[发明专利]用于底部填充控制的平坦化凸块

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体地，涉及用于底部填充控制的平坦化凸块。

背景技术

现代电路的制造通常包括若干步骤。首先，在半导体晶圆上建造集成电路，该半导体晶圆包含多个完全一样的半导体芯片，每个半导体芯片都包括集成电路。随后从所述晶圆上锯切(或切下)该半导体芯片并对其封装。该封装工艺具有两个主要目的：保护易碎的半导体芯片以及使内部集成电路连接外部连接。

在封装工艺中，使用倒装焊接将半导体管芯(或芯片)安装在封装元件上。裂缝在半导体管芯和封装元件之间的间隙实施底部填充物以防止焊料凸块或焊球内形成裂缝，其中裂缝通常是由热应力造成的。底部填充物还可减少在电介质界面的分层。所述封装元件是包括金属连接件的插入件，金属连接件用于为相对侧之间的电信号提供路径。所述管芯通过直接金属接合、焊料接合等接合至所述插入件。所述封装元件还可以是其他类型的衬底。在管芯封装中仍存在许多挑战。

发明内容

为解决现有技术所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种芯片封装件，包括：

在所述芯片封装件的第一芯片和衬底之间的多个凸块结构，以及

在所述多个凸块结构中的一个靠近所述第一芯片中心的凸块结构中的焊料层厚于在所述多个凸块结构中的另一个靠近所述第一芯片边缘的凸块结构中的焊料层。

在可选实施方式中，所述多个凸块结构中的每一个都包括铜层和金属层，其中所述金属层位于所述铜层和所述焊料层之间。

在可选实施方式中，所述衬底是插入件。

在可选实施方式中，第二芯片通过另一多个凸块结构接合所述衬底，并且其中所述第一芯片和所述衬底之间的第一间距与所述第二芯片与所述衬底之间的第二间距大致相同。

在可选实施方式中，在所述第一芯片和所述衬底之间存在第一底部填充物，并且在所述第二芯片和所述衬底之间存在第二底部填充物，并且其中所述第一底部填充物和所述第二底部填充物具有大约相同的体积。

在可选实施方式中，所述多个凸块结构中的铜层的宽度等于或小于大约30μm。

在可选实施方式中，所述多个凸块结构为铜柱结构。

根据本发明的另一方面，还提供了一种衬底，包括：

多个凸块结构，所述多个凸块结构中的每一个都包括：焊料层，铜层，金属层，其中所述金属层位于所述焊料层和所述铜层之间；

其中所述多个凸块结构中的一个靠近所述衬底中心的凸块结构中的焊料层厚于所述多个凸块结构中的另一个靠近所述衬底边缘的凸块结构的焊料层。

在可选实施方式中，每个焊料层被平坦化并且所述多个凸块结构的高度大致相同。

在可选实施方式中，所述焊料层的表面粗糙度在大约3nm至大约9nm的范围内。

在可选实施方式中，所述多个凸块结构是铜柱凸块。

在可选实施方式中，所述衬底为插入件并且具有硅通孔。

在可选实施方式中，所述衬底为半导体芯片并且具有集成电路。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种在衬底上形成多个凸块结构的方法，包括：

在所述衬底上形成凸块下金属(UBM)层，其中所述UBM层与所述衬底上的金属垫接触；

在所述UBM层之上形成光刻胶层，其中所述光刻胶层限定用于形成多个凸块结构的多个开口；

在每一所述开口内电镀多层，其中金属层为多个所述凸块结构中的一部分；以及

在电镀所述金属层后平坦化所述多个凸块结构至相对于所述衬底表面的目标高度。

在可选实施方式中，所述多层包括铜层、金属层和焊料层，其中所述金属层位于所述铜层和所述焊料层之间，并且所述铜层与所述UBM层接触。

根据本发明的又一方面，还提供了一种形成芯片封装件的方法，包括：

提供具有第一多个凸块结构的第一芯片，其中所述第一多个凸块结构被平坦化至第一高度；

提供具有第二多个凸块结构的衬底，其中所述第二多个凸块结构被平坦化至第二高度；以及

将所述第一多个凸块结构和所述第二多个凸块结构接合在一起，其中所述第一芯片和所述衬底之间的间距为一值。

在可选实施方式中，所述方法进一步包括用底部填充物材料底部填充所述第一芯片和所述衬底之间的间隔。

在可选实施方式中，所述方法进一步包括：