倒装芯片键合结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种倒装芯片键合结构，所述倒装芯片键合结构包括：芯片和基板，所述芯片通过锌球与所述基板键合在一起。在此，通过锌球将芯片与基板键合在一起，由于所述锌球的熔点高（通常的，锌的熔点为419.5摄氏度，高于回流焊工艺的温度），因此能够避免锌球坍塌、融化导致短路的问题；同时，由于锌球是一成品，即在倒装芯片键合结构形成过程中，避免了类似于通过铜柱将芯片与基板键合在一起时缓慢的铜柱生长过程，从而倒装芯片键合结构的生产成本低廉、工艺简便。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种倒装芯片键合结构，所述倒装芯片键合结构包括：芯片和基板，所述芯片通过锌球与所述基板键合在一起。在此，通过锌球将芯片与基板键合在一起，由于所述锌球的熔点高（通常的，锌的熔点为419.5摄氏度，高于回流焊工艺的温度），因此能够避免锌球坍塌、融化导致短路的问题；同时，由于锌球是一成品，即在倒装芯片键合结构形成过程中，避免了类似于通过铜柱将芯片与基板键合在一起时缓慢的铜柱生长过程，从而倒装芯片键合结构的生产成本低廉、工艺简便。【专利说明】
本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种。
技术介绍
将芯片固定或物理连接到基板上称为键合。键合的方法主要有:芯片键合、引线键合和倒装芯片键合。倒装芯片键合是在芯片的连接焊盘上形成凸点并直接连接到PCB基板或金属基板的工艺。倒装芯片键合技术有明显的优点:封装密度最高；具有良好的电和热性能；可靠性好；成本低。该技术在电子产品方面可实现朝向更小器件发展，因此人们对倒装芯片键合引起了很大关注。在传统的倒装芯片键合工艺中，所述凸点为锡合金球，锡是一种熔点较低(熔点约:231.89°C)的材料，由锡合金球制成的凸点进行键合时，往往会出现凸点坍塌；并且还会出现相邻的凸点融化在一起，从而出现短路现象。试验发现:直径为250微米左右的锡球(作为凸点)，在进行键合工艺之前(即锡球凸点仅形成于芯片上，尚未将芯片键合至基板上)，其往往因为软化/融化现象，而变成长度为455微米左右、宽度为410微米左右、高度为60?90微米的椭球体状。特别的，上述试验是在进行键合工艺之前的情况，也就是说，当进行键合工艺之后，锡球凸点的坍塌/融化问题会更加严重。为此，现有工艺中又提出利用铜柱替换锡合金球凸点将芯片连接到基板上。铜是一种熔点很高(熔点约:1083.4°C)的材料，通常的，键合时用到的回流焊的工艺温度约为350°C，由此利用铜柱替换锡合金球凸点将芯片连接到基板上能够避免铜柱坍塌而造成短路的问题。但是，铜柱的形成是通过生长工艺慢慢形成的，因此其成本非常高，同时由于工艺的限制也不能做得很高。综上，如何提供一种倒装芯片键合结构及倒装芯片键合方法，特别的，如何提供一种材料或方法以将芯片连接到基板上，其既能够满足回流焊的工艺温度要求，避免发生坍塌而造成短路的问题，同时生产成本低廉、工艺简便，这成了本领域技术人员亟待解决的一个难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，以解决现有的倒装芯片键合工艺中，凸点容易坍塌从而造成短路的问题或者制造成本较高、制造工艺难度较大的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种倒装芯片键合结构，所述倒装芯片键合结构包括:芯片和基板，所述芯片通过锌球与所述基板键合在一起。可选的，在所述的倒装芯片键合结构中，所述芯片表面形成有金属焊盘及钝化层，所述钝化层位于所述金属焊盘四周；所述金属焊盘表面形成有金属镀层。可选的，在所述的倒装芯片键合结构中，所述金属镀层表面形成有焊接层，所述焊接层的材料为锡合金。可选的，在所述的倒装芯片键合结构中，所述基板表面形成有焊接层，所述焊接层的材料为锡合金。本专利技术还提供一种倒装芯片键合结构形成方法，所述倒装芯片键合结构形成方法包括:提供芯片；在所述芯片上形成锌球；通过所述锌球将所述芯片键合至一基板上。可选的，在所述的倒装芯片键合结构形成方法中，通过丝网印刷工艺在所述芯片上形成锌球。可选的，在所述的倒装芯片键合结构形成方法中，在提供芯片之后，在所述芯片上形成锌球之前，还包括:在所述芯片表面形成金属焊盘及钝化层，其中，所述钝化层位于所述金属焊盘四周;在所述金属焊盘表面形成金属镀层。可选的，在所述的倒装芯片键合结构形成方法中，在所述金属焊盘表面形成金属镀层之后，在所述芯片上形成锌球之前，还包括:在所述金属镀层表面形成焊接层。可选的，在所述的倒装芯片键合结构形成方法中，在所述芯片上形成锌球之后，在通过所述锌球将所述芯片键合至一基板上之前，还包括:在所述基板表面形成焊接层。可选的，在所述的倒装芯片键合结构形成方法中，在提供芯片之后，在所述芯片上形成锌球之前，还包括: 在所述锌球表面形成焊接层。在本专利技术提供的中，通过锌球将芯片与基板键合在一起，由于所述锌球的熔点高(通常的，锌的熔点为419.5摄氏度，高于回流焊工艺的温度)，因此能够避免锌球坍塌、融化导致短路的问题；同时，由于锌球是一成品，即在倒装芯片键合结构形成过程中，避免了类似于通过铜柱将芯片与基板键合在一起时缓慢的铜柱生长过程，从而倒装芯片键合结构的生产成本低廉、工艺简便。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例的倒装芯片键合结构的剖面示意图。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的核心思想在于，通过锌球将芯片与基板键合在一起，由于所述锌球的熔点高(通常的，锌的熔点为419.5摄氏度，高于回流焊工艺的温度)，因此能够避免锌球坍塌、融化导致短路的问题；同时，由于锌球是一成品，即在倒装芯片键合结构形成过程中，避免了类似于通过铜柱将芯片与基板键合在一起时缓慢的铜柱生长过程，从而倒装芯片键合结构的生产成本低廉、工艺简便。具体的，请参考图1，其为本专利技术实施例的倒装芯片键合结构的剖面示意图。如图1所示，所述倒装芯片键合结构包括:芯片(Die)IO和基板(Lead Frame)12,所述芯片10通过锌球(Zn SphereMl与所述基板12键合在一起。其中，所述锌球11为成品，即在制造/形成倒装芯片键合结构之前，所述锌球11已经制成。优选的，所述锌球11的直径为10微米?1000微米，例如，所述锌球11的直径为50微米、200微米、300微米、500微米、700微米或者950微米等，对此本申请并不做限定。由于所述锌球11已经预先制成(成品)，由此，既可以类似于通过铜柱将芯片与基板键合在一起时缓慢的铜柱生长过程，从而倒装芯片键合结构的生产成本低廉、工艺简便；又能够保证所述锌球11的质量(由于所述锌球11是成品，当发现所述锌球11的质量不过关时，即可以避免使用所述锌球11，从而也就保证了所使用的锌球11的质量)，进而也就能够保证所形成的倒装芯片键合结构的质量及可靠性。在本实施例中，所述芯片10表面形成有金属焊盘(Final Metal Pad)13及钝化层(Die Passivation) 14,所述钝化层14位于所述金属焊盘13四周；所述金属焊盘13表面形成有金属镀层(Under Bump Metallization,UBM) 15。通过上述结构,特别是所述金属镀层15能够使得所述芯片10与其他结构，特别是金属结构具有更好的结合力，从而提高所形成的倒装芯片键合结构的质量及可靠性。优选的，所述金属镀层15的材料为镍、钯和金三种镀层的叠加，其中，该三种镀层的厚度可调，每一镀层的最小厚度可以为O。进一步的，在本实施例中，所述金属镀层15表面形成有焊接层16(为了便于区分，金属镀层15表面形成的焊接层16后续称为第一焊接层16)，所述第一焊接层16的材料为锡合金；所述基板12表面形成有焊接层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒装芯片键合结构，其特征在于，包括：芯片和基板，所述芯片通过锌球与所述基板键合在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，陈悦霖，
申请(专利权)人：上海纪元微科电子有限公司，
类型：发明
国别省市：