺、 化学气相沉积工艺或物理气相沉积 工艺形成, 优选地, 利用化学气相沉积工艺制作, 具体请参考本发明前一实施的基板的制作 方法。
本发明所述的第一绝缘掩膜层和第二绝缘掩膜层的材质为光敏材质或高分子聚 合物。所述所述第二开口的宽度小于等于所述第一开口的宽度。所述去除未被所述基板焊 盘覆盖的籽晶层的方法为湿法刻蚀的方法。 所述湿法刻蚀的速率为 0.6 ~ 2.0 微米 / 分钟。 所述湿法刻蚀的溶液为双氧水、 硫酸和水的混合溶液, 双氧水的浓度为 10 ~ 30g/L, 硫酸的 浓度为 25 ~ 75g/L。
所述绝缘介质层利用丝网印刷工艺、 旋涂、 喷涂或贴附工艺制作。
在形成如图 10 所述的基板后, 如图 12 所示, 提供封装的半导体芯片 400, 所述芯 片 400 的有源表面 404 上形成有至少多个芯片焊盘 408。所述芯片 400 内形成有半导体器 件。所述芯片 400 的有源表面 404 上还形成有钝化层 406, 所述钝化层 406 与所述芯片焊 盘 408 齐平。所述芯片焊盘 408 的数目和布局还可以根据需要进行设置。本实施例中, 所 述芯片焊盘 408 的数目为 3 个, 所述芯片焊盘 408 间隔排布。所述芯片焊盘 408 与所述基 板 300( 图 13) 中的基板焊盘 306 的位置对应。
接着, 在所述芯片 400 的芯片焊盘 408 上印刷金属焊料 ( 未示出 ), 所述金属焊料 材质与现有技术相同。所述金属焊料可以为含锡的金属 ( 例如锡铅合金、 锡银合金等 )。所 述金属焊料印刷后, 进行回流焊接, 即对所述金属焊料加热, 将回流后的芯片 400 与所述基 板 300 对准, 进行压平工艺, 使得所述基板 300 与芯片 400 之间形成焊接面。由于所述基板 300 的基板焊盘 306 的共面性改善, 从而在基板 300 与芯片 400 之间的焊接面的平整度提 高, 从而提高了封装后的芯片的可靠性, 使得所述芯片与外部的电连接更加可靠。
综上, 本发明的封装方法通过在基板上制作具有良好共面性的导电凸块, 使得封 装时芯片与基板之间的焊接面的平整度提高, 从而提高了封装后的芯片的可靠性, 改善了 封装后的芯片与外部的电连接的可靠性提高。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上, 但其并不是用来限定本发明, 任何本领域 技术人员在不脱离本发明的精神和范围内, 都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发 明技术方案做出可能的变动和修改, 因此, 凡是未脱离本发明技术方案的内容, 依据本发明 的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 等同变化及修饰, 均属于本发明技术方案 的保护范围。