本實(shí)用新型涉及芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

早期的倒裝封裝中，通過(guò)在芯片表面的電極焊盤(pán)上設(shè)置焊料凸點(diǎn)來(lái)引出芯片的電極，然后再將設(shè)置有焊料凸塊的芯片，倒扣至引線框架上，芯片通過(guò)焊料凸塊與引線框架之間進(jìn)行焊料互連。然而，隨著芯片封裝密度的不斷提高，傳統(tǒng)的焊料凸塊技術(shù)已經(jīng)難以滿足窄間距互連的進(jìn)一步發(fā)展需求。銅凸塊互連技術(shù)，以其良好的電學(xué)性能、抗電遷移能力，成為窄間距(小于140微米)互連的關(guān)鍵技術(shù)。

圖1為現(xiàn)有的一種采用銅凸塊互連技術(shù)的倒裝封裝結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，利用銅凸塊互連技術(shù)在芯片01的電極焊盤(pán)上設(shè)置銅凸塊02，接著在銅凸塊02的表面設(shè)置焊料03，然后芯片01的有源面朝向引線框架04，銅凸塊02通過(guò)焊料03與引線框架04電連接，最后進(jìn)行塑封料包封。由于銅凸塊02與焊料03之間的上接觸面以及焊料03與引線框架之間的下接觸面均為二維的平面，而銅凸塊的尺寸又比較小，使得上下接觸面的面積均比較小，則焊料03不能很好的鎖定在銅凸塊02與引線框架03之間，而是在高溫下可能會(huì)流走，留下空洞，造成失效。此外，上下接觸面積均為平面，在焊料03發(fā)生開(kāi)裂時(shí)，無(wú)法阻擋焊料03橫向擴(kuò)展，可能使得焊料03完全斷裂而失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)，以提高封裝的可靠性和延伸倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)的使用壽命。

一種倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括芯片、導(dǎo)電凸塊、焊料、引腳，

所述芯片的第一表面上具有電極金屬層，

所述導(dǎo)電凸塊具有相對(duì)的第一表面與第二表面，

所述導(dǎo)電凸塊的第一表面與所述電極金屬層電連接，所述導(dǎo)電凸塊的第二表面與通過(guò)所述焊料與所述引腳的第一表面電連接，

其中，所述導(dǎo)電凸塊與所述焊料的接觸面為第一接觸面，所述引腳與所述焊料的接觸面為第二接觸面，所述第一接觸面與所述第二接觸面中的至少一個(gè)為三維接觸面。

優(yōu)選地，所述的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)還包括塑封體，

所述塑封體包封所述芯片、導(dǎo)電凸塊、焊料，以及囊封所述引腳，所述引腳的第二表面被所述塑封體裸露，以作為所述倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)與外部電路電連接的外部電電連接面，所述引腳的第二表面與所述引腳的第一表面相對(duì)。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電凸塊包括：

具有相對(duì)的第一表面與第二表面的第一導(dǎo)電子凸塊，所述第一導(dǎo)電子凸塊的第一表面作為所述導(dǎo)電凸塊的第一表面，

位于所述第一導(dǎo)電子凸塊的第二表面上并與所述第一導(dǎo)電子凸塊電連接的第二導(dǎo)電子凸塊，

所述焊料覆蓋在所述第一導(dǎo)電子凸塊的第二表面上，并包覆住所述第二導(dǎo)電子凸塊。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電凸塊的第二表面至少具有一個(gè)第一開(kāi)口，所述焊料覆蓋在所述導(dǎo)電凸塊的第二表面上并填充所述第一開(kāi)口。

優(yōu)選地，所述引腳包括一水平部分和位于所述水平部分上的凸起部分，所述凸起部分被所述焊料包覆。

優(yōu)選地，所述引腳的第一表面至少具有一個(gè)第二開(kāi)口，所述焊料填充所述第二開(kāi)口，并延伸至所述引腳的第一表面上。

優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)電子凸塊與第二導(dǎo)電子凸塊一體成型。

優(yōu)選地，所述水平部分與所述凸起部分一體成型。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電凸塊為銅凸塊。

優(yōu)選地，所述芯片的第一表面上具有鈍化層，所述鈍化層裸露出至少部分所述電極金屬層。

由上可見(jiàn)，在本實(shí)用新型提供了一種倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中，將所述導(dǎo)電凸塊與所述焊料之間的第一接觸面和/或所述引腳與所述焊料之間的第二接觸面中的至少一個(gè)為三維接觸面，從而增加了所述焊料與所述導(dǎo)電凸塊或引腳的接觸面積，提高了封裝的可靠性，且還可進(jìn)一步阻礙所述焊料的微裂直紋的橫向擴(kuò)展，增加了微裂紋擴(kuò)展路徑的長(zhǎng)度，延長(zhǎng)了所述倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)的使用壽命，以及能有效解決焊料與框架連接處的電流擁擠效應(yīng)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：

圖1為現(xiàn)有的一種采用銅凸塊互連技術(shù)的倒裝封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為依據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為依據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為依據(jù)本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為依據(jù)本實(shí)用新型的第四實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為依據(jù)本實(shí)用新型的第五實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為依據(jù)本實(shí)用新型的第六實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型在各個(gè)附圖中，相同的元件采用類(lèi)似的附圖標(biāo)記來(lái)表示。為了清楚起見(jiàn)，附圖中的各個(gè)部分沒(méi)有按比例繪制。此外，可能未示出某些公知的部分。為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，可以在一幅圖中描述經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)步驟后獲得的結(jié)構(gòu)。在下文中描述了本實(shí)用新型的許多特定的細(xì)節(jié)，例如器件的結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、處理工藝和技術(shù)，以便更清楚地理解本實(shí)用新型。但正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解的那樣，可以不按照這些特定的細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。

圖2為依據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，第一實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)包括芯片11、導(dǎo)電凸塊12、焊料13、引腳14，還進(jìn)一步包括塑封體15。芯片11的第一表面(有源面)上設(shè)置有電極金屬層111，電極金屬層111被芯片11的第一表面上的鈍化層112裸露在外，芯片11的第一表面朝向引腳14。導(dǎo)電凸塊12具有相對(duì)的第一表面與第二表面，導(dǎo)電凸塊12的第一表面與電極金屬層111電連接，導(dǎo)電凸塊12的第二表面通過(guò)焊料13與引腳14的第一表面電連接。塑封體15包封芯片11、導(dǎo)電凸塊12、焊料13，以及囊封引腳14，引腳14的第二表面被塑封體15裸露，以作為第一實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)與外部電路電連接的外部電電連接面。

其中，導(dǎo)電凸塊12與焊料13的接觸面為第一接觸面，引腳14與焊料13的接觸面為第二接觸面，所述第一接觸面與所述第二接觸面中的至少一個(gè)為三維接觸面。所謂的三維接觸面即接觸面的延伸方向包括第一方向與第二方向，所述第一方向與第二方向垂直。如x軸、y軸、z軸構(gòu)成一個(gè)三維坐標(biāo)軸，z軸垂直由x軸與y軸確定的平面，則所述第一方向?yàn)榕c由x軸與y軸確定的平面平行的方向，而第二方向?yàn)榕cz軸平行的方向。如圖2所示，在第一實(shí)施例中，導(dǎo)電凸塊12由第一導(dǎo)電子凸塊121與至少一個(gè)第二導(dǎo)電子凸塊122構(gòu)成，其中，第一導(dǎo)電子凸塊121具有相對(duì)的第一表面與第二表面，第一導(dǎo)電子凸塊121的第一表面作為導(dǎo)電凸塊12的第一表面，以與電極金屬層111電連接，第二導(dǎo)電子凸塊122位于第一導(dǎo)電子凸塊121的第二表面上，且與第一導(dǎo)電子凸塊121電連接，第二導(dǎo)電子凸塊122可以采用電鍍的方式形成于所述第一導(dǎo)電子凸塊121上，且第一導(dǎo)電子凸塊121與第二導(dǎo)電子凸塊122在第一實(shí)施例中均為銅柱，則導(dǎo)電凸塊12為銅凸塊。具體的，第二導(dǎo)電子凸塊122也具有第一表面，第二導(dǎo)電子凸塊122的第一表面與第一導(dǎo)電子凸塊121的第二表面相接觸，每一個(gè)第二導(dǎo)電子凸塊122的第一表面的面積均小于第一導(dǎo)電子凸塊121的第一面的面積，且第二導(dǎo)電子凸塊122的第一表面位于第一導(dǎo)電子凸塊121的第二表面的中間。第二導(dǎo)電子凸塊122除其第一表面外的剩余表面與第一導(dǎo)電子凸塊121的第二表面未被第二導(dǎo)電子凸塊122覆蓋住這一部分構(gòu)成導(dǎo)電凸塊12的第二表面。焊料13覆蓋在導(dǎo)電凸塊12的第二表面上，即焊料13覆蓋在第一導(dǎo)電子凸塊121第二表面上，并包覆住第二導(dǎo)電子凸塊122。從芯片11方向往引腳14方向看，第二導(dǎo)電子凸塊插入至焊料13中。導(dǎo)電凸塊12與焊料13之間的第一接觸面即導(dǎo)電凸塊的第二表面，顯然，其既包括沿與芯片11平行方向延伸的第一部分，如未被第二導(dǎo)電子凸塊122覆蓋住這一部分以及第二導(dǎo)電子凸塊122的第二表面，第二導(dǎo)電子凸塊122的第二表面與其第一表面相對(duì)，此外，所述第一接觸面還包括沿垂直芯片11方向延伸的第二部分，第二導(dǎo)電子凸塊122除其第一表面與第二表面之外的剩余部分。

由上可見(jiàn)，在第一實(shí)施例中，導(dǎo)電凸塊12與焊料13之間的第一接觸面為三維接觸面，從而增加了二者之間的接觸面積，且導(dǎo)電凸塊12的一部分插入焊料13中，可阻斷焊料13的微裂直紋的橫向擴(kuò)展，增加了微裂紋擴(kuò)展路徑的長(zhǎng)度，使得第一實(shí)施例所示的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)具有較高的可靠性以及較長(zhǎng)的使用壽命，以及能有效解決焊料與框架連接處的電流擁擠效應(yīng)。圖3為依據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中的局部結(jié)構(gòu)示意圖。第二實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)除導(dǎo)電凸塊12不同之外，其余均相同，因此，在圖3僅中示出了倒裝封裝結(jié)構(gòu)的金屬電極層111、導(dǎo)電凸塊12及焊料13。如圖3所示，與第一實(shí)施例相同，導(dǎo)電凸塊12在第二實(shí)施中同樣也由第一導(dǎo)電子凸塊121與第二導(dǎo)電子凸塊122構(gòu)成，不同的是，第一導(dǎo)電子凸塊121與第二導(dǎo)電子凸塊122一體成型。將導(dǎo)電凸塊原材的一端進(jìn)行半蝕刻，形成凸起結(jié)構(gòu)，該凸起結(jié)構(gòu)即為第二導(dǎo)電子凸塊122，而該導(dǎo)電凸塊原材除所述凸起結(jié)構(gòu)之外的剩余部分即為第一導(dǎo)電子凸塊121。

圖4為依據(jù)本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中的局部結(jié)構(gòu)示意圖。第三實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)除導(dǎo)電凸塊12不同之外，其余均相同，因此，在圖4僅中示出了倒裝封裝結(jié)構(gòu)的金屬電極層111、導(dǎo)電凸塊12及焊料13。如圖4所示，在第三實(shí)施例中，導(dǎo)電凸塊12的第二表面至少具有一個(gè)第一開(kāi)口123，焊料13覆蓋在導(dǎo)電凸塊12的第二表面上并填充第一開(kāi)口123。在第三實(shí)施例中，導(dǎo)電凸塊12的第二表面包括第一開(kāi)口123的底壁、側(cè)壁以及第一開(kāi)口123周?chē)谋砻?，顯然導(dǎo)電凸塊12的第二表面為一個(gè)三維面，而導(dǎo)電凸塊12的第二表面即為導(dǎo)電凸塊12與焊料13之間的第一接觸面，因此，第一接觸面為一個(gè)三維接觸面，有效的增加了導(dǎo)電凸塊12與焊料的接觸面積，增加了倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)的可靠性。

圖5為依據(jù)本實(shí)用新型的第四實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中的局部結(jié)構(gòu)示意圖。第四實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)除導(dǎo)電凸塊12與引腳14不同之外，其余均相同，因此，在圖5中僅示出了倒裝封裝結(jié)構(gòu)的金屬電極層111、導(dǎo)電凸塊12、焊料13即引腳14。如圖5所示，在第四實(shí)施例中，導(dǎo)電凸塊12與焊料13之間的第一接觸面為一個(gè)二維平面，即導(dǎo)電凸塊12的第二表面為一個(gè)二維平面。引腳14包括一水平部分141和位于水平部分141上的凸起部分142，凸起部分141被焊料13包覆，凸起部分142可采用電鍍的方式形成與水平部分141上。顯然，在第四實(shí)施例中，焊料13與引腳14之間的第二接觸面包括凸起部分142的側(cè)表面、凸起部分142的第一表面、水平部分141的第一表面，其為一個(gè)三維接觸面。其中，凸起部分142的第一表面與水平部分141的第一表面相對(duì)，水平部分141的第二表面與其第一表面相對(duì)，且作為引腳14的第二表面。焊料13包覆凸起部分142，則從引腳14方向往電極金屬層111方向看，凸起部分142插入至焊料13中，不僅增加了引腳14與焊料的接觸面積，還可有阻礙焊料13的微裂直紋的橫向擴(kuò)展，增加了微裂紋擴(kuò)展路徑的長(zhǎng)度。

圖6為依據(jù)本實(shí)用新型的第五實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中的局部結(jié)構(gòu)示意圖。第五實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)除導(dǎo)引腳14不同之外，其余均相同，因此，在圖6僅中示出了倒裝封裝結(jié)構(gòu)的金屬電極層111、導(dǎo)電凸塊12及焊料13。如圖6所示，在第五實(shí)施例中，引腳14第一表面至少具有一個(gè)第二開(kāi)口143，焊料13填充第二開(kāi)口143，并延伸至引腳14的第一表面上。引腳14與焊料13之間的第二接觸面包括第二開(kāi)口143的底壁、側(cè)壁以及引腳14的第一表面的一部分，顯然所述第二接觸面為三維接觸面。因此，在第五實(shí)施例中，所述第一接觸面與第二接觸面均為三維接觸面，既可提高封裝的可靠性，又能延伸倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)的使用壽命。

圖7為依據(jù)本實(shí)用新型的第六實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)中的局部結(jié)構(gòu)示意圖。第六實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)與第四實(shí)施例的倒裝芯片封裝結(jié)構(gòu)除導(dǎo)引腳14不同之外，其余均相同，因此，在圖7僅中示出了倒裝封裝結(jié)構(gòu)的金屬電極層111、導(dǎo)電凸塊12及焊料13。如圖7所示，在第六實(shí)施例中，與第四實(shí)施例一樣，引腳14同樣包括水平部分141和凸起部分142，然而，與第四實(shí)施例不同的是，水平部分141與凸起部分142一體成型。將引腳原材的第一表面進(jìn)行半蝕刻，形成凸起部分142，而該引腳原材除凸起部分142之外的剩余部分即為水平部分141。凸起部分142插入焊料13中，不僅可增加引腳與焊料的接觸面積，還可以有效的阻礙焊料13微裂直紋的橫向擴(kuò)展，使得倒裝封裝結(jié)構(gòu)的可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。

以上對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述。但是，這些實(shí)施例僅僅是為了說(shuō)明的目的，而并非為了限制本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等價(jià)物限定。不脫離本實(shí)用新型的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出多種替代和修改，這些替代和修改都應(yīng)落在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。