专利名称：一种双铝垫结构及其实现方法
一种双铝垫结构及其实现方法
技术领域：
本发明涉及芯片封装领域，特别涉及一种用于改善芯片封装打线的双铝垫结构及其实现方法。
背景技术：
随着集成电路的发展，人们对芯片的功能要求越来越多，对芯片的性能要求也越来越高，这就使得芯片内 部的集成电路的集成度必须越来越高，即集成在同一块芯片上的晶体管越来越多。为了提高芯片的信号质量以及芯片的处理速度，不但要求芯片的设计水平要高，同时也要求封装的性能要好。芯片一般都采用8英寸或者12英寸的圆形硅材料作为衬底，这种圆形的硅衬底包括后面在该衬底上制作出来的电路称为晶圆，一片晶圆上能生产出很多的芯片，芯片的数量是由芯片设计时的芯片的尺寸决定的。当芯片封装的时候将芯片从晶圆上切割下来，然后进行封装。对芯片的封装，目前主要的方法是采用金属线(所述金属性可以是金线、铜线或银线)通过引线键合的方式将金属线连接到芯片的铝垫上，将芯片的信号引出，通过基板或者是引脚架将信号连接到印刷电路板上，从而实现芯片的工作。请参阅图1和图2，在封装打线时，引线的焊球I’和铝垫2’表面必须完全结合，才能形成良好的接触。由于蚀刻工艺的特性，铝垫2’的开窗3’，其截面为倒梯形，即开窗3’的上宽度比较大，开窗3’的下宽度比较小，因此焊球I’的宽度必须小于或者等于开窗3’的下宽度。但芯片在开发过程中，为了节约成本，芯片的尺寸越做越小，当芯片尺寸小到一定程度时，开窗3’的下宽度不能满足焊球I’的宽度要求，即焊球I’的宽度大于开窗3’的下宽度，焊球I’不能与铝垫2’表面形成良好的接触，在这种情况下如果做引线键合将会使焊球I’碰到开窗3’四周的保护层4’上，由于保护层4’的成分主要是Si02和SiN，这些介质材质比较脆、易碎；焊球I’打到保护层4’上会使保护层碎裂，焊球I’与铝垫2’间就不能形成良好的接触，容易产生断路，影响芯片的良率。如果改用比较小线径的引线做引线键合，焊球I’会变小，但是线径变小芯片的信号质量就会下降，性能降低，不可取。
发明内容本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种双铝垫结构，其提高封装打线的良率，减少损失，提高信号质量，提升芯片的性能。本发明通过以下技术方案一解决上述问题之一:技术方案一:一种双铝垫结构，包括第一铝垫、保护层、第二铝垫，所述保护层设于所述第一铝垫的上方，且形成一开窗，所述开窗的截面为倒梯形，所述第二铝垫设有一凹槽，所述凹槽的下底面宽度大于所述开窗的下宽度，所述第二铝垫设于所述开窗内，且与所述第一铝垫和保护层紧密结合。进一步地，所述凹槽开口的宽度大于所述凹槽下底面宽度
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种双铝垫结构的实现方法，其提高封装打线的良率，减少损失，提高信号质量，提升芯片的性能。本发明通过以下技术方案二解决上述问题之二:一种双铝垫结构的实现方法，所述双铝垫结构应用于芯片封装，在晶圆上设置第一铝垫，所述第一铝垫上方设有保护层，且第一铝垫与保护层形成一开窗，所述开窗的截面为倒梯形，该实现方法具体包括如下步骤:步骤1、通过金属溅射方法在第一铝垫上镀上一铝层，所述铝层的厚度根据需要设定，所述铝层设有一凹槽，所述凹槽的截面为倒梯形；步骤2、在所述铝层上加一光阻层，所述光阻层厚度根据需要设定；所述光阻层由第一光阻层和第二光阻层组成，所述第一光阻层为需要保留的光阻层，所述第二光阻层为不需要保留的光阻层；步骤3在所述光阻层上设置一光罩，所述光罩对应于第一光阻层的部分涂以黑色的掩蔽层，所述光罩对应于第二光阻层的部分为透明；以一光源照射所述光阻层，所述第一光阻层不发生化学反应，所述第二光阻层发生化学反应；步骤4、去除所述光罩，将经过光照的晶圆放入显影液，所述第二光阻层被显影液洗掉，洗掉后，位于所述第二光阻层下的铝层裸露出来；步骤5、通过蚀刻工艺将所述裸露出来的铝层蚀刻去；步骤6、用酸性液体将所述第一光阻层去掉，所述酸性液体不与所述保护层以及所述第一光阻层下的铝层反应；步骤7、将所述第一光阻层下的铝层与所述保护层和第一铝垫紧密结合，将所述第一光阻层下的铝层定义为第二铝垫，通过第二铝垫来扩大焊接面积，再通过引线键合将引线的焊球焊在所述第二铝垫上，从而使弓I线的焊球能够与所述第二铝垫紧固结合。进一步地，所述步骤6中的酸性液体是:硫酸，双氧水，氨水和水的混合液体。本发明具有如下优点:在开窗大小不足的情况下，通过设置第二铝垫扩大铝垫与引线焊球的接触面积，即焊接面积，使引线的焊球能够与铝垫充分接触，提高封装打线的良率，减少损失，提高信号质量，提升芯片的性能。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。图1和图2为现有技术铝垫的结构示意图。图3是本发明双铝垫结构的示意图。图4是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式请参阅图3， 一种双铝垫结构，包括第二铝垫1、保护层2、第二铝垫3，所述保护层2设于所述第一铝垫I的上方，且形成一开窗4，所述开窗4的截面为倒梯形，所述第二铝垫3设有一凹槽31，所述第二铝垫3设于所述开窗4内，且与所述第一铝垫I和保护层2紧密结合。所述凹槽31开口的宽度Cl1大于所述凹槽下底面宽度d2。由于第二铝垫3整个都为铝金属制成，因此，第二铝垫3扩大了焊接面积(现有技术中，焊接面积仅为开窗底部的第一铝垫，其开窗两边均为保护层，焊球打到保护层上会碎裂)，再通过引线键合将引线的焊球8焊在所述第二铝垫3上，焊球8就能够与所述第二铝垫3充分接触，紧固结合。需要说明的是，本发明仅以一个铝垫为例进行说明，晶圆上的铝垫都可以采用本发明进行实施。设置第二铝垫3后再做引线键合，由于新增的铝垫的延展性、粘附性都比较好，封装打线的焊球8能够与第二铝垫3形成很好的键合接触，可靠性高，良率也高。请参阅图4，一种双铝垫结构的实现方法，所述双铝垫结构应用于芯片封装，且本发明的双铝垫结构是在芯片切割之前完成的，在晶圆上设有第一铝垫1，所述第一铝垫I上方设有保护层2，且第一铝垫I与保护层2形成一开窗4，所述开窗4的截面为倒梯形，该实现方法具体包括如下步骤:步骤1、通过金属溅射方法在第一铝垫I上镀上一铝层5，所述铝层5的厚度根据需要设定，所述铝层设有一凹槽31，所述凹槽31的截面为倒梯形；如图4中的(a)所示；步骤2、在所述铝层5上加一光阻层6，所述光阻层6厚度根据需要设定；所述光阻层6由第一光阻层61和第二光阻层62组成，所述第一光阻层61为需要保留的光阻层，所述第二光阻层62为不需要保留的光阻层；如图4中的(b)所示；所述光阻是由树脂、感光齐U、溶剂三种成分混合而成，具体方法是:将光阻滴到晶圆表面，然后高速旋转晶圆，让光阻在芯片表面铺平，经过烘烤使其变干，即形成光阻层；步骤3、在所述光阻层6上设置一光罩7,所述光罩7对应于第一光阻61层的部分涂以黑色的掩蔽层，所述黑色的掩蔽层可以是。。。。所述光罩7对应于第二光阻层的部分为透明；以一光源照射所述光阻层6，所述第一光阻层61不发生化学反应，所述第二光阻层62发生化学反应；如图4中的(c)所示；需要说明的是，所述光罩又称掩膜板，掩膜板的基材一般为熔融石英，掩膜板上的掩蔽层由铬和抗反射涂层组成，掩蔽层的形成是:先在基材上面溅射一层铬，在铬层上再涂布一层抗反射涂层；有被掩蔽层掩蔽到的位置，光透射不过去，这部分为需要保留下来，其余的是要去除的；步骤4、去除光罩7，将经过光照的晶圆放入显影液，所述第二光阻层62被显影液洗掉，洗掉后，位于所述第二光阻层62下的铝层5裸露出来；步骤5、通过蚀刻工艺将所述裸露出来的铝层5蚀刻去，如图4中的(d)所示；步骤6、用酸性液体将所述第一光阻层61去掉，所述酸性液体不与所述保护层2以及所述第一光阻层61下的铝层5反应，如图4中的(e)所示；由于光阻层的主要成分是树月旨，因此现有技术中，只要能将树脂溶解的酸性液体都可应用本发明，例如:硫酸，双氧水，氨水和水的混合液体；步骤7、将所述第一光阻层61下的铝层5与所述保护层2和第一铝垫I紧密结合，将所述第一光阻层61下的铝层5定义为第二铝垫3，通过第二铝垫3来扩大焊接面积(现有技术中，焊接面积仅为开窗底部的第一铝垫，其开窗两边均为保护层，焊球打到保护层上会碎裂)，再通过引线键合将引线的焊球8焊在所述第二铝垫3上(请参阅图3)，从而使引线的焊球8就能够所述第二铝垫3充分接触，紧固结合，如图4中的(f)所示。设置第二铝垫3后再做引线键合，由于新增的铝垫的延展性、粘附性都比较好，封装打线的焊球8能够与第二铝垫3形成很好的键合接触，可靠性高，良率也高。需要说明的是，本发明仅以一个铝垫为例进行说明，晶圆上的铝垫都可以采用本发明进行实施。在开窗大小不足的情况下，通过设置第二铝垫扩大铝垫与引线焊球的接触面积，即焊接面积，使引线的焊球能够与铝垫充分接触，提高封装打线的良率，减少损失，提高信号质量，提升芯片的性能。虽然以上描述了本发明的具体实施方式
，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
权利要求
1.一种双铝垫结构，其特征在于:包括第一铝垫、保护层、第二铝垫，所述保护层设于所述第一铝垫的上方，且形成一开窗，所述开窗的截面为倒梯形，所述第二铝垫设有一凹槽，所述第二铝垫设于所述开窗内，且与所述第一铝垫和保护层紧密结合。
2.根据权利要求1所述的一种双铝垫结构，其特征在于:所述凹槽开口的宽度大于所述凹槽下底面宽度。
3.一种双铝垫结构的实现方法，其特征在于:所述双铝垫结构应用于芯片封装，在晶圆上设置第一铝垫，所述第一铝垫上方设有保护层，且第一铝垫与保护层形成一开窗，所述开窗的截面为倒梯形，该实现方法具体包括如下步骤: 步骤1、通过金属溅射方法在第一铝垫上镀上一铝层，所述铝层的厚度根据需要设定，所述铝层设有一凹槽，所述凹槽的截面为倒梯形； 步骤2、在所述铝层上加一光阻层，所述光阻层厚度根据需要设定；所述光阻层由第一光阻层和第二光阻层组成，所述第一光阻层为需要保留的光阻层，所述第二光阻层为不需要保留的光阻层； 步骤3在所述光阻层上设置一光罩，所述光罩对应于第一光阻层的部分涂以黑色的掩蔽层，所述光罩对应于第二光阻层的部分为透明；以一光源照射所述光阻层，所述第一光阻层不发生化学反应，所述第二光阻层发生化学反应； 步骤4、去除所述光罩，将经过光照的晶圆放入显影液，所述第二光阻层被显影液洗掉，洗掉后，位于所述第二光阻层下的铝层裸露出来； 步骤5、通过蚀刻工艺将所述裸露出来的铝层蚀刻去； 步骤6、用酸性液体将所述第一光阻层去掉，所述酸性液体不与所述保护层以及所述第一光阻层下的铝层反应； 步骤7、将所述第一光阻层下的铝层与所述保护层和第一铝垫紧密结合，将所述第一光阻层下的铝层定义为第二铝垫，通过第二铝垫来扩大焊接面积，再通过引线键合将引线的焊球焊在所述第二铝垫上，从而使弓I线的焊球能够与所述第二铝垫紧固结合。
4.根据权利要求3所述的一种双铝垫结构的实现方法，其特征在于:所述步骤6中的酸性液体是:硫酸，双氧水，氨水和水的混合液体。
全文摘要
本发明提供一种双铝垫结构，包括第一铝垫、保护层、第二铝垫，所述保护层设于所述第一铝垫的上方，且形成一开窗，所述开窗的截面为倒梯形，所述第二铝垫设有一凹槽，所述第二铝垫设于所述开窗内，且与所述第一铝垫和保护层紧密结合。本发明还提供了一种双铝垫结构的实现方法，所述第二铝垫是通过在已经形成开窗的保护层上镀上一铝层，再通过光刻、蚀刻工艺实现的。本发明在开窗大小不足的情况下，通过设置第二铝垫扩大铝金属的面积，使引线的焊球能够与铝垫充分接触，提高封装打线的良率，减少损失，提高信号质量，提升芯片的性能。
文档编号H01L21/60GK103107155SQ20131003308
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者林良飞 申请人:福州瑞芯微电子有限公司