植球结构及制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种植球结构及制备工艺，包括依序叠置的基板、导电层、钝化层、种子层及金属层，多个焊球分别植入所述金属层上，任意相邻的焊球之间设有挡墙，所述挡球用于防止所述焊球之间相互桥接。

Structure and preparation technology of planting ball

【技术实现步骤摘要】
植球结构及制备工艺
本专利技术涉及半导体集成电路制造工艺，特别涉及一种小间距植球结构及植球工艺。
技术介绍
球栅阵列(BallGridArray，简称BGA)封装技术为应用在集成电路上的一种表面黏着技术，其在封装体基板的底部制作阵列，焊球作为电路的I/O端与印刷线路板(PCB)互接，具有成品率高、引脚数量大、设备简单等优势。为了缩小晶圆级IC及封装的尺寸，焊球在芯片表面的分布趋势朝向小尺寸、密集型转变。目前，焊球之间的业界极限Gap(距离)约为40um，当焊球之间的距离不断缩减的时候，由于助焊剂在高温下产生流动，加之分子引力，造成球与球之间的桥接，进而对器件产生一系列不良影响，这些不良影响主要导致成品良率降低及可能造成短路电信面的影响。因此，针对上述技术问题，有必要对植球结构以及封装工艺进行改进，以防止焊球之间间距缩小以及助焊剂流动出现“桥接”的现象。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服因焊球之间间距缩小以及因助焊剂流动焊球之间出现“桥接”的问题，提高芯片封装工艺的成品良率，降低封装成本。本专利技术提供一种植球结构，包括依序叠置的基板、导电层、钝化层、种子层及金属层，多个焊球分别植入所述金属层上，任意相邻的焊球之间设有挡墙，所述挡球用于防止所述焊球之间相互桥接。作为可选的技术方案，所述挡墙设置于所述钝化层上，且自所述钝化层上凸出。作为可选的技术方案，还包括介电层，所述介电层设置于所述钝化层上，所述挡墙设置于所述介电层上，且自所述介电层上凸出。<br>作为可选的技术方案，所述挡墙为采用介电材料形成的挡墙。作为可选的技术方案，所述介电材料为聚酰亚胺。作为可选的技术方案，所述挡墙在植球间的截面为梯形结构、三角形结构或者矩形结构。作为可选的技术方案，所述挡墙在植球间的截面为上窄下宽的结构。作为可选的技术方案，所述基板为一芯片结构。本专利技术还提供一种植球结构的制备工艺，所述制备工艺包括：步骤S1，提供基板，于所述基板上依次形成种子层以及金属层；步骤S2，涂布介电材料于所述金属层上，所述介电材料整面覆盖所述基板；步骤S3，对所述介电材料进行曝光、显影及固化后形成挡墙；步骤S4，涂布助焊剂于所述金属层上；以及步骤S5，于所述金属层上植入多个焊球；其中，所述挡墙位于任意相邻的所述焊球之间。本专利技术另提供一种植球结构的制备工艺，所述制备工艺包括：步骤S1，提供基板，于所述基板上依次形成介电层、金属层；步骤S2，涂布介电材料于所述金属层上，所述介电材料整面覆盖所述基板；步骤S3，对所述介电材料进行曝光、显影及固化后形成挡墙；步骤S4，涂布助焊剂于所述金属层上；以及步骤S5，于所述金属层上植入多个焊球；其中，所述挡墙位于任意相邻的所述焊球之间。与现有技术相比，本专利技术提供的植球结构及制备工艺，通过在任意相邻的焊球之间形成挡墙，可避免焊球植入时，因助焊剂流通以及焊球液化导致的焊球之间桥接的问题，提高植球工艺的质量以及封装工艺的成品良率。其中，在芯片尺寸不变的情况下，可实现焊点增加，更小间距(植球间距<40um)的植球；或者说，在芯片上的焊点数量不变的情况下，因为植球间距缩减，可实现芯片封装尺寸减小。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术第一实施例中的植球结构的示意图。图2A至图2E为图1中的植球结构形成过程的示意图。图3为本专利技术第二实施例中的植球结构的示意图。图4A至图4H为图3中的植球结构形成过程的示意图。图5为图1中的植球结构的制备工艺流程图。图6为图3中的植球结构的制备工艺流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1为本专利技术第一实施例中的植球结构的示意图。参照图1，植球结构100包括依序叠置的基板101、导电层110、钝化层102、种子层103以及金属层104，多个焊球105分别植入金属层104上，其中，任意相邻的焊球105之间设有挡墙106，防止焊球105之间相互桥接。在一较佳的实施方式中，挡墙106自钝化层102上凸出。在一较佳的实施方式中，挡墙106的截面为梯形，所述梯形的底部的宽约为33μm；所述梯形的高度不超过球高的2/3；所述梯形的顶部的宽约为15μm。在本专利技术的其他实施方式中，挡墙还可以是其他形状，例如为三角形结构、矩形结构等，其中最优选为，上部较窄下部较宽的形状。其中，下部较宽使挡墙与介电层之间的接触面积大，有利于两者间稳定接触；上部较窄使挡墙在防止焊球之间的桥接的同时，不会与焊球相互干涉。在一优选的实施方式中，挡墙106为由介电材料形成，所述介电材料例如为聚酰亚胺(PI)，但不以此为限。在本专利技术其他实施例中，所述介电材料还可以是无机材料，例如二氧化硅。本实施例中，导电层110上覆盖钝化层102，钝化层102经图案化制程形成开口，导电层110从所述开口中暴露出；经溅镀等工艺形成种子层103与所述开口中，使得种子层103与导电层110电连接；再经电镀等工艺于种子层103上形成金属层104，金属层104的材料与种子层103的材料可以相同或者不同。此外，焊球105植入金属层104上，使得基板101中的电信号可经导电层110、种子层103、金属层104至焊球105导出。图2A至图2E为图1中的植球结构形成过程的示意图。参照图2A与图2B，提供基板101，在基板101上依次形成有导电层110、钝化层102、种子层103以及金属层104；其中，形成导电层110、钝化层102、种子层103以及金属层104的方式为已知技术，可参照现有技术中的相关说明。涂布介电材料1061于金属层104上，较佳的，介电材料1061涂布时整面覆盖基板101设置金属层104的一侧。对介电材料1061进行曝光、显影后，再经固化制程，形成挡墙106。其中，所述曝光、显影制程中可通过第一光罩(mask)10上多个第一曝光孔11对特定区域进行曝光后显影，所述特定区域例如是钝化层102下方未设置导电层110的区域。本实施例中，挡墙106自钝化层102上凸出。参照图2C，于金属层104上涂布助焊剂108，以便于固定焊球105。助焊剂108的涂布时，通过第一网板20进行涂布，第一网板20上对应金属层104设置多个第一开孔21，将助焊剂108从第一开孔21中涂布至对应的金属层104上。第一开孔21的尺寸小于或者等于所述金属层104的尺寸，便于助焊剂108涂布在金属层104的上表面上。参照图2D，在助焊剂108上植入焊球105。焊球105植入时，通过第二网板30植入焊球105，第二网板30对应金属层104设置多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植球结构，包括依序叠置的基板、导电层、钝化层、种子层及金属层，多个焊球分别植入所述金属层上，其特征在于，/n任意相邻的焊球之间设有挡墙，所述挡球用于防止所述焊球之间相互桥接。/n

【技术特征摘要】
1.一种植球结构，包括依序叠置的基板、导电层、钝化层、种子层及金属层，多个焊球分别植入所述金属层上，其特征在于，
任意相邻的焊球之间设有挡墙，所述挡球用于防止所述焊球之间相互桥接。


2.如权利要求1所述的植球结构，其特征在于，所述挡墙设置于所述钝化层上，且自所述钝化层上凸出。


3.如权利要求1所述的植球结构，其特征在于，还包括介电层，所述介电层设置于所述钝化层上，所述挡墙设置于所述介电层上，且自所述介电层上凸出。


4.如权利要求1所述的植球结构，其特征在于，所述挡墙为采用介电材料形成的挡墙。


5.如权利要求4所述的植球结构，其特征在于，所述介电材料为聚酰亚胺。


6.如权利要求1所述的植球结构，其特征在于，所述挡墙在植球间的截面为梯形结构、三角形结构或者矩形结构。


7.如权利要求1所述的植球结构，其特征在于，所述挡墙在植球间的截面为上窄下宽的结构。


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【专利技术属性】
技术研发人员：梅嬿，
申请(专利权)人：颀中科技苏州有限公司，北京奕斯伟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32