一种芯片阻焊倒装结构的制作方法

本发明属于芯片封装技术领域，具体是指一种芯片阻焊倒装结构。

背景技术：

芯片的传统阻焊工艺，是将芯片pad需要开窗的图形开一个对应的mask，然后在芯片pad上增加一层金属，镍铜或者钛铜，形成ubm，防止锡扩散，再刷上锡膏或者植锡球的方式形成凸点锡球，再将芯片倒装到基板上，通过reflow熔化焊接；上述需要每个型号定制一套mask重布ubm，且需选用6～7号锡粉作为焊料，成本非常高，在wafer通过reflow的制程上，因材料本身特性，由于升降温过程很难精准控制，易产生0.1～0.3％碎片率。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种芯片阻焊倒装结构，采用超声波焊接的方式，实现了植金球的焊接，采用在芯片上覆盖氧化物保护层的方式，实现阻焊、防止锡扩散的技术效果，有效解决了目前市场上芯片的传统阻焊工艺效果差，且自身结构复杂，维护较为不便的问题。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种芯片阻焊倒装结构，包括基板、金属焊盘、锡膏、金球和芯片阻焊结构，所述金属焊盘设于基板上，所述锡膏设于基板上且与金属焊盘相连，所述金球设于锡膏上，所述芯片阻焊结构设于金球上。

进一步地，所述芯片阻焊结构包括晶圆、钛合金层、保护层、芯片和pad开窗，所述pad开窗与晶圆相连，所述钛合金层与pad开窗相连，所述保护层设于钛合金层且与pad开窗分离，所述芯片设于保护层和钛合金层之间。

进一步地，所述保护层的材料为sio2或sin。

一种芯片阻焊倒装结构的阻焊工艺，包括如下步骤：

1)将芯片金属电路padmetal部分的pad开窗，其它的全部区域，增加保护层保护电路，制作后，晶圆表面自然形成一层氧化物；

2)在pad开窗上通过超声焊接方式植金球；

3)在基板的金属焊盘上增加锡膏；

4)wafer切割后，将芯片倒装到基板上，通过reflow的方式，实现金球与锡结合，同时可以利用芯片pad开窗上的氧化物，芯片表面的保护层，作阻焊作用，防止基板上的锡往芯片其它区域扩散。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案一种芯片阻焊倒装结构，采用超声波焊接的方式，实现了植金球的焊接，采用在芯片上覆盖氧化物保护层的方式，实现阻焊、防止锡扩散的技术效果，有效解决了目前市场上芯片的传统阻焊工艺效果差，且自身结构复杂，维护较为不便的问题。

附图说明

图1为本发明芯片阻焊倒装结构的芯片阻焊结构示意图；

图2为本发明芯片阻焊倒装结构的植金球的结构示意图；

图3为本发明芯片阻焊倒装结构基板的结构示意图；

图4为本发明芯片阻焊倒装结构芯片倒装的结构示意图。

其中，1、基板，2、金属焊盘，3、锡膏，4、金球，5、芯片阻焊结构，6、晶圆，7、钛合金层，8、保护层，9、芯片，10、pad开窗。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明一种芯片阻焊倒装结构，包括基板1、金属焊盘2、锡膏3、金球4和芯片阻焊结构5，所述金属焊盘2设于基板1上，所述锡膏3设于基板1上且与金属焊盘2相连，所述金球4设于锡膏3上，所述芯片阻焊结构5设于金球4上。

所述芯片阻焊结构5包括晶圆6、钛合金层7、保护层8、芯片9和pad开窗10，所述pad开窗10与晶圆6相连，所述钛合金层7与pad开窗10相连，所述保护层8设于钛合金层7且与pad开窗10分离，所述芯片9设于保护层8和钛合金层7之间。

所述保护层8的材料为sio2或sin。

一种芯片阻焊倒装结构的阻焊工艺，包括如下步骤：

1)将芯片9金属电路padmetal部分的pad开窗10，其它的全部区域，增加保护层8保护电路，制作后，晶圆6表面自然形成一层氧化物；

2)在pad开窗10上通过超声焊接方式植金球4；

3)在基板1的金属焊盘2上增加锡膏3；

4)wafer切割后，将芯片9倒装到基板1上，通过reflow的方式，实现金球4与锡结合，同时可以利用芯片9pad开窗10上的氧化物，芯片9表面的保护层8，作阻焊作用，防止基板1上的锡往芯片9其它区域扩散。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种芯片阻焊倒装结构，其特征在于；包括基板、金属焊盘、锡膏、金球和芯片阻焊结构，所述金属焊盘设于基板上，所述锡膏设于基板上且与金属焊盘相连，所述金球设于锡膏上，所述芯片阻焊结构设于金球上。

2.根据权利要求1所述的一种芯片阻焊倒装结构，其特征在于；所述芯片阻焊结构包括晶圆、钛合金层、保护层、芯片和pad开窗，所述pad开窗与晶圆相连，所述钛合金层与pad开窗相连，所述保护层设于钛合金层且与pad开窗分离，所述芯片设于保护层和钛合金层之间。

3.根据权利要求2所述的一种芯片阻焊倒装结构，其特征在于；所述保护层的材料为sio2或sin。

4.一种芯片阻焊倒装结构的阻焊工艺，其特征在于；包括如下步骤：

1)将芯片金属电路padmetal部分的pad开窗，其它的全部区域，增加保护层保护电路，制作后，晶圆表面自然形成一层氧化物；

2)在pad开窗上通过超声焊接方式植金球；

3)在基板的金属焊盘上增加锡膏；

4)wafer切割后，将芯片倒装到基板上，通过reflow的方式，实现金球与锡结合，同时可以利用芯片pad开窗上的氧化物，芯片表面的保护层，作阻焊作用，防止基板上的锡往芯片其它区域扩散。

技术总结
本发明公开了一种芯片阻焊倒装结构，包括基板、金属焊盘、锡膏、金球和芯片阻焊结构，所述金属焊盘设于基板上，所述锡膏设于基板上且与金属焊盘相连，所述金球设于锡膏上，所述芯片阻焊结构设于金球上。本发明属于芯片封装技术领域，具体是一种芯片阻焊倒装结构，采用超声波焊接的方式，实现了植金球的焊接，采用在芯片上覆盖氧化物保护层的方式，实现阻焊、防止锡扩散的技术效果，有效解决了目前市场上芯片的传统阻焊工艺效果差，且自身结构复杂，维护较为不便的问题。

技术研发人员：刘石桂;马阳阳;朱德进;王婕;张伟;钱伟;沈广飞;李前宝
受保护的技术使用者：天通凯美微电子有限公司
技术研发日：2021.05.19
技术公布日：2021.07.23