一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法
2023-04-23 04:19:11 1
一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法
【專利摘要】一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法，工藝步驟為：1）凸點底部金屬化；2）在晶片上塗一層厚度為50微米的錫助焊劑；3）在晶片上製作出凸點焊球。本發明通過在晶片製造完成後添加較少的工序，製作出體積小、寄生參數小和性能優良的可直接倒裝在PCB板上的半導體器件，本方法大大簡化了傳統的封裝工藝，降低了生產成本，提高了生產效率。添加的工序具有工藝簡單、固化溫度低（約230℃）和便於批量加工的優點。
【專利說明】一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法
【技術領域】
[0001]本專利屬於半導體集成電路或分立器件的封裝和製造，具體說是一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法。
【背景技術】
[0002]隨著人們對電子產品在微型化和高性能方面的要求越來越高，電子元器件趨向於體積更小、重量更輕，同時要求具有更高的可靠性。元器件的封裝由傳統的DIP等形式向微小型化發展，近年來出現了 SOT、SOP、QFP, QFN、BGA等先進的封裝形式，並且已廣泛應用於計算機、汽車電子以及消費電子等領域。由於可攜式設備的迅猛發展，要求元器件的體積更小，同時具有較低的寄生效應和良好的散熱。SOT、SOP、QFP, QFN、BGA等先進的封裝形式仍然存在傳統封裝工藝的步驟，並沒有將封裝引入的寄生效應降到最小，且需考慮散熱等問題。在有著極度小型化或者說高性能要求的使用場合，採用傳統的引線鍵合和測試技術會增加許多困難。
【發明內容】
[0003]本發明為解決傳統封裝方式寄生效應大、散熱功能不好的問題，提供一種適應電子產品小型化和高性能要求的半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法。
[0004]本發明解決技術問題所採取的技術方案為:
一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法，按照下述工藝步驟製作:
a.凸點底部金屬化
在壓點光刻完成的晶片上按照先後順序依次濺射或蒸發複合金屬層，然後採用光刻方法將晶片上壓點以外區域的複合金屬層刻蝕，保留壓點上的複合金屬層；
b.在晶片上塗一層厚度為48-56微米的錫助焊劑；
c.將直徑為290—300微米的錫球放置到上述塗有錫助焊劑的晶片複合金屬層上，將晶片加熱至220-240°C，錫球通過助焊劑與晶片上的複合金屬層焊接，晶片內部的金屬導線通過壓點上的複合金屬層與錫球相粘接，在晶片上製成凸點焊球。
[0005]所述在壓點光刻完成的晶片上濺射或蒸發的複合金屬層按照先後順序依次為鈦、
鎳、銀三層金屬。
[0006]所述鈦、鎳、銀三層金屬的厚度分別為鈦1800?2200
1、鎳3600?4400 、銀5500?4500 A ,各層厚度的最大容差為10%。
[0007]所述鈦、鎳、銀三種金屬的純度最低為99.999%。
[0008]所述步驟c中放置到塗有錫助焊劑的晶片複合金屬層上的凸點焊球為錫球。
[0009]本發明採用的倒裝晶片技術是在晶片上焊接錫球，從而將晶片倒裝到PCB板上。該技術省去了傳統的封裝工藝，降低了元器件的成本，其體積僅是晶片本身的體積。由於熱量直接從裸晶片擴散到空氣中，倒裝晶片具有良好的散熱。同時因為無需引線框架等，所以寄生參數最小。本發明的優點是:通過在晶片製造完成後添加較少的工序，製作出體積小、寄生參數小和性能優良的可直接倒裝在PCB板上的半導體器件。本方法大大簡化了傳統的封裝工藝，降低了生產成本，提高了生產效率，具有工藝簡單、固化溫度低(約230°C )、便於批量加工的優點。
【具體實施方式】
[0010]實施例1
I)凸點底部金屬化在壓點光刻完成的晶片上按照先後順序依次濺射或蒸發鈦、鎳、銀三層金屬，鈦、鎳、銀的厚度分別為1800 A >3600 A >4500 I,複合金屬層用以連接晶片內布線金屬和錫球，然後採用光刻方法將晶片上壓點以外區域的複合金屬層刻蝕，保留壓點上的複合金屬層。
[0011]2)在晶片上塗一層厚度為48微米的錫助焊劑。
[0012]3)將直徑為290微米的錫球放置到上述塗有錫助焊劑的晶片複合金屬層上，將晶片加熱至220°C，錫球通過助焊劑與晶片上的複合金屬焊接，晶片內部的金屬導線通過壓點上的複合金屬層與錫球凸點相粘接，最後在晶片上製作出凸點焊球。
[0013]實施例2 O凸點底部金屬化在壓點光刻完成的晶片上按照先後順序依次濺射或蒸發鈦、鎳、銀三層金屬，鈦、鎳、銀的厚度分別為I860 A >3980 A >5340 A。複合金屬層用以連接晶片內布線金屬和錫球，然後採用光刻方法將晶片上壓點以外區域的複合金屬層刻蝕，保留壓點上的複合金屬層。
[0014]2)在晶片上塗一層厚度為56微米的錫助焊劑。
[0015]3)將直徑為300微米的錫球放置到上述塗有錫助焊劑的晶片複合金屬層上，將晶片加熱至240°C，錫球通過助焊劑與晶片上的複合金屬焊接，晶片內部的金屬導線通過壓點上的複合金屬層與錫球凸點相粘接，最後在晶片上製作出凸點焊球。
[0016]實施例3
O凸點底部金屬化在壓點光刻完成的晶片上按照先後順序依次濺射或蒸發鈦、鎳、銀三層金屬，鈦、鎳、銀的厚度分別為2200 A->4400 A >5500 A。複合金屬層用以連接晶片內布線金屬和錫球，然後採用光刻方法將晶片上壓點以外區域的複合金屬層刻蝕，保留壓點上的複合金屬層。
[0017]2)在晶片上塗一層厚度為50微米的錫助焊劑。
[0018]3)將直徑為295微米的錫球放置到上述塗有錫助焊劑的晶片複合金屬層上，將晶片加熱至230°C，錫球通過助焊劑與晶片上的複合金屬焊接，晶片內部的金屬導線通過壓點上的複合金屬層與錫球凸點相粘接，最後在晶片上製作出凸點焊球。
【權利要求】
1.一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法，按照下述工藝步驟製作: a.凸點底部金屬化 在壓點光刻完成的晶片上按照先後順序依次濺射或蒸發複合金屬層，然後採用光刻方法將晶片上壓點以外區域的複合金屬層刻蝕，保留壓點上的複合金屬層； b.在晶片上塗一層厚度為48-56微米的錫助焊劑； c.將直徑為290—300微米的錫球放置到上述塗有錫助焊劑的晶片複合金屬層上，將晶片加熱至220-240°C，錫球通過助焊劑與晶片上的複合金屬層焊接，晶片內部的金屬導線通過壓點上的複合金屬層與錫球相粘接，在晶片上製成凸點焊球。
2.根據權利要求1所述的一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法，其特徵在於所述在壓點光刻完成的晶片上濺射或蒸發的複合金屬層按照先後順序依次為鈦、鎳、銀三層金屬。
3.根據權利要求1或2所述的一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法，其特徵在於所述鈦、鎳、銀三層金屬的厚度分別為鈦1800?2200A.、鎳3600?4400 A'、銀5500?4500 A.,各層厚度的最大容差為10%。
4.根據權利要求3所述的一種半導體集成電路或分立器件倒扣封裝的植球方法，其特徵在於所述鈦、鎳、銀三種金屬的純度最低為99.999%。
【文檔編號】H01L21/60GK104078371SQ201310108005
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月29日 優先權日:2013年3月29日
【發明者】徐謙剛, 王永功, 劉惠林, 韓國棟, 楊虹, 薛建國 申請人:天水天光半導體有限責任公司