一种焊料凸点的制作方法及装置、电子元件制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种焊料凸点的制作方法及装置、电子元件中，该制作方法包括将带有球形焊料凸点的倒装芯片与预设基板进行对位，以使所述球形焊料凸点与所述预设基板上的第一金属焊盘所在位置对应；控制所述倒装芯片与所述预设基板之间的距离为预设距离；采用回流焊工艺使所述球形焊料凸点融化，形成与所述第一金属焊盘连接的沙漏型焊料凸点。该方法形成连接倒装芯片和预设基板之间的焊料凸点的过程中，将倒装芯片和预设基板之间的距离控制为预设距离，以防止回流焊工艺中倒装芯片上的球形焊料凸点在倒装芯片的重压作用下形成鼓形焊料凸点，从而带来使用过程中电流聚集、焊点寿命短的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子产品制造
，具体涉及一种焊料凸点的制作方法及装置、电子元件。
技术介绍
已有的焊料凸点结构中的焊料凸点多为鼓形。在实际使用过程中，电流从互连引线(Al线或Cu焊盘)流入鼓形焊料凸点时，由于几何形状的突变，会产生局部电流拥挤(局部电流密度大于焊点平均电流密度)现象，从而在焊点内部发生电迁移(电流密度达到一定值后才明显发生)，使得焊点局部产生空洞和挤出，最终导致焊料凸点结构的失效。随着电子产品日益微型化，对于焊点的尺寸也就提出了更多的要求，焊点尺寸的减小使单个焊点上承受的电流密度急增，这就让电流拥挤现象对于电迁移来说更加关键，因此需要找到办法来缓解焊料凸点中的电流拥挤现象。另一方面，这种鼓形焊料凸点回流塌陷可能发生桥接，这也限制了焊点间距的减小，不利于高密度封装技术的推进。另外，在鼓形焊料凸点结构中，对于填充underfill来说，焊点尺寸的减小使得待填充的间隙减小，因此更容易产生空洞(underfill未填充区域)，从而破坏焊料凸点结构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何缓解焊料凸点结构中的电流聚集，提高焊料凸点的使用寿命。针对该技术问题，本专利技术提供了一种焊料凸点的制作方法，包括：将带有球形焊料凸点的倒装芯片与预设基板进行对位，以使所述球形焊料凸点与所述预设基板上的第一金属焊盘所在位置对应；控制所述倒装芯片与所述预设基板之间的距离为预设距离；采用回流焊工艺使所述球形焊料凸点融化，形成与所述第一金属焊盘连接的沙漏型焊料凸点。优选地，所述预设距离根据所述球形焊料凸点的尺寸进行调节，以使回流焊工艺中形成与所述第一金属焊盘连接的沙漏型焊料凸点。优选地，所述控制所述倒装芯片与所述预设基板之间的距离为预设距离包括：在所述倒装芯片与所述预设基板之间添加垫片，以使所述倒装芯片与所述预设基板保持所述预设距离。优选地，在所述将带有球形焊料凸点的倒装芯片与预设基板进行对位，以使所述球形焊料凸点与所述预设基板上的第一金属焊盘所在位置对应之前，还包括：在预设芯片上形成钝化层后，通过刻蚀工艺在所述钝化层上形成钝化层窗口，以通过所述钝化层窗口暴露所述预设芯片上的第二金属焊盘；在所述钝化层上依次形成粘附层、扩散阻挡层和光刻胶层，采用图案化工艺在所述光刻胶层上形成电镀窗口，以通过所述电镀窗口暴露所述第二金属焊盘对应位置处的扩散阻挡层；在所述电镀窗口内的扩散阻挡层上形成浸润层和焊料层后，去除所述电镀窗口对应位置之外的光刻胶层、扩散阻挡层和粘附层；通过回流焊工艺形成带有球形焊料凸点的倒装芯片。优选地，形成所述焊料层的材料为锡基合金，以及添加至所述锡基合金中的纳米颗粒。优选地，所述纳米颗粒为直径小于50nm的球形颗粒，且在每一沙漏型焊料凸点中，所述纳米颗粒所占的质量百分比小于1％。优选地，所述采用回流焊工艺使所述球形焊料凸点融化，形成与所述第一金属焊盘连接的沙漏型焊料凸点包括：在所述基板上形成阻焊层，所述阻焊层覆盖所述预设基板上的第一金属焊盘之外的区域，以防止回流焊工艺过程中融化的焊料对所述预设基板上的第一金属焊盘之外的区域造成污染。另一方面，本专利技术还提供了一种焊料凸点的制作装置，包括：对位模块，用于将带有球形焊料凸点的倒装芯片与预设基板进行对位，以使所述球形焊料凸点与所述预设基板上的第一金属焊盘所在位置对应；控制模块，用于控制所述倒装芯片与所述预设基板之间的距离为预设距离；回流工艺模块，用于采用回流焊工艺使所述球形焊料凸点融化，形成与所述第一金属焊盘连接的沙漏型焊料凸点。优选地，所述预设距离根据所述球形焊料凸点的尺寸进行调节，以使回流焊工艺中形成与所述第一金属焊盘连接的沙漏型焊料凸点。优选地，所述控制模块用于在所述倒装芯片与所述预设基板之间添加垫片，以使所述倒装芯片与所述预设基板保持所述预设距离。优选地，还包括：第一形成模块，用于在预设芯片上形成钝化层后，通过刻蚀工艺在所述钝化层上形成钝化层窗口，以通过所述钝化层窗口暴露所述预设芯片上的第二金属焊盘；第二形成模块，用于在所述钝化层上依次形成粘附层、扩散阻挡层和光刻胶层，采用图案化工艺在所述光刻胶层上形成电镀窗口，以通过所述电镀窗口暴露所述第二金属焊盘对应位置处的扩散阻挡层；第三形成模块，用于在所述电镀窗口内的扩散阻挡层上形成浸润层和焊料层后，去除所述电镀窗口对应位置之外的光刻胶层、扩散阻挡层和粘附层；球形凸点形成模块，用于通过回流焊工艺形成带有球形焊料凸点的倒装芯片。优选地，所述回流工艺模块还用于在所述基板上形成阻焊层，所述阻焊层覆盖所述预设基板上的第一金属焊盘之外的区域，以防止回流焊工艺过程中融化的焊料对所述预设基板上的第一金属焊盘之外的区域造成污染。第三方面，本专利技术提供了一种电子元件，包括芯片和基板，所述芯片和基板之间的连接焊料凸点为沙漏型焊料凸点。本专利技术提供的焊料凸点的制作方法及装置、电子元件中，形成连接倒装芯片和预设基板之间的焊料凸点的过程中，将倒装芯片和预设基板之间的距离控制为预设距离，以防止回流焊工艺中倒装芯片上的球形焊料凸点在倒装芯片的重压作用下形成鼓形焊料凸点，从而带来使用过程中电流聚集、焊点寿命短的问题。本专利技术提供的制作方法中，可以通过对倒装芯片和预设基板之间的距离以及球形焊料凸点尺寸的控制，得到性能最优的沙漏型焊料凸点，以缓解焊料凸点结构中的电流聚集，提高焊料凸点的使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的焊料凸点的制作方法的流程示意图；图2a是专利技术实施例提供的倒装芯片上的球形焊料凸点的示意图；图2b是本专利技术实施例提供的使用垫片控制倒装芯片和预设基板之间距离形成的沙漏型焊料凸点的示意图；图2c是作为本专利技术的一个对比实施例提供的不使用垫片控制倒装芯片和预设基板之间距离形成的鼓型焊料凸点的示意图；图3是本专利技术实施例提供的倒装芯片上的钝化层窗口的示意图；图4是本专利技术实施例提供的粘附层和扩散阻挡层的形成示意图；图5是本专利技术实施例提供的电镀窗口的形成过程示意图；图6是本专利技术实施例提供的浸润层和焊料层的形成过程示意图；图7a是本专利技术实施例提供的去除多余光刻胶的过程示意图；图7b是本专利技术实施例提供的去除多余凸点下的金属化层的过程示意图；图8是本专利技术实施例提供的通过回流焊工艺形成球形焊料凸点的示意图；图9是本专利技术实施例提供的沙漏型焊料凸点结构示意图；附图说明：10-倒装芯片，11-钝化层，12-倒装芯片上的金属焊盘，13-钝化层窗口，14-扩散阻挡层，15-粘附层，16-光刻胶层，17-电镀窗口，18-焊料层，19-浸润层，20-凸点下金属化层，21-球形焊料凸点，22-垫片，23-基板上的金属焊盘，24-基板，25-阻焊层，h-预设距离。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊料凸点的制作方法，其特征在于，包括：将带有球形焊料凸点的倒装芯片与预设基板进行对位，以使所述球形焊料凸点与所述预设基板上的第一金属焊盘所在位置对应；控制所述倒装芯片与所述预设基板之间的距离为预设距离；采用回流焊工艺使所述球形焊料凸点融化，形成与所述第一金属焊盘连接的沙漏型焊料凸点。

【技术特征摘要】
1.一种焊料凸点的制作方法，其特征在于，包括：将带有球形焊料凸点的倒装芯片与预设基板进行对位，以使所述球形焊料凸点与所述预设基板上的第一金属焊盘所在位置对应；控制所述倒装芯片与所述预设基板之间的距离为预设距离；采用回流焊工艺使所述球形焊料凸点融化，形成与所述第一金属焊盘连接的沙漏型焊料凸点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述倒装芯片与所述预设基板之间的距离为预设距离包括：在所述倒装芯片与所述预设基板之间添加垫片，以使所述倒装芯片与所述预设基板保持所述预设距离。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设距离根据所述球形焊料凸点的尺寸进行调节，以使回流焊工艺中形成与所述第一金属焊盘连接的沙漏型焊料凸点。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵修臣，文燕妮，刘颖，李红，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11