一种功率芯片凸点的结构及其制作方法技术

本发明专利技术申请公开了一种功率芯片凸点的结构及其制作方法，包括以下步骤：焊层制作步骤：在芯片的电极区金属层上制作焊层，以保护功能区；填料步骤：在焊层上涂覆保护膜，蚀刻保护膜，暴露出焊层顶面；焊接步骤：在暴露的焊层顶面填上焊料，并将对应尺寸的焊球放置在焊料上进行焊接固定；去膜步骤：去除涂覆的保护膜并清洗，完成凸点的制作，所述焊层制作步骤中，焊层为镍金或镍钯金通过化学镀的方式制作形成，其厚度为3～5μm，本申请键合时间短，工作效率高，焊层可以有效避免铜和铝的接触应力和接触电阻的形成，焊料和焊球的焊接方式可以保障电导通性能，有效发挥芯片的性能，同时设计上有较大的灵活性。较大的灵活性。较大的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种功率芯片凸点的结构及其制作方法


[0001]本专利技术申请属于半导体封装
，尤其涉及一种功率芯片凸点的结构及其制作方法。

技术介绍

[0002]面板级封装（PLP）是一种从晶圆和条带级向更大尺寸面板级转换的封装方案，由于其潜在的成本效益和更高的制造效率，吸引了市场的广泛关注，使用PLP封装技术可实现一种多芯片平面扇出封装结构，其工艺流程为：在贴片流程中贴上两颗或两颗以上的芯片，通过成型工艺做成一块完整的面板，然后在芯片的电路面贴上保护膜后，通过激光开孔以及电镀的方式镀上铜，将功能区引出，并对多颗芯片之间进行电性连接，使其可以相互通信，最后做出铜通孔并进行电镀，最终完成整个的封装结构。
[0003]功率芯片是面板级封装中一大类产品，芯片的背面为漏极（Darin极），芯片的源极（Source极）和栅极（Gate极）都在芯片正面，为了适合面板级封装工艺，功率芯片的源极区和栅极区需要制作突出的凸点，通过塑封料包封研磨后露出凸点的铜层，再经过化铜工艺在面板上制作一层导通层，经过贴感光膜、曝光、显影和电镀铜工艺制作相应的RDL层和导电铜柱，再经过塑封料多次包封研磨，形成最后要求的封装体，凸点的材质通常为金或铜，凸点的高度为30
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80μm左右，目前凸点的制作工艺通常为植球（Stud Bumping）和铜柱凸块（Copper Pillar），植球即在栅极区和源极区，通过引线键合方式一次或多次植球，做出需要的凸点，引线键合需要将一根根金属丝逐一键合在芯片的对应区域，键合时间比较长，特别是对于源极需要制作很多凸点，工作效率低，而且使用铜线多次键合，容易造成弹坑现象，弹坑现象是指在键合时，芯片焊区铝垫受损而留下小洞，具体的实验方法如下：将芯片在不加热的王水中腐蚀24小时，然后在高倍显微镜下观察，会发现芯片焊区有针孔大的小洞，颜色呈彩色，即为弹坑现象，这种现象给产品的可靠性造成直接或间接的影响，进而影响产品的性能；铜柱凸块是通过在晶圆表面涂敷种子层，通常为Ti/Cu，然后通过在表面涂敷光刻胶，使用曝光显影的方式，暴露出所需制作凸点的位置，再通过电镀铜的方式在所需位置制作出铜柱，通过晶圆电镀铜柱凸块的方式制作功率芯片的凸点，该工艺需要价格昂贵的溅射、电镀和曝光显影设备，其使用的光刻胶也是价格高的耗材，并且通常需要涂敷100 μm左右的厚度，铜柱凸块的制作是通过层层电镀实现的，从成本和效率产能方面考虑，其应用受到一定的限制。
[0004]为了解决目前在面板级封装过程中功率芯片凸点制作的上述局限性，本专利技术申请提供一种结构性能、效率成本更具优势的功率芯片凸点的结构及其制作方法。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中的问题，本专利技术申请提供了一种功率芯片凸点的结构及其制作方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术申请提出的一种功率芯片凸点的制作方法，包括以下步
骤：焊层制作步骤：在晶圆的电极区金属层上制作焊层，以保护功能区；填料步骤：在焊层上涂覆保护膜，蚀刻保护膜，暴露出焊层顶面；焊接步骤：在暴露的焊层顶面填上焊料，并将对应尺寸的焊球放置在焊料上进行焊接固定；去膜步骤：去除涂覆的保护膜并清洗，完成凸点的制作。
[0007]进一步，所述焊层制作步骤中，焊层为镍金或镍钯金通过化学镀的方式制作形成，其厚度为3～5μm。
[0008]进一步，所述填料步骤中，保护膜为感光膜，其厚度为20～50μm。
[0009]进一步，所述焊接步骤中，通过印刷的方式将焊料填入到暴露的焊层顶面，焊球为铜球，其尺寸为50～100μm。
[0010]进一步，所述焊接步骤中，通过回流焊的方式将焊料与焊球焊接，焊料包裹在焊球周围。
[0011]进一步，所述去膜步骤中，通过浸泡清洗去除保护膜，完成芯片凸点的制作。
[0012]一种功率芯片凸点的结构，包括：焊层，所述焊层镀在晶圆电极区的金属层上，焊层与金属层位置相对应；焊球，所述焊球通过焊料焊接在焊层上，且焊料包裹在焊球周围。
[0013]进一步，所述焊层为镍金或镍钯金通过化学镀的方式制作形成，其厚度为3～5μm。
[0014]进一步，所述焊料通过印刷的方式填入到焊层顶面，所述焊球为铜球，其尺寸为50～100μm。
[0015]本专利技术申请：相比键合的植球和铜柱凸块，键合时间短，工作效率高，产品性能稳定，制作成本较低，且焊层可以有效避免铜和铝的接触应力和接触电阻的形成，采用成型的焊球，植球后高度一致性比较好，同时不需要腐蚀种子层等化学溶液，避免药液残留，焊料包裹在焊球的周围，焊料和焊球的焊接方式可以保障电导通性能，有效发挥芯片的性能，同时设计上有较大的灵活性，焊料的种类、焊球的大小和位置都可以根据要求而定。
附图说明
[0016]图1为本专利技术申请一种功率芯片凸点的结构及其制作方法的焊层制作步骤的示意图；图2为本专利技术申请一种功率芯片凸点的结构及其制作方法的填料步骤的示意图；图3为本专利技术申请一种功率芯片凸点的结构及其制作方法的焊接步骤的示意图；图4为本专利技术申请一种功率芯片凸点的结构及其制作方法的去膜步骤的示意图。
[0017]图中标记说明：焊层1、保护膜2、焊球3、晶圆4、金属层5。
具体实施方式
[0018]为了更好地了解本专利技术申请的目的、结构及功能，下面结合附图1
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4，对本专利技术申请提出的一种功率芯片凸点的结构及其制作方法，做进一步详细的描述。
[0019]本专利技术申请一种功率芯片凸点的制作方法，包括以下步骤：焊层1制作步骤：在晶圆4的电极区金属层5上制作焊层1，以保护功能区；
填料步骤：在焊层1上涂覆保护膜2，蚀刻保护膜2，暴露出焊层1顶面；焊接步骤：在暴露的焊层1顶面填上焊料，并将对应尺寸的焊球3放置在焊料上进行焊接固定；去膜步骤：去除涂覆的保护膜2并清洗，完成凸点的制作。
[0020]该功率芯片凸点的制作方法具体的工艺流程为：S1：将来料的晶圆4的栅极和源极的金属层5区域上涂覆光刻胶，并蚀刻光刻胶，以暴露金属层5；S2：在暴露的金属层5上镀一层焊层1，焊层1为镍金或镍钯金通过化学镀的方式制作形成，其厚度为3～5μm；S3：去除光刻胶，并在该面整体涂覆保护膜2，其厚度为20～50μm；S4：蚀刻保护膜2，暴露出焊层1顶面，蚀刻部位形成凹槽；S5：通过印刷的方式将焊料填入到暴露的焊层1顶面，即填入到蚀刻形成的凹槽里，通过超声波振动使得焊料填充更加充分；S6：通过手动或者自动设备，将相应尺寸的焊球3放置到印刷焊料处；S7：通过回流焊的焊接方式使得焊料与焊球3焊接牢固；S8：通过浸泡去膜，清洗去除焊接后晶圆4表面的保护膜2，完成芯片凸点的制作。
[0021]请参阅附图1、S1和S2及其焊层1制作步骤，焊层1可以在晶圆4的金属层5面整面制作，也可以根据产品的设计要求，选择性的在特定区域进行焊层1的制作，本申请以选择性特定区域制作为例，故在金属层5面上先涂覆一层可通过回流焊的感光膜，金属层5为铝层，可以为感光干膜，其厚度要求设定在3～5μm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率芯片凸点的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：焊层制作步骤：在晶圆的电极区金属层上制作焊层，以保护功能区；填料步骤：在焊层上涂覆保护膜，蚀刻保护膜，暴露出焊层顶面；焊接步骤：在暴露的焊层顶面填上焊料，并将对应尺寸的焊球放置在焊料上进行焊接固定；去膜步骤：去除涂覆的保护膜并清洗，完成凸点的制作。2.根据权利要求1所述的功率芯片凸点的制作方法，其特征在于，所述焊层制作步骤中，焊层为镍金或镍钯金通过化学镀的方式制作形成，其厚度为3～5μm。3.根据权利要求2所述的功率芯片凸点的制作方法，其特征在于，所述填料步骤中，保护膜为感光膜，其厚度为20～50μm。4.根据权利要求3所述的功率芯片凸点的制作方法，其特征在于，所述焊接步骤中，通过印刷的方式将焊料填入到暴露的焊层顶面，焊球为铜球，其尺寸为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，
申请(专利权)人：合肥矽迈微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：