[发明专利]一种增强焊球与UBM粘附性的方法及封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种增强焊球与UBM粘附性的方法及封装结构，尤其涉及圆片级封装中增强焊球与UBM的粘附性，属于电子封装领域。

背景技术

随着半导体技术的迅猛发展，集成度不断提高，电子产品的互连密度也越来越高。

球栅阵列封装（Ball Grid Array，BGA）技术的出现使得芯片的I/O端口以圆形或圆柱形焊点以面阵列的形式分布在封装体下面，增大了互连密度，减小了寄生参数和信号传输延迟，增强了可靠性。在圆片级封装中，焊球可以直接在圆片上进行制作，然后划片即可直接与PCB板相连。现在随着圆片级封装的迅速发展，焊球的直径越来越小，而其与UBM（Under Bump Metallization，凸点下金属）的接触面积也不断减小，使得焊球与UBM的粘附能力下降，从而影响整个封装结构的可靠性。

现有的封装结构如图1所示，芯片101′表面制作有焊盘103′，并覆有钝化层102′。在该焊盘103′上溅射粘附层/种子层104′，并电镀金属铜105′，然后进行焊球106′的制作，通过回流过程金属铜层105′与焊球106′之间形成IMC（Intermetallic Compound，金属间化合物）粘结在一起。随着焊球直径减小，金属铜层105′与焊球106′之间的接触面积也在减小，使得粘附性下降，影响可靠性。

为此，本发明拟提出一种增强焊球与UBM粘附性的方法，使焊球与UBM的粘附面积增大，进而提高整体的可靠性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种增强焊球与UBM粘附性的封装结构及其方法，用于解决现有技术中金属铜层与焊球之间的接触面积小，粘附性差，可靠性不高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种增强焊球与UBM粘附性的封装结构，该封装结构包括芯片、设置在该芯片上表面的焊盘、位于该焊盘上的粘附/种子层、位于该粘附/种子层上的金属层以及位于金属层上的焊球；所述金属层上表面凹设有若干凹坑，所述焊球底部形成若干与所述凹坑接触配合的凸起；或者所述金属层上表面凸设有若干凸起，所述焊球底部形成若干与所述凸起接触配合的凹坑。

优选地，所述芯片上表面的焊盘周围敷设有钝化层。

优选地，所述焊盘与与所述粘附/种子层之间设有再布线金属层。

本发明还提供一种增强焊球与UBM粘附性的方法，该方法包括以下步骤：

1）提供一设有焊盘的芯片；

2）在该焊盘上溅射形成粘附/种子层；

3）在该粘附/种子层上电镀金属层；

4）然后在该金属层上表面制作若干凹坑或凸起；

5）进行焊球制作。

优选地，所述步骤2）中的粘附/种子层为Ti/Cu或TiW/Cu层；其中，Ti或TiW层的厚度为500-1500；Cu层厚度为2000-5000。

优选地，所述步骤3）中的金属层的材质为Cu，其厚度在5-30um。

优选地，所述步骤4）中的凹坑采用化学腐蚀、干法刻蚀、激光打孔任意一种方法进行制作。

优选地，所述步骤4）中的凹坑的深度为1-25um，宽度为1-50um。

优选地，所述步骤4）中的凸起采用电镀方法进行制作。所述凸起的高度为1-25um，宽度为1-50um。

优选地，所述步骤5）中采用电镀、丝网印刷、激光植球等任意一种方法进行焊球制作。

如上所述，本发明不需要制作额外的粘附材料，通过在UBM表面制作凹坑，增加焊球与UBM的接触面积，增强了焊球与UBM之间的粘附性。

附图说明

图1显示为传统UBM及焊球结构示意图。

图2a-2f显示为本发明一种实施例的UBM及焊球结构工艺流程图，整个焊球结构制作在焊盘上。

图3显示为本发明另一实施例的UBM及焊球结构示意图；其中，整个焊球结构制作在再布线金属层上，其中301为再布线结构中的金属层，302为再布线结构中的介质层。

元件标号说明

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。