倒裝封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種倒裝封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體芯片倒裝封裝結(jié)構(gòu)，通常在芯片上設(shè)置銅柱，并在銅柱的頂端設(shè)置凸塊，凸塊主要成分是錫，將芯片翻轉(zhuǎn)倒扣在基板上進行加熱，利用熔融的凸塊與基板相結(jié)合，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的打線鍵合，使得芯片和基板之間實現(xiàn)高密度短距離有效焊接，以滿足高時脈的CPU、GPU等產(chǎn)品性能要求。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中倒裝封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，封裝結(jié)構(gòu)包括:芯片10、芯片10表面設(shè)置的銅柱20，銅柱20頂端設(shè)置的凸塊30 (錫球)，用以電連結(jié)的基板40，基板40上設(shè)置的焊墊50。
[0003]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中倒裝封裝結(jié)構(gòu)焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在芯片倒裝焊接過程中，芯片10倒扣后與基板40加熱到一定溫度后，銅柱20頂端的凸塊30融化后在基板40表面相結(jié)合，由于表面張力、溫度、濕度等因素會在結(jié)合處形成不規(guī)則焊接面60。由于焊接面大小及位置的不確定性，導(dǎo)致產(chǎn)品的電參數(shù)、功能失效。針對此失效，業(yè)內(nèi)雖然通過控制溫度、濕度參數(shù)等方面改善焊接可靠性，但是還不能非常有效地控制焊接面的大小，電參數(shù)及功能失效問題解決不了。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]在下文中給出關(guān)于本實用新型的簡要概述，以便提供關(guān)于本實用新型的某些方面的基本理解。應(yīng)當理解，這個概述并不是關(guān)于本實用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實用新型的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本實用新型的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0005]本實用新型提供一種改善焊接可靠性的倒裝封裝結(jié)構(gòu)。
[0006]本實用新型提供一種倒裝封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片、基板，所述芯片表面設(shè)有銅柱，所述銅柱頂端設(shè)有凸塊，所述基板表面設(shè)有焊墊，所述焊墊邊沿處設(shè)有向所述基板上方凸起的圍壩，所述圍壩形成空腔，至少所述凸塊伸入所述空腔內(nèi)且與所述焊墊焊連。
[0007]本實用新型提供的倒裝封裝結(jié)構(gòu)通過在焊墊邊沿處增設(shè)圍壩的設(shè)計，使凸塊融化后固定在圍壩中，通過圍壩固定了焊接面的位置和大小，提高了焊接的可靠性。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、焊接效果可靠穩(wěn)定的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008]參照下面結(jié)合附圖對本實用新型實施例的說明，會更加容易地理解本實用新型的以上和其它目的、特點和優(yōu)點。附圖中的部件只是為了示出本實用新型的原理。在附圖中，相同的或類似的技術(shù)特征或部件將采用相同或類似的附圖標記來表示。
[0009]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中倒裝封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中倒裝封裝結(jié)構(gòu)焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3為本實用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為本實用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實施方式的設(shè)有圍壩的基板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5為本實用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)另一種實施方式的設(shè)有圍壩的基板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖6為本實用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實施方式焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖標記說明:
[0016]10 芯片
[0017]20 銅柱
[0018]30 凸塊
[0019]40 基板
[0020]50 焊墊
[0021]60 不規(guī)則焊接面
[0022]70 圍壩
【具體實施方式】
[0023]下面參照附圖來說明本實用新型的實施例。在本實用新型的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本實用新型無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0024]圖3為本實用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]在本實施方式中，本實用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)包括芯片10、基板40，芯片10表面設(shè)有銅柱20，銅柱20頂端設(shè)有凸塊30，基板40表面設(shè)有焊墊50，焊墊50邊沿處設(shè)有向基板40上方凸起的圍壩70，圍壩70形成空腔，至少凸塊30伸入所述空腔內(nèi)且與焊墊50焊連。
[0026]在一種優(yōu)選實施方式中，圍壩70為形成于焊墊50上的管狀結(jié)構(gòu)。
[0027]在一種優(yōu)選實施方式中，所述管狀結(jié)構(gòu)垂直于自身軸線的截面形狀為圓形、三角形、矩形、五邊形和六邊形中的任一種。
[0028]圖4為本實用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實施方式的設(shè)有圍壩70的基板40結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]如圖4所示，在一種優(yōu)選實施方式中，圍壩70呈方筒狀圍繞焊墊50邊沿。
[0030]圖5為本實用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)另一種實施方式的設(shè)有圍壩70的基板40結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]如圖5所示，在一種優(yōu)選實施方式中，圍壩70呈圓環(huán)狀設(shè)置在焊墊50邊沿，圍壩70的圓形橫截面內(nèi)切于方形焊墊50。
[0032]在一種優(yōu)選實施方式中，凸塊30為焊球，所述焊球的主要成分為錫。
[0033]在一種優(yōu)選實施方式中，所述截面的最短距離為所述焊球直徑的1.4-1.6倍。
[0034]在一種優(yōu)選實施方式中，圍壩70的高度為所述焊球直徑的0.9-1.1倍。
[0035]在一種優(yōu)選實施方式中，圍壩70的壁面為絕緣壁面。
[0036]圖6為本實用新型倒裝封裝結(jié)構(gòu)一種實施方式焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]如圖6所示，芯片10倒扣后，銅柱20和凸塊30伸入圍壩70中，加熱后，凸塊30融化與焊墊50焊連并固定在圍壩70中，焊接面大小和位置均被圍壩70所固定。
[0038]綜上所述，本實用新型提供的倒裝封裝結(jié)構(gòu)通過在焊墊50邊沿處增設(shè)圍壩70的設(shè)計，使凸塊30融化后固定在圍壩70中，通過圍壩70固定了焊接面的位置和大小，提高了焊接的可靠性。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、焊接效果可靠穩(wěn)定的優(yōu)點。
[0039]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種倒裝封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片、基板，其特征在于，所述芯片表面設(shè)有銅柱，所述銅柱頂端設(shè)有凸塊，所述基板表面設(shè)有焊墊，所述焊墊邊沿處設(shè)有向所述基板上方凸起的圍壩，所述圍壩形成空腔，至少所述凸塊伸入所述空腔內(nèi)且與所述焊墊焊連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圍壩為形成于所述焊墊上的管狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管狀結(jié)構(gòu)垂直于自身軸線的截面形狀為圓形、三角形、矩形、五邊形和六邊形中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸塊為焊球。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述截面的最短距離為所述焊球直徑的1.4-1.6倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圍壩的高度為所述焊球直徑的0.9-1.1倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的倒裝封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圍壩的壁面為絕緣壁面。
【專利摘要】本實用新型提供一種倒裝封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片、基板，所述芯片表面設(shè)有銅柱，所述銅柱頂端設(shè)有凸塊，所述基板表面設(shè)有焊墊，所述焊墊邊沿處設(shè)有向所述基板上方凸起的圍壩，所述圍壩形成空腔，至少所述凸塊伸入所述空腔內(nèi)且與所述焊墊焊連。本實用新型提供的倒裝封裝結(jié)構(gòu)通過在焊墊邊沿處增設(shè)圍壩的設(shè)計，使凸塊融化后固定在圍壩中，通過圍壩固定了焊接面的位置和大小，提高了焊接的可靠性。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、焊接效果可靠穩(wěn)定的優(yōu)點。
【IPC分類】H01L23-488
【公開號】CN204391096
【申請?zhí)枴緾N201420812356
【發(fā)明人】繆小勇, 虞國良, 陸丹
【申請人】南通富士通微電子股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月18日