专利名称：单金属间化合物微互连焊点结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微互连焊点结构。
背景技术：
电子产品向微型化和多功能方向发展的同时，对其性能及使用寿命也提出了更高的要求。微互连焊点作为芯片与电路板之间电气、机械连接的桥梁，对电子产品性能及使用寿命有着至关重要的影响。微互连焊点是由钎料合金，通过钎焊的方法与芯片及电路板表面金属焊盘反应所形成，此类微互连焊点通常是由芯片金属焊盘、金属间化合物、钎料合金、金属间化合物或电路板金属焊盘构成。焊点两侧均存在金属间化合物/钎料合金、金属间化合物/金属焊盘界面，此外，金属间化合物可能是多种(如Cu6Sn5和Cu3Sn),化合物之间也存在界面，由于钎料合金、金属间化合物和焊盘金属的材料不同，其物理性质也有较大差异。在外力或由不同材料热胀冷缩不一致情况下产生的应力作用下，容易在钎料合金、金属间化合物和焊盘金属的连接界面处发生断裂。一旦出现这种情况，电子产品将无法工作，彻底失效。微互连焊点的性能及使用寿命与其结构关系密切，通过对其结构创新性设计以提高焊点及电子产品性能，并延长其使用寿命将是一种有效的途径。
发明内容
本发明的目的是提供一种单金属间化合物微互连焊点结构，以解决目前微互连焊点结构在外力或由不同材料热胀冷缩不一致情况下产生的应力作用下，容易发生断裂的问题。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是所述焊点结构包括芯片基板、第一金属焊盘、单种金属间化合物层、第二金属焊盘和电路板，芯片基板的下端面与第一金属焊盘的上端面连接，第一金属焊盘的下端面与单种金属间化合物层的上端面连接，单种金属间化合物层的下端面与第二金属焊盘的上端面连接，第二金属焊盘的下端面与电路板的上端面连接。本发明具有以下有益效果本发明结构消除了钎料合金以及其与两侧金属间化合物界面，使微互连焊点薄弱界面显著减少，避免发生断裂可能性；2.在电子产品使用过程中，单金属间化合物并不会与焊盘金属继续反应，使焊点结构具备优异的稳定性能；3. — 般来讲，金属间化合物熔点要高于钎料合金，使该微互连焊点结构的抗蠕变性能显著提高， 进而提高微互连焊点性能，并延长其使用寿命。
图1是本发明的整体结构剖视图。
具体实施方式
具体实施方式
一结合图1说明本实施方式，本实施方式的焊点结构包括芯片基板1、第一金属焊盘2、单种金属间化合物层3、第二金属焊盘4和电路板5，芯片基板1的下端面与第一金属焊盘2的上端面连接，第一金属焊盘2的下端面与单种金属间化合物层3 的上端面连接，单种金属间化合物层3的下端面与第二金属焊盘4的上端面连接，第二金属焊盘4的下端面与电路板5的上端面连接。
具体实施方式
二 结合图1说明本实施方式，本实施方式的金属焊盘2和金属焊盘 4均为Cu金属焊盘，单种金属间化合物层3的材质为Cu3Sn, Cu由于具备优良的导电、导热性能，在电子产品中被广泛应用。其他组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一金属焊盘2和第二金属焊盘4均为Au金属焊盘，单种金属间化合物层3的材质为AuSn，Au可由于具备优良的导电、导热性能，在电子产品中被广泛应用。其他组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一金属焊盘2和第二金属焊盘4均为Ag金属焊盘，单种金属间化合物层3的材质为Ag3Sn, Ag由于具备优良的导电、导热性能，在电子产品中被广泛应用。其他组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一金属焊盘2和第二金属焊盘4均为Pd金属焊盘，单种金属间化合物层3的材质为PdSn，Pd由于具备优良的导电、导热性能，在电子产品中被广泛应用。其他组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一金属焊盘2和第二金属焊盘4均为Ni金属焊盘，单种金属间化合物层3的材质为Ni3Sn4, Ni由于具备优良的导电、导热性能，在电子产品中被广泛应用。其他组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
七结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一金属焊盘2和第二金属焊盘4均为Pt金属焊盘，单种金属间化合物层3的材质为PtSn4, Pt由于具备优良的导电、导热性能，在电子产品中被广泛应用。其他组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
八结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一金属焊盘2和第二金属焊盘4直径或边长范围是10微米-1毫米，厚度范围是0. 1微米-1毫米。其他组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
九结合图1说明本实施方式，本实施方式的单种金属间化合物层3 直径或边长范围是10微米-1毫米，厚度范围是0. 1微米-1毫米。其他组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
权利要求
1.一种单金属间化合物微互连焊点结构，所述焊点结构包括芯片基板(1)、第一金属焊盘O)、单种金属间化合物层(3)、第二金属焊盘(4)和电路板(5)，其特征在于芯片基板(1)的下端面与第一金属焊盘( 的上端面连接，第一金属焊盘( 的下端面与单种金属间化合物层(3)的上端面连接，单种金属间化合物层(3)的下端面与第二金属焊盘的上端面连接，第二金属焊盘的下端面与电路板5的上端面连接。
2.根据权利要求1所述单金属间化合物微互连焊点结构，其特征在于第一金属焊盘 ⑵和第二金属焊盘⑷均为Cu金属焊盘，单种金属间化合物层(3)的材质为Cu3Sn。
3.根据权利要求1所述单金属间化合物微互连焊点结构，其特征在于第一金属焊盘(2)和第二金属焊盘(4)均为Au金属焊盘，单种金属间化合物层(3)的材质为AuSn。
4.根据权利要求1所述单金属间化合物微互连焊点结构，其特征在于第一金属焊盘 ⑵和第二金属焊盘⑷均为Ag金属焊盘，单种金属间化合物层(3)的材质*A&Sn。
5.根据权利要求1所述单金属间化合物微互连焊点结构，其特征在于第一金属焊盘 (2)和第二金属焊盘(4)均为Pd金属焊盘，单种金属间化合物层(3)的材质为PdSn。
6.根据权利要求1所述单金属间化合物微互连焊点结构，其特征在于第一金属焊盘 (2)和第二金属焊盘(4)均为Ni金属焊盘，单种金属间化合物层(3)的材质为Ni3Sn4。
7.根据权利要求1所述单金属间化合物微互连焊点结构，其特征在于第一金属焊盘 (2)和第二金属焊盘(4)均为Pt金属焊盘，单种金属间化合物层(3)的材质为PtSn4。
8.根据权利要求1或2所述单金属间化合物微互连焊点结构，其特征在于第一金属焊盘(2)和第二金属焊盘(4)直径或边长范围是10微米-1毫米，厚度范围是0. 1微米-1毫米。
9.根据权利要求8所述单金属间化合物微互连焊点结构，其特征在于单种金属间化合物层(3)直径或边长范围是10微米-1毫米，厚度范围是0. 1微米-1毫米。
全文摘要
单金属间化合物微互连焊点结构，它涉及一种微互连焊点结构。针对目前微互连焊点结构在外力或由不同材料热胀冷缩不一致情况下产生的应力作用下，容易发生断裂的问题。所述焊点结构包括芯片基板、第一金属焊盘、单种金属间化合物层、第二金属焊盘和电路板，芯片基板的下端面与第一金属焊盘的上端面连接，第一金属焊盘的下端面与单种金属间化合物层的上端面连接，单种金属间化合物层的下端面与第二金属焊盘的上端面连接，第二金属焊盘的下端面与电路板的上端面连接。本发明适用于芯片间或芯片与电路板间电气信号及机械连接。
文档编号H01L23/488GK102184905SQ20111010541
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月26日 优先权日2011年4月26日
发明者刘威, 孔令超, 王春青, 田艳红 申请人:哈尔滨工业大学