半导体器件及其制造方法与流程

文档序号:16395818发布日期:2018-12-25 19:48阅读:424来源:国知局
半导体器件及其制造方法与流程

各种实施方式总体上涉及半导体技术,并且更具体地,涉及包括凸块的半导体器件。

背景技术

通过将半导体芯片安装到基板来制造半导体封装。在引线接合方法中,半导体芯片和基板通过引线联接。然而,半导体器件的小型化、信号处理速度的增加和输入/输出信号的数量的增加已经引发使用利用凸块的倒装芯片接合方法来替代利用引线的引线接合方法。

在倒装芯片接合方法中,在半导体芯片的焊盘上形成凸块,并且半导体芯片通过凸块与基板电气地和机械地联接。在倒装芯片接合方法中,因为半导体芯片和基板之间的信号传送由凸块实现,所以信号传送长度被缩短,由此提供了高速操作和小型化方面的优点。



技术实现要素:

在一个实施方式中,半导体器件可以包括:半导体芯片,该半导体芯片具有通过钝化层暴露的焊盘;凸块柱,该凸块柱形成在与焊盘相邻的钝化层上方,但不与焊盘交叠;以及焊料层,该焊料层包括焊料凸块部分和焊料焊脚部分,所述焊料凸块部分形成在凸块柱上方,所述焊料焊脚部分形成在凸块柱的面向焊盘的一侧以覆盖焊盘,并且所述焊料焊脚部分将凸块柱与焊盘电联接。

在一个实施方式中,半导体器件可以包括:半导体芯片,该半导体芯片具有多个焊盘和钝化层,多个焊盘沿着与第一方向垂直的第二方向成直线布置,钝化层使焊盘暴露;多个凸块柱,这多个凸块柱分别与焊盘对应地形成在钝化层上方,并且分别被布置成在第一方向上与对应的焊盘分离;以及多个焊料层,这多个焊料层分别形成在对应的焊盘和对应的凸块柱上方。各个焊料层包括焊料凸块部分和焊料焊脚部分,所述焊料凸块部分形成在对应的凸块柱上方,所述焊料焊脚部分形成在凸块柱的面向对应的焊盘的一侧以覆盖焊盘,并且所述焊料焊脚部分将凸块柱与焊盘电联接。

在一个实施方式中,一种用于制造半导体器件的方法可以包括以下步骤:制备具有通过钝化层暴露的焊盘的半导体芯片;在与焊盘相邻的钝化层上方形成凸块柱以使凸块柱不与焊盘交叠;在凸块柱和焊盘上方形成焊料层;以及回流焊料层,由此在凸块柱上方形成焊料凸块部分并在凸块柱的面向焊盘的一侧形成焊料焊脚部分以覆盖焊盘并将凸块柱和焊盘电联接。

附图说明

图1是例示根据一个实施方式的半导体器件的示例部分的表示的俯视图。

图2是沿着图1的线a-a'截取的截面图。

图3是例示根据一个实施方式的半导体器件的示例部分的表示的俯视图。

图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15和图16是用于辅助逐步解释根据一个实施方式的半导体器件的制造方法的视图的示例的表示。

图17a和图17b是例示根据实施方式的根据凸块柱的形状的焊料层的轮廓的立体图。

图18是例示根据一个实施方式的半导体器件的示例部分的表示的截面图。

图19是例示根据一个实施方式的在半导体器件的焊盘上形成探针标记的情况的示例的表示。

图20是例示包括根据一个实施方式的半导体器件的示例电子系统的表示的框图。

图21是例示包括根据一个实施方式的半导体器件的示例存储卡的表示的框图。

具体实施方式

下面,将在下文通过各种示例实施方式参照附图来描述具有凸块的半导体封装。

图1是例示根据一个实施方式的半导体器件10的示例部分的表示的俯视图,图2是沿着图1的线a-a'截取的截面图。

参照图1和图2,可以提供具有通过钝化层130暴露的焊盘120的半导体芯片110。

半导体芯片110可以包括在它的一个表面上限定有焊盘120的半导体基板100。半导体基板100可以设置有电路单元(未示出),其中半导体芯片110的操作所必需的诸如晶体管、电阻器、电容器和保险丝的分立元件彼此电联接。作为用于与外部电子装置电联接的电路单元的外部触点的焊盘120可以与电路单元电联接。焊盘120可以由诸如铝(al)或铝合金的金属制成。

尽管未示出,电路单元的一部分可以被布置为与焊盘120交叠。电路单元可以包括电源去耦电容器、钳位电路、静电放电(esd)保护电路等。电源去耦电容器可以联接在电源电压焊盘和接地电压焊盘之间以在供应半导体芯片110的操作所必需的电源电压(vcc)时降低电源噪声。这样的电源去耦电容器可以抑制电源电压的突发变化,由此防止半导体芯片110的故障。钳位电路和esd保护电路可以起到保护半导体芯片110内的电路(在由于静电放电现象而瞬时将高电压引入到半导体芯片110中的情况下)免受高电压影响的作用。钳位电路和esd保护电路可以联接到接收外部信号的各个焊盘。esd保护电路可以通过焊盘接收低于接地电压(vss)的低电压或高于电源电压的高电压,并且通过钳位电路将接收的电压放电到接地电压线或电源电压线。电源去耦电容器、钳位电路和esd保护电路可以被布置为与焊盘120交叠。

因为电路单元被布置为与焊盘120交叠,所以可以通过最大限度地利用半导体芯片110的面积来减小半导体芯片110的尺寸。然而,如果将电路单元布置在焊盘120下方,则焊盘120及其下面的结构可变得基本上不受应力的侵害,因此可能会发生如下缺陷:当施加应力时,焊盘120有可能被剥离。本公开的实施方式可以提供能够减小施加到焊盘120的应力并由此抑制焊盘120的剥离的技术。

半导体基板100可以具有有源表面和面向远离有源表面的无源表面。焊盘120所在的表面可以是半导体基板100的有源表面。半导体基板100的有源表面可以被具有使焊盘120暴露的开口的钝化层130覆盖。

钝化层130可以起到保护半导体基板100的有源表面的作用。另外,钝化层130可以起到缓冲从外部传送的应力的作用。钝化层130可以是绝缘树脂,例如,基于聚酰亚胺的材料(诸如感光聚酰亚胺)。

凸块柱140可以形成在与焊盘120相邻的钝化层130的上方。凸块柱140可以布置成在第一方向fd上与焊盘120相邻。凸块柱140与钝化层130交叠,并且在第一方向fd上与焊盘120分离开预定间隔,以使得凸块柱140不与焊盘120交叠。凸块柱140可以具有四边形棱柱形状。凸块柱140在第二方向sd上的宽度可以比焊盘120在第二方向sd上的宽度窄。在本实施方式中,如图所示,第一方向fd和第二方向sd指示彼此垂直的方向。

焊料层150可以形成在焊盘120上方和凸块柱140上。焊料层150可以包括焊料凸块部分151和焊料焊脚部分152。

焊料凸块部分151可以布置在凸块柱140的顶表面上,并且可以是半球形的或在截面中具有预定曲率的球体的一部分。焊料焊脚部分152可以形成在凸块柱140的面向焊盘120的一侧以覆盖焊盘120的顶表面,并且将凸块柱140和焊盘120电联接。

焊料焊脚部分152可以形成为不覆盖焊盘120的整个顶表面,而仅覆盖焊盘120的顶表面的一部分。焊料焊脚部分152可以形成为覆盖焊盘120的顶表面中的与凸块柱140相邻的一部分并且使得焊盘120的顶表面的被焊料焊脚部分152覆盖的部分以外的剩余部分暴露。焊料焊脚部分152可以形成为覆盖焊盘120的与凸块柱140相邻的一个边缘部分和焊盘120的中心部分,并且焊料焊脚部分152不覆盖焊盘120的剩余边缘部分,这些剩余边缘部分限定顺时针90度旋转u形的形状。焊料焊脚部分152在第二方向sd上的宽度可以比焊盘120在第二方向sd上的宽度窄。在焊盘120在第二方向sd上的宽度为s1,焊料焊脚部分152在第二方向sd上的宽度为s2的情况下,s2可以小于s1。

种子层160可以插置在凸块柱140和钝化层130之间以及焊料焊脚部分152和焊盘120之间。

按照与焊料焊脚部分152相同的方式,种子层160可形成为不覆盖焊盘120的顶表面的整个部分,而是仅覆盖焊盘120的顶表面的一部分。种子层160可以覆盖焊盘120的与凸块柱140相邻的一部分,并且不覆盖焊盘120的与凸块柱140相邻的部分以外的剩余部分。

种子层160可以由与凸块柱140相同的材料形成。例如,凸块柱140和种子层160可以由包括铜、镍、金、银、铂及其合金当中的至少任一种的材料形成。

阻挡层170还可以插置在种子层160和钝化层130之间以及种子层160和焊盘120之间。阻挡层170可由钛(ti)或钛钨(tiw)形成。在形成阻挡层170的情况下,可以防止形成种子层160的材料向下扩散。阻挡层170可以起到粘合层的作用,以用于使得种子层160能够粘附到焊盘120和钝化层130,焊盘120和钝化层130是下面的材料层。

焊料焊脚部分152可以布置在种子层160上且不与焊盘120直接接触,并且可以通过种子层160和阻挡层170电联接到焊盘120。

参照图3,在一个实施方式中,半导体芯片110可以包括通过钝化层130暴露的多个焊盘120。多个焊盘120可以沿着图3中限定的第二方向sd成直线布置。

分别对应于多个焊盘120的多个凸块柱140可以布置在钝化层130上。可以形成与焊盘120相同数量的凸块柱140。彼此对应的焊盘120和凸块柱140可以在第一方向fd上彼此相邻地布置。凸块柱140可以沿着第二方向sd布置以具有与焊盘120在第二方向sd上的间距相同的间距。

各个凸块柱140在第二方向sd上的宽度可以小于各个焊盘120在第二方向sd上的宽度。在凸块柱140沿着第二方向sd布置成具有与焊盘120的间距相同的间距并且各个凸块柱140在第二方向sd上的宽度小于各个焊盘120在第二方向sd上的宽度的情况下,相邻的凸块柱140在第二方向sd上的间隔可以大于相邻的焊盘120在第二方向sd上的间隔。

可以在焊盘120上方以及凸块柱140上形成分别将彼此对应的焊盘120和凸块柱140进行联接的多个焊料层150。可以形成与焊盘120相同数量的焊料层150。当在平面中查看时,各个焊料层150可以具有在第一方向fd上延伸的直线形状,以便连续地覆盖对应的焊盘120和对应的凸块柱140。换句话说,各个焊料层150可以具有在第一方向fd上延伸以连续地覆盖对应的焊盘120和对应的凸块柱140的直线型平面结构。焊料层150在第二方向sd上的间距可以与焊盘120在第二方向sd上的间距相同。

各个焊料层150可以包括形成在凸块柱140上的焊料凸块部分151和形成在凸块柱140的面向焊盘120的一侧以覆盖焊盘120的焊料焊脚部分152。

各个焊料凸块部分151在第二方向sd上的宽度可以与各个凸块柱140在第二方向sd上的宽度基本相同。在各个凸块柱140在第二方向sd上的宽度小于各个焊盘120在第二方向sd上的宽度的情况下,各个焊料凸块部分151在第二方向sd上的宽度可以小于各个焊盘120在第二方向sd上的宽度。

各个焊料焊脚部分152在第二方向sd上的宽度可以与各个凸块柱140在第二方向sd上的宽度基本相同。在各个凸块柱140在第二方向sd上的宽度小于各个焊盘120在第二方向sd上的宽度的情况下,各个焊料焊脚部分152在第二方向sd上的宽度可以小于各个焊盘120在第二方向sd上的宽度。

在焊料层150在第二方向sd上的间距与焊盘120在第二方向sd上的间距相同并且包括焊料焊脚部分152的各个焊料层150在第二方向sd上的宽度小于各个焊盘120在第二方向sd上的宽度的情况下,相邻的焊料层150中包括的焊料焊脚部分152在第二方向sd上的间隔可以比相邻的焊盘120在第二方向sd上的间隔宽。在相邻的焊盘120之间在第二方向sd上的间隔为d1,并且相邻的焊料焊脚部分152之间在第二方向sd上的间隔为d2的情况下,d2可以大于d1。以这种方式,通过将相邻的焊料焊脚部分152之间的间隔d2设定为比相邻的焊盘120之间的间隔d1宽,可以抑制相邻的焊料焊脚部分152彼此联接并由此短路。

以下将描述根据一个实施方式的用于制造半导体器件的方法。

图4是根据一个实施方式的辅助说明制备半导体芯片110的步骤的俯视图的示例的表示,图5是沿着图4的线b-b'截取的截面图。

参照图4和图5,可以制备具有通过钝化层130暴露的焊盘120的半导体芯片110。

半导体芯片110可以包括在一个表面上具有焊盘120的半导体基板100。半导体基板100可以设置有电路单元(未示出),其中半导体芯片110的操作所必需的诸如晶体管、电阻器、电容器和保险丝的分立元件彼此电联接。作为用于与外部电子装置电联接的电路单元的外部触点的焊盘120可以与电路单元电联接。

焊盘120可以由诸如铝或铝合金的金属制成。可以通过溅射或热蒸发来沉积诸如铝或铝合金的金属,然后使用掩模进行光刻和蚀刻工艺来形成焊盘120。

半导体基板100可以具有有源表面和面向远离有源表面的无源表面。焊盘120所在的表面可以是半导体基板100的有源表面。

具有暴露焊盘120的开口的钝化层130可以形成在半导体基板100的有源表面上。虽然未示出,但是在形成上述结构的半导体芯片110之后,半导体芯片110可以进行电气测试。在测试工艺中,测试装备的探针尖端可以与半导体芯片110的焊盘120接触。测试装备可以通过探针尖端向焊盘120施加预定的电压或电流,以检测半导体芯片110的缺陷。与探针尖端的接触可以导致焊盘120的表面上的探针标记。探针标记指示焊盘120的表面层被探针尖端推动或扭曲以引起凹陷和/或突出。

图6是例示根据一个实施方式的形成阻挡层170和种子层160的步骤的截面图。

参照图6,阻挡层170形成在半导体芯片110的焊盘120和钝化层130上,并且种子层160形成在阻挡层170上。在一个示例中,阻挡层170可在形成种子层160之前形成在钝化层130和焊盘120上方。此外,种子层160可以在形成凸块柱140之前形成在钝化层170和焊盘120上方。在一个实施方式中,可以省略阻挡层170的形成。

阻挡层170可以由例如钛(ti)或钛钨(tiw)形成。种子层160可以由例如包括铜、镍、金、银、铂及其合金中的至少任一种的材料形成。

图7是根据一个实施方式的辅助说明形成第一掩模图案200的步骤的顶视图的示例的表示,图8是沿着图7的线c-c'截取的截面图。

参照图7和图8,第一掩模图案200形成在种子层160上。第一掩模图案200覆盖焊盘120上方的种子层160,并且具有第一开口h1,第一开口h1将种子层160在靠近焊盘120的钝化层130上方的一部分暴露出来。

可以通过在焊盘120和钝化层130上方形成预定厚度的光致抗蚀剂并且然后通过曝光和显影工艺对光致抗蚀剂进行构图来形成第一掩模图案200。

第一开口h1可以形成为在第一方向fd上与焊盘120相邻。第一开口h1可以形成为不与焊盘120交叠,并且与钝化层130中与焊盘120相邻的一部分交叠。由于这个事实,第一开口h1不暴露形成在焊盘上方的种子层160,而是暴露形成在与焊盘120相邻的钝化层130上方的种子层160。

如下面将参照图9所述,在第一开口h1中形成凸块柱(参见图9的标号140)。第一开口h1可以具有与要形成的凸块柱140的形状对应的平面形状。例如,在凸块柱140具有四边形棱柱形状的情况下,第一开口h1可以具有诸如矩形或正方形的四边形平面形状。在凸块柱140具有圆柱形状的情况下,第一开口h1可以具有圆形平面形状。

参照图7和图8,第一开口h1在第二方向sd上的宽度可以比焊盘120在第二方向sd上的宽度窄。例如,在焊盘120在第二方向sd上的宽度为w1并且第一开口h1在第二方向sd的宽度为w2的情况下,w2可以小于w1。

在存在多个焊盘120的情况下,可以分别形成与焊盘120对应的多个第一开口h1。可以形成与焊盘120的数量相同数量的第一开口h1。

在形成第一掩模图案200之后,可以执行用于移除光致抗蚀剂的残余物或浮渣的清除浮渣(descum)工艺。

图9是例示根据一个实施方式的形成凸块柱140的步骤的截面图。

参照图9,在种子层160上的第一开口h1中形成凸块柱140。

可以使用电解电镀工艺形成凸块柱140。凸块柱140可以由包括铜、镍、金、银、铂及其合金中的至少任一种的材料形成。凸块柱140可以由与种子层160相同的材料形成。

由于第一开口h1不与焊盘120交叠,而是与邻近焊盘120的钝化层130交叠,所以凸块柱140也形成为不与焊盘120交叠而是与邻近焊盘120的钝化层130交叠。因为第一开口h1在第二方向sd上的宽度比焊盘120在第二方向sd上的宽度窄,所以凸块柱140在第二方向sd上的宽度也比焊盘120在第二方向sd上的宽度窄。

图10是例示移除第一掩模图案200的步骤的截面图。

参照图10,图9所示的第一掩模图案200被移除。为了移除第一掩模图案200,可以执行剥离或灰化工艺。在移除第一掩模图案200之后,可以执行移除形成在种子层160和凸块柱140的表面上的自然氧化物层的工艺。

图11是例示根据一个实施方式的形成第二掩模图案210的步骤的俯视图,图12是沿着图12的线d-d'截取的截面图,并且图13是例示在存在多个焊盘120的情况下的第二掩模图案210的俯视图。

参照图11和图12,具有第二开口h2的第二掩模图案210形成在种子层160上。可以通过在种子层160和凸块柱140上形成预定厚度的光致抗蚀剂以及通过曝光和显影工艺对光致抗蚀剂进行构图来形成第二掩模图案210。

第二开口h2可以使焊盘120上方的种子层160、凸块柱140的顶表面、以及凸块柱140的与焊盘120相邻的一个侧表面暴露出来。在这种情况下相邻可以意味着:如果凸块柱140的一侧向下延伸,则凸块柱140的该侧可与焊盘120邻接。

第二开口h2可以被形成为不暴露整个种子层160,而是仅暴露种子层160的位于焊盘120上方的一部分。第二开口h2可以被形成为暴露形成在焊盘120与凸块柱140相邻的一部分上方的种子层160,而不暴露形成在焊盘120的与凸块柱140相邻的部分以外的剩余部分上方的种子层160。

第二开口h2可以被形成为暴露形成在焊盘120与凸块柱140相邻的一个边缘部分以及焊盘120的中心部分上方的种子层160,而不暴露形成在焊盘120的剩余边缘部分(限定了顺时针旋转90度的u形)上方的种子层160。第二开口h2在第二方向sd上的宽度可以比焊盘120在第二方向sd上的宽度窄。当从第二方向sd查看时,第二开口h2可以形成为暴露形成在焊盘120的中心部分上方的种子层160,而不暴露形成在焊盘120的两端上方的种子层160。参照图13,在存在多个焊盘120的情况下,可以分别形成与焊盘120对应的多个第二开口h2。可以形成与焊盘120的数量相同数量的第二开口h2。

相邻的第二开口h2之间在第二方向sd上的间隔可以比相邻的焊盘120之间在第二方向sd上的间隔宽。例如,在相邻焊盘120之间在第二方向sd上的间隔为t1并且相邻的第二开口h2之间在第二方向sd上的间隔为t2的情况下,t2可以大于t1。

在形成第二掩模图案210之后,可以执行用于移除光致抗蚀剂的残余物或浮渣的清除浮渣工艺。

图14是例示根据实施方式的形成焊料层150的步骤的截面图。

参照图14,焊料层150形成在通过第二掩模图案210暴露的凸块柱140和种子层160上。焊料层150可以形成在凸块柱140的顶表面、凸块柱140与焊盘120相邻的一个侧表面、以及形成在焊盘120的与凸块柱140相邻的部分上的种子层160上。

可以使用电解电镀工艺形成焊料层150。可以进行电镀工艺,以使得焊料层150形成在第二开口h2暴露的凸块柱140和种子层160这二者上方。焊料层150可以是锡(sn)和银(ag)的合金,也可以根据需要添加铜(cu)、钯(pd)、铋(bi)、锑(sb)等。

图15是例示根据一个实施方式的移除第二掩模图案210的步骤的截面图。

参照图15,图14所示的第二掩模图案210被移除。为了移除第二掩模图案210,可以执行剥离或灰化工艺。

图16是例示根据一个实施方式的部分地移除种子层160和阻挡层170的步骤的截面图。

参照图16,在移除了除了种子层160的位于焊料层150下方的区域以外的种子层160之后,通过使用焊料层150作为蚀刻掩膜来移除除了位于焊料层150下方的区域以外的区域中的阻挡层170。换句话说,在焊料层150形成之后并且在回流焊料层150之前,可以使用焊料层150作为掩模移除种子层160。用于移除种子层160和阻挡层170的工艺可以使用湿法蚀刻工艺进行。

在移除除了位于焊料层150下方的区域之外的区域的种子层160和阻挡层170之后,进行回流工艺,由此形成如图2所示的焊料凸块部分151和焊料焊脚部分152。

回流工艺可以在等于或高于焊料层150的熔点的温度(例如,等于或高于260℃的温度)下进行。通过回流工艺,焊料层150可以熔化成液态。

在回流工艺期间,由于熔融液体状态下的表面张力,凸块柱140的顶表面上的大多数焊料层150可以在凸块柱140的顶表面上形成具有预定曲率的球体或半球的一部分,然后可以被冷却以形成焊料凸块部分151(参见图2)。凸块柱140的顶表面上的一部分焊料可由于其自身的重量而沿着凸块柱140的一个侧表面向下流动,以与形成在凸块柱140的一个侧表面和焊盘120上方的种子层160上的焊料协同地形成覆盖凸块柱140的一个侧表面和焊盘120上方的种子层的焊脚形状,然后可以冷却以形成焊料焊脚部分152(参见图2)。

再次参照图2,焊料焊脚部分152可以与凸块柱140直接接触,并且可以电联接到凸块柱140。焊料焊脚部分152可以与焊盘120上方的种子层160接触,并且可以通过种子层160和阻挡层170与焊盘120电联接。

图17a和17b是例示根据实施方式的根据凸块柱的形状的焊料凸块部分的轮廓的立体图。图17a例示了凸块柱具有圆柱形状的情况,图17b例示了凸块柱具有四边形棱柱形状的情况。

参照图17a,在凸块柱140形成为圆柱形状的情况下,大量的焊料可以在焊料回流工艺中从凸块柱140的顶部朝向凸块柱140的底部向下流动,因此在回流工艺之后剩余在凸块柱140上的焊料量可能较小。因此,焊料凸块部分151的高度变低。

在将半导体器件安装到基板的情况下,焊料凸块部分151起到将凸块柱140和基板接合的作用。如果焊料凸块部分151的高度变低,则可能不能与基板接合,或者接合可靠性可能变差。

参照图17b,在凸块柱140形成为四边形棱柱形状的情况下,可以增加在回流工艺之后剩余在凸块柱140上的焊料量,因此与将凸块柱140形成为圆柱形状的情况相比较,可以增加焊料凸块部分151的高度。在本文的实施方式中,通过将凸块柱140形成为四边形棱柱形状,可以充分确保焊料凸块部分151的高度。

图18是例示根据一个实施方式的半导体器件20的一部分的示例的表示的截面图。

在下面参照图18描述的实施方式中,将使用相同的技术术语和相同的标号来指代与上文参照图1和图2描述的实施方式的组件基本相同的组件,并且本文中将省略重复的说明。

参照图18,凸块柱140可以布置在邻近焊盘120的钝化层130上方。凸块柱140与钝化层130交叠,但不与焊盘120交叠。

种子层160可以插置在凸块柱140和钝化层130之间。阻挡层170可以插置在种子层160和钝化层130之间。种子层160和阻挡层170可以仅形成在凸块柱140下方,并且可以不形成在焊盘120的顶表面上。也就是说,焊盘120可以不被种子层160或阻挡层170覆盖。

可以在凸块柱140和焊盘120上方形成焊料层150。焊料层150可以包括焊料凸块部分151和焊料焊脚部分152。

焊料凸块部分151可以布置在凸块柱140的顶表面上,并且可以是半球形的或在截面中具有预定曲率的球体的一部分。焊料焊脚部分152可以形成在凸块柱140的面向焊盘120的一侧上,以部分地覆盖焊盘120的顶表面。焊料焊脚部分152可以与凸块柱140和焊盘120直接接触从而将凸块柱140和焊盘120电联接。

通过上述实施方式实现的效果如下。

如上所述,可以在测试工艺中在焊盘的顶表面上形成探针标记。探针标记指示由于被探针尖端推动或扭曲的焊盘的表面层导致的凹陷和/或凸出。在图19中例示了探针标记d。

根据本文的实施方式,如图19所示,形成焊料焊脚部分152的焊料可以在回流工艺期间熔化成液态,并填充存在于焊盘120的表面上的探针标记d。因此,由于焊盘120和焊料焊脚部分152之间的接触面积增加,可以提高焊盘120和焊料焊脚部分152之间的联接力。

为了减小半导体芯片的尺寸,电路单元被布置为与焊盘交叠。然而,在此结构中,焊盘及其下面的结构可变得基本上不受应力的影响,进而,当施加应力时,可发生焊盘有可能被剥离的缺陷。如果在将半导体芯片安装到基板上的回流焊料的工艺、用于保护半导体芯片免受外部环境影响的模制工艺、可靠性测试工艺等期间施加热,则半导体芯片和基板可由于半导体芯片和基板之间的热膨胀系数的差异而翘曲。根据本文的实施方式,因为凸块不位于焊盘上并且位于钝化层上,所以可以防止由于半导体芯片和基板翘曲而引发的应力通过凸块柱而直接施加到焊盘上。因此,可以抑制由于应力导致的焊盘剥离(lift)现象,并且还可以防止由于焊盘的剥离导致的半导体芯片和基板之间的差的联接。

焊料凸块部分起到将凸块柱和基板接合的作用。为了与基板的稳定联接,应当确保焊料凸块部分的高度高于或等于预定高度。根据本文的实施方式,因为焊料焊脚部形成为不覆盖焊盘的整个顶表面,而是仅覆盖焊盘的顶表面的一部分,所以与焊料焊脚部分覆盖焊盘的整个顶表面的情况相比,可以减少在回流工艺期间从凸块柱的顶表面向下流动的焊料量。因此,由于可以使得较大量的焊料剩余在凸块柱的顶部并因此足以确保焊料凸块部分的高度,可以防止焊料接合不良。

上述半导体器件可以应用于各种封装模块。

参照图20,可将根据本文的实施方式的半导体器件应用于电子系统710。电子系统710可以包括控制器711、输入/输出单元712和存储器713。控制器711、输入/输出单元712和存储器713可以通过用来提供数据传输路径的总线715来彼此联接。

例如,控制器711可以包括一个或更多个微处理器、一个或更多个数字信号处理器、一个或更多个微控制器、以及能够执行与这些组件相同功能的一个或更多个逻辑电路。存储器713可以包括根据本文的实施方式的一个或更多个半导体器件。输入/输出单元712可以包括从键区、键盘、显示装置和触摸屏中选择的一个或更多个。存储器713可以存储由控制器711等执行的数据和/或命令。

存储器713可以包括诸如dram的易失性存储装置和/或诸如闪存的非易失性存储装置。例如,闪存可以被安装在诸如移动终端或台式计算机的信息处理系统中。闪存可以被实现为ssd(固态硬盘)。在此情况下,电子系统710可以将大量的数据稳定地存储在闪存系统中。

电子系统710还可以包括接口714,该接口714被配置为向通信网络发送数据/从通信网络接收数据。接口714可以包括有线接口或无线接口。例如,接口714可以包括天线、有线收发器或无线收发器。

电子系统710可以是移动系统、个人计算机、工业计算机、或者执行各种功能的逻辑系统。例如,移动系统可以对应于以下项中的任何一个:个人数字助理(pda)、便携式计算机、平板计算机、移动电话、智能电话、无线电话、膝上型计算机、存储卡、数字音乐系统以及信息发送/接收系统。

当电子系统710执行无线通信时,电子系统710可以被用在诸如码分多址(cdma)、全球移动通信系统(gsm)、北美数字蜂窝(nadc)、增强型时分多址(e-tdma)、宽带码分多址(wcdma)、cdma2000、长期演进(lte)和无线宽带互联网(wibro)的通信系统中。

参照图21,根据本文的实施方式的半导体器件可被设置为存储卡800的形式。例如,存储卡800可以包括诸如非易失性存储装置的存储器810和存储控制器820。存储器810和存储控制器820可以存储数据或者读取存储的数据。

存储器810可以包括应用了根据本文的实施方式的半导体器件的一个或更多个非易失性存储装置,并且存储控制器820可以响应于来自主机830的读取/写入请求来控制存储器810以读取其中存储的数据或者将数据存储在其中。

尽管已经为了例示性目的而描述了各个实施方式,但是本领域技术人员将清楚的是,在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下,可以做出各种改变和修改。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2017-0074730的优先权,该韩国专利申请通过引用全部并入本文。

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