包覆型多金属导电凸块结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种包覆型多金属导电凸块结构，包括衬底、第一保护层、第二保护层、第一种子层、第二种子层、第一金属层、第二金属层和第三金属层，衬底顶部四周环绕设置第一保护层，第一保护层的顶部设有第二保护层，第一种子层设置在衬底和第一保护层上，第二种子层覆盖住第一种子层，第二种子层由下往上依次设有第一金属层、第二金属层和第三金属层，第三金属层的顶面与第二保护层的顶面平齐，本实用新型专利技术提供了一种保护铜不被氧化、焊点结合能力好、阻挡金属层扩散以及提高物理特性的包覆型多金属导电凸块结构。多金属导电凸块结构。多金属导电凸块结构。

【技术实现步骤摘要】
包覆型多金属导电凸块结构


[0001]本技术涉及晶圆级封装行业，更具体涉及一种包覆型多金属导电凸块结构。

技术介绍

[0002]随着可携式及高性能微电子产品向短、小、轻、薄化方向发展，传统打线方式(Wire Bonding)作为晶片与各式基材结合的封装技术已不能满足现在消费电子产品的需求，取而代之的凸块封装成为晶圆级封装的关键技术。在凸块封装工艺中，多用电镀的方法进行再布线或形成凸块，较为传统的流程如图1所示，首先进行步骤S101，利用物理气相沉积法(PVD)在晶圆表面形成一层金属/金属化合物的种子层，然后进行步骤S102，直接在上面涂布上光刻胶，通过光刻工艺将布线层的线条显影出来，接着，执行步骤S103，通过电镀工艺，制作出符合厚度要求的金属凸块或重布线层(RDL层)。
[0003]在上述现有的工艺中由于对晶圆进行Photo(光刻)工艺，在PI层之上通过PVD技术溅镀一层金属层，然后再通过Photo工艺金属层上制作光阻层，次光阻层有特殊开口，最后通过电镀工艺，在光阻层特殊开口内电镀铜，因此，裸铜结构的凸块易受环境影响而氧化，导致WB(wire bond，焊线)后焊点结合力较差，影响产品可靠性。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本技术的目的在于提供了一种保护铜不被氧化、焊点结合能力好、阻挡金属层扩散以及提高物理特性的包覆型多金属导电凸块结构。
[0005]根据本技术的一个方面，提供了包覆型多金属导电凸块结构，包括衬底、第一保护层、第二保护层、第一种子层、第二种子层、第一金属层、第二金属层和第三金属层，衬底顶部四周环绕设置第一保护层，第一保护层的顶部设有第二保护层，第一种子层设置在衬底和第一保护层上，第二种子层覆盖住第一种子层，第二种子层由下往上依次设有第一金属层、第二金属层和第三金属层，第三金属层的顶面与第二保护层的顶面平齐。
[0006]在一些实施方式中，第二保护层的外壁与第一保护层的外壁平齐，第二保护层的内壁小于第一保护层的内壁形成台阶，第一种子层、第二种子层、第一金属层、第二金属层和第三金属层依次设置在台阶上且与第二保护层的内壁以及第一保护层的内壁贴合。
[0007]在一些实施方式中，第一种子层为钛或钛钨合金，第一种子层厚度为0.28um－0.32um。
[0008]在一些实施方式中，第二种子层为铜、银、铬、镍、锡、金及其组合的铜合金，第二种子层厚度为0.18um－0.22um。
[0009]在一些实施方式中，第一金属层为铜，第一金属层厚度为9um－11um。
[0010]在一些实施方式中，第二金属层为镍，第二金属层厚度为1.5um－2.5um。
[0011]在一些实施方式中，第三金属层为金，第三金属层厚度为0.4um－0.6um。
[0012]本技术与现有技术相比具有保护铜不被氧化、焊点结合能力好、阻挡金属层扩散以及提高物理特性的有益效果；通过第三金属层保护第一金属层不被氧化进而使焊点
结合性好；通过第二金属层来阻挡第一金属层和第三金属层扩散；通过芯片四周包裹的第一保护层和第二保护层提高凸块相关物理特性。
附图说明
[0013]图1是本技术包覆型多金属导电凸块结构的结构示意图；
[0014]图2是本技术包覆型多金属导电凸块结构的加工步骤1示意图；
[0015]图3是本技术包覆型多金属导电凸块结构的加工步骤2示意图；
[0016]图4是本技术包覆型多金属导电凸块结构的加工步骤3示意图；
[0017]图5是本技术包覆型多金属导电凸块结构的加工步骤4示意图；
[0018]图6是本技术包覆型多金属导电凸块结构的加工步骤5示意图；
[0019]图7是本技术包覆型多金属导电凸块结构的加工步骤6示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图所示的各实施方式对本技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法或者结构上的等效变换或替代，均属于本技术的保护范围之内。
[0021]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。
[0022]如图1所示，本技术所述的包覆型多金属导电凸块结构，包括衬底1、第一保护层2、第二保护层3、第一种子层4、第二种子层5、第一金属层6、第二金属层7和第三金属层8，衬底1顶部四周环绕设置第一保护层2，第一保护层2的顶部设有第二保护层3，第一种子层4设置在衬底1和第一保护层2上，第二种子层5覆盖住第一种子层4，第二种子层5由下往上依次设有第一金属层6、第二金属层7和第三金属层8，第三金属层8的顶面与第二保护层3的顶面平齐。通过第三金属层8保护第一金属层6不被氧化进而使焊点结合性好；通过第二金属层7来阻挡第一金属层6和第三金属层8扩散；通过芯片四周包裹的第一保护层2和第二保护层3提高凸块相关物理特性。
[0023]第二保护层3的外壁与第一保护层2的外壁平齐，第二保护层3的内壁小于第一保护层2的内壁形成台阶，第一种子层4、第二种子层5、第一金属层6、第二金属层7和第三金属层8依次设置在台阶上且与第二保护层3的内壁以及第一保护层2的内壁贴合。因此第一种子层4与第一保护层2底部以及与第二保护层3的内壁接触。第二种子层5完全涂布在第一种子层4上，且第二种子层5与第二保护层3的内壁接触。
[0024]第一种子层4为钛或钛钨合金，第一种子层4厚度为0.28um－0.32um。第一种子层4厚度最优为0.3um。
[0025]第二种子层5为铜、银、铬、镍、锡、金及其组合的铜合金，第二种子层5厚度为0.18um－0.22um。第二种子层5厚度最优为0.2um。
[0026]第一金属层6为铜，第一金属层6厚度为9um－11um。第一金属层6厚度最优为10um。
[0027]第二金属层7为镍，第二金属层7厚度为1.5um－2.5um。第二金属层7厚度为2um。
[0028]第三金属层8为金，第三金属层8厚度为0.4um－0.6um。第一金属层6厚度为0.5um。
[0029]在具体实施时按一下步骤进行：
[0030]如图2所示，步骤1：通过涂胶－曝光－显影过程，在晶圆表面形成第一保护层2；
[0031]如图3所示，步骤2：通过PVD技术在保护层上溅镀第一种子层4和第二种子层5；
[0032]如图4所示，步骤3：通过涂胶－曝光－显影过程，在金属导电层制作一层光阻层并露出关键开口，所述光阻涂层所用材料包括但不限于：正性光阻剂或负性光阻剂；
[0033]如图5所示，步骤4：通过电镀在光阻层相应开口处依次电镀第一金属层6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.包覆型多金属导电凸块结构，其特征在于，包括衬底、第一保护层、第二保护层、第一种子层、第二种子层、第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述衬底顶部四周环绕设置第一保护层，所述第一保护层的顶部设有第二保护层，所述第一种子层设置在衬底和第一保护层上，所述第二种子层覆盖住第一种子层，所述第二种子层由下往上依次设有第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第三金属层的顶面与第二保护层的顶面平齐。2.根据权利要求1所述的包覆型多金属导电凸块结构，其特征在于，所述第二保护层的外壁与第一保护层的外壁平齐，所述第二保护层的内壁小于第一保护层的内壁形成台阶，所述第一种子层、第二种子层、第一金属层、第二金属层和第三金属层依次设置在台阶上且与第二保护层的内壁以及第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕雪刚，程阳，
申请(专利权)人：江苏芯德半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：