[发明专利]提高CCGA 器件软钎焊焊点可靠性的互连结构及实现方法

权利要求书

1.一种提高CCGA器件软钎焊焊点可靠性的互连结构，所述互连结构包括Cu柱(1)和位于Cu柱(1)两端的钎焊圆角(2)，所述互连结构用于实现芯片或芯片载体基板(3)上的金属膜焊盘(5)和印刷电路板(4)上的金属膜焊盘(5)之间的机械和电气连接，其特征在于：所述Cu柱(1)由制成一体的圆柱体(1-1)和两个端头(1-2)构成，每个端头(1-2)呈以直线或圆弧线为母线的回转体状，圆柱体(1-1)位于呈背对设置的两个端头(1-2)之间且三者同轴，圆柱体(1-1)与端头(1-2)之间平滑过渡；钎焊圆角(2)的高度(h)小于端头(1-2)的高度(l₁)。

2.根据权利要求1所述的一种提高CCGA器件软钎焊焊点可靠性的互连结构，其特征在于：每个端头(1-2)的形状为圆台形；圆柱体(1-1)的两端各与一个端头(1-2)的上底面制成一体。

3.根据权利要求1所述的一种提高CCGA器件软钎焊焊点可靠性的互连结构，其特征在于：每个端头(1-2)的形状为下底面半径为球半径的球台形；圆柱体(1-1)的两端各与一个端头(1-2)的上底面制成一体。

4.根据权利要求1所述的一种提高CCGA器件软钎焊焊点可靠性的互连结构，其特征在于：每个端头(1-2)的形状为高度大于球半径的球缺形；圆柱体(1-1)的两端各与一个端头(1-2)的上的直面制成一体。

5.根据权利要求2所述的一种提高CCGA器件软钎焊焊点可靠性的互连结构，其特征在于：圆柱体(1-1)的直径(d)大于等于0.20mm且小于等于金属膜焊盘(5)的直径(D)的1/3，Cu柱(1)的高度(l)大于等于1.50mm且小于等于3.00mm；Cu柱(1)的圆台形端头(1-2)的下底面直径(d₁)为圆柱体(1-1)直径(d)的1.5倍至2倍，圆台形端头(1-2)的高度(l₁)大于等于圆柱体(1-1)的直径(d)的二分之一且小于等于圆台形端头(1-2)下底面直径(d₁)的二分之一。

6.根据权利要求3所述的一种提高CCGA器件软钎焊焊点可靠性的互连结构，其特征在于：圆柱体(1-1)的直径(d)大于等于0.20mm且小于等于金属膜焊盘(5)直径(D)的1/3，Cu柱(1)的高度(l)大于等于1.50mm且小于等于3.00mm；Cu柱(1)的球台形端头(1-2)的下底面直径(d₁)为圆柱体(1-1)直径(d)的1.5倍至2倍，球台形端头(1-2)的高度(l₁)为圆柱体(1-1)直径(d)的0.75倍至1倍。

7.根据权利要求4所述的一种提高CCGA器件软钎焊焊点可靠性的互连结构，其特征在于：圆柱体(1-1)的直径(d)大于等于0.20mm且小于等于金属膜焊盘(5)直径(D)的2/5，Cu柱(1)的高度(l)大于等于2.00mm且小于等于3.50mm；球缺形端头(1-2)的球直径(d₁)为圆柱体(1-1)直径(d)的1.5倍至2倍，球缺形端头(1-2)的高度(l₁)为圆柱体(1-1)直径(d)的1.5倍至2倍。

8.一种权利要求1所述的提高CCGA器件软钎焊焊点可靠性的互连结的实现方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一、制备Cu柱(1)：对铜圆柱丝的两端进行烧球或对铜圆柱丝的两端进行烧球后再利用特定形状的模具在丝的一端对所烧Cu球实施挤压，以形成权利要求(1)所述的端头(1-2)的形状；

步骤二、先将适量的高熔点无铅钎料SnAg18的焊锡膏印刷到芯片载体基板(3)一侧的呈阵列排布的多个金属膜焊盘(5)上，将多个Cu柱(1)的一端对中并垂直放置到对应的多个金属膜焊盘(5)上，将多个Cu柱(1)的一端一次钎焊到芯片载体基板(3)一侧的多个金属膜焊盘(5)上，钎焊温度控制在钎料液相线温度以上20～40℃；控制印刷的焊锡膏量，使形成的钎焊圆角(2)的高度(h)不超过Cu柱(1)的端头(1-2)的高度(l₁)；

步骤三、然后将适量较低熔点的无铅钎料Sn3.0Ag0.5Cu的焊锡膏印刷到印刷电路板(4)一侧的呈阵列排布的多个金属膜焊盘(5)上，将多个Cu柱(1)的另一端对中并垂直放置到对应的印刷电路板(4)一侧的多个金属膜焊盘(5)上，将多个Cu柱(1)的另一端一次钎焊到印刷电路板(4)一侧的多个金属膜焊盘(5)上，钎焊温度控制在钎料液相线温度以上20～40℃；控制印刷的焊锡膏量，使钎焊圆角(2)的高度(h)不超过Cu柱(1)的端头(1-2)的高度(l₁)；

步骤四、完成以上步骤，即可获得软钎焊焊点可靠性显著提高的CCGA互连结构。