凸块结构、封装组件及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种凸块结构、封装组件及其形成方法，所述凸块结构包括：导电柱，所述导电柱的顶部形成有凹面；覆盖层，所述覆盖层覆盖所述导电柱的顶部；焊料层，所述焊料层位于所述凹面内的所述覆盖层上。通过在导电柱的顶部设置凹面，并将焊料层设置于所述凹面内，使得所述焊料层在倒装芯片回流工艺后，即使在高温条件下，所述焊料层会被限制在所述凹面内，不会从其原有的位置凸出至所述导电柱的两侧，可以有效地避免相邻焊料层接触发生短路；本发明专利技术可以使得倒装芯片封装件的尺寸更小、更轻，进而降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体封装领域，特别是涉及一种凸块结构、封装组件及其形成方法。
技术介绍
凸块结构已经被广泛应用于倒装芯片封装工艺中，在倒装芯片封装工艺中，凸块结构直接结合到封装基板中的导电迹线上。凸块结构作为倒装芯片封装件的内部连接结构，具有连线密度高、封装尺寸小、电性能及热性能较好的特点。现有技术中的凸块结构如图1所示，所述凸块结构11包括凸块下金属层114、位于所述凸块下金属层114上的铜柱111、位于所述铜柱111上的Ni层112及位于所述Ni层112上的SnAg层113；所述凸块结构11通过所述凸块下金属层114设置于一基座12上的金属焊垫13上，所述基座12的表面设有钝化层14，所述钝化层14对应所述金属焊垫13的地方设有开口。由图1可知，所述铜柱111的顶部为平面，所述Ni层112覆盖于所述铜柱111的顶部，作为焊料层的所述SnAg层113覆盖于所述Ni层112上，且所述SnAg层113的宽度与所述Ni层112及所述铜柱111的宽度相同。在倒装芯片封装工艺过程中，图1中所示的结构倒置，且经由所述SnAg层113贴置于另一基座(未示出)的导电迹线15上，形成的封装组件如图2所示。然而，在倒装芯片回流工艺后，在高温条件下，位于所述铜柱111及所述导电迹线15之间的所述SnAg层113会融化并塌陷，融化的所述SnAg层113会从其原有的位置凸出，即如图2中所示，所述SnAg层113在所述铜柱111及所述导电迹线15的两侧形成有凸出。如果导电迹线的间距非常小，相邻凸起结构就会相互接触导致短路，进而对器件造成损坏。为了避免短路，现有的倒装芯片封装件中导电迹线的间距必须保持足够的间距，这就限制了器件尺寸的小型化，进而增加了生产成本。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种凸块结构、封装组件及其形成方法，用于解决现有技术中在倒装芯片封装件中，由于焊料层在高温下从原有位置凸出而导致间距较小的导电迹线短路，从而限制了器件尺寸的小型化，增加了生产成本的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种凸块结构，所述凸块结构包括：导电柱，所述导电柱的顶部形成有凹面；覆盖层，所述覆盖层覆盖所述导电柱的顶部；焊料层，所述焊料层位于所述凹面内的所述覆盖层上。作为本专利技术的凸块结构的一种优选方案，所述覆盖层的宽度等于所述导电柱的宽度；所述焊料层的宽度小于或等于所述导电柱宽度的四分之三。作为本专利技术的凸块结构的一种优选方案，所述导电柱包括铜柱；所述覆盖层包括Ni层；所述焊料层包括SnAg层。作为本专利技术的凸块结构的一种优选方案，所述凸块结构还包括凸块下金属层，所述凸块下金属层位于所述导电柱的底部。作为本专利技术的凸块结构的一种优选方案，位于所述凹面内的所述覆盖层及所述焊料层均呈凹面状。本专利技术还提供一种封装组件，所述封装组件包括：第一基底，所述第一基底表面设有金属焊垫；如上述方案中所述的凸块结构，所述凸块结构位于所述金属焊垫上；第二基底，所述第二基底表面设有导电迹线；所述凸块结构通过所述焊料层贴置于所述导电迹线上。作为本专利技术的封装组件的一种优选方案，所述第一基底表面还设有钝化层，所述钝化层对应于所述金属焊垫的位置处设有开口，所述凸块结构经由所述开口与所述金属焊垫相连接。本专利技术还提供一种凸块结构的形成方法，所述凸块结构的形成方法包括：提供一基体；在所述基体上形成凸块下金属层；通过电镀工艺在所述凸块下金属层上形成顶部具有凹面的导电柱；在所述导电柱顶部形成覆盖层；在位于所述凹面内的所述覆盖层上形成焊料层。作为本专利技术的凸块结构的形成方法的一种优选方案，通过电镀工艺在所述凸块下金属层上形成顶部具有凹面的导电柱包括：提供电镀液，所述电镀液包括主盐、导电盐、添加剂；将所述基体与阴极接通，使所述凸块下金属层完全接触所述电镀液，在阴极搅拌的情况下进行电镀，即可在所述凸块下金属层上形成顶部具有凹面的导电柱。作为本专利技术的凸块结构的形成方法的一种优选方案，所述添加剂包括整平剂，电镀液中所述整平剂的浓度为20ml/L～28ml/L。作为本专利技术的凸块结构的形成方法的一种优选方案，电镀过程中，所述电镀液的温度为30℃～50℃。作为本专利技术的凸块结构的形成方法的一种优选方案，所述添加剂还包括光亮剂。作为本专利技术的凸块结构的形成方法的一种优选方案，在位于所述凹面内的所述覆盖层上形成焊料层包括：在所述覆盖层表面制作图形化光刻胶层，所述图形化光刻胶层上设有开口以暴露出位于所述凹面内的所述覆盖层；在所述凹面内的所述覆盖层上形成所述焊料层；去除所述图形化光刻胶层。本专利技术还提供一种封装组件的形成方法，所述封装组件的形成方法包括：提供第一基底，所述第一基底包括金属焊垫；以所述金属焊垫作为基体，采用上述方案中所述的凸块结构的形成方法在所述金属焊垫上形成所述凸块结构；提供第二基底，所述第二基底表面设有导电迹线；将表面形成有所述凸块结构的所述第一基底倒装，并通过回流工艺使所述焊料层与所述导电迹线相连接。如上所述，本专利技术的凸块结构、封装组件及其形成方法，具有以下有益效果：通过在导电柱的顶部设置凹面，并将焊料层设置于所述凹面内，使得所述焊料层在倒装芯片回流工艺后，即使在高温条件下，所述焊料层会被限制在所述凹面内，不会从其原有的位置凸出至所述导电柱的两侧，可以有效地避免相邻焊料层接触发生短路；本专利技术可以使得倒装芯片封装件的尺寸更小、更轻，进而降低生产成本。附图说明图1显示为现有技术中的凸块结构的结构示意图。图2显示为现有技术中的封装组件的结构示意图。图3显示为本专利技术实施例一中提供的凸块结构的结构示意图。图4显示为本专利技术实施例二中提供的封装组件的结构示意图。图5显示为本专利技术实施例三中提供的凸块结构的形成方法的流程图。图6显示为本专利技术实施例四中提供的封装组件的形成方法的流程图。元件标号说明11凸块结构111铜柱112Ni层113SnAg层114凸块下金属层12基底13金属焊垫14钝化层15导电迹线21凸块结构211导电柱212覆盖层213焊料层214凸块下金属层22第一基底23金属焊垫24钝化层25导电迹线具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图3至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一请参阅图3，本专利技术提供一种凸块结构，所述凸块结构21包括：导电柱211，所述导电柱211的顶部形成有凹面；覆盖层212，所述覆盖层212覆盖所述导电柱211的顶部；焊料层213，所述焊料层213位于所述凹面内的所述覆盖层212上。作为示例，所述凹面的宽度可以根据实际需要进行设定，所述凹面的宽度可以小于或等于所述导电柱211的宽度，优选地，本实施例中，所述凹面的宽度小于所述导电柱211的宽度。作为示例，所述凹面位于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凸块结构，其特征在于，所述凸块结构包括：导电柱，所述导电柱的顶部形成有凹面；覆盖层，所述覆盖层覆盖所述导电柱的顶部；焊料层，所述焊料层位于所述凹面内的所述覆盖层上。

【技术特征摘要】
1.一种凸块结构，其特征在于，所述凸块结构包括：导电柱，所述导电柱的顶部形成有凹面；覆盖层，所述覆盖层覆盖所述导电柱的顶部；焊料层，所述焊料层位于所述凹面内的所述覆盖层上。2.根据权利1要求所述的凸块结构，其特征在于：所述覆盖层的宽度等于所述导电柱的宽度；所述焊料层的宽度小于或等于所述导电柱宽度的四分之三。3.根据权利1要求所述的凸块结构，其特征在于：所述导电柱包括铜柱；所述覆盖层包括Ni层；所述焊料层包括SnAg层。4.根据权利要求1所述的凸块结构，其特征在于：所述凸块结构还包括凸块下金属层，所述凸块下金属层位于所述导电柱的底部。5.根据权利1要求所述的凸块结构，其特征在于：位于所述凹面内的所述覆盖层及所述焊料层均呈凹面状。6.一种封装组件，其特征在于，所述封装组件包括：第一基底，所述第一基底表面设有金属焊垫；如权利要求1至5中任一项所述的凸块结构，所述凸块结构位于所述金属焊垫上；第二基底，所述第二基底表面设有导电迹线；所述凸块结构通过所述焊料层贴置于所述导电迹线上。7.根据权利要求6所述的封装组件，其特征在于：所述第一基底表面还设有钝化层，所述钝化层对应于所述金属焊垫的位置处设有开口，所述凸块结构经由所述开口与所述金属焊垫相连接。8.一种凸块结构的形成方法，其特征在于，所述凸块结构的形成方法包括：提供一基体；在所述基体上形成凸块下金属层；通过电镀工艺在所述凸块下金属层上形成顶部具有凹面的导电柱；在所述导电柱顶部形成覆盖层；在位于所述凹面内的所述覆盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：林正忠，蔡奇风，
申请(专利权)人：中芯长电半导体江阴有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32