一种倒装芯片封装方法技术

本发明专利技术公开了一种倒装芯片封装方法，包括在一芯片上设置一组焊垫；将一组第一连接结构和一组第二连接结构依次间隔排列设置于所述焊垫之上；将所述芯片倒置于一基板上，所述芯片通过所述第一连接结构和所述第二连接结构与所述基板连接。通过硬度减小的第一连接结构来承担由于芯片和基板的热膨胀系数不同而导致焊球形变的热应力，有效的防止了焊球的疲劳断裂，提高了整个倒装芯片封装方法热应力的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及。
技术介绍
电子封装的发展趋势是体积更小，重量更轻，倒装封装技术正是顺应这一发展趋势而产生的。与传统的引线连接的封装方式相比，倒装封装技术具有封装密度高，电和热性能优良，可靠性高等优点。通常的倒装封装技术是将芯片倒置，中间通过焊点，将芯片放置于基板(PCB板)上，从而实现电气和机械连接。因此，焊点的制成是非常重要的一个工序。参考图1，所示为一采用现有技术的倒装封装装置的示意图，其包括芯片11，基板 12，芯片焊垫13，基板焊垫14和焊球15。其中，芯片焊垫13位于芯片11的上表面，以将芯片的电极性引出；焊球15位于芯片焊垫13和基板焊垫14之间，通过这种连接关系，将芯片11上的电极性通过基板12引出。然而在实际应用中，由于芯片11和基板12的膨胀系数不同，因此，在温度变化时，焊球15很容易发生形变，形变的大小与焊球闻度，芯片大小以及基板厚度等因素相关，焊球15的形变将导致焊球的疲劳断裂和电学上的开路或者短路，而造成系统的失效。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种新型的倒装芯片封装方法，以解决现有技术中焊球容易发生形变，倒装芯片封装方法可靠性差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案依据本专利技术一实施例的倒装芯片封装方法，包括以下步骤在一芯片上设置一组焊垫；将一组第一连接结构和一组第二连接结构依次间隔排列设置于所述焊垫之上；所述第一连接结构包括第一类金属；所述第二连接结构包括第二类金属；所述第一类金属的硬度小于所述第二类金属的硬度；将所述芯片倒置于一基板上，所述芯片通过所述第一连接结构和所述第二连接结构与所述基板连接。依据本专利技术另一实施例的倒装芯片封装方法，包括以下步骤在一基板上设置一组焊垫；将一组第一连接结构和一组第二连接结构依次间隔排列设置于所述焊垫之上；所述第一连接结构包括第一类金属；所述第二连接结构包括第二类金属；所述第一类金属的硬度小于所述第二类金属的硬度；将一表面具有一组焊垫的芯片倒置，以使所述芯片表面上的焊垫与所述第一连接结构和第二连接结构连接，从而所述芯片通过所述第一连接结构和所述第二连接结构与所述基板连接。优选的，所述第一连接结构为金属金或者金属银。所述第二连接结构为金属铜或者金属镍。优选的，采用引线键合工艺生成所述第一连接结构或者所述第二连接结构，包括以下步骤进行引线键合工艺的第一次键合；切断金属丝，从而形成所述第一连接结构或者所述第二连接结构。优选的，通过电镀工艺形成所述第一连接结构或者所述第二连接结构。由此可见，依据本专利技术实施例的倒装芯片封装方法，通过硬度较小的一组第一连接结构来承担由于芯片和基板的热膨胀系数不同而导致焊球形变的热应力，有效的防止了焊球的疲劳断裂，提高了整个倒装芯片封装方法热应力的可靠性。并且，通过一组导电性能较好的第二连接结构同时实现了芯片和基板之间的良好的电性连接。附图说明图I所示为采用现有技术的一种倒装封装装置的结构示意图；图2所示为依据本专利技术第一实施例的倒装芯片封装方法的流程图；图2A至图21所示为图2所示的依据本专利技术第一实施例的倒装芯片封装方法的每一步骤的结构示意图；图3所示为依据本专利技术第二实施例的倒装芯片封装方法的流程图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的几个优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。实施例一参考图2，所示为依据本专利技术第一实施例的倒装芯片封装方法的流程图。在该实施例中，倒装芯片封装方法200包括以下步骤S201 :在一芯片上设置一组焊垫；所述焊垫位于所述芯片的表面，以将所述芯片的相应的电位向外引出；S202:将一组第一连接结构和一组第二连接结构依次间隔排列设置于所述焊垫之上；这里，所述第一连接结构由第一类金属组成；所述第二连接结构由第二类金属组成；所述第一类金属的硬度小于所述第二类金属的硬度。例如，第一类金属可以为金属金或者金属银或者铝合金；第二类金属可以为金属铜或者金属镍或者铜合金。S203 :将所述芯片倒置于一基板上，所述芯片通过所述第一连接结构和所述第二连接结构与所述基板连接。其中，在步骤S202中，第一连接结构和第二连接结构的生成可以采用引线键合工艺或者电镀工艺。本领域技术人员可以得知，通常的引线键合工艺一般包括金属丝穿过键合机劈刀毛细管，到达其顶部；利用氢氧焰或者电气放电系统产生电火花以融化金属丝在劈刀外的伸出部分，在表面张力作用下熔融金属凝固形成标准的球形；降下劈刀，在适当的压力和时间内将金属球压在芯片上，从而完成第一次键合；劈刀运动至第二键合位置，完成第二次键合。而在依据本专利技术上述实施例的倒装芯片封装方法中，采用引线键合工艺生成所述第一连接结构或者所述第二连接结构时，其生成步骤可以包括 进行引线键合工艺的第一次键合；断裂金属丝，从而形成所述第一连接结构或者所述第二连接结构。第一次键合工艺步骤可以采用现有技术，不同的是，在第一次键合完成后，即切断金属丝，不再进行后续的工艺步骤。通过上述引线键合工艺生成的第一连接结构或者第二连接结构为球形结构。具体的，参考图2A至图2H，所示为图2所示的依据本专利技术第一实施例的倒装芯片封装方法的每一步骤的结构示意图。在图2A中，在一芯片201上设置一组焊垫202 ；在图2B和图2C中，进行引线键合工艺的第一次键合；在图2D中，断裂金属丝，从而形成所述第一连接结构即焊球203 ；类似的方法，在每一焊垫202上形成一焊球203，如图2E所示；这里，焊球203可以选择为金属铜或者铜合金。与图2B至图2E所示为步骤相同，在图2F至图2H中，每一焊球203上形成另一焊球 204 ；这里，焊球204可以选择为金属金或者金合金。在图21中，将芯片201倒置于一基板205上，芯片201通过焊球203和焊球204与基板205连接。采用电镀工艺形成所述第一连接结构或者所述第二连接结构时，电镀工艺可以为现有技术的电镀工艺，具体的工艺步骤在此不再赘述。通过电镀工艺生成的第一连接结构或者第二连接结构为凸块状结构，例如可以为圆柱型结构等。第一连接结构和第二连接结构的间隔排列方式可以采用不同的组合方式。例如，硬度较大的第二连接结构直接位于芯片的焊垫之上，再在第二连接结构之上依次间隔堆叠第一连接结构和第二连接结构。另外，基板上也可以包括另一组焊垫，以来连接所述第一连接结构或者第二连接结构。依据本专利技术上述实施例的倒装芯片封装方法，当温度发生变化时，由于芯片和基板的热膨胀系数之间的差异，而产生形变。此时，由于第一连接结构的硬度较小，因此，第一连接结构通过自己的形变可以很好的承担此时的热应力形变，避免了芯片、基板，第一连接结构以及第二连接结构自身的断裂以及相互之间的脱离，很好的避免了电路的开路或者短路，大大提高了系统的可靠性。同时，由于第二连接结构的导电性能较好，因此，倒装芯片封装方法能够很好的实现芯片与基板(PCB板)之间的电气连接。参考图3，所示为依据本专利技术第二实施例的倒装芯片封装方法的流程图。在该实施例中，倒装芯片封装方法300包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒装芯片封装方法，其特征在于，包括：在一芯片上设置一组焊垫；将一组第一连接结构和一组第二连接结构依次间隔排列设置于所述焊垫之上；所述第一连接结构包括第一类金属；所述第二连接结构包括第二类金属；所述第一类金属的硬度小于所述第二类金属的硬度；将所述芯片倒置于一基板上，所述芯片通过所述第一连接结构和所述第二连接结构与所述基板连接。

【技术特征摘要】
2012.10.10 CN 201210383004.31.一种倒装芯片封装方法，其特征在于，包括 在一芯片上设置一组焊垫； 将一组第一连接结构和一组第二连接结构依次间隔排列设置于所述焊垫之上； 所述第一连接结构包括第一类金属； 所述第二连接结构包括第二类金属；所述第一类金属的硬度小于所述第二类金属的硬度； 将所述芯片倒置于一基板上，所述芯片通过所述第一连接结构和所述第二连接结构与所述基板连接。2.根据权利要求I所述的倒装芯片封装方法，其特征在于，所述第一连接结构为金属金或者金属银。3.根据权利要求I所述的倒装芯片封装方法，其特征在于，所述第二连接结构为金属铜或者金属镍。4.根据权利要求I所述的倒装芯片封装方法，其特征在于， 采用弓I线键合工艺生成所述第一连接结构或者所述第二连接结构，包括以下步骤 进行引线键合工艺的第一次键合； 切断金属丝，从而形成所述第一连接结构或者所述第二连接结构。5.根据权利要求I所述的倒装芯片封装方法，其特征在于，通过电镀工艺形成所述第一连接结构或...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭小春，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：