專利名稱：一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法
一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及芯片封裝領(lǐng)域，特別涉及一種用于改善芯片封裝打線的雙鋁墊結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路的發(fā)展，人們對(duì)芯片的功能要求越來(lái)越多，對(duì)芯片的性能要求也越來(lái)越高，這就使得芯片內(nèi) 部的集成電路的集成度必須越來(lái)越高，即集成在同一塊芯片上的晶體管越來(lái)越多。為了提高芯片的信號(hào)質(zhì)量以及芯片的處理速度，不但要求芯片的設(shè)計(jì)水平要高，同時(shí)也要求封裝的性能要好。芯片一般都采用8英寸或者12英寸的圓形硅材料作為襯底，這種圓形的硅襯底包括后面在該襯底上制作出來(lái)的電路稱為晶圓，一片晶圓上能生產(chǎn)出很多的芯片，芯片的數(shù)量是由芯片設(shè)計(jì)時(shí)的芯片的尺寸決定的。當(dāng)芯片封裝的時(shí)候?qū)⑿酒瑥木A上切割下來(lái)，然后進(jìn)行封裝。對(duì)芯片的封裝，目前主要的方法是采用金屬線(所述金屬性可以是金線、銅線或銀線)通過(guò)引線鍵合的方式將金屬線連接到芯片的鋁墊上，將芯片的信號(hào)引出，通過(guò)基板或者是引腳架將信號(hào)連接到印刷電路板上，從而實(shí)現(xiàn)芯片的工作。請(qǐng)參閱圖1和圖2，在封裝打線時(shí)，引線的焊球I’和鋁墊2’表面必須完全結(jié)合，才能形成良好的接觸。由于蝕刻工藝的特性，鋁墊2’的開(kāi)窗3’，其截面為倒梯形，即開(kāi)窗3’的上寬度比較大，開(kāi)窗3’的下寬度比較小，因此焊球I’的寬度必須小于或者等于開(kāi)窗3’的下寬度。但芯片在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為了節(jié)約成本，芯片的尺寸越做越小，當(dāng)芯片尺寸小到一定程度時(shí)，開(kāi)窗3’的下寬度不能滿足焊球I’的寬度要求，即焊球I’的寬度大于開(kāi)窗3’的下寬度，焊球I’不能與鋁墊2’表面形成良好的接觸，在這種情況下如果做引線鍵合將會(huì)使焊球I’碰到開(kāi)窗3’四周的保護(hù)層4’上，由于保護(hù)層4’的成分主要是Si02和SiN，這些介質(zhì)材質(zhì)比較脆、易碎；焊球I’打到保護(hù)層4’上會(huì)使保護(hù)層碎裂，焊球I’與鋁墊2’間就不能形成良好的接觸，容易產(chǎn)生斷路，影響芯片的良率。如果改用比較小線徑的引線做引線鍵合，焊球I’會(huì)變小，但是線徑變小芯片的信號(hào)質(zhì)量就會(huì)下降，性能降低，不可取。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一，在于提供一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)，其提高封裝打線的良率，減少損失，提高信號(hào)質(zhì)量，提升芯片的性能。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案一解決上述問(wèn)題之一:技術(shù)方案一:一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)，包括第一鋁墊、保護(hù)層、第二鋁墊，所述保護(hù)層設(shè)于所述第一鋁墊的上方，且形成一開(kāi)窗，所述開(kāi)窗的截面為倒梯形，所述第二鋁墊設(shè)有一凹槽，所述凹槽的下底面寬度大于所述開(kāi)窗的下寬度，所述第二鋁墊設(shè)于所述開(kāi)窗內(nèi)，且與所述第一鋁墊和保護(hù)層緊密結(jié)合。進(jìn)一步地，所述凹槽開(kāi)口的寬度大于所述凹槽下底面寬度
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之二，在于提供一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其提高封裝打線的良率，減少損失，提高信號(hào)質(zhì)量，提升芯片的性能。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案二解決上述問(wèn)題之二:一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，所述雙鋁墊結(jié)構(gòu)應(yīng)用于芯片封裝，在晶圓上設(shè)置第一鋁墊，所述第一鋁墊上方設(shè)有保護(hù)層，且第一鋁墊與保護(hù)層形成一開(kāi)窗，所述開(kāi)窗的截面為倒梯形，該實(shí)現(xiàn)方法具體包括如下步驟:步驟1、通過(guò)金屬濺射方法在第一鋁墊上鍍上一鋁層，所述鋁層的厚度根據(jù)需要設(shè)定，所述鋁層設(shè)有一凹槽，所述凹槽的截面為倒梯形；步驟2、在所述鋁層上加一光阻層，所述光阻層厚度根據(jù)需要設(shè)定；所述光阻層由第一光阻層和第二光阻層組成，所述第一光阻層為需要保留的光阻層，所述第二光阻層為不需要保留的光阻層；步驟3在所述光阻層上設(shè)置一光罩，所述光罩對(duì)應(yīng)于第一光阻層的部分涂以黑色的掩蔽層，所述光罩對(duì)應(yīng)于第二光阻層的部分為透明；以一光源照射所述光阻層，所述第一光阻層不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所述第二光阻層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；步驟4、去除所述光罩，將經(jīng)過(guò)光照的晶圓放入顯影液，所述第二光阻層被顯影液洗掉，洗掉后，位于所述第二光阻層下的鋁層裸露出來(lái)；步驟5、通過(guò)蝕刻工藝將所述裸露出來(lái)的鋁層蝕刻去；步驟6、用酸性液體將所述第一光阻層去掉，所述酸性液體不與所述保護(hù)層以及所述第一光阻層下的鋁層反應(yīng)；步驟7、將所述第一光阻層下的鋁層與所述保護(hù)層和第一鋁墊緊密結(jié)合，將所述第一光阻層下的鋁層定義為第二鋁墊，通過(guò)第二鋁墊來(lái)擴(kuò)大焊接面積，再通過(guò)引線鍵合將引線的焊球焊在所述第二鋁墊上，從而使弓I線的焊球能夠與所述第二鋁墊緊固結(jié)合。進(jìn)一步地，所述步驟6中的酸性液體是:硫酸，雙氧水，氨水和水的混合液體。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):在開(kāi)窗大小不足的情況下，通過(guò)設(shè)置第二鋁墊擴(kuò)大鋁墊與引線焊球的接觸面積，即焊接面積，使引線的焊球能夠與鋁墊充分接觸，提高封裝打線的良率，減少損失，提高信號(hào)質(zhì)量，提升芯片的性能。

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1和圖2為現(xiàn)有技術(shù)鋁墊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明雙鋁墊結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖3， 一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)，包括第二鋁墊1、保護(hù)層2、第二鋁墊3，所述保護(hù)層2設(shè)于所述第一鋁墊I的上方，且形成一開(kāi)窗4，所述開(kāi)窗4的截面為倒梯形，所述第二鋁墊3設(shè)有一凹槽31，所述第二鋁墊3設(shè)于所述開(kāi)窗4內(nèi)，且與所述第一鋁墊I和保護(hù)層2緊密結(jié)合。所述凹槽31開(kāi)口的寬度Cl1大于所述凹槽下底面寬度d2。由于第二鋁墊3整個(gè)都為鋁金屬制成，因此，第二鋁墊3擴(kuò)大了焊接面積(現(xiàn)有技術(shù)中，焊接面積僅為開(kāi)窗底部的第一鋁墊，其開(kāi)窗兩邊均為保護(hù)層，焊球打到保護(hù)層上會(huì)碎裂)，再通過(guò)引線鍵合將引線的焊球8焊在所述第二鋁墊3上，焊球8就能夠與所述第二鋁墊3充分接觸，緊固結(jié)合。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明僅以一個(gè)鋁墊為例進(jìn)行說(shuō)明，晶圓上的鋁墊都可以采用本發(fā)明進(jìn)行實(shí)施。設(shè)置第二鋁墊3后再做引線鍵合，由于新增的鋁墊的延展性、粘附性都比較好，封裝打線的焊球8能夠與第二鋁墊3形成很好的鍵合接觸，可靠性高，良率也高。請(qǐng)參閱圖4，一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，所述雙鋁墊結(jié)構(gòu)應(yīng)用于芯片封裝，且本發(fā)明的雙鋁墊結(jié)構(gòu)是在芯片切割之前完成的，在晶圓上設(shè)有第一鋁墊1，所述第一鋁墊I上方設(shè)有保護(hù)層2，且第一鋁墊I與保護(hù)層2形成一開(kāi)窗4，所述開(kāi)窗4的截面為倒梯形，該實(shí)現(xiàn)方法具體包括如下步驟:步驟1、通過(guò)金屬濺射方法在第一鋁墊I上鍍上一鋁層5，所述鋁層5的厚度根據(jù)需要設(shè)定，所述鋁層設(shè)有一凹槽31，所述凹槽31的截面為倒梯形；如圖4中的(a)所示；步驟2、在所述鋁層5上加一光阻層6，所述光阻層6厚度根據(jù)需要設(shè)定；所述光阻層6由第一光阻層61和第二光阻層62組成，所述第一光阻層61為需要保留的光阻層，所述第二光阻層62為不需要保留的光阻層；如圖4中的(b)所示；所述光阻是由樹(shù)脂、感光齊U、溶劑三種成分混合而成，具體方法是:將光阻滴到晶圓表面，然后高速旋轉(zhuǎn)晶圓，讓光阻在芯片表面鋪平，經(jīng)過(guò)烘烤使其變干，即形成光阻層；步驟3、在所述光阻層6上設(shè)置一光罩7,所述光罩7對(duì)應(yīng)于第一光阻61層的部分涂以黑色的掩蔽層，所述黑色的掩蔽層可以是。。。。所述光罩7對(duì)應(yīng)于第二光阻層的部分為透明；以一光源照射所述光阻層6，所述第一光阻層61不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所述第二光阻層62發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；如圖4中的(c)所示；需要說(shuō)明的是，所述光罩又稱掩膜板，掩膜板的基材一般為熔融石英，掩膜板上的掩蔽層由鉻和抗反射涂層組成，掩蔽層的形成是:先在基材上面濺射一層鉻，在鉻層上再涂布一層抗反射涂層；有被掩蔽層掩蔽到的位置，光透射不過(guò)去，這部分為需要保留下來(lái)，其余的是要去除的；步驟4、去除光罩7，將經(jīng)過(guò)光照的晶圓放入顯影液，所述第二光阻層62被顯影液洗掉，洗掉后，位于所述第二光阻層62下的鋁層5裸露出來(lái)；步驟5、通過(guò)蝕刻工藝將所述裸露出來(lái)的鋁層5蝕刻去，如圖4中的(d)所示；步驟6、用酸性液體將所述第一光阻層61去掉，所述酸性液體不與所述保護(hù)層2以及所述第一光阻層61下的鋁層5反應(yīng)，如圖4中的(e)所示；由于光阻層的主要成分是樹(shù)月旨，因此現(xiàn)有技術(shù)中，只要能將樹(shù)脂溶解的酸性液體都可應(yīng)用本發(fā)明，例如:硫酸，雙氧水，氨水和水的混合液體；步驟7、將所述第一光阻層61下的鋁層5與所述保護(hù)層2和第一鋁墊I緊密結(jié)合，將所述第一光阻層61下的鋁層5定義為第二鋁墊3，通過(guò)第二鋁墊3來(lái)擴(kuò)大焊接面積(現(xiàn)有技術(shù)中，焊接面積僅為開(kāi)窗底部的第一鋁墊，其開(kāi)窗兩邊均為保護(hù)層，焊球打到保護(hù)層上會(huì)碎裂)，再通過(guò)引線鍵合將引線的焊球8焊在所述第二鋁墊3上(請(qǐng)參閱圖3)，從而使引線的焊球8就能夠所述第二鋁墊3充分接觸，緊固結(jié)合，如圖4中的(f)所示。設(shè)置第二鋁墊3后再做引線鍵合，由于新增的鋁墊的延展性、粘附性都比較好，封裝打線的焊球8能夠與第二鋁墊3形成很好的鍵合接觸，可靠性高，良率也高。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明僅以一個(gè)鋁墊為例進(jìn)行說(shuō)明，晶圓上的鋁墊都可以采用本發(fā)明進(jìn)行實(shí)施。在開(kāi)窗大小不足的情況下，通過(guò)設(shè)置第二鋁墊擴(kuò)大鋁墊與引線焊球的接觸面積，即焊接面積，使引線的焊球能夠與鋁墊充分接觸，提高封裝打線的良率，減少損失，提高信號(hào)質(zhì)量，提升芯片的性能。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實(shí)施例只是說(shuō)明性的，而不是用于對(duì)本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括第一鋁墊、保護(hù)層、第二鋁墊，所述保護(hù)層設(shè)于所述第一鋁墊的上方，且形成一開(kāi)窗，所述開(kāi)窗的截面為倒梯形，所述第二鋁墊設(shè)有一凹槽，所述第二鋁墊設(shè)于所述開(kāi)窗內(nèi)，且與所述第一鋁墊和保護(hù)層緊密結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述凹槽開(kāi)口的寬度大于所述凹槽下底面寬度。
3.一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述雙鋁墊結(jié)構(gòu)應(yīng)用于芯片封裝，在晶圓上設(shè)置第一鋁墊，所述第一鋁墊上方設(shè)有保護(hù)層，且第一鋁墊與保護(hù)層形成一開(kāi)窗，所述開(kāi)窗的截面為倒梯形，該實(shí)現(xiàn)方法具體包括如下步驟: 步驟1、通過(guò)金屬濺射方法在第一鋁墊上鍍上一鋁層，所述鋁層的厚度根據(jù)需要設(shè)定，所述鋁層設(shè)有一凹槽，所述凹槽的截面為倒梯形； 步驟2、在所述鋁層上加一光阻層，所述光阻層厚度根據(jù)需要設(shè)定；所述光阻層由第一光阻層和第二光阻層組成，所述第一光阻層為需要保留的光阻層，所述第二光阻層為不需要保留的光阻層； 步驟3在所述光阻層上設(shè)置一光罩，所述光罩對(duì)應(yīng)于第一光阻層的部分涂以黑色的掩蔽層，所述光罩對(duì)應(yīng)于第二光阻層的部分為透明；以一光源照射所述光阻層，所述第一光阻層不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所述第二光阻層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 步驟4、去除所述光罩，將經(jīng)過(guò)光照的晶圓放入顯影液，所述第二光阻層被顯影液洗掉，洗掉后，位于所述第二光阻層下的鋁層裸露出來(lái)； 步驟5、通過(guò)蝕刻工藝將所述裸露出來(lái)的鋁層蝕刻去； 步驟6、用酸性液體將所述第一光阻層去掉，所述酸性液體不與所述保護(hù)層以及所述第一光阻層下的鋁層反應(yīng)； 步驟7、將所述第一光阻層下的鋁層與所述保護(hù)層和第一鋁墊緊密結(jié)合，將所述第一光阻層下的鋁層定義為第二鋁墊，通過(guò)第二鋁墊來(lái)擴(kuò)大焊接面積，再通過(guò)引線鍵合將引線的焊球焊在所述第二鋁墊上，從而使弓I線的焊球能夠與所述第二鋁墊緊固結(jié)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:所述步驟6中的酸性液體是:硫酸，雙氧水，氨水和水的混合液體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)，包括第一鋁墊、保護(hù)層、第二鋁墊，所述保護(hù)層設(shè)于所述第一鋁墊的上方，且形成一開(kāi)窗，所述開(kāi)窗的截面為倒梯形，所述第二鋁墊設(shè)有一凹槽，所述第二鋁墊設(shè)于所述開(kāi)窗內(nèi)，且與所述第一鋁墊和保護(hù)層緊密結(jié)合。本發(fā)明還提供了一種雙鋁墊結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，所述第二鋁墊是通過(guò)在已經(jīng)形成開(kāi)窗的保護(hù)層上鍍上一鋁層，再通過(guò)光刻、蝕刻工藝實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明在開(kāi)窗大小不足的情況下，通過(guò)設(shè)置第二鋁墊擴(kuò)大鋁金屬的面積，使引線的焊球能夠與鋁墊充分接觸，提高封裝打線的良率，減少損失，提高信號(hào)質(zhì)量，提升芯片的性能。
文檔編號(hào)H01L21/60GK103107155SQ20131003308
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者林良飛 申請(qǐng)人:福州瑞芯微電子有限公司