焊盘、半导体器件、封装件、背光单元及照明设备制造技术

本实用新型专利技术涉及半导体器件领域，公开了一种焊盘、半导体器件、封装件、背光单元及照明设备，焊料凸块（8400）的上表面（8401）和下表面（8402）均为平面，侧视截面为锥台型结构。本发明专利技术中的焊料凸块具有平整的上表面，增大了焊料凸块表面与蓝膜的接触面积，减少倒膜损失异常；不易出现固晶后晶粒偏移和歪斜的现象，保证了晶粒理想的出光效果，减少因固晶偏移或歪斜而进行返工的成本损失，提高了固晶良率与效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
焊盘、半导体器件、封装件、背光单元及照明设备


[0001]本专利技术涉及半导体器件领域，特别涉及一种焊盘、半导体器件、封装件、背光单元及照明设备。

技术介绍

[0002]现有技术中，在LED的电极上印刷的焊料形状通常为穹顶形状的焊料，如图1所示，LED主要分为方形尺寸的LED（图1左）和长条尺寸的LED（图1右）两种，由于方形尺寸的LED一般设计4个焊料点1，长条尺寸的LED一般设计2个焊料点1，在按照客户要求将LED倒膜出货时，需要将蓝膜2贴在焊料一面，如图2，由于焊料点1的形状为穹顶形状，与蓝膜2接触面积小，方形LED由于焊料的接触点多（图2左），焊料点1上下左右对称，倒膜时不易出现倒膜损失以及倒膜后晶粒歪斜的情况。客户在固晶时，同样由于焊料点对称的缘故，不会出现固晶歪斜的情况。而长条尺寸的LED由于接触点少（图2左），只上下或左右对称，倒膜时易出现倒膜损失以及受外力作用导致的晶粒歪斜，固晶时由于外力作用以及高温回流的影响，晶粒固晶后会出现偏移歪斜现象，影响晶粒的出光效果，尤其针对出光效果要求高的背光及mini产品，上述缺陷尤其明显。具有穹顶形状的焊料的半导体器件简图如图3所示。
[0003]形成在发光二极管的半导体芯片的电极上的焊料凸块840可通过在金属反射层810上形成焊料以及使焊料回流而形成，由于在回流处理期间焊料的相变，使得形成在焊料与金属反射层810之间的金属间化合物层830会由于金属反射层810的润湿性而扩散至金属反射层810的第二表面812（侧表面），进而导致焊料或金属间化合物层830与电极接触，相变所产生的残余应力会导致金属间化合物层830中与电极接触的部分产生裂纹，从而会使得焊料凸块840与电极分离。
[0004]公开号为CN105591016A、专利技术名称为互连凸块、半导体器件、半导体器件封装件和照明设备的专利技术专利中，通过在凸块下冶金层的第二表面（侧表面）上覆盖阻挡层，以防止焊料凸块或金属间化合物层中的其中之一扩散至凸块下冶金层的第二表面（侧表面），进而防止焊料凸块或金属间化合物层中的其中之一经第二表面（侧表面）扩散至凸块下冶金层下方的电极。该专利中，凸块下冶金层的第一表面（与电极相对的表面）与金属间化合物层之间没有阻挡层，且在焊料回流过程中，金属间化合物或焊料凸块没有形成在阻挡层中。这是因为在该专利中，凸块下冶金层的作用仅是形成共晶作用。
[0005]而为了提高芯片光性能，目前的凸块下冶金层通常使用Al或Ag材料作为金属反射层，以达到提高焊盘反射率的目的，在焊料回流过程中，若凸块下冶金层的第一表面（与电极相对的表面）与金属间化合物层之间没有阻挡层，则会出现金属间化合物或焊料凸块与凸块下冶金层的第一表面回流互溶的情况，这样就会导致金属反射层的反射率下降影响光性能，而且多次回流后底层粘附层也被焊料回流互溶，就会有焊盘脱落现象。
[0006]另外，现有技术中，由于镀膜工艺问题，金属间化合物在金属反射层的第一表面（与电极相对的表面）的厚度（顶面金属间化合物层的厚度）通常会大于第二表面（侧表面）的厚度（侧面金属间化合物层的厚度），因此在回流焊后，焊料凸块与金属反射层的第二表
面之间容易出现空洞，如图9所示，影响出光效率及器件的稳定性。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种焊料凸块及其焊盘、半导体器件、封装件、背光单元及照明设备，本专利技术中的焊料凸块具有平整的上表面，增大了焊料凸块表面与蓝膜的接触面积，减少倒膜损失异常；不易出现固晶后晶粒偏移和歪斜的现象，保证了晶粒理想的出光效果，减少因固晶偏移或歪斜而进行返工的成本损失，提高了固晶良率与效率。
[0008]技术方案：本专利技术提供了一种用于半导体器件中的焊料凸块，所述焊料凸块的上表面和下表面均为平面，侧视截面为锥台型结构。
[0009]优选地，所述焊料凸块的上表面面积与下表面面积比大于50%。
[0010]优选地，所述焊料凸块的高度h大于其所在半导体器件的芯片整体高度H的5%，小于其所在半导体器件的芯片整体高度的50%。
[0011]优选地，所述焊料凸块的材质为Sn成分大于40%的合金材料。优选SnAgCu合金、SnCu合金。
[0012]本专利技术还提供了一种焊盘，用于半导体器件上，包括金属反射层，具有与所述半导体器件中电极的表面相对的第一表面，以及从所述第一表面的边缘延伸并连接至所述电极的第二表面；阻挡层，具有与所述第一表面相对的顶面阻挡层，该顶面阻挡层覆盖于所述第一表面上；金属间化合物层，具有顶面金属间化合物层，该顶面金属间化合物层覆盖于所述顶面阻挡层上；所述的焊料凸块，其键合至所述阻挡层，并使所述金属间化合物层介于所述焊料凸块与所述阻挡层之间。
[0013]进一步地，所述阻挡层还具有与所述第二表面相对的侧面阻挡层，该侧面阻挡层覆盖所述第二表面的部分或全部。阻挡层的顶面阻挡层覆盖金属反射层的第一表面，侧面阻挡层覆盖第二表面的部分或全部，使得整个金属反射层的第一表面的全部以及第二表面的部分或全部能够被阻挡层覆盖，有效隔离金属间化合物层或焊料凸块扩散至金属反射层，防止焊料和反射层互溶导致反射率下降影响性能，也防止经过多次回流后焊料对焊盘底层互溶导致焊盘脱落，还能有效防止金属间化合物层或焊料凸块经金属反射层扩散至电极，避免焊料在回流处理时由于相变所产生的残余应力导致金属间化合物层中与电极接触的部分产生裂纹，从而有效防止焊料凸块与电极分离。
[0014]优选地，所述侧面阻挡层的厚度大于或等于所述顶面阻挡层的厚度。受镀膜工艺的影响，覆盖在金属反射层的第一表面上的顶面阻挡层的厚度通常会大于位于覆盖在金属反射层的第二表面上的侧面阻挡层的厚度，当侧面阻挡层的厚度小于顶面阻挡层的厚度时，在焊料回流后，焊料凸块与金属反射层的第二表面之间容易出现空洞，影响出光效率及器件的稳定性，所以在本申请中，优选将侧面阻挡层的厚度设计成大于顶面阻挡层的厚度，防止焊料回流后出现焊料凸块与金属反射层的第二表面之间出现空洞的缺陷；本申请中通过改变沉积时焊盘角度，和沉积方法的变更，实现侧面阻挡层的厚度大于顶面阻挡层的厚度。
[0015]进一步地，所述金属间化合物层还具有与所述侧面阻挡层相对的侧面金属间化合物层，该侧面金属间化合物层覆盖所述侧面阻挡层。侧面金属间化合物层的设置是为了形
成共晶层增强焊料的粘附性。
[0016]优选地，所述侧面金属间化合物层的厚度大于所述顶面金属间化合物层的厚度。受镀膜工艺的影响，覆盖在顶面阻挡层上的顶面金属间化合物层的厚度通常会大于位于覆盖在侧面阻挡层上的侧面金属间化合物层的厚度，当侧面金属间化合物层的厚度小于顶面金属间化合物层的厚度时，在焊料回流后，焊料凸块与金属反射层的第二表面之间容易出现空洞，影响出光效率及器件的稳定性，所以在本申请中，优选将侧面金属间化合物层的厚度设计成大于顶面金属间化合物层的厚度，防止焊料回流后出现焊料凸块与金属反射层的第二表面之间出现空洞的缺陷；本申请中通过改变沉积时焊盘角度，和沉积方法的变更实现侧面金属间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体器件中的焊盘，其特征在于，包括金属反射层（810），具有与所述半导体器件中电极的表面相对的第一表面（811），以及从所述第一表面（811）的边缘延伸并连接至所述电极的第二表面（812）；阻挡层（820），具有与所述第一表面（811）相对的顶面阻挡层（821），该顶面阻挡层（821）覆盖于所述第一表面（811）上；金属间化合物层（830），具有顶面金属间化合物层（831），该顶面金属间化合物层（831）覆盖于所述顶面阻挡层（821）上；焊料凸块（840），所述焊料凸块（840）的上表面（8401）和下表面（8402）均为平面，侧视截面为锥台型结构；所述焊料凸块（840）键合至所述阻挡层（820），并使所述金属间化合物层（830）介于所述焊料凸块（840）与所述阻挡层（820）之间。2.根据权利要求1所述的用于半导体器件中的焊盘，其特征在于，所述焊料凸块（840）的上表面（8401）面积与下表面（8402）面积比大于50%。3.根据权利要求1所述的用于半导体器件中的焊盘，其特征在于，所述焊料凸块（840）的高度h大于其所在半导体器件的芯片整体高度H的5%，小于其所在半导体器件的芯片整体高度H的50%。4.根据权利要求1所述的用于半导体器件中的焊盘，其特征在于，所述阻挡层（820）还具有与所述第二表面（812）相对的侧面阻挡层（822），该侧面阻挡层（822）覆盖所述第二表面（812）的部分或全部。5.根据权利要求4所述的用于半导体器件中的焊盘，其特征在于，所述侧面阻挡层（822）的厚度大于或等于所述顶面阻挡层（821）的厚度。6.根据权利要求4所述的用于半导体器件中的焊盘，其特征在于，所述金属间化合物层（830）还具有与所述侧面阻挡层（822）相对的侧面金属间化合物层（832），该侧面金属间化合物层（832）覆盖所述侧面阻挡层...

【专利技术属性】
技术研发人员：章进兵，廖汉忠，张存磊，
申请(专利权)人：淮安澳洋顺昌光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：