技术领域

本发明涉及半导体封装领域， 尤其涉及一种制备焊料凸块的方法。 背景技术

在硅圆片上和基板上制作焊球是半导体封装中 常用的技术， 但是这种 圆球形的引出端给探针测试芯片带来了很大的 难度。 如图 1 所示， 由于在 通过回流焊工艺形成焊球 4时， 整个硅圆片上的焊球 4的大小肯定是大小 不同的， 这就有可能出现各个焊球 4 的上端面不在一个水平面上的情况， 从而在对芯片进行测试时就很难确保每根探针 1都接触到焊球 4， 另外， 图 1中的标号 2表示焊盘， 标号 3表示金属化层。 另外， 由于焊球 4的形状是 圆球形的， 这会导致另一问题， 即在测试时探针 1 同焊球 4的相对位置要 绝对精确， 稍有偏差， 探针 1就不能可靠地扎到焊球 4的球面上， 甚至根 本扎不上， 如图 2所示。

针对上述问题， IBM公司提出一种受控塌陷芯片连接新技术（con trolled collapse chip connection new process ) , 该技术通过把焊料填充到玻璃模版 中、 回流后再转移到硅圆片上来制备焊球， 由于在转移过程中焊球的形状 受到模版形状的约束， 所以转移后的焊球表面不是传统焊料回流后所 形成 的球面状， 而是扁平的球形端面， 虽然这种扁平的球形端面便于探针测试， 但是该技术的流程复杂。

Jae-Woong Nah、 Kyung W. Paik、 Soon- Jin Cho禾口 Won-Hoe Kim等人在 文献 "Flip Chip Assembly on PCB Substrate with Coined Solder Bumps "中提 出一种用于解决图 1和图 2中指出的问题的方法， 该方法在焊球回流成型 后通过压扁的方式让圆球形焊球成为扁平形， 但是该方法的缺陷是在压扁 焊球时有可能损坏芯片。 发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述缺陷， 提供一种能够克服上述缺陷 的制备焊料凸块的方法。

本发明提供一种制备焊料凸块的方法， 该方法包括：

提供硅圆片， 在该硅圆片上需要制备焊料凸块；

在所述硅圆片的形成有焊盘的一侧上形成凸点 下金属化层；

在具有焊盘的位置处在所述凸点下金属化层上 制作焊料；

对所述焊料进行回流， 并且在回流时采用与所述硅圆片平行的限高器 来限制所形成的焊料凸块的高度低于未使用限 高器时所形成的焊球的高度 以使得回流后所形成的焊料凸块的上表面为平 面。

由于根据本发明的制备焊料凸块的方法是在回 流时采用与所述硅圆片 平行的限高器来限制所形成的焊料凸块的高度 低于未使用限高器时所形成 的焊球的高度， 所以只要限高器所允许的焊料生长高度低于没 有限高器时 焊料的实际生长高度， 就能够使得最终形成的焊料凸块的上表面为平 面， 从而在对芯片进行测试时避免了图 1和图 2所示情形的出现。 附图说明

图 1 示出了现有技术中因焊球大小不同而导致探针 不能与焊球接触的 情况；

图 2示出了现有技术中因探针偏离正确位置而导� �探针不能与焊球接 触的情况；

图 3示出了根据本发明的制备焊料凸块的方法的� �程图；

图 4示出了需要在其上制备焊料凸块的硅圆片的� �面图；

图 5示出了在图 4的硅圆片上形成凸点下金属化层之后的截面� �； 图 6示出了在图 5所示的硅圆片上通过电镀法制作焊料后的截� �图； 图 7示出了在图 5所示的硅圆片上通过丝网印刷法制作焊料后� �截面 图；

图 8示出了采用上内壁为平面的容器来限制回流� �所形成的焊料凸块 的高度的一种实施方式；

图 9示出了采用平板来限制回流时所形成的焊料� �块的高度的一种实 施方式；

图 10是采用根据本发明的制备焊料凸块的方法所� ��备的焊料凸块的照 片；

图 11是图 10所示的焊料凸块的剖面图。 具体实施方式

下面结合附图来详细描述根据本发明的制备焊 料凸块的方法。

如图 3所示， 根据本发明的制备焊料凸块的方法包括：

511、 提供硅圆片， 在该硅圆片上需要制备焊料凸块。

该硅圆片的结构可以如图 4所示， 其中标号 2表示焊盘， 标号 10表示 芯片。 应当说明的是， 在本说明书中， 出于描述方便的原因而仅仅使用了 术语 "硅圆片"， 实际上， 根据本发明的制备焊料凸块的方法能够应用于 任 何需要制备焊料凸块的应用中， 而并非仅仅局限于硅圆片， 例如， 根据本 发明的制备焊料凸块的方法还适用于在基板上 制备焊料凸块。

512、 在所述硅圆片的形成有焊盘 1的一侧上形成凸点下金属化层 3。 如图 5所示。

其中，可以通过电子束蒸发或溅射等工艺在所 述硅圆片的形成有焊盘 1 的一侧上形成凸点下金属化层 3。

513、 在具有焊盘 1的位置处在所述凸点下金属化层 3上制作焊料 4。 其中， 可以通过以下流程来制作焊料 4:在所述凸点下金属化层 3上形 成掩膜； 对位于所述焊盘 1 上方的掩膜进行刻蚀直到露出所述凸点下金属 化层 3; 在所述凸点下金属化层 3上通过电镀法制作焊料 4; 去除刻蚀后所 剩余的掩膜。 形成焊料 4后的图形如图 6所示。

当然， 也可以通过以下流程来制作焊料： 去除所述凸点下金属化层 3 使得仅留下位于所述焊盘 1上方的凸点下金属化层 3;通过丝网印刷法制作 焊料 4。 形成焊料后的图形如图 7所示。

以上仅结合图 6和图 7简要地描述了制作焊料的流程， 由于该流程对 于本领域技术人员而言是众所周知的， 所以这里并未进行详细描述。 而且， 除了上述的制备焊料的流程之外， 本领域技术人员公知的其他制备焊料的 流程也是可行的。

S14、 对所述焊料 4进行回流， 并且在回流时采用与所述硅圆片平行的 限高器来限制所形成的焊料凸块的高度低于未 使用限高器时所形成的焊球 的高度以使得回流后所形成的焊料凸块的上表 面为平面。

图 8示出了采用上内壁为平面的容器 5来限制回流时所形成的焊料凸 块的高度的实施方式， 其中图 8示出的是上内壁为平面的容器 5的剖面图。 在对所述焊料 4进行回流时， 将制作了焊料后的硅圆片放置到所述上内壁 为平面的容器 5 内， 该容器 5的上内壁与所述硅圆片平行并且所述上内壁 与所述硅圆片之间的距离小于不使用所述容器 5 时所形成的焊球的高度， 这样所形成的焊料凸块的上表面就无法形成球 面， 而是形成平面， 从而能 够使得回流后所形成的各个焊料凸块 4的高度一致， 消除了图 1和图 2中 的缺陷。 当然， 由于球径存在着分散性， 所以最终形成的平面的面积有微 小的差异也是可以理解的， 但是只要满足芯片测试的要求即可。 而且， 应 当理解的是， 虽然图 8中示出的限高器是上内壁为平面的容器 5，但是实际 上， 限高器的形状和结构并不局限于此， 只要能够在回流时限制焊料凸块 的生长高度使得所形成的焊料凸块的上表面为 平面的装置， 就都位于本发 明的保护范围内。 例如， 限高器也可以是被固定在所述硅圆片上方并且 与 所述硅圆片平行的平板 6， 如图 9所示。

另外， 通过回流工艺形成焊料凸块之后的后续工艺， 例如通过电镀法 制作焊料 4时，在回流之后还需去除多余的凸点下金属� �层 3， 而通过丝网 印刷法形成焊料 4 时， 在回流之后还需清洗助焊剂， 等等。 由于这些后续 工艺也是本领域技术人员公知的， 所以此处不再赘述。

另外， 图 10还示出了采用根据本发明的制备焊料凸块的� ��法所实际制 作完成的焊料凸块的照片 （俯视图）， 图 11是图 10的剖面图， 可以看出通 过根据本发明的制备焊料凸块的方法能够确保 所形成的焊料凸块的上表面 为平面， 从而避免了在芯片测试时探针不能与部分焊料 凸块良好接触的缺 陷。

以上仅结合本发明的优选实施方式对本发明进 行了详细描述， 但是本 领域技术人员应当理解， 在不背离本发明精神和范围的情况下， 可以对本 发明做出各种变形和修改。