專利名稱：圓片級封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
圓片級封裝結(jié)構(gòu)
(-)技術(shù)領(lǐng)域 本實用新型涉及一種圓片級封裝結(jié)構(gòu)(Wafer level package) 0屬半導(dǎo)體封裝技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的圓片級封裝主要是采用在圓片表面的金屬壓區(qū)(鋁層或其它金屬層)進(jìn)行 昂貴且低效率的UBM(凸塊底部金屬層)(Under Bump Metal)制作，目的是作為金屬壓區(qū)與 金屬凸塊(Metal bump)之間的稼接工作。特別說明傳統(tǒng)UBM的電鍍層分別有鈦金屬+銅金屬/鈦鎢合金+銅金屬/鈦金 屬+鎳釩合金/鋁金屬+鎳釩合金……等。傳統(tǒng)圓片級封裝，采用UBM+金屬凸塊(Metal bump)的方法存在了以下的不足1、采用UBM這個工藝方法，必須經(jīng)過非常多次的電鍍工藝并將其每一個鍍層迭加 起來，所以在制作工藝方面是非常的繁雜，除了浪費了生產(chǎn)成本之外，在工藝控制方面也很 容易造成質(zhì)量上的失誤。2、采用UBM+Metal bump這個工藝方法，是需要經(jīng)過非常的長時間進(jìn)行金屬電鍍或 者金屬沉積或者化學(xué)置換方法，才能完成UBM+Metalbump的制作，除了浪費了生產(chǎn)成本之 夕卜，在工藝質(zhì)量控制方面也很不容易掌控。3、如果Metal Bump (金屬凸塊)在芯片中心一字排列的情況下，要再進(jìn)行焊接到 PCB電路板上時，會因為支點是在中央，所以含有凸塊的芯片焊接到PCB時，非常容易傾斜 倒塌(如圖1所示)，從而造成了 SMT(表面貼裝)不良問題。4、工藝流程方面須使用超昂貴的精密電鍍設(shè)備，須在IK或以下的超潔凈工作廠 房內(nèi)作業(yè)。5、廢水排放方面?zhèn)鹘y(tǒng)的圓片級封裝采用了多次多層的金屬電鍍工藝，造成了電 鍍后的重金屬或有毒廢水必須多次的排放，雖然廢水在經(jīng)過廢水處理但是也不能完全的無 毒排放。6、重工作業(yè)方面?zhèn)鹘y(tǒng)的圓片級封裝，因采用了多次多層的金屬電鍍工藝法，如果 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有局部品質(zhì)不良時必須要全面性的退鍍再重新電鍍，除了會浪費更多的生產(chǎn)成 本之外還創(chuàng)造了更多的污染。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述的不足，提供一種成本更低、更短的生產(chǎn)工藝流 程以及生產(chǎn)品質(zhì)更高的圓片級封裝結(jié)構(gòu)。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種圓片級封裝結(jié)構(gòu)，包括圓片，所述圓片包 括金屬層壓區(qū)，在所述圓片的金屬層壓區(qū)的位置植入有下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)，在所述圓片和 下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)上涂布含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)，在所述含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié) 物質(zhì)中的下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)之上方開有孔，在所述含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)的開孔處植入有上層可熔接的金屬物質(zhì)，該上層可熔接的金屬物質(zhì)與所述下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)相互稼 接。本實用新型的有益效果是本實用新型新型式圓片級封裝形式與傳統(tǒng)的圓片級封裝形式相互比較，具有以下 幾個優(yōu)點1、工藝流程方面本實用新型圓片級封裝，因采用的是物質(zhì)植入法大幅度的縮短 工藝流程，且無須使用超昂貴的精密電鍍設(shè)備、無須在1K或以下的超潔凈工作廠房作業(yè)。 因此本實用新型的封裝工藝流程約只有傳統(tǒng)圓片級封裝的1/3左右。因此制作工藝非常簡 單，除了可以降低了生產(chǎn)成本，在質(zhì)量工藝控制方面容易掌控，不會造成質(zhì)量上的失誤。2、表面貼裝(SMT)質(zhì)量方面本實用新型圓片級封裝，會因為增加了一層含或者 不含有填充物的粘結(jié)物質(zhì)層在大面積的支撐，所以芯片在進(jìn)行表面貼裝(SMT)時，能非常 安穩(wěn)的焊接在PCB電路板上(如圖2所示)。3、廢水排放方面本實用新型圓片級封裝，因采用的是金屬物質(zhì)植入法，完全沒有 有毒物質(zhì)以及有重金屬物質(zhì)的排放問題與再處理成本。4、重工作業(yè)方面本實用新型圓片級封裝，因采用的是單一金屬物質(zhì)植入法，如經(jīng) 檢查后發(fā)現(xiàn)某一個金屬物質(zhì)植入的情況不良，可以將單一的金屬物質(zhì)進(jìn)行摘除，再將另一 個單獨的金屬物質(zhì)植入即可，維護(hù)成本非常低又無污染。5、本實用新型圓片級封裝，也因為增加了一層含或者不含有填充物的粘結(jié)物質(zhì)層 在大面積的支撐，使得芯片在進(jìn)行芯片倒裝工藝(Flip chipprocesss)時能同時取代芯片 倒裝工藝時所需要的底部填充物質(zhì)(Underfill)，如圖2所示。

圖1為以往含有凸塊的芯片焊接到PCB時狀態(tài)圖。圖2為本實用新型含有凸塊的芯片焊接到PCB時狀態(tài)圖。圖3為本實用新型圓片級封裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖4 圖7為本實用新型的各工藝步驟圖。圖中金屬層壓區(qū)1、下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)2、含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)3、上層可熔接 的金屬物質(zhì)4、圓片5、孔6、芯片7、PCB板8、凸塊9。
具體實施方式
參見圖3，圖3為本實用新型圓片級封裝結(jié)構(gòu)示意圖。由圖3可以看出，本實用新 型圓片級封裝結(jié)構(gòu)，包括圓片5、下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)2、含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)3，所 述圓片5包括金屬層壓區(qū)1，所述下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)2植入圓片5的金屬層壓區(qū)1的位置， 所述含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)3涂布在所述圓片5和下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)2上，然后將 所述含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)3中的下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)2之上方進(jìn)行開孔6，再將上層 可熔接的金屬物質(zhì)4植入在所述含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)3的開孔處，使其與下層導(dǎo) 電金屬物質(zhì)2相互稼接，即完成圓片級封裝。其封裝方法包括以下工藝的步驟步驟一、取一片圓片5，將下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)2利用植入設(shè)備植入在圓片5的金屬層壓區(qū)1的位置，如圖4;步驟二、將含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)3涂布在圓片5與下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)2 上，如圖5;步驟三、將含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)3中的下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)2之上方進(jìn)行 開孔6，如圖6 ；步驟四、將上層可熔接的金屬物質(zhì)4利用植入設(shè)備植入在含或不含填充物質(zhì)的粘 結(jié)物質(zhì)3的開孔處，進(jìn)行高溫嫁接作業(yè)，如圖7，其中高溫嫁接溫度在180°C 350°C之間左 右，使上層可熔接的金屬物質(zhì)4與下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)2進(jìn)行稼接。特別說明如果因使用的的角度與范圍的不同，也可以將含或不含填充物質(zhì)的粘 結(jié)物質(zhì)利用如工業(yè)酒精等化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行軟化后剝離。所述下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)2可以是銅質(zhì)或者銅合金金屬、銀質(zhì)或者銀合金金屬、金 質(zhì)或者金合金金屬等。所述上層可熔接的金屬物質(zhì)4可以是錫質(zhì)或者錫合金金屬等。以上所述，僅是本專利的較佳實施案例而已，并未對本專利內(nèi)各種物質(zhì)的任何形 狀上有所限制。因此，凡是未脫離本專利技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型圓片級封裝形式 以及工藝制作方法實施案例進(jìn)行修改，等同變化及修飾，均仍屬本技術(shù)方案保護(hù)的范圍。其中，圖5(a)、圖6(a)和圖7(a)中附圖標(biāo)記3表示的為含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)； 圖5(b)、圖6(b)和圖7(b)中附圖標(biāo)記3表示的為不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)。
權(quán)利要求一種圓片級封裝結(jié)構(gòu)，包括圓片(5)，所述圓片(5)包括金屬層壓區(qū)(1)，其特征在于在所述圓片(5)的金屬層壓區(qū)(1)的位置植入有下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)(2)，在所述圓片(5)和下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)(2)上涂布含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)(3)，在所述含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)(3)中的下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)(2)之上方開有孔(6)，在所述含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)(3)的開孔處植入有上層可熔接的金屬物質(zhì)(4)，該上層可熔接的金屬物質(zhì)(4)與所述下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)(2)相互稼接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓片級封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述下層導(dǎo)電金屬物質(zhì) (2)是銅質(zhì)或者銅合金金屬、銀質(zhì)或者銀合金金屬、金質(zhì)或者金合金金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種圓片級封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述上層可熔接的金 屬物質(zhì)(4)是錫質(zhì)或者錫合金金屬。
專利摘要本實用新型涉及一種圓片級封裝結(jié)構(gòu)，包括圓片(5)，所述圓片(5)包括金屬層壓區(qū)(1)，其特征在于在所述圓片(5)的金屬層壓區(qū)(1)的位置植入有下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)(2)，在所述圓片(5)和下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)(2)上涂布含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)(3)，在所述含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)(3)中的下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)(2)之上方開有孔(6)，在所述含或不含填充物質(zhì)的粘結(jié)物質(zhì)(3)的開孔處植入有上層可熔接的金屬物質(zhì)(4)，該上層可熔接的金屬物質(zhì)(4)與所述下層導(dǎo)電金屬物質(zhì)(2)相互稼接。本實用新型圓片級封裝結(jié)構(gòu)成本更低、生產(chǎn)工藝流程更短以及生產(chǎn)品質(zhì)更高。
文檔編號H01L23/485GK201638809SQ20102000247
公開日2010年11月17日 申請日期2010年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月1日
發(fā)明者梁志忠, 王新潮 申請人:江蘇長電科技股份有限公司