半導體封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導體封裝方法，包括：提供半導體芯片，所述半導體芯片的表面上形成有焊盤圖形；在所述焊盤圖形上焊接焊料，且形成補強部連接所述半導體芯片的表面所述焊料。通過上述方式，本發(fā)明能夠降低焊料和半導體芯片之間發(fā)生斷裂的幾率，提高焊料和半導體芯片之間連接的可靠性。
【專利說明】
半導體封裝方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種半導體封裝方法。
【背景技術】
[0002]與傳統(tǒng)的封裝技術相比，倒裝芯片封裝技術無需引線鍵合，能夠形成最短電路，降低電阻，縮小封裝體積，是芯片封裝的主流發(fā)展方向。如圖1所示，倒裝芯片封裝技術主要是在芯片10正面的I/O引出電極101上植上焊錫球102，然后通過回流焊接使焊錫球102和I/O引出電極101形成連接。之后將芯片10的正面朝下向著基板11，加熱以利用熔融的焊錫球102將芯片10與基板11相結合。
[0003]然而，現有的封裝技術中，芯片10和焊錫球102之間僅是通過I/O引出電極101連接，使得芯片10和焊錫球102之間的接合面積較小，容易導致連接處形成斷裂，降低連接的可靠性。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種半導體封裝方法，能夠降低焊料和半導體芯片之間發(fā)生斷裂的幾率，提高焊料和半導體芯片之間連接的可靠性。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供一種半導體封裝方法，包括:提供半導體芯片，所述半導體芯片的表面上形成有焊盤圖形;在所述焊盤圖形上焊接焊料，且形成補強部連接所述半導體芯片的表面和所述焊料。
[0006]其中，所述焊料和所述焊盤圖形之間為焊接部;所述形成補強部連接所述半導體芯片的表面和所述焊料的步驟包括:在所述焊接部周側的半導體芯片表面上形成所述補強部，使所述補強部圍繞且連接所述焊接部。
[0007]其中，所述在所述焊接部周側的半導體芯片表面上形成所述補強部的步驟包括:使所述焊料與所述補強部在所述半導體芯片表面上的垂直投影的外邊界對齊。
[0008]其中，所述形成補強部連接所述半導體芯片的表面和所述焊料的步驟包括:采用低溫固化型介電材料在所述半導體芯片的表面上形成具有彈性的補強部，并使所述補強部連接所述焊料。
[0009]其中，所述在所述焊接部周側的半導體芯片表面上形成所述補強部的步驟包括:在所述半導體芯片的表面涂布正型感光低溫固化型介電材料，且使得所述焊料與焊料周圍的所述半導體芯片表面之間填充所述正型感光低溫固化型介電材料;采用正對所述半導體芯片表面的光線，以所述焊料為自對準光罩對所述正型感光低溫固化型介電材料進行曝光;進行顯影處理，以除去被光照射的正型感光低溫固化型介電材料；固化未被光照射的正型感光低溫固化型介電材料，以形成所述補強部。
[0010]其中，所述焊盤圖形為第一電極層，所述在所述焊盤圖形上焊接焊料的步驟之前，包括:在所述半導體芯片除所述焊盤圖形之外的其他表面上形成介電層;在所述焊盤圖形上形成第二電極層;在所述焊盤圖形上焊接焊料的步驟包括:在所述焊盤圖形上的第二電極層上焊接所述焊料;所述形成補強部連接所述半導體芯片的表面和所述焊料的步驟包括:在所述介電層上形成所述補強部，并使所述補強部連接所述焊料。
[0011]其中，在所述半導體芯片除所述焊盤圖形之外的其他表面上形成介電層的步驟之前，包括:在所述半導體芯片除所述焊盤圖形之外的其他表面上形成鈍化層。
[0012]其中，在所述焊盤圖形上的第二電極層上焊接所述焊料的步驟之前，包括:在所述介電層、所述焊盤圖形上形成濺射層;所述在所述焊盤圖形上的第二電極層上焊接所述焊料的步驟包括:在所述焊盤圖形對應的濺射層上形成所述第二電極層;在所述介電層上形成所述補強部的步驟包括:在所述介電層上的濺射層上形成所述補強部;所述在所述介電層上的濺射層上形成所述補強部的步驟之后，包括:除去未被所述補強部覆蓋的濺射層。
[0013]其中，所述提供半導體芯片的步驟包括:還提供封裝基板;所述形成補強部連接所述半導體芯片的表面和所述焊料的步驟之后，包括:使所述半導體芯片通過所述焊料焊接在所述封裝基板上。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現有技術的情況，本發(fā)明的半導體封裝方法中，在半導體芯片的焊盤圖形上焊接焊料，且在半導體芯片的表面上形成補強部，并使補強部連接部分焊料，由此通過補強部連接半導體芯片和焊料，可以增加焊料和半導體芯片之間的接合面積，能夠降低焊料和半導體芯片之間發(fā)生斷裂的幾率，有利于提高焊料和半導體芯片之間連接的可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1是現有技術一種倒裝芯片的結構示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明半導體封裝方法一實施方式的流程圖；
[0017]圖3是本發(fā)明半導體封裝方法一實施方式的流程示意圖，圖中示出各步驟對應的結構示意；
[0018]圖4是本發(fā)明半導體封裝方法另一實施方式中，在半導體芯片的表面上形成補強部的流程示意圖，圖中示出步驟對應的結構示意；
[0019]圖5是本發(fā)明半導體封裝方法又一實施方式中，在半導體芯片的表面上形成補強部的流程示意圖，圖中示出各步驟對應的結構示意；
[0020]圖6是本發(fā)明半導體封裝方法又一實施方式的流程示意圖，圖中示出各步驟對應的結構示意；
[0021]圖7是本發(fā)明半導體封裝方法又一實施方式中，在半導體芯片的表面上形成補強部之后的流程示意圖，圖中示出步驟對應的結構示意。
【具體實施方式】
[0022]在以下描述中闡述了具體的細節(jié)以便充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其他方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的【具體實施方式】的限制。
[0023]針對【背景技術】中提到的缺陷，本發(fā)明提供一種半導體封裝方法。下面將結合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0024]參閱圖2，本發(fā)明半導體封裝方法一實施方式中，包括如下步驟:
[0025]步驟S201:提供半導體芯片，半導體芯片的表面上形成有焊盤圖形。
[0026]結合圖3，如圖3所示的步驟S301，首先提供半導體芯片20。其中半導體芯片20上的焊盤圖形201例如可以是位于半導體芯片20的正面，焊盤圖形201為半導體芯片20的輸入/輸出引出電極。
[0027]步驟S202:在焊盤圖形上焊接焊料，且形成補強部連接半導體芯片的表面和焊料。
[0028]結合圖3所示的步驟S302，在本實施方式中，先在焊盤圖形201上焊接焊料21，然后形成補強部22連接半導體芯片20的表面和焊料21。其中，圖3所示結構作為一種示例，僅是示出了兩個焊盤圖形201，每個焊盤圖形201上分別焊接有焊料21，且每個焊料21和半導體芯片20之間分別通過一個補強部22連接，其中焊盤圖形201的數量可根據實際電路結構進行設置，對此不做限定。
[0029]其中，在一種實現方式中，補強部22為絕緣結構連接在半導體芯片20和焊料21之間，在另一種可能的實現方式中，補強部22也可以是導電結構。
[0030]因此，本實施方式中，半導體芯片20和焊料21之間除了通過焊料21和焊盤圖形201焊接在一起之外，還利用補強部22連接半導體芯片20和焊料21，由此增加了半導體芯片20和焊料21之間的接合面積，提升連接處的機械強度，當半導體芯片20掉落時補強部22可以吸收應力，并阻礙裂縫延伸穿透界面，從而能夠降低半導體芯片20和焊料21之間發(fā)生斷裂的幾率，有利于提高連接的可靠性。
[0031 ]當然，在其他實施方式中，也可以是先在半導體芯片20上形成補強部22，然后在焊盤圖形201上焊接焊料21，并使焊料21與補強部22連接。
[0032]參閱圖4，在本發(fā)明半導體封裝方法另一實施方式中，焊料21為呈橢圓狀的焊錫球。焊料21和焊盤圖形201之間為焊接部30。
[0033]其中，形成補強部22連接半導體芯片20的表面和焊料21的步驟包括:在焊接部30周側的半導體芯片20表面上形成補強部22，并使補強部22圍繞且連接焊接部30。即在本實施方式中，補強部22圍繞在焊錫球的周圍以形成凹槽結構而包裹焊錫球的下半部分(即靠近焊接部30的下半部分焊錫球)，其形成在半導體芯片20的靠近焊接部30的周邊且與焊錫球(即焊料21)連接，并且補強部22與焊接部30的邊緣無縫對接。
[0034]其中，在制作過程中，可以利用光罩在半導體芯片20上形成如圖4所示的補強部22的圖案。更具體地，在形成補強部22的具體步驟中，先在半導體芯片20的表面和焊料21的表面上均涂布用于形成補強部22的正型感光材料，然后采用一道光罩對正型感光材料進行曝光，曝光之后進行顯影處理，以除去被光線照射的正型感光材料，之后固化剩余的正型感光材料從而得到圖4所示的補強部22。
[0035]本實施方式中，通過在焊接部30周圍都形成補強部22，可以進一步增加焊料21和半導體芯片20之間的接合面積，從而進一步提高焊料21和半導體芯片20之間連接的可靠性。此外，通過補強部22的凹槽結構，在后續(xù)焊料21和封裝基板進行焊接時，可以使得熔融的焊料不易于向外擴張，能夠減小焊料21之丨司發(fā)生橋接的概率，有利于提尚基板組裝良率，且更有利于實現細間距組裝。
[0036]在本發(fā)明另一實施方式中，形成補強部22連接半導體芯片20的表面和焊料21的步驟包括，采用低溫固化型介電材料在半導體芯片20的表面上形成具有彈性的補強部22，并使補強部22連接焊料21。通過形成具有彈性的補強部22，可以使得補強部22能夠更好地吸收應力，從而可以進一步降低焊料21和半導體芯片20之間的焊接部30發(fā)生斷裂的幾率。
[0037]參閱圖5，在本發(fā)明半導體封裝方法又一實施方式中，進一步地，焊料21與補強部22在半導體芯片20表面上的垂直投影的外邊界對齊。更具體地，如圖5所示，在焊接部30周側的半導體芯片20表面上形成補強部22的步驟包括:
[0038]步驟S501，在半導體芯片20的表面和焊料21的表面涂布正型感光低溫固化型介電材料22’，且使得焊料21與焊料21周圍的半導體芯片20表面之間填充正型感光低溫固化型介電材料22’。
[0039]其中，正型感光低溫固化型介電材料22’具有彈性，以使得所形成的補強部22具有彈性。所述正型感光低溫固化型介電材料22’具體是指在低溫條件下固化的介電材料，且被光照后能夠被顯影液除去的介電材料。
[0040]步驟S502，采用正對半導體芯片20表面的光線，以焊料21為自對準光罩對正型感光低溫固化型介電材料22’進行曝光。其中，如圖所示，以圖5的視圖為準，光線50自焊料21上方垂直照射正型感光低溫固化型介電材料22’。
[0041]步驟S503，進行顯影處理，以除去被曝光的正型感光低溫固化型介電材料22’。
[0042]本實施方式中，焊料21為呈橢圓狀的焊錫球，因此，當光線50在焊料21上方正對半導體芯片20表面垂直照射時，在焊料21位于半導體芯片20表面上的垂直投影區(qū)域AB內的正型感光低溫固化型介電材料22’將會被焊料21所遮擋而未被光線50照射，而位于其他區(qū)域的正型感光低溫固化型介電材料22’則被光線50照射。
[0043]因此，在顯影處理之后，位于焊料21在半導體芯片20表面上的垂直投影區(qū)域AB內的正型感光低溫固化型介電材料22’被保留，而其他區(qū)域的正型感光低溫固化型介電材料22’則被除去。
[0044]步驟S504，固化未被光照射的正型感光低溫固化型介電材料22’，以形成補強部22，由此使得所形成的補強部22與焊料21在半導體芯片20表面上的垂直投影的外邊界對齊。
[0045]其中，在低溫條件進行固化。
[0046]通過上述方式，采用焊料21為自對準光罩進行曝光以形成補強部22，能夠簡化工藝，節(jié)省成本。
[0047]可以理解的是，補強部22的截面形狀和所在位置并不限于上述實施方式所描述的形狀和位置，補強部22在半導體芯片20表面上的垂直投影的外邊界還可以是在焊料21的垂直投影外邊界之外，例如圖4所示的結構?；蛘哐a強部22在半導體芯片20表面上的垂直投影的外邊界還可以是在焊料21的垂直投影外邊界之內。并且，補強部22的截面形狀也可以是不規(guī)則圖形等，只要使補強部22連接半導體芯片20和焊料21即可。
[0048]在其他實施方式中，補強部22的材料還可以是高溫固化型介電材料，且可以是負型感光介電材料，對此不做限定。并且，焊料21還可以是呈圓柱體、方體、錐體等形狀，此外，焊料21可以是其他的焊接材料。
[0049]另外，在其他的實施方式中，也可以采用額外的光罩對正型感光低溫固化型介電材料22’進行曝光，利用光罩遮擋位于焊料21在半導體芯片20表面上的垂直投影區(qū)域內的介電材料22’，以形成圖5所示的補強部22，使得補強部22和焊料21在半導體芯片20表面上的垂直投影的外邊界對齊。此時用于曝光的光線可以是斜對半導體芯片20的表面。
[0050]參閱圖6，在本發(fā)明半導體封裝方法又一實施方式中，焊盤圖形201為第一電極層，本實施方式的半導體封裝方法包括如下步驟:
[0051 ]步驟S601，提供半導體芯片20，在半導體芯片20除焊盤圖形201之外的其他表面上依次形成鈍化層25、介電層23。通過鈍化層25可以保護半導體芯片20。
[0052]步驟S602，在介電層23、焊盤圖形201上形成濺射層26。其中，可以采用濺射的工藝形成濺射層26，濺射層26具有導電性。
[0053]步驟S603，在焊盤圖形201上的濺射層26上形成第二電極層24，并在第二電極層24上焊接焊料21。其中，可以采用光刻膠、電解化學鍍等工藝形成第二電極層24。因此，本實施方式中，在焊盤圖形201上焊接焊料21的具體步驟包括:在焊盤圖形201上的第二電極層24上焊接焊料21。
[0054]步驟S604，在濺射層26的表面涂布正型感光低溫固化型介電材料22’，并且使得焊料21和濺射層26的表面之間填充正型感光低溫固化型介電材料22’。
[0055]步驟S605，對正型感光低溫固化型介電材料22’進行曝光，并進行顯影處理，以除去被光照射的正型感光低溫固化型介電材料22’，并保留位于焊料21在半導體芯片20表面上的垂直投影區(qū)域內的正型感光低溫固化型介電材料22’，具體的曝光過程可參考圖5所示的實施例進行，對此不再一一贅述。
[0056]步驟S606，將未被正型感光低溫固化型介電材料22’覆蓋的濺射層26除去，并對正型感光低溫固化型介電材料22’進行低溫固化，從而形成補強部22。其中，濺射層26位于補強部22和介電層23之間，以及位于第二電極層24和焊盤圖形201之間。
[0057]本實施方式中，通過增加一層介電層23和第二電極層24，能夠在一定程度上增加焊料21和半導體芯片20之間連接的機械強度，有利于進一步提高連接的可靠性。
[0058]參閱圖7，在本發(fā)明半導體封裝方法又一實施方式中，提供半導體芯片20的步驟包括，還提供封裝基板70。
[0059]其中，在半導體芯片20的表面上形成補強部22的步驟之后，包括步驟，使半導體芯片20通過焊料21焊接在封裝基板70上。其中，半導體芯片20通過倒裝的方式封裝在封裝基板70上。
[0060]以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種半導體封裝方法，其特征在于，包括: 提供半導體芯片，所述半導體芯片的表面上形成有焊盤圖形； 在所述焊盤圖形上焊接焊料，且形成補強部連接所述半導體芯片的表面和所述焊料。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊料和所述焊盤圖形之間為焊接部； 所述形成補強部連接所述半導體芯片的表面和所述焊料的步驟包括: 在所述焊接部周側的半導體芯片表面上形成所述補強部，使所述補強部圍繞且連接所述焊接部。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述焊接部周側的半導體芯片表面上形成所述補強部的步驟包括: 使所述焊料與所述補強部在所述半導體芯片表面上的垂直投影的外邊界對齊。4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述形成補強部連接所述半導體芯片的表面和所述焊料的步驟包括: 采用低溫固化型介電材料在所述半導體芯片的表面上形成具有彈性的補強部，并使所述補強部連接所述焊料。5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述焊接部周側的半導體芯片表面上形成所述補強部的步驟包括: 在所述半導體芯片的表面涂布正型感光低溫固化型介電材料，且使得所述焊料與焊料周圍的所述半導體芯片表面之間填充所述正型感光低溫固化型介電材料； 采用正對所述半導體芯片表面的光線，以所述焊料為自對準光罩對所述正型感光低溫固化型介電材料進行曝光； 進行顯影處理，以除去被光照射的正型感光低溫固化型介電材料； 固化未被光照射的正型感光低溫固化型介電材料，以形成所述補強部。6.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述焊盤圖形為第一電極層，所述在所述焊盤圖形上焊接焊料的步驟之前，包括: 在所述半導體芯片除所述焊盤圖形之外的其他表面上形成介電層； 在所述焊盤圖形上形成第二電極層； 在所述焊盤圖形上焊接焊料的步驟包括: 在所述焊盤圖形上的第二電極層上焊接所述焊料； 所述形成補強部連接所述半導體芯片的表面和所述焊料的步驟包括: 在所述介電層上形成所述補強部，并使所述補強部連接所述焊料。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在所述半導體芯片除所述焊盤圖形之外的其他表面上形成介電層的步驟之前，包括: 在所述半導體芯片除所述焊盤圖形之外的其他表面上形成鈍化層。8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在所述焊盤圖形上的第二電極層上焊接所述焊料的步驟之前，包括: 在所述介電層、所述焊盤圖形上形成濺射層； 所述在所述焊盤圖形上的第二電極層上焊接所述焊料的步驟包括: 在所述焊盤圖形對應的濺射層上形成所述第二電極層； 在所述介電層上形成所述補強部的步驟包括: 在所述介電層上的濺射層上形成所述補強部； 所述在所述介電層上的濺射層上形成所述補強部的步驟之后，包括: 除去未被所述補強部覆蓋的濺射層。9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供半導體芯片的步驟包括:還提供封裝基板； 所述形成補強部連接所述半導體芯片的表面和所述焊料的步驟之后，包括: 使所述半導體芯片通過所述焊料焊接在所述封裝基板上。
【文檔編號】H01L21/48GK105914151SQ201610241089
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】劉建宏
【申請人】南通富士通微電子股份有限公司