[发明专利]一种双铝垫结构及其实现方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及芯片封装领域，特别涉及一种用于改善芯片封装打线的双铝垫结构及其实现方法。

【背景技术】

随着集成电路的发展，人们对芯片的功能要求越来越多，对芯片的性能要求也越来越高，这就使得芯片内部的集成电路的集成度必须越来越高，即集成在同一块芯片上的晶体管越来越多。为了提高芯片的信号质量以及芯片的处理速度，不但要求芯片的设计水平要高，同时也要求封装的性能要好。

芯片一般都采用8英寸或者12英寸的圆形硅材料作为衬底，这种圆形的硅衬底包括后面在该衬底上制作出来的电路称为晶圆，一片晶圆上能生产出很多的芯片，芯片的数量是由芯片设计时的芯片的尺寸决定的。当芯片封装的时候将芯片从晶圆上切割下来，然后进行封装。对芯片的封装，目前主要的方法是采用金属线（所述金属性可以是金线、铜线或银线）通过引线键合的方式将金属线连接到芯片的铝垫上，将芯片的信号引出，通过基板或者是引脚架将信号连接到印刷电路板上，从而实现芯片的工作。

请参阅图1和图2，在封装打线时，引线的焊球1’和铝垫2’表面必须完全结合，才能形成良好的接触。由于蚀刻工艺的特性，铝垫2’的开窗3’，其截面为倒梯形，即开窗3’的上宽度比较大，开窗3’的下宽度比较小，因此焊球1’的宽度必须小于或者等于开窗3’的下宽度。但芯片在开发过程中，为了节约成本，芯片的尺寸越做越小，当芯片尺寸小到一定程度时，开窗3’的下宽度不能满足焊球1’的宽度要求，即焊球1’的宽度大于开窗3’的下宽度，焊球1’不能与铝垫2’表面形成良好的接触，在这种情况下如果做引线键合将会使焊球1’碰到开窗3’四周的保护层4’上，由于保护层4’的成分主要是SiO2和SiN，这些介质材质比较脆、易碎；焊球1’打到保护层4’上会使保护层碎裂，焊球1’与铝垫2’间就不能形成良好的接触，容易产生断路，影响芯片的良率。如果改用比较小线径的引线做引线键合，焊球1’会变小，但是线径变小芯片的信号质量就会下降，性能降低，不可取。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种双铝垫结构，其提高封装打线的良率，减少损失，提高信号质量，提升芯片的性能。

本发明通过以下技术方案一解决上述问题之一：

技术方案一：

一种双铝垫结构，包括第一铝垫、保护层、第二铝垫，所述保护层设于所述第一铝垫的上方，且形成一开窗，所述开窗的截面为倒梯形，所述第二铝垫设有一凹槽，所述凹槽的下底面宽度大于所述开窗的下宽度，所述第二铝垫设于所述开窗内，且与所述第一铝垫和保护层紧密结合。

进一步地，所述凹槽开口的宽度大于所述凹槽下底面宽度

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种双铝垫结构的实现方法，其提高封装打线的良率，减少损失，提高信号质量，提升芯片的性能。

本发明通过以下技术方案二解决上述问题之二：

一种双铝垫结构的实现方法，所述双铝垫结构应用于芯片封装，在晶圆上设置第一铝垫，所述第一铝垫上方设有保护层，且第一铝垫与保护层形成一开窗，所述开窗的截面为倒梯形，该实现方法具体包括如下步骤：

步骤1、通过金属溅射方法在第一铝垫上镀上一铝层，所述铝层的厚度根据需要设定，所述铝层设有一凹槽，所述凹槽的截面为倒梯形；

步骤2、在所述铝层上加一光阻层，所述光阻层厚度根据需要设定；所述光阻层由第一光阻层和第二光阻层组成，所述第一光阻层为需要保留的光阻层，所述第二光阻层为不需要保留的光阻层；

步骤3在所述光阻层上设置一光罩，所述光罩对应于第一光阻层的部分涂以黑色的掩蔽层，所述光罩对应于第二光阻层的部分为透明；以一光源照射所述光阻层，所述第一光阻层不发生化学反应，所述第二光阻层发生化学反应；

步骤4、去除所述光罩，将经过光照的晶圆放入显影液，所述第二光阻层被显影液洗掉，洗掉后，位于所述第二光阻层下的铝层裸露出来；

步骤5、通过蚀刻工艺将所述裸露出来的铝层蚀刻去；

步骤6、用酸性液体将所述第一光阻层去掉，所述酸性液体不与所述保护层以及所述第一光阻层下的铝层反应；

步骤7、将所述第一光阻层下的铝层与所述保护层和第一铝垫紧密结合，将所述第一光阻层下的铝层定义为第二铝垫，通过第二铝垫来扩大焊接面积，再通过引线键合将引线的焊球焊在所述第二铝垫上，从而使引线的焊球能够与所述第二铝垫紧固结合。

进一步地，所述步骤6中的酸性液体是：硫酸，双氧水，氨水和水的混合液体。