[发明专利]微机电系统芯片穿透硅通孔封装技术的制作工艺

摘要

本发明公开了一种微机电系统芯片穿透硅通孔封装技术的制作工艺，采用电镀和化学镀工艺，利用无氰化合物材料在金属线路和BGA焊垫的镍金属层上涂覆锡金属层来取代用氰化合物材料而涂覆的金层，并作为保护层和可焊层，由于镍金属层的隔离保护，可以有效减少锡晶须的发生，线路及BGA焊垫表面为锡层，具有优良的可焊性，既节约成本，又利于环保。

主权项

1.一种微机电系统芯片穿透硅通孔封装技术的制作工艺，其特征是：以晶圆的集成电路面为晶圆正面，按下述工艺步骤进行：①.前制程：在玻璃一面形成与晶圆正面的集成电路相匹配的高分子树脂类光刻胶面，通过键合机将所述玻璃的光刻胶面与晶圆正面键合在一起；②.晶圆减薄：对晶圆从背面研磨减薄至设定尺寸厚度，再对晶圆背面进行等离子蚀刻；③.曝光显影：在晶圆背面涂覆光刻胶后烘烤，按设计对晶圆背面的光刻胶曝光后显影，将晶圆背面需要蚀刻的地方上涂覆的光刻胶显影掉；④.晶圆蚀刻：将晶圆放入等离子蚀刻机，将晶圆背面需要蚀刻的地方蚀刻掉而形成沟槽，该沟槽将晶圆正面部分的导电块暴露出来；⑤.涂覆绝缘层：采用电泳的方式在晶圆背面涂覆高分子聚合材料，形成绝缘层后进行烘烤；⑥.激光钻孔：通过激光击穿处于晶圆沟槽处的绝缘层和导电块，使击穿部位的导电块从绝缘层中暴露出来；⑦.溅镀铝：将铝溅镀在整个晶圆背面形成一层导电铝层，使步骤⑥后露出的导电块与导电铝层相连通；⑧.曝光显影：通过电泳的方式在导电铝层的表面涂覆一层光刻胶，按设计对光刻胶曝光显影后形成需要的线路和球栅阵列焊垫的图形，图形部分的导电铝层表面的光刻胶被显影掉，从而露出图形部分的导电铝层；⑨.化学镀前处理：将晶圆浸入前处理液中，该前处理液成份为高浓度硅溶胶NS-35；⑩.二次化学镀锌：在露出的图形部分的导电铝层表面均匀电镀一层锌，用硝酸剥蚀及清洗后再次电镀一层锌，从而在导电铝层表面形成一定厚度的锌层；碱性化学镀镍：在碱性环境下在锌层表面镀上一层镍，从而在锌层表面形成碱性镀镍层；酸性化学镀镍：在酸性环境下在碱性镀镍层表面形成酸性镀镍层；电镀镍：在酸性镀镍层表面电镀形成一定厚度的电镀镍层；电镀纯锡：在电镀镍层表面电镀形成一定厚度的纯锡层；去光刻胶：通过甲酸将非图形部分的导电铝层表面的光刻胶去除掉；铝层蚀刻：将晶圆放入一定浓度的氢氧化钠溶液中，非图形部分的导电铝层被去除，露出图形部分的导电铝层的侧面；化学镀前处理：将晶圆浸入前处理液中，该前处理液成份为高浓度硅溶胶NS-35；化学镀锡：在露出的图形部分的导电铝层侧面均匀电镀形成锡层；防焊层涂布及曝光显影：通过旋转的方式在纯锡层和锡层的表面涂覆一层防焊油墨，并通过曝光显影方式将非线路部分的防焊油墨显影掉；球栅阵列成型：将无铅锡膏涂在钢网上，通过刮刀印刷的方式将钢网上的无铅锡膏印在球栅阵列焊垫处，用回流焊方式将锡膏熔融成锡球成型；后续切割测试包装：将晶圆按设计切割后测试并真空包装。