專利名稱：芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)。屬于芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著芯片封裝技術(shù)的發(fā)展，對(duì)芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)都提出了較高的要求。具有封裝 設(shè)計(jì)靈活性好、可靠性高的芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)及具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低的相應(yīng)實(shí)現(xiàn)方 法越來(lái)越受到半導(dǎo)體封裝行業(yè)的青睞。傳統(tǒng)的芯片封裝凸塊大致可以分為包含化學(xué)鍍層及利用到化學(xué)鍍工藝獲得的封 裝凸塊，包含電鍍層及利用到電鍍工藝獲得的封裝凸塊。前者由于化學(xué)鍍層只能在露出芯 片表面保護(hù)層的芯片電極表面形成，從而導(dǎo)致化學(xué)鍍層形成受限到限制；而且化學(xué)鍍層與 芯片表面保護(hù)層沒(méi)有結(jié)合力，從而導(dǎo)致芯片表面保護(hù)層不能分散應(yīng)力、應(yīng)力集中于芯片電 極以及容易受到外界環(huán)境的侵蝕；所以會(huì)導(dǎo)致封裝設(shè)計(jì)靈活性差、可靠性差的問(wèn)題。后者由 于電鍍需要用到相對(duì)較厚的光刻膠，增加了生產(chǎn)成本；而電鍍工藝引入本身也增加了成本 及封裝凸塊實(shí)現(xiàn)方法的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述傳統(tǒng)的芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)的不足，提供具有封裝 設(shè)計(jì)靈活性、高可靠性的新型芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)，所述凸塊結(jié)構(gòu)包括芯 片本體、芯片電極、芯片表面保護(hù)層、種子層、化學(xué)鍍層、過(guò)渡層和焊球，所述芯片電極嵌置 于芯片本體上，芯片表面保護(hù)層復(fù)合在芯片本體表面及芯片電極外周邊的表面，而芯片電 極表面的部分區(qū)域則露出芯片表面保護(hù)層，種子層復(fù)合在所述芯片電極表面露出芯片表面 保護(hù)層的區(qū)域及與芯片電極表面露出芯片表面保護(hù)層的接合位置處的芯片表面保護(hù)層的 表面，化學(xué)鍍層復(fù)合在種子層的表面，過(guò)渡層復(fù)合在化學(xué)鍍層的表面；或者所述過(guò)渡層不存 在，此時(shí)所述焊球直接設(shè)置于化學(xué)鍍層的表面。本實(shí)用新型的有益效果是1、本實(shí)用新型提出的芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍍層生長(zhǎng)在種子層表面，而種子層 可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作，化學(xué)鍍層可以根據(jù)種子層的形狀大小進(jìn)行生長(zhǎng)。由此可以 克服傳統(tǒng)的包含化學(xué)鍍層的封裝凸塊中化學(xué)鍍層直接生長(zhǎng)在芯片電極露出芯片表面保護(hù) 層的區(qū)域、導(dǎo)致生長(zhǎng)受限的不利影響，從而為封裝靈活設(shè)計(jì)創(chuàng)造了條件。2、本實(shí)用新型提出的芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)的種子層與芯片表面保護(hù)層緊密連接，而 不是傳統(tǒng)的包含化學(xué)鍍層的封裝凸塊中化學(xué)鍍層與芯片表面保護(hù)層沒(méi)有結(jié)合力、僅與芯片 電極連接。從而可以避免應(yīng)力集中在芯片電極處，以及可以保護(hù)芯片電極不受外界環(huán)境的 侵蝕，使得整個(gè)封裝具有更好的可靠性。3、與傳統(tǒng)封裝凸塊實(shí)現(xiàn)過(guò)程需要采用厚膠工藝及電鍍工藝比較，本實(shí)用新型提出 的所述新型封裝凸塊的實(shí)現(xiàn)方法可以用生產(chǎn)成本相對(duì)較低的薄膠工藝，以及省略電鍍工藝，因此具有工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)(過(guò)渡層存在情況下，焊球設(shè)置于過(guò)渡層表 面)切面示意圖。圖2為本實(shí)用新型芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)(過(guò)渡層分解或溶于化學(xué)鍍層或焊球情況 下，或者本身不存在情況下，焊球直接設(shè)置于化學(xué)鍍層表面)切面示意圖。圖中芯片本體1、芯片電極2、芯片表面保護(hù)層3、種子層4、化學(xué)鍍層5、過(guò)渡層6、焊球 7。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1 2，圖1為本實(shí)用新型芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)(過(guò)渡層存在情況下，焊球設(shè) 置于過(guò)渡層表面)切面示意圖。圖2為芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)(過(guò)渡層分解或溶于化學(xué)鍍層或 焊球情況下，或者本身不存在情況下，焊球直接設(shè)置于化學(xué)鍍層表面)切面示意圖。由圖1 和圖2可以看出，本實(shí)用新型芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)，包括芯片本體1、芯片電極2、芯片表面保 護(hù)層3、種子層4、化學(xué)鍍層5、過(guò)渡層6和焊球7，所述芯片電極2嵌置于芯片本體1上，芯 片表面保護(hù)層3復(fù)合在芯片本體1表面及芯片電極2外周邊的表面，而芯片電極2表面的 部分區(qū)域則露出芯片表面保護(hù)層3，種子層4復(fù)合在所述芯片電極2表面露出芯片表面保護(hù) 層3的區(qū)域及與芯片電極2表面露出芯片表面保護(hù)層3的接合位置處的芯片表面保護(hù)層3 的表面，過(guò)渡層6復(fù)合在化學(xué)鍍層5的表面；或者所述過(guò)渡層6不存在，此時(shí)所述焊球7直 接設(shè)置于化學(xué)鍍層5的表面。所述種子層4可以是單層、雙層或多層。所述種子層4的材料可以由下列元素的 至少一種元素組成鋁A1、硅Si、銅Cu、鐵Fe、鈷Co和鎳Ni，以及可以是與所述化學(xué)鍍層5 具有結(jié)合力的其它金屬或金屬合金材料構(gòu)成。所述化學(xué)鍍層5可以是單層、雙層或多層。所述化學(xué)鍍層5的材料可以由下列元 素的至少一種元素組成銅Cu、鐵Fe、鈷Co、鎳Ni、磷P和硼B(yǎng)，以及可以是與所述種子層4 可以具有結(jié)合力的其它金屬或金屬合金材料構(gòu)成。所述過(guò)渡層6可以是單層、雙層或多層。所述過(guò)渡層6的材料可以由下列元素的 至少一種元素組成鈀Pd、金Au、錫Sn、銀Ag、銅Cu、鐵Fe、鈷Co和鎳Ni，以及可以是能起 到保護(hù)化學(xué)鍍層5及不影響焊球7與過(guò)渡層6或者在所述過(guò)渡層6不存在情況下與化學(xué)鍍 層5結(jié)合能力的金屬或金屬合金或非金屬構(gòu)成。所述焊球7的材料由下列元素的至少一種元素組成錫Sn、銀Ag、銅Cu、磷P、金 Au、鉛Pb、鉍Bi和銦In。
權(quán)利要求一種芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凸塊結(jié)構(gòu)包括芯片本體(1)、芯片電極(2)、芯片表面保護(hù)層(3)、種子層(4)、化學(xué)鍍層(5)、過(guò)渡層(6)和焊球(7)，所述芯片電極(2)嵌置于芯片本體(1)上，芯片表面保護(hù)層(3)復(fù)合在芯片本體(1)表面及芯片電極(2)外周邊的表面，而芯片電極(2)表面的部分區(qū)域則露出芯片表面保護(hù)層(3)，種子層(4)復(fù)合在所述芯片電極(2)表面露出芯片表面保護(hù)層(3)的區(qū)域及與芯片電極(2)表面露出芯片表面保護(hù)層(3)的接合位置處的芯片表面保護(hù)層(3)的表面，化學(xué)鍍層(5)復(fù)合在種子層(4)的表面，過(guò)渡層(6)復(fù)合在化學(xué)鍍層(5)的表面；或者所述過(guò)渡層(6)不存在，此時(shí)所述焊球(7)直接設(shè)置于化學(xué)鍍層(5)的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于所述種子層(4)是單層、 雙層或多層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于所述化學(xué)鍍層(5)是單層、雙層或多層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)，其特征在于所述過(guò)渡層(6)是單層、 雙層或多層。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)，所述凸塊結(jié)構(gòu)包括芯片本體(1)、芯片電極(2)、芯片表面保護(hù)層(3)、種子層(4)、化學(xué)鍍層(5)、過(guò)渡層(6)和焊球(7)，所述芯片電極(2)嵌置于芯片本體(1)上，芯片表面保護(hù)層(3)復(fù)合在芯片本體(1)表面及芯片電極(2)外周邊的表面，而芯片電極(2)表面的部分區(qū)域則露出芯片表面保護(hù)層(3)，種子層(4)復(fù)合在所述芯片電極(2)表面露出芯片表面保護(hù)層(3)的區(qū)域及與芯片電極(2)表面露出芯片表面保護(hù)層(3)的接合位置處的芯片表面保護(hù)層(3)的表面，化學(xué)鍍層(5)復(fù)合在種子層(4)的表面，過(guò)渡層(6)復(fù)合在化學(xué)鍍層(5)的表面。本實(shí)用新型提出的芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)提供了具有封裝設(shè)計(jì)靈活性、高可靠性的新型芯片封裝凸塊結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L23/485GK201638810SQ20102000247
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月1日
發(fā)明者張黎, 賴志明, 陳棟, 陳錦輝 申請(qǐng)人:江陰長(zhǎng)電先進(jìn)封裝有限公司