[发明专利]倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法及结构

权利要求书

1.一种倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：提供芯片(10)，所述芯片(10)上采用电镀、溅射、气相沉积或蒸镀制备至少一个第一金属焊盘(20)，所述第一金属焊盘(20)上采用电镀、溅射、气相沉积、蒸镀或植球后再回流制备钎料凸点(24)；提供基板(30)，所述基板(30)上采用电镀或溅射制备至少一个第二金属焊盘(40)，所述第二金属焊盘(40)上采用电镀、溅射或化学沉积制备第二可焊层(42)；

所述第一金属焊盘(20)为单晶或具有择优取向；

所述第一金属焊盘(20)和第二金属焊盘(40)具有相同的材质和相同的排布图形；

所述第一金属焊盘(20)为单晶或择优取向Cu时，钎料凸点(24)为Sn、In或SnCu中的一种；

所述第一金属焊盘(20)为单晶或择优取向Ni时，钎料凸点(24)为Sn或In中的一种；

所述第一金属焊盘(20)为单晶或择优取向Ag时，钎料凸点(24)为Sn、In、SnAg或InAg中的一种；

所述第二可焊层(42)的材质不同于所述第二金属焊盘(40)的材质；

步骤二：第二可焊层(42)的表面涂覆焊剂(44)；

步骤三：将钎料凸点(24)和第二可焊层(42)一一对准，并接触放置，形成一个组合体；

步骤四：对步骤三形成的组合体加热至所需温度下进行钎焊回流，并使第一金属焊盘(20)的温度低于第二金属焊盘(40)的温度，即在第一金属焊盘(20)和第二金属焊盘(40)之间形成温度梯度，直至钎料凸点(24)熔化后发生钎焊反应全部转变为金属间化合物(50)；

所述温度梯度定义为ΔT/Δd，所述ΔT为第二金属焊盘(40)上表面与第一金属焊盘(20)下表面之间的温度差，所述Δd为第二金属焊盘(40)上表面与第一金属焊盘(20)下表面之间的距离；

所述金属间化合物(50)在第一金属焊盘(20)上形成生长；

所述第一金属焊盘(20)和第二金属焊盘(40)在钎焊反应后仍有剩余；

所述金属间化合物(50)为Cu-Sn、Ni-Sn、Cn-In、Ni-In、Ag-Sn、Ag-In中的一种，金属间化合物(50)沿所述温度梯度的方向具有单一取向。

2.根据权利要求1所述的一种倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法，其特征在于，所述温度梯度不小于20℃/cm。

3.根据权利要求1所述的一种倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法，其特征在于，所述温度梯度的范围是20～200℃/cm。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法，其特征在于，所述第一金属焊盘(20)和钎料凸点(24)之间包含采用电镀、溅射、气相沉积或蒸镀制备的第一可焊层(22)，所述第一可焊层的材质不同于所述第一金属焊盘(20)的材质。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法，其特征在于，所述金属间化合物(50)内包括残余相(52)。

6.根据权利要求4所述的一种倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法，其特征在于，所述金属间化合物(50)内包括残余相(52)。

7.根据权利要求5所述的一种倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法，其特征在于，所述残余相(52)包括Ag₃Sn、富Pb相或富Bi相。

8.根据权利要求6所述的一种倒装芯片用全金属间化合物互连焊点的制备方法，其特征在于，所述残余相(52)包括Ag₃Sn、富Pb相或富Bi相。

9.权利要求1所述制备方法制备的倒装芯片用全金属间化合物互连焊点结构，包括芯片(10)和位于所述芯片(10)上的至少一个第一金属焊盘(20)，基板(30)和位于所述基板(30)上的至少一个第二金属焊盘(40)，其特征在于，所述第一金属焊盘(20)为单晶或具有择优取向，所述第一金属焊盘(20)和第二金属焊盘(40)通过金属间化合物(50)连接。