【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片封装，具体涉及一种芯片封装用阵列柱结构及其制备方法。
技术介绍
1、集成电路的发展趋势是越来越追求多功能、高性能、高散热、高集成度、高可靠性和低成本。芯片封装技术在集成电路的制作过程中发挥着至关重要的作用，芯片封装工艺的可行性、封装质量、封装可靠性，直接决定了集成电路是否满足设计要求以及能否被制造出来。封装工艺决定了集成电路的结构和性能。封装成本在集成电路总成本中所占的比例也越来越大。随着集成电路的晶圆制程发展到纳米级，芯片上集成的晶体管数量向更高密度发展，输入输出信号io引脚数量越来越高，io引脚的间距发展到低于100μm以下，封装工艺技术朝着更高密度方向发展。铜柱凸点封装技术，以其独特的凸点细间距优势，良好的导热性能、抗电迁移性能、质量一致性和可靠性，已经成为先进芯片封装工艺的核心技术，主导着芯片封装技术向高密度、超细间距方向发展。
2、目前，使用铜柱封装技术方案直接使用单颗铜柱，单颗铜柱包装成编带方式。单颗铜柱是采用机械加工方式单颗地加工出来，进行表面处理然后做成编带方式，便于自动化方式使用。该工艺实施的主要步骤如下：
3、(1)铜板、机加工模具的准备；
4、(2)铜柱冲压机械加工成型，得到需要尺寸的单颗铜柱；
5、(3)铜柱表面处理；
6、(4)铜柱编带包装，将单颗铜柱包装在卷带料中，方便封装设备的自动化方式使用。
7、现有技术(一)即单颗铜柱编带使用方式，如图1和图2所示的现有铜柱，主要问题如下：
8、(1)单根孤立铜
9、(2)加工焊锡bump凸起难度大：单颗铜柱不利于固定、在铜柱末端加工出焊锡bump难度大；
10、(3)单颗铜柱的尺寸，由于机械加工方法和制造工艺等方面的限制，铜柱直径不能进一步做小，一般200μm是小尺寸，继续微型化受到工艺和应用限制，因此，单根孤立铜柱的直径不能做的很小，受制于机加工工艺能力，不满足高密度、微型化芯片封装应用；
11、(4)单颗铜柱的长度不能太长，受制于加工方法和铜柱焊接工艺限制，单颗铜柱容易倾倒，焊接工艺中容易位置偏移，影响铜柱应用质量和客户满意度等。
12、(5)单颗铜柱在封装工艺中，是一颗一颗地使用，自动化使用的生产效率比较低，成本高效益竞争力不高；
13、(6)单根孤立铜柱，受制于加工方法，如机加工、化学蚀刻，尺寸公差大，精度不高；单根铜柱的应用场景中，铜柱之间的间距不能太小，限制了半导体封装的技术发展。
14、因此，存在待改进之处，本专利技术提供一种芯片封装用阵列柱结构。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种芯片封装用阵列柱结构及其制备方法，用以解决现有技术中存在的至少一个上述问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种芯片封装用阵列柱结构，包括塑封集成平台以及嵌设于塑封集成平台中的阵列柱组件，所述阵列柱组件包括多根导柱，所述导柱至少有一端设有电镀层；
4、所述塑封集成平台的下表面与阵列柱组件的下端面齐平设置，塑封集成平台的上表面与阵列柱组件的上端面之间的间距为h1；或者，所述塑封集成平台的上表面与阵列柱组件的上端面之间的间距为h2，所述塑封集成平台的下表面与阵列柱组件的下端面之间的间距为h3；其中，h1＞0，h2＞0，h3＞0，h1＞h2，h1＞h3。
5、本技术方案具有以下优势：(1)本专利技术的阵列柱组件包括多根导柱，阵列柱组件嵌设在塑封集成平台中，可以提前将导柱制备好，节省生产加工时间，将单颗、孤立的导柱汇集到塑封集成平台中，集成为一个整体。由于在塑封集成平台中集成了数根导柱，形成阵列，可自动化使用，塑封集成平台作为设备吸取、贴放受力点，便于后续封装工艺自动化使用导柱，兼容现有芯片封装设备能力和工艺能力；(2)每根导柱至少有一端设有电镀层，使得导柱的端面在封装集成中所形成的焊点有了金属镍的强化、改善作用，解决了焊点界面处金属间化合物imc粗大，存在长期可靠性隐患问题；(3)由于塑封集成平台的下表面与阵列柱组件的下端面齐平设置，塑封集成平台的上表面与阵列柱组件的上端面之间的间距为h1，间距h1大于0，该间距h1根据需要，在激光烧蚀的过程中控制烧蚀的高度来实现。由于塑封集成平台的上表面与阵列柱组件的上端面之间的间距为h2，塑封集成平台的下表面与阵列柱组件的下端面之间的间距为h，间距h3和间距h2都大于0，且h1＞h2，h1＞h3，使得导柱外露于塑封集成平台的两侧，优化的，间距h3和间距h2可以相等以使得塑封集成平台处于导柱的正中间。综上，结合导柱的一端或者两端均设有电镀层，使得本技术方案可分别提供单侧电焊层单向激光烧蚀的阵列柱结构、双侧电焊层单向激光烧蚀的阵列柱结构、单侧电焊层双向激光烧蚀的阵列柱结构和双侧电焊层双向激光烧蚀的阵列柱结构四种具体的阵列柱结构。其中单侧电焊层单向激光烧蚀的阵列柱结构和双侧电焊层单向激光烧蚀的阵列柱结构的导柱外露于塑封集成平台的一侧，单侧电焊层双向激光烧蚀的阵列柱结构和双侧电焊层双向激光烧蚀的阵列柱结构的导柱外露于塑封集成平台的两侧。(4)单根导柱的高度可以根据需要做得很高，由于阵列柱结构集成为一个联合体，塑封集成平台对导柱起到支撑和限位作用，解决了导柱在焊接过程中存在的倾倒问题；(5)同样，由于阵列柱组件集成为一个联合体，首先，单根导柱的直径可以根据需求做的很小，解决了机加工工艺瓶颈问题，最大化满足高密度、微型化芯片封装应用；其次，导柱之间的间距可以很小，满足先进封装工艺需求，支持半导体封装技术发展；具体还可通过化学蚀刻工艺或者电镀、化学镀工艺，对导柱的直径进行差异化加工，允许不一样的直径系列金属柱共存，解决高压、大电流通流能力应用场景问题。
6、进一步的，为了提供多种不同材料制成的塑封集成平台，所述塑封集成平台采用塑封胶、uf胶、绝缘玻璃或者陶瓷制成。
7、进一步的，为了提供不同材料制成的导柱，所述导柱包括金属核柱，所述金属核柱由金属材料制成；或者，所述导柱包括塑核柱，所述塑核柱由有机材料制成。本专利技术可以采用两种不同的制备方法，在保证尺寸一致性和精度高的前提下，可制得不同的阵列柱结构，而且两种制备方法均可精确控制。
8、进一步的，所述金属核柱或塑核柱的外壁上形成有金属增厚层。导柱之间直径可以差异化加工，允许不一样的直径系列金属柱共存，解决高压、大电流通流能力应用场景问题。
9、进一步的，所述导柱的外壁可进行化学蚀刻以减小导柱的直径。导柱之间直径可以差异化加工，允许不一样的直径系列金属柱共存，解决高压、大电流通流能力应用场景问题。
10、进一步的，所述导柱的两端均设有电镀层。根据需要可以单侧电镀，也可双侧电镀，每根导柱的上、下端面上均设有电镀层，使得导柱的端面在封装本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种芯片封装用阵列柱结构，其特征在于：包括塑封集成平台以及嵌设于塑封集成平台中的阵列柱组件，所述阵列柱组件包括多根导柱，所述导柱至少有一端设有电镀层；所述塑封集成平台的下表面与阵列柱组件的下端面齐平设置，所述塑封集成平台的上表面与阵列柱组件的上端面之间的间距为h1；或者，所述塑封集成平台的上表面与阵列柱组件的上端面之间的间距为h2，所述塑封集成平台的下表面与阵列柱组件的下端面之间的间距为h3；其中，h1＞0，h2＞0，h3＞0，h1＞h2，h1＞h3。
2.根据权利要求1所述的一种芯片封装用阵列柱结构，其特征在于：所述塑封集成平台采用塑封胶、UF胶、绝缘玻璃或者陶瓷制成。
3.根据权利要求1所述的一种芯片封装用阵列柱结构，其特征在于：所述导柱包括金属核柱，所述金属核柱由金属材料制成；或者，所述导柱包括塑核柱，所述塑核柱由有机材料制成。
4.根据权利要求3所述的一种芯片封装用阵列柱结构，其特征在于：所述金属核柱或塑核柱的外壁上形成有金属增厚层。
5.根据权利要求1所述的一种芯片封装用阵列柱结构，其特征在于：所述导柱的外壁可进行化学
6.根据权利要求1所述的一种芯片封装用阵列柱结构，其特征在于：所述导柱的两端均设有电镀层。
7.根据权利要求1或6所述的一种芯片封装用阵列柱结构，其特征在于：所述电镀层包括电镀镍层，所述电镀镍层电镀于导柱的端面。
8.根据权利要求7所述的一种芯片封装用阵列柱结构，其特征在于：所述电镀层还包括焊锡层或者镀金层，所述焊锡层或者镀金层焊接于电镀镍层上。
9.一种芯片封装用阵列柱结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种芯片封装用阵列柱结构的制备方法，其特征在于：步骤S1中，封装载板为铜板、铝板或陶瓷基板；步骤S2中，金属柱为金柱、银柱或铜柱。
...【技术特征摘要】
1.一种芯片封装用阵列柱结构，其特征在于：包括塑封集成平台以及嵌设于塑封集成平台中的阵列柱组件，所述阵列柱组件包括多根导柱，所述导柱至少有一端设有电镀层；所述塑封集成平台的下表面与阵列柱组件的下端面齐平设置，所述塑封集成平台的上表面与阵列柱组件的上端面之间的间距为h1；或者，所述塑封集成平台的上表面与阵列柱组件的上端面之间的间距为h2，所述塑封集成平台的下表面与阵列柱组件的下端面之间的间距为h3；其中，h1＞0，h2＞0，h3＞0，h1＞h2，h1＞h3。
2.根据权利要求1所述的一种芯片封装用阵列柱结构，其特征在于：所述塑封集成平台采用塑封胶、uf胶、绝缘玻璃或者陶瓷制成。
3.根据权利要求1所述的一种芯片封装用阵列柱结构，其特征在于：所述导柱包括金属核柱，所述金属核柱由金属材料制成；或者，所述导柱包括塑核柱，所述塑核柱由有机材料制成。
4.根据权利要求3所述的一种芯片封装用阵...
【专利技术属性】
技术研发人员：饶跃峰，
申请(专利权)人：上海白泽芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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