半导体器件封装方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件封装方法，包括以下步骤，在芯片的电极上键合第一导电柱；在金属层上形成第二导电柱；在第二导电柱远离金属层的一端设置焊帽；倒装芯片，并将第一导电柱远离电极的一端焊接在焊帽上。本发明专利技术中芯片电极上键合形成的第一导电柱，能够很好的缓解凸点结构和半导体芯片结合点处的应力，解决由于热膨胀不均匀容易引起的电极断裂导致半导体器件的失效问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，包括以下步骤，在芯片的电极上键合第一导电柱；在金属层上形成第二导电柱；在第二导电柱远离金属层的一端设置焊帽；倒装芯片，并将第一导电柱远离电极的一端焊接在焊帽上。本专利技术中芯片电极上键合形成的第一导电柱，能够很好的缓解凸点结构和半导体芯片结合点处的应力，解决由于热膨胀不均匀容易引起的电极断裂导致半导体器件的失效问题。【专利说明】
本专利技术半导体器件封装领域，尤其涉及一种。
技术介绍
近年来，半导体器件在成本降低和前道晶圆制造工艺提升的共同促进下，实现了 同样功能的半导体器件的单体芯片尺寸越来越小的目标，这样会导致半导体器件上用于外 接的电极之间的节距越来越小，原来的用于倒装焊的半导体器件柱状结构容易引起电极之 间的桥接从而导致半导体器件失效。同时，现在的半导体器件对避免α射线的辐射影响、 凸点与倒装载体之间以及凸点和半导体芯片的结合力强度等方面也有了越来越高要求。 图1是现有半导体器件柱状凸点结构示意图，在半导体芯片101上有电极102,在 半导体芯片101和电极102上选择性的覆盖有氧化硅或氮化硅等材料形成的钝化层103,在 钝化层103上再有选择的形成一层聚酰亚胺（ΡΙ)、聚苯并噁唑（ΡΒ0)或苯并环丁烯（BCB) 等保护层209。然后通过半导体常用的图形转移法，利用溅射加电镀的工艺在半导体电极 表面形成凸点下金属层UBM和电镀金属焊料212,典型的UBM由溅射的钛层和铜层组成的 金属层210以及电镀镍层211组成，金属焊料212回流后形成球状凸点，最后倒装在基板 上形成图1所示的现有倒装芯片封装结构。这种倒装芯片封装结构虽然在结构上满足了倒 装芯片封装结构的要求，但是容易引起电极之间的桥接、凸点与倒装载体之间以及凸点和 半导体芯片结合处容易产生裂纹，致使电极断裂，从而导致半导体器件失效。同时，也没有 在最大程度上避免电镀金属焊料212中α射线对半导体芯片101内电路的影响导致的半 导体器件失效。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。 本专利技术提供了一种，包括以下步骤， 在芯片的电极上键合第一导电柱； 在金属层上形成第二导电柱； 在所述第二导电柱远离所述金属层的一端设置焊帽； 倒装所述芯片，并将第一导电柱远离电极的一端焊接在焊帽上。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是芯片电极上键合形成的第一导电柱，能够 很好的缓解凸点结构和半导体芯片结合点处的应力，解决由于热膨胀不均匀容易引起的电 极断裂导致半导体器件的失效问题。使用热超声技术可以实现直接在半导体芯片电极上形 成凸点，避免了半导体器件柱状凸点结构制造工艺造成的凸点与凸点之间的漏电流。 【专利附图】【附图说明】 图1是现有技术中提供的倒装芯片封装结构示意图； 图2是本专利技术实施例提供的的流程图； 图3是本专利技术实施例提供的半导体封装器件芯片的结构示意图； 图4是本专利技术实施例提供的半导体封装器件芯片键合第一导电柱的结构示意图； 图5是本专利技术实施例提供的金属板的截面图； 图6是本专利技术实施例提供的金属板上形成干胶光阻的截面图； 图7是本专利技术实施例提供的在表面整体形成光阻开口后的截面图； 图8是本专利技术实施例提供的光阻开口内电镀第二导电柱与焊帽的截面图； 图9是本专利技术实施例提供的去除干胶光阻后的截面图； 图10是本专利技术实施例提供在金属板双面涂上光阻的截面图； 图11是本专利技术实施例提供对金属板的双面光阻光刻形成图案后的截面图； 图12是本专利技术实施例提供的金属板双面蚀刻形成金属层的截面图； 图13是图12所示结构去除光阻后的截面图； 图14是图13所示结构底面贴有胶带的截面图； 图15是本专利技术实施例提供的半导体器件上第一导电柱倒装在焊帽上的截面图； 图16是本专利技术实施例提供的第一导电柱与焊帽回流焊接后的截面图； 图17是本专利技术实施例提供的芯片外围及芯片与金属层之间填充塑封料的截面 图； 图18是本专利技术实施例提供的金属层底面去除胶带后的截面图； 图19是是本专利技术实施例提供的半导体封装结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做详细的说明。 图2为本专利技术实施例提供的的流程图，如图2所示，本专利技术实 施例提供的包括以下步骤： S101，在芯片的电极上键合第一导电柱； S102,在金属层上形成第二导电柱； S103,在第二导电柱远离金属层的一端设置焊帽； S104,倒装芯片，并将第一导电柱远离电极的一端焊接在焊帽上。 首先实施步骤S101，在芯片的电极上键合第一导电柱。 在芯片101设置有电极102的一面设置钝化层103,在钝化层103上开设暴露出电 极102的孔，形成如图3所示的结构，钝化层103覆盖高度高于电极102的高度。 在电极102上键合第一导电柱201，如图4所不，第一导电柱201位于上述孔中。 然后实施步骤S102,在金属层上形成第二导电柱。 先在金属板301上形成干胶光阻601，如图5所不，提供一厚度均衡的金属板301。 另参见图6,在金属板301上设置一层干胶光阻601。 然后在干胶光阻601上通过光刻形成开口 602a，如图7所示，通过光刻图形转移方 法在干胶光阻601上形成有图案的干胶光阻602,其中干胶光阻602上有开口 602a。 接着在干胶光阻602的开口 602a内电镀形成第二导电柱702b，如图8所示，在上 述开口 602a内通过电镀方法形成第二导电柱702b。 然后实施步骤S103,在第二导电柱远离金属层的一端设置焊帽。 如图8所示，在步骤S102中形成的第二导电柱702b远离金属板301的一端电镀 形成焊帽702a。 去除上述干胶光阻602,如图9所示，第二导电柱702b的一端连接金属板301，远 离金属板301的一端连接有焊帽702a。 接着对金属板301双面喷涂，在金属板301的正反两面形成光阻，如图10所示，对 金属板301双面喷涂形成光阻603和光阻604。 对上述光阻进行光刻，在金属板301的两侧分别形成暴露出金属板301的第一开 口 605a和第二开口 606a，如图11所示，对光阻603、光阻604进行光刻后，光阻603形成有 图案的光阻605,光阻604形成有图案的光阻606,在光阻605上有第一开口 605a，在光阻 606上有第二开口 606a。 然后双面蚀刻暴露出第一开口 605a和第二开口 606a的金属板301，形成多个相互 隔离的金属层302,如图12所示，双面蚀刻图11所示的金属板301，形成通孔302a和半腐 蚀的铜板302b，形成多个相互隔离的金属层302。 去除上述光刻后的光阻，如图13所不，去除光阻605和光阻606,第二导电柱702b 的一端连接金属层302,远离金属层302的一端连接有焊帽702a。 然后实施步骤S104,倒装芯片，并将第一导电柱远离电极的一端焊接在焊帽上。 如图14所示，在金属层上贴上聚酰亚胺胶带607,避免填充时填充物从上述的通 孔302a和半腐蚀的铜板302b处漏出，影响封装效果。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件封装方法，其特征在于，包括以下步骤：在芯片的电极上键合第一导电柱；在金属层上形成第二导电柱；在上述第二导电柱远离所述金属层的一端设置焊帽；倒装所述芯片，并将所述第一导电柱远离所述电极的一端焊接在所述焊帽上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施建根，吴谦国，陈文军，
申请(专利权)人：南通富士通微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32