凸块下金属（UBM）及其形成方法技术

一种器件封装件包括管芯，位于管芯上方的扇出式再分布层(RDL)以及位于扇出式RDL上方的凸块下金属(UBM)。UBM包括导电焊盘部分和环绕导电焊盘部分的沟槽。器件封装件还包括设置在UBM的导电焊盘部分上的连接件。扇出式RDL将连接件和UBM电连接至管芯。本发明专利技术涉及凸块下金属(UBM)及其形成方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及凸块下金属(UBM)及其形成方法。
技术介绍
在传统封装技术的一个方面，诸如晶圆级封装(WLP)、再分布层(RDL)可以形成在管芯上方以及电连接至管芯中的有源器件。然后可以形成诸如位于凸块下金属(UBM)上的焊料球的外部输入/输出(I/O)焊盘(pad)，以通过RDL电连接至管芯。这种封装技术的一个优势是形成扇出式封装件的可能性。因此，管芯上的I/O焊盘可以再分布至比管芯更大的区域，并且因此可以增加封装在管芯的表面上的I/O焊盘的数量。在这样的封装技术中，可以在管芯周围形成模塑料以提供支撑扇出式互连结构的表面积。例如，RDL通常包括形成在管芯和模塑料上方的一个或多个聚合物层。导电部件(例如，导电线和/或通孔)形成在聚合物层中并且将管芯上的I/O焊盘电连接至位于RDL上方的外部I/O焊盘。外部I/O焊盘可以设置在管芯和模塑料上方。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供了一种器件封装件，包括：管芯；位于所述管芯上方的扇出式再分布层(RDL)；位于所述扇出式RDL上方的凸块下金属(UBM)，其中，所述UBM包括：导电焊盘部分；和环绕所述导电焊盘部分的沟槽；以及设置在所述UBM的所述导电焊盘部分上的连接件，其中，所述扇出式RDL将所述连接件和所述UBM电连接至所述管芯。根据本专利技术的另一实施例，还提供了一种器件封装件，包括：器件管芯；位于所述器件管芯上方并且电连接至所述器件管芯的导电线；在所述导电线的顶面上方延伸的聚合物层；形成在所述导电线的顶面上的凸块下金属(UBM)，其中，所述UBM至少部分地被所述聚合物层中的开口暴露，并且其中，所述UBM包括：导电焊盘部分；和在所述导电焊盘部分周围形成环的拥壁部分，其中，所述拥壁部分通过沟槽与所述导电焊盘部分分开；以及位于所述UBM的所述导电焊盘部分上的焊料球。根据本专利技术的又另一实施例，还提供了一种用于形成器件封装件的方法，包括：在管芯上方形成晶种层；在所述晶种层上形成导电线；在所述导电线和所述晶种层上方形成第一掩模层；在所述第一掩模层中图案化开口，其中，所述开口包括：用于凸块下金属(UBM)的导电焊盘部分的第一开口；以及用于所述UBM的拥壁部分的第二开口，其中，所述第二开口在所述第一开口周围形成环，并且其中，所述第一掩模层的部分保留设置在所述第一开口和所述第二开口之间；在所述第一开口和所述第二开口中形成所述UBM；去除所述第一掩模层；以及将焊料球安装至所述UBM的所述导电焊盘部分。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。图1A至图1C示出了根据一些实施例的器件封装件的截面图。图2至图9示出了根据一些实施例的制造器件封装件的中间步骤的截面图。图10A和图10B示出了根据一些可选实施例的器件封装件的截面图。图11A和图11B示出了根据一些可选实施例的器件封装件的截面图。图12示出了根据一些实施例的用于形成器件封装件的工艺流程。具体实施方式以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下”、“在…之上”、“上”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。各个实施例包括封装件，封装件具有形成在半导体器件管芯上方的扇出式再分布层(RDL)。在RDL的最顶部导电线上方形成凸块下金属(UBM)，并且在UBM中图案化沟槽。例如，UBM可以包括导电焊盘部分和环绕导电焊盘部分的拥壁(retainingwall)部分，其中沟槽将导电焊盘部分和拥壁部分物理地分开。外部连接件(例如，焊料球)安装在UBM的导电焊盘部分上，并且可以应用回流工艺以将连接件粘附至UBM。在回流期间，导电材料(例如，焊剂)可以从连接件的下面流出。UBM通过包括位于导电焊盘周围的沟槽和拥壁，焊剂可以包含在UBM内，并且焊剂可以不朝外流动而损坏器件封装件的其他部件。例如，可以阻止焊剂攻击导电部件和RDL的聚合物层之间的界面。由此，可以减小来自回流的分层问题，提高制造良率。此外，可以使用单个晶种层来形成UBM和导电线，这有利地降低了制造成本。图1A示出了根据一些实施例的扇出式器件封装件100的截面图。封装件100包括管芯102、设置在该管芯周围的模塑料104以及形成在管芯102和模塑料104上方的RDL106(例如，具有导电部件122)。管芯102可以是半导体管芯并且可以是任何类型的集成电路，诸如处理器、逻辑电路系统、存储器、模拟电路、数字电路、复合信号等。管芯102可以包括衬底、有源器件和互连结构(未单独示出)。例如，衬底可以包括掺杂或未掺杂的块状硅，或绝缘体上半导体(SOI)衬底的有源层。通常，SOI衬底包括形成在绝缘体层上的半导体材料(诸如硅)的层。例如，绝缘体层可以是埋氧(BOX)层或氧化硅层。在诸如硅或玻璃衬底的衬底上提供绝缘体层。可选地，衬底可以包括另一元素半导体，诸如锗；化合物半导体，包括碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟；合金半导体，包括SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP和/或GaInAsP；或它们的组合。也可以使用诸如多层或梯度衬底的其他衬底。可以在衬底的顶面处形成诸如晶体管、电容器、电阻器、二极管、光电二极管、熔断器等的有源器件。可以在有源器件和衬底上方形成互连结构。互连结构可以包括层间电介质(ILD)和/或金属间电介质(IMD)，层间电介质(ILD)和/或金属间电介质(IMD)包含使用任何合适的方法形成的导电部件(例如，包括铜、铝、钨、它们的组合等的导电线和通孔)。ILD和IMD可以包括设置在这样的导电部件之间的低k介电材料，低k介电材料具有例如小于约4.0或甚至2.0的k值。在一些实施例中，例如，ILD和IMD可以由通过诸如旋涂、化学汽相沉积(CVD)和等离子体增强CVD(PECVD)的任何合适的方法形成的磷硅酸盐玻璃(PSG)、硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)、氟硅酸盐玻璃(FSG)、SiOxCy、旋涂玻璃、旋涂聚合物、碳化硅材料、它们的化合物、它们的复合物、它们的组合等。互连结构电连接各个有源器件以在管芯102内形成功能电路。通过这样的电路提供的功能可以包括存储结构、处理结构、感应器、放大器、功率分布、输入/输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种器件封装件，包括：管芯；位于所述管芯上方的扇出式再分布层(RDL)；位于所述扇出式RDL上方的凸块下金属(UBM)，其中，所述UBM包括：导电焊盘部分；和环绕所述导电焊盘部分的沟槽；以及设置在所述UBM的所述导电焊盘部分上的连接件，其中，所述扇出式RDL将所述连接件和所述UBM电连接至所述管芯。

【技术特征摘要】
2015.06.30 US 14/788,1821.一种器件封装件，包括：管芯；位于所述管芯上方的扇出式再分布层(RDL)；位于所述扇出式RDL上方的凸块下金属(UBM)，其中，所述UBM包括：导电焊盘部分；和环绕所述导电焊盘部分的沟槽；以及设置在所述UBM的所述导电焊盘部分上的连接件，其中，所述扇出式RDL将所述连接件和所述UBM电连接至所述管芯。2.根据权利要求1所述的器件封装件，其中，所述UBM还包括环绕所述沟槽的拥壁部分。3.根据权利要求2所述的器件封装件，其中，所述拥壁部分的宽度为约10μm至约20μm。4.根据权利要求2所述的器件封装件，其中，所述连接件不设置在所述UBM的所述拥壁部分上。5.根据权利要求1所述的器件封装件，其中，所述沟槽的宽度在约10μm至约20μm之间。6.根据权利要求1所述的器件封装件，其中，所述扇出式RDL包括导电线，其中，所述UBM形成在所述导电线的顶面上，并且其中，所述沟槽暴露所述导电线的部分。7.根据权利要求6所述的器件封装件，其中，所述扇出式RDL包括在所述导电线的所述顶面上方延伸的聚合物层。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈威宇，陈宪伟，苏安治，谢正贤，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71