专利名称：带有低熔点大面积凸点的倒装焊封装结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大功率半导体器件的倒装焊封装结构，属于半导体封装领域。
背景技术：
半导体封装领域中，倒装焊技术广泛应用。大功率照明器件封装时，为了提高器件的导热性能和导电性能，倒装焊接的凸点面积变大，给焊接带来了一定的困难。其中纯金焊点熔点较高，一般采用超声焊接，大面积凸点焊接采用的超声功率过高容易对器件产生损伤。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够使焊点部位熔点降低，提高器件焊接性能的倒装焊封装结构。
为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的。
本实用新型的带有低熔点大面积凸点的倒装焊封装结构，包括带有一个或多个器件焊点的焊盘以及与焊盘键合的硅片，硅片上与器件焊点相对应设置有一个或多个大面积凸点。硅片上淀积有钝化层，钝化层上设置有镀金凸点，钝化层与凸点之间设置有金属Ti/Au层；焊盘包含金属Au层，焊盘上设置有器件焊点，焊盘与焊点之间设置有金属Ti/Au层；焊点上或凸点上覆盖有金锡合金层。
本实用新型的有益效果是针对大功率半导体器件封装要求，采用具有大面积凸点的倒装焊封装结构，在普通的金凸点上蒸发或溅射一层AuSn合金，降低了凸点的熔点、增强了凸点的焊接强度。焊接时将焊盘温度提高到金锡合金熔点与凸点热压，温度稳定后加超声，实现金对金焊接。AuSn合金在纯金焊点与焊盘间起到了良好的粘附作用，增强了焊接强度。另外金锡合金也对金凸点和焊盘之间的超声摩擦起到了一定的缓冲作用，有效地减小了器件损伤。
图1为纯金凸点结构的侧视图图2为与凸点相对应的纯金焊盘结构的侧视图图3为覆盖一层AuSn合金的凸点结构的侧视图图4为与凸点相对应，焊点上覆盖一层AuSn合金的焊盘结构的侧视图具体实施方式
以下结合附图和单个凸点和焊盘结构的实施例对本实用新型进一步说明
本实用新型在凸点或焊点上均未覆盖AuSn合金时的凸点和与其相对应的焊盘结构分别见图1和图2。
图1为纯金凸点结构的侧视图。图中，硅片作为凸点1的衬底，其上淀积有厚度为0.1μm的SiO2钝化层2，凸点1由纯金电镀形成，其形状为圆形，直径160μm，高度为10μm。钝化层2与凸点1之间蒸发有金属Ti/Au，其高度为0.03μm，采用圆形结构，直径为180μm。
图2中为与凸点对应的焊盘结构的侧视图。图中，焊盘7由纯金构成，其其形状为圆形，直径180μm，高度为2μm。焊盘7与器件焊点6之间蒸发有金属Ti/Au层8，其高度为0.03μm，直径200μm。
实施例1凸点结构的侧视图参见图3，图中，凸点1上覆盖一层金锡合金层5，厚度为0.01μm。金锡合金层5可以利用蒸发工艺形成，也可以采用溅射工艺形成。与凸点对应的焊盘结构的侧视图见图2。
实施例2凸点结构的侧视图见图1。与凸点对应的焊盘结构的侧视图见图4，图中，焊盘7上覆盖一层金锡合金层5，厚度为0.01μm。金锡合金层5可以利用蒸发工艺形成，也可以利用溅射工艺形成。
实施例3凸点结构的侧视图参见图3，图中，凸点1上覆盖一层金锡合金层5，厚度为0.01μm。金锡合金层5可以利用蒸发工艺形成，也可以采用溅射工艺形成。与凸点对应的焊盘结构的侧视图见图4，图中，焊盘7上覆盖一层金锡合金层5，厚度为0.01μm。金锡合金层5可以利用蒸发工艺形成，也可以利用溅射工艺形成。
需要说明的是，这里以本发明的实施例为中心展开了详细的说明，所描述的优选方式或某些特性的具体体现，应当理解为本说明书仅仅是通过给出实施例的方式来描述发明，实际上在组成、构造和使用的某些细节上会有所变化，例如，凸点或焊盘的各层结构的厚度，形状，尺寸等都可有所改变，这些变形和应用都应该属于本实用新型的范围内。
权利要求1.一种带有低熔点大面积凸点的倒装焊封装结构，包括带有一个或多个器件焊点的焊盘以及与所述焊盘键合的硅片，硅片上与器件焊点相对应设置有一个或多个大面积凸点，其特征在于，所述硅片上淀积有钝化层，钝化层上设置有镀金凸点，钝化层与凸点之间设置有金属Ti/Au层；所述焊盘包含金属Au层，焊盘上设置有器件焊点，焊盘与焊点之间设置有金属Ti/Au层；焊点上或凸点上覆盖有金锡合金层。
2.根据权利要求1所述的带有低熔点大面积凸点的倒装焊封装结构，其特征在于，其特征在于，所述钝化层包含SiO2，厚度为0.1μm；所述镀金凸点为圆形，高度为10μm，直径160μm；钝化层与凸点之间的所述金属Ti/Au层为圆形，高度为0.03μm，直径180μm。
3.根据权利要求1或2所述的倒装焊封装结构，所述镀金凸点上覆盖有厚度为0.01μm的金锡合金层。
4.根据权利要求1所述的带有低熔点大面积凸点的倒装焊封装结构，其特征在于，所述焊盘的金属Au层为圆形，高度为2μm，直径180μm；焊盘与焊点之间的金属Ti/Au层，高度为0.03μm，直径200μm。
5.根据权利要求1或4所述的带有低熔点大面积凸点的倒装焊封装结构，其特征在于，所述焊点上覆盖有厚度为0.01μm的金锡合金层。
专利摘要本实用新型的带有低熔点大面积凸点的倒装焊封装结构，包括带有一个或多个器件焊点的焊盘以及与焊盘键合的硅片，硅片上与器件焊点相对应设置有一个或多个大面积凸点。硅片上淀积有钝化层，钝化层上设置有镀金凸点，钝化层与凸点之间设置有金属Ti/Au层；焊盘包含金属Au层，焊盘上设置有器件焊点，焊盘与焊点之间设置有金属Ti/Au层；焊点上或凸点上覆盖有金锡合金层。实用新型是针对大功率半导体器件封装要求，采用具有大面积凸点的倒装焊封装结构，在普通的金凸点上蒸发或溅射一层AuSn合金，降低了凸点的熔点、增强了凸点的焊接强度。焊接时将焊盘温度提高到金锡合金熔点与凸点热压，温度稳定后加超声，增强了焊接强度。另外金锡合金也对金凸点和焊盘之间的超声摩擦起到了一定的缓冲作用，有效地减小了器件损伤。
文档编号H01L23/48GK2814673SQ20052002700
公开日2006年9月6日 申请日期2005年8月15日 优先权日2005年8月15日
发明者牛萍娟, 刘宏伟, 胡海蓉 申请人:天津工业大学