[实用新型]带应力释放环的金属凸块结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体封装领域，尤其涉及一种半导体封装芯片的带应力释放环的金属凸块结构。

背景技术

在典型的晶圆级芯片尺寸封装中，通常通过金属重布线(RDL)将芯片焊垫(Pads)电性引至芯片背部，并在金属重布线上形成焊盘，焊盘上长凸块，如焊球、金属凸点、金属柱等。从结构上讲，凸块实际上包括凸块本身以及位于凸块与焊盘之间的凸块下金属(UBM)。

由于凸块下金属(UBM)结构与凸块的多层材料层集中在焊盘附近，因此，应力也会集中于这些材料所在的区域。由于常规焊盘下方是作为绝缘层的钝化胶，该钝化胶和金属焊盘热膨胀系数(CTE)相差较大，如果没有预防性的设计，在可靠性冷热冲击实验时，应力过大将会导致钝化胶产生裂纹，继而引发漏电流或待机电流等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种带应力释放环的金属凸块结构，能够有效释放金属凸块和焊盘热胀冷缩产生的应力，避免裂纹的产生，降低芯片金属凸块结构的失效率。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种带应力释放环的金属凸块结构，包括一基底，所述基底正面铺有金属线路，所述基底正面刻有对应所述金属线路预设焊盘位置的环形凹槽，所述金属线路与所述基底之间铺设有绝缘层，所述金属线路上设有至少一焊盘，且所述焊盘周边部分或全部延伸至所述凹槽内，延伸至所述凹槽内的焊盘部分与所述凹槽组成一应力释放环，所述焊盘上长有金属凸块，且所述金属凸块周边未延伸至所述凹槽内。

进一步的，所述凹槽的侧壁相对基底表面呈垂直状或呈倾斜状或呈阶梯状。

进一步的，所述凹槽的深度为3～20μm。

进一步的，所述凹槽的内圈与外圈之间的宽度大于15μm。

进一步的，所述焊盘的尺寸小于应力释放环的外圈口径。

进一步的，所述凹槽的内圈或/和外圈的形状为圆形或正多边形。

进一步的，所述金属线路上铺设有阻焊层，所述阻焊层在焊盘位置设有开口，所述金属凸块位于所述阻焊层的开口处。

进一步的，所述焊盘周边延伸至所述凹槽的内圈侧壁上或延伸至所述凹槽的槽底中部。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种带应力释放环的金属凸块结构，通过在长金属凸块的位置外围的芯片基底上刻蚀环状凹槽，并将焊盘引至凹槽内，形成应力释放环，可有效释放由于金属凸块和焊盘热胀冷缩产生的应力，避免裂纹的产生，降低芯片金属凸块结构的失效率。

附图说明

图1为本实用新型焊盘周边延伸至凹槽侧壁时的剖面图；

图2为本实用新型焊盘周边延伸至凹槽槽底中部时的剖面图；

图3为本实用新型焊盘周边部分延伸至凹槽内时的剖面图；

图4为本实用新型中在基底上刻环形凹槽的结构示意图；

图5为本实用新型在基底上铺设金属线路及形成焊盘后的俯视图；

图6为本实用新型在基底上铺设金属线路及形成焊盘后的俯视图，其中环形凹槽的外圈为正八边形；

结合附图，作以下说明：

1-基底，2-金属线路，3-凹槽，301-内圈，302-外圈4-绝缘层，5-焊盘，6-金属凸块，7-阻焊层，8-开口。

具体实施方式

为使本实用新型能够更加易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。为方便说明，实施例附图的结构中各组成部分未按正常比例缩放，故不代表实施例中各结构的实际相对大小。其中所说的结构或面的上面或上侧，包含中间还有其他层的情况。

如图1、图2、图3所示,一种带应力释放环的金属凸块结构，包括一基底1，所述基底正面铺有金属线路2，所述基底正面刻有对应所述金属线路预设焊盘位置的环形凹槽3，所述金属线路与所述基底之间铺设有绝缘层4，所述金属线路上设有至少一焊盘5，且所述焊盘周边部分或全部延伸至所述凹槽内，延伸至所述凹槽内的焊盘部分与所述凹槽组成一应力释放环，所述焊盘上长有金属凸块6，且所述金属凸块周边未延伸至所述凹槽内。这样，通过在长金属凸块的位置外围的芯片基底上刻蚀环状凹槽，并将焊盘引至凹槽内，形成应力释放环，可有效释放由于金属凸块和焊盘热胀冷缩产生的应力，避免裂纹的产生，降低芯片金属凸块结构的失效率。

优选的，所述凹槽的侧壁相对基底表面呈垂直状或呈倾斜状或呈阶梯状。

优选的，所述凹槽的深度为3～20μm。

优选的，所述凹槽的内圈与外圈之间的宽度大于15μm。

优选的，所述焊盘的尺寸小于应力释放环的外圈口径。