[发明专利]用于晶圆级封装件中的球栅阵列的焊料接合结构

说明书

技术领域

本发明涉及用于晶圆级封装件中的球栅阵列的焊料接合结构。

背景技术

在晶圆级芯片尺寸封装件结构的形成中，首先在晶圆中的半导体衬底的表面处形成诸如晶体管的集成电路器件。然后在集成电路器件上方形成互连结构。金属焊盘在互连结构上方形成并且电连接至互连结构。在金属焊盘上方形成钝化层和第一聚酰亚胺层，其中，金属焊盘通过钝化层和第一聚酰亚胺层中的开口暴露。

然后在第一聚酰亚胺层上形成晶种层，随后形成后钝化互连(PPI)线和焊盘。可以通过在晶种层上形成并图案化第一光刻胶、在第一光刻胶中的开口中镀PPI线和焊盘、并且然后去除第一光刻胶来形成PPI线和焊盘。去除晶种层的先前被第一光刻胶覆盖的部分。接下来，在PPI线和焊盘上方形成第二聚酰亚胺层，以及形成延伸进入第二聚酰亚胺层中的开口内的凸块下金属(UBM)。UBM电连接至PPI线和焊盘。UBM用于与封装件衬底形成焊料接合件。

UBM的形成也包括形成UBM晶种层、形成并图案化第二光刻胶、在UBM晶种层上形成UBM、去除第二光刻胶、以及去除UBM晶种层的先前被第二光刻胶覆盖的部分。

在上述工艺步骤中，形成并去除了两层光刻胶，并且形成并部分地去除了两个晶种层。因此制造成本较高。继续寻找用于晶圆级封装件的改进的方法和结构。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种封装件，包括：封装件衬底；半导体芯片；焊料接合件的阵列，位于所述封装件衬底和所述半导体芯片之间，每个所述焊料接合件均具有邻近所述半导体芯片的底部和邻近所述封装件衬底的顶部；以及模塑料，围绕所述焊料接合件的底部，而不围绕所述焊料接合件的顶部，其中，所述顶部比所述底部具有更高的高度。

在上述封装件中，所述焊料接合件的顶部与所述模塑料的顶面形成90度以下的角度。

在上述封装件中，所述焊料接合件的顶部与所述模塑料的顶面形成介于约30度至约80度之间的角度。

在上述封装件中，所述焊料接合件的顶部中的最小直径与所述底部中的最大宽度相等或大于所述底部中的最大宽度。

在上述封装件中，所述顶部的高度大于100微米。

在上述封装件中，所述底部的高度小于约100微米。

在上述封装件中，最大焊料接合件直径处相对于所述底部的顶端的高度为10微米以下。

在上述封装件中，所述模塑料的顶面的粗糙度大于约2微米。

在上述封装件中，所述粗糙度为约3微米。

在上述封装件中，横跨在所述模塑料的顶端上的邻近的焊料接合件之间的距离大于约200微米，并且所述焊料接合件之间的间距为约400微米。

根据本发明的另一方面，还提供了一种方法，包括：提供部分制造的半导体芯片，所述部分制造的半导体芯片上具有后钝化互连件(PPI)；在所述PPI上放置导电球；加热所述部分制造的半导体芯片以将所述导电球回流成中间焊料接合件；使用离型膜在所述中间焊料接合件周围沉积模塑料至第一高度；以及等离子体蚀刻所述模塑料至第二高度。

在上述方法中，还包括：提供印刷电路板(PCB)，所述印刷电路板上具有导电焊盘；使所述PCB的导电焊盘与所述半导体芯片的中间焊料接合件接触；以及加热所述PCB和所述半导体芯片以将所述中间焊料接合件回流成焊料接合件。

在上述方法中，所述焊料接合件高度为所述导电球高度的85％以下。

在上述方法中，所述等离子体蚀刻包括利用含氟等离子体的蚀刻。

在上述方法中，实施所述等离子体蚀刻的持续时间介于约100秒至400秒之间。

在上述方法中，所述等离子体蚀刻去除介于约15微米至50微米之间的所述模塑料。

在上述方法中，所述离型膜的高度介于约100微米至约150微米之间。

在上述方法中，所述第一高度介于约115微米至约130微米之间并且所述第二高度介于约85微米至约100微米之间。

在上述方法中，所述第一高度为导电球高度的约一半，并且其中，所述第二高度为所述导电球高度的约40％以下。

在上述方法中，在所述等离子体蚀刻之后，所述模塑料的顶面与所述模塑料上方的所述中间焊料接合件形成介于约50度至约105度之间的角度。

附图说明

为了更完全地理解实施例及其优势，现在将结合附图进行的以下描述作为参考，其中：