[发明专利]环绕密封环的凸点结构及形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种环绕密封环的凸点结构及形成方法。

背景技术

现有技术制造焊料凸点的方法中，最常见的是在导电焊盘位置印刷锡膏和植球的方法，在植球制程中先印刷助焊剂至导电焊盘，然后将已成形的焊球设置在助焊剂上，经过回流焊球与导电焊盘紧密结合实现电性连接，最后将助焊剂清除。这种方法的缺点是：

(1)凸点易产生树杈现象，导致两相邻独立凸点之间互连发生短路；焊接过程中需要使用助焊剂，焊接完后为了不影响凸点导电性，还需要进行清洗助焊剂，工艺复杂，成本较高；

(2)焊接过程中由于助焊剂活性不够，炉温曲线等问题易造成焊接空洞、虚焊和IMC(Intermetallic Compound)层过厚等问题。

(3)封装完成后的芯片与电路板、或下一级封装衬底焊接后需要使用底部填充胶，此外还容易出现焊点断裂和枕头现象，无法满足车载、安防等高可靠性产品要求；

因此，为改善以上所述技术问题，需要开发新的焊球形成方案，实现凸点与导电焊盘的有效连接，提高焊点可靠性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种环绕密封环的凸点结构及形成方法，基本上避免了由现有技术的局限和缺点造成的一个或多个问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种环绕密封环的凸点结构，包括一芯片，所述芯片具有第一表面和与其相对的第二表面，所述第一表面具有至少一电极区域，所述第一表面或所述第二表面设有至少一层金属层，所述金属层上设有一层防焊层，所述防焊层上开设有暴露该金属层的导电焊盘，所述导电焊盘上布置有聚合物粘合剂和凸点，所述聚合物粘合剂回流后在防焊层上形成包裹所述凸点根基部的密封环。

进一步的，所述聚合物粘合剂材料的黏度为60CP至40000CP。

进一步的，所述聚合物粘合剂是一种无铅的凸点粘合剂。

进一步的，所述凸点为实心焊球、空心焊球、塑料核焊球、铜核焊球中的一种。

进一步的，所述凸点通过金属层与电极区域电性连接。

进一步的，所述密封环是具有3-D聚合物网络结构的聚合物粘结层。

一种环绕密封环的凸点结构的形成方法，包括如下步骤：

(1)提供一具有若干芯片的晶圆，所述晶圆具有第一表面和与其相对的第二表面，所述第一表面具有若干独立的电极区域；

(2)在晶圆第一表面形成至少一层金属层；

(3)在金属层上形成一层防焊层，在所述防焊层上开设暴露金属层的导电焊盘；

(4)在晶圆第一表面通过钢网印刷或点胶机点胶在对应导电焊盘的位置设置聚合物粘合剂；

(5)将已成形的凸点印刷至导电焊盘处的聚合物粘合剂上；

(6)回流；

(7)将一整片晶圆切割成单颗芯片产品。

进一步的，所述聚合物粘合剂在回流过程中去除凸点或/和导电焊盘上的金属氧化层，起到助焊的作用。

进一步的，所述聚合物粘合剂在回流过程中形成具有3-D聚合物网络结构的密封环。

本发明的有益效果是：本发明提供一种环绕密封环的凸点结构及形成方法，采用了聚合物粘合剂代替普通助焊剂进行凸点的形成，此技术方案的优点:

(1)聚合物粘合剂回流之后，不影响凸点与外界的导电性，无需再进行其他类似清洗助焊剂的步骤。

(2)聚合物粘合剂的使用可以有效的减少焊接空洞、虚焊、IMC(Intermetallic Compound)生长过厚等现象。两相邻独立的凸点之间树杈现象明显改善，避免凸点互连致使芯片重新制作凸点或报废导致良率下降。

(3)3-D聚合物网络结构的密封环的形成，增强了凸点与导电焊盘之间的推力强度，在芯片、推力机及其参数等条件都相同的情况下，对凸点进行推力测试，引入聚合物粘合剂的晶圆相比具有普通助焊剂的晶圆，推力强度增加30％，从而满足车载、安防等高可靠性产品要求。

(4)封装完成后的芯片与电路板、或下一级封装衬底焊接后凸点断裂和枕头现象明显改善，凸点连续的将芯片与电路板、或下一级封装衬底有效连接在一起，无需另外再进行底填材料的填充，该聚合物粘合剂将助焊剂与底填材料的作用结合，可减少制程步骤，大幅度降低工艺成本。

(5)对于工艺参数，人为或设备因素造成的凸点超出规格的现象，例如凸点互连，凸点均一性差，凸点严重超出导电焊盘等异常现象需要重新制作凸点，即重工，此聚合物粘合剂可彻底的被清除，呈现干净的导电焊盘，方便第二次有效作业。