一种预防对位偏移的凸点结构及其制备方法技术

一种预防对位偏移的凸点结构及其制备方法，包括基板，其具有衬于底部导电的基底，和钝化层，其设置于基底上沿，且具有镶嵌于钝化层上的金属凸点；金属凸点包括柱体和凹型头部，柱体的底部通过焊接层与基底相连，其顶部连接凹型头部，凹型头部的凹型圆弧直径小于柱体的截面直径；凹型头部使基板凸点与芯片凸点有更大的接触面积，让基本凸点的凹型头部可以卡住芯片上的凸点，使其在水平位置不发生偏移，达到贴装精准度。保证回流焊结束前，芯片和基板对位准确。

【技术实现步骤摘要】
一种预防对位偏移的凸点结构及其制备方法
本专利技术属于半导体封装
，具体涉及一种预防对位偏移的凸点结构及其制备方法。
技术介绍
半导体封装是指将晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。现有半导体封装包括引线键合封装和倒装芯片封装等方式。引线键合是金属引线以键合的方式把芯片上的I/O连至封装载体并经封装引脚。倒装芯片封装是在芯片上设置焊垫，并利用设置在焊垫（包括输入/输出焊垫）上的凸点与封装基板进行焊接，实现芯片封装。与引线键合封装方式相比，倒装芯片封装方式具有封装密度高，散热性能优良，输入/输出(I/O)端口密度高和可靠性高等优点。据申请人检索发现，现有的凸点结构如图1所示，基板的凸点形状是平面的，晶圆上的bump凸点（球型的）和基板上的凸点（上表面为平整的）无法精确贴装，容易出现偏移的问题，需要通过回流焊接进行调整，然而回流焊接不良会导致更严重的偏移，严重影响产品产量和合格率。
技术实现思路
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的就是提出一种预防对位偏移的凸点结构及其制备方法，解决芯片贴装偏移的问题，提高封装结构的吻合度。本专利技术的目的，将通过以下技术方案得以实现：一种预防对位偏移的凸点结构，包括基板，其具有衬于底部导电的基底，和钝化层，其设置于基底上沿，且具有镶嵌于钝化层上的金属凸点；金属凸点包括柱体和凹型头部，柱体的底部通过焊接层与基底相连，其顶部连接凹型头部，凹型头部的凹型圆弧直径小于柱体的截面直径。优选地，柱体的截面为圆柱形或T形。优选地，凹型头部的圆弧直径大于相对应的芯片凸点的直径，凹型头部的圆弧弧长为l=120/180*·πr，r为凹型头部的圆弧半径，单位为um。优选地，柱体的材料为铜或铜合金。优选地，焊接层位于柱体和基底之间，其镶嵌于钝化层内。优选地，基板的材料为玻璃、硅或有机材料。优选地，钝化层的材料为聚酰亚胺。一种预防对位偏移的凸点结构的制备方法，包括如下步骤，S1、选择基板；S2、在基板的上表面覆盖钝化层并镶嵌焊接层，所述焊接层的边缘覆盖焊接层，使其形成窗口以露出焊接层；S3、通过电镀方式将头部为球形的金属凸点的柱体底部焊接于焊接层上；S4、将截面为半圆形的压模对准球形头部，通过冲压的方法在球形头部上形成凹型的压痕，制作出凹型头部。优选地，截面为半圆形的压模的直径小于球形头部的直径。优选地，柱体为铜或铜合金柱体,其截面为圆柱形或T形,凹型头部的圆弧直径大于相对应的芯片凸点的直径，凹型头部的圆弧弧长为l=120/180*•πr，r为凹型头部的圆弧半径，单位为um,所焊接层位于柱体和基底之间，其镶嵌于钝化层内,基板为玻璃、硅或有机材料的基板,钝化层为聚酰亚胺材料的钝化层。本专利技术的突出效果为：凹型头部使基板凸点与芯片凸点有更大的接触面积，让基本凸点的凹型头部可以卡住芯片上的凸点，使其在水平位置不发生偏移，达到贴装精准度。保证回流焊结束前，芯片和基板对位准确。附图说明图1现有技术中凸点结构的示意图；图2为本专利技术实施例一的结构示意图；图3为本专利技术实施例一的凸点结构示意图；图4为本专利技术实施例二的结构示意图；图5为本专利技术实施例二的凸点结构示意图。具体实施方式实施例一本实施例的一种预防对位偏移的凸点结构基本结构如图2和图3所示，包括基板1，其具有衬于底部导电的基底2，和钝化层3，其设置于基底2上沿，且具有镶嵌于钝化层3上的金属凸点4；金属凸点4包括柱体5和凹型头部6，柱体5的底部通过焊接层7与基底2相连，其顶部连接凹型头部6，凹型头部6的凹型圆弧直径小于柱体5的截面直径。柱体5的截面为圆柱形。凹型头部6的圆弧直径大于相对应的芯片凸点的直径，凹型头部6的圆弧弧长为l=120/180*·πr，r为凹型头部6的圆弧半径，单位为um。柱体5的材料为铜或铜合金。焊接层7位于柱体5和基底2之间，其镶嵌于钝化层3内。基板1的材料为玻璃、硅或有机材料。钝化层3的材料为聚酰亚胺。一种预防对位偏移的凸点结构的制备方法，包括如下步骤，S1、选择基板；S2、在基板的上表面覆盖钝化层并镶嵌焊接层，所述焊接层的边缘覆盖焊接层，使其形成窗口以露出焊接层；S3、通过电镀方式将头部为球形的金属凸点的柱体底部焊接于焊接层上；S4、将截面为半圆形的压模对准球形头部，通过冲压的方法在球形头部上形成凹型的压痕，制作出凹型头部。截面为半圆形的压模的直径小于球形头部的直径。柱体为铜或铜合金柱体,其截面为圆柱形,凹型头部的圆弧直径大于相对应的芯片凸点的直径，凹型头部的圆弧弧长为l=120/180*•πr，r为凹型头部的圆弧半径，单位为um,所焊接层位于柱体和基底之间，其镶嵌于钝化层内,基板为玻璃、硅或有机材料的基板,钝化层为聚酰亚胺材料的钝化层。在基板上制作凹型凸点，由于表面张力的缘故，凸点呈现球形。然后，利用半圆形的压模对准bump，通过冲压的方法在bump上形成凹型的压痕。凹型凸点即制作完成。芯片上的凸点为圆形，在贴装过程中蘸取助焊剂，由于助焊剂有一定的粘性，芯片凸点（圆的直径80um-90um）和基板凹点(圆的直径100um-110um)相对于凸点和平面有更大的接触面积，因此也具有更大的结合力和精准的吻合度。因此可以保证垂直方向上结合力增强。当芯片和基板产生水平移动的时候，由于基板凹点的直径大于芯片凸点的直径，这样在贴装过程中，基板上的凹点可以卡住芯片上的凸点，使其不发生偏移。保证水平位置不发生偏移，达到贴装精准度。芯片和基板二者相结合后，通过回流焊制程，形成C4封装，在回流焊后使得两者的贴装精度达到+/-5um。实施例二本实施例的一种预防对位偏移的凸点结构基本结构如图4和图5所示，包括基板1，其具有衬于底部导电的基底2，和钝化层3，其设置于基底2上沿，且具有镶嵌于钝化层3上的金属凸点4；金属凸点4包括柱体5和凹型头部6，柱体5的底部通过焊接层7与基底2相连，其顶部连接凹型头部6，凹型头部6的凹型圆弧直径小于柱体5的截面直径。柱体5的截面为T形。凹型头部6的圆弧直径大于相对应的芯片凸点的直径，凹型头部6的圆弧弧长为l=120/180*·πr，r为凹型头部6的圆弧半径，单位为um。柱体5的材料为铜或铜合金。焊接层7位于柱体5和基底2之间，其镶嵌于钝化层3内。基板1的材料为玻璃、硅或有机材料。钝化层3的材料为聚酰亚胺。一种预防对位偏移的凸点结构的制备方法，包括如下步骤，S1、选择基板；S2、在基板的上表面覆盖钝化层并镶嵌焊接层，所述焊接层的边缘覆盖焊接层，使其形成窗口以露出焊接层；S3、通过电镀方式将头部为球形的金属凸点的柱体底部焊接于焊接层上；S4、将截面为半圆形的压模对准球形头部，通过冲压的方法在球形头部上形成凹型的压痕，制作出凹型头部。截面为半圆形的压模的直径小于球形头部的直径。柱体为铜或铜合金柱体,其截面为T形,凹型头部的圆弧直径大于相对应的芯片凸点的直径，凹型头部的圆弧弧长为l=120/180*•πr，r为凹型头部的圆弧半径，单位为um,所焊接层位于柱体和基底之间，其镶嵌于钝化层内,基板为玻璃、硅或有机材料的基板,钝化层为聚酰亚胺材料的钝化层。在基板上制作凹型凸点，由于表面张力的缘故，凸点呈现球形。然后，利用半圆形的压模对准bump，通过冲压的方法在bump上形成凹型的压痕。凹型凸点即制作完成。芯片上的凸点为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预防对位偏移的凸点结构，其特征在于，包括基板，其具有衬于底部导电的基底，和钝化层，其设置于基底上沿，且具有镶嵌于所述钝化层上的金属凸点；所述金属凸点包括柱体和凹型头部，所述柱体的底部通过焊接层与所述基底相连，其顶部连接所述凹型头部，所述凹型头部的凹型圆弧直径小于柱体的截面直径。

【技术特征摘要】
1.一种预防对位偏移的凸点结构，其特征在于，包括基板，其具有衬于底部导电的基底，和钝化层，其设置于基底上沿，且具有镶嵌于所述钝化层上的金属凸点；所述金属凸点包括柱体和凹型头部，所述柱体的底部通过焊接层与所述基底相连，其顶部连接所述凹型头部，所述凹型头部的凹型圆弧直径小于柱体的截面直径。2.根据权利要求1所述的一种预防对位偏移的凸点结构，其特征在于，所述柱体的截面为圆柱形或T形。3.根据权利要求1所述的一种预防对位偏移的凸点结构，其特征在于，所述凹型头部的圆弧直径大于相对应的芯片凸点的直径，所述凹型头部的圆弧弧长为l=120/180*·πr，r为凹型头部的圆弧半径，单位为um。4.根据权利要求1所述的一种预防对位偏移的凸点结构，其特征在于，所述柱体的材料为铜或铜合金。5.根据权利要求1所述的一种预防对位偏移的凸点结构，其特征在于，所述焊接层位于所述柱体和所述基底之间，其镶嵌于所述钝化层内。6.根据权利要求1所述的一种预防对位偏移的凸点结构，其特征在于，所述基板的材料为玻璃、硅或有机材料。7.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永新，
申请(专利权)人：苏州通富超威半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32