[发明专利]焊料凸块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及集成电路芯片的封装领域。

背景技术

集成电路芯片的封装技术作为集成电路发展的三大产业支柱之一，不但直接影响着集成电路本身的性能、可靠性和成本，还在很大程度上决定着电子整机系统向小型便携式以及多功能方向发展的进程。因此，业界越来越重视集成电路芯片封装技术的优化工艺。

对于当前主流的晶片级封装(WLP)而言，改良WLP工艺的首选方向为优化晶片借以与外界电路相连的焊料凸块的结构及其制造方法。

图1为现有的焊料凸块结构示意图，如图1所示，现有的焊料凸块包括顺次相接的焊盘200、焊料凸点下金属层(UBM)700及焊料凸点800；焊盘200与晶片100的外接引线相连，并附着于晶片100上；UBM层700具有多层结构，且层间紧密相接；UBM层700的最下层与焊盘200相连，最上层与焊料凸点800相连。

现有焊料凸块的制造方法主要包括：

1.对晶片表面进行预处理，包括：在晶片上形成焊盘200和保护层300；保护层300具有一开口区400，开口区400用以露出焊盘200表面；焊盘200材料为Al或Cu；保护层300材料为沉积的氮化硅(Si₃N₄)、氧化硅(SiO₂)以及氮氧化硅(SiON)等；沉积方法为溅射、电镀或其它方法；

2.在焊盘200上形成一UBM层700作为焊接润湿表面；UBM层700包括逐层形成的Al/NiV/Cu或Ti/NiV/Cu；形成方法为溅射、电镀或其它方法；

3.在UBM层700上形成一层焊料凸点800，借以通过焊接方式实现晶片100与外界电路的连接；焊料凸点800材料为Sn及其合金等。

如申请号为“200310104780.6”的中国专利申请中所描述的焊料凸块制造方法，利用此方法，所述UBM层700中的Cu层厚度约5微米；形成过厚的Cu层不但会导致生产时间延长、生产效率降低，而且会造成集成度一定的集成电路芯片的体积的增加以及生产成本的增加；同时，在Al/NiV/Cu或Ti/NiV/Cu结构的UBM层700中，NiV与Al或Ti的粘接、匹配程度略差，造成焊料凸块的稳定性略差，进而影响集成电路芯片封装的可靠性。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种焊料凸块及其制造方法，用以优化工艺、减小封装体积、提高生产效率，增强封装可靠性并同时降低成本。

为达到上述目的，本发明提供的一种焊料凸块，包括：在晶片100表面形成的焊盘200；在所述焊盘200上依次形成的UBM层700、阻挡层710、焊接层720，以及形成于所述焊接层720上的焊料凸点800；所述UBM层700具有多层结构；所述UBM层700的最下层与焊盘200相连，其最上层与阻挡层710相连；所述焊盘200材料为AL或Cu；所述UBM层700包括逐层沉积的Cr/Cu、Cr/CrCu/Cu、Ti/Cu、TiW/Cu或Ta/Cu；所述UBM层700形成于焊盘200上；所述UBM层700与焊盘200通过引线730连接；所述引线730材料为Cu；所述UBM层700厚度范围为0.3～0.5微米；所述阻挡层710材料为Ni；所述阻挡层710厚度范围为1～2微米；所述焊接层720材料为Cu；所述焊接层720厚度范围为0.5～3微米；所述焊料凸点800材料为PbSn合金、高铅合金或锡的无铅合金中的一种材料。

本发明提供的一种焊料凸块，包括：在晶片100表面形成的焊盘200；在所述焊盘200上依次形成的阻挡层710、焊接层720及焊料凸点800；所述焊盘200材料为Cu；所述阻挡层710材料为Ni；所述阻挡层710厚度范围为1～2微米；所述焊接层720材料为Cu；所述焊接层720厚度范围为0.5～3微米；所述焊料凸点800材料为PbSn合金、高铅合金或锡的无铅合金中的一种材料。

本发明提供的一种焊料凸块制造方法，包括：

在晶片100上形成焊盘(200)和保护层300；

在所述焊盘200和保护层(300)上形成一UBM层700；

在所述UBM层700上涂覆一光致抗蚀剂层600，并图案化所述光致抗蚀剂层600，用以形成与焊盘200对应的开口区400；

在所述图形区内、UBM层700上形成一阻挡层710；

在所述图形区内、阻挡层710上形成一焊接层720；

移除所述光致抗蚀剂层600，并刻蚀所述UBM层700；

在所述焊接层720上形成焊料凸点800。