[发明专利]用于小间距PoP封装结构的焊球

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于小间距PoP封装结构的焊球，属于半导体封装技术领域。

背景技术

作为目前封装高密集成的主要方式，PoP（package on package，层叠封装）得到越来越多的重视。芯片的堆叠是提高电子封装高密化的主要途径之间，PoP设计已经在业界得到比较广泛的开发和应用。

现有技术中，一般采用锡球互连的PoP解决方案，这种结构在坍塌、位移（shift）等方面存在一定难度和不足，同时需要切割、钻孔等进行两层锡球堆叠，工艺复杂、成本较高。而采用铜核球可以有效解决坍塌、位移等工艺问题，铜核球包括铜核球，在铜核球表面镀锡、镍等。但目前还没有铜核球/柱的相关报道，因此也没有具体的铜核球/柱的制备工艺出现。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于小间距PoP封装结构的焊球，解决PoP封装堆叠互连的坍塌、偏移问题，并且可以有效减小植球间距。

按照本发明提供的技术方案，所述用于小间距PoP封装结构的焊球，其特征是：包括铜核/柱，在铜核/柱表面镀覆第一镀层，在第一镀层的表面镀覆第二镀层合金钎料层。

进一步的，所述第一镀层为镍层。

进一步的，所述第二镀层为合金钎料层。

进一步的，所述铜核/柱为椭球形、矩形柱形、圆柱形或圆角矩形柱形。

进一步的，所述焊球为椭球形、矩形柱形、圆柱形或圆角矩形柱形。

进一步的，所述第一镀层采用化学法或物理法镀覆获得。

进一步的，所述第二镀层采用真空蒸镀或溅射镀获得。

进一步的，所述第一镀层采用为磁性或非磁性镀层。

进一步的，所述第二镀层采用有铅钎料或无铅钎料。

进一步的，所述第一镀层的厚度为2～50μm，第二镀层的厚度为2～50μm。

本发明所述用于小间距PoP封装结构的焊球，解决了PoP封装堆叠互连的坍塌、偏移问题，并且可以有效减小植球间距，适应电子封装的高度I/O发展需求。

附图说明

图1a为本发明所述焊球的第一种实施的示意图。

图1b为本发明所述焊球的第二种实施的示意图。

图1c为本发明所述焊球的第三种实施的示意图。

图2a为本发明所述镀镍铜核/柱的第一种实施的示意图。

图2b为本发明所述镀镍铜核/柱的第二种实施的示意图。

图2c为本发明所述镀镍铜核/柱的第三种实施的示意图。

图3a为所述焊球用于PoP封装结构的第一种实施例的示意图。

图3b为所述焊球用于PoP封装结构的第二种实施例的示意图。

图3c为所述焊球用于PoP封装结构的第三种实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1a～图1c所示：所述用于小间距PoP封装结构的焊球包括铜核/柱1，铜核/柱1为椭球形、矩形柱形、圆柱形或圆角矩形柱形，在铜核/柱1表面镀覆第一镀层2，在第一镀层2的表面镀覆第二镀3层，第一镀层2采用镍层，第二镀层3采用合金钎料层（如SAC合金钎料）；所述第一镀层2的厚度为2～50μm，第二镀层3的厚度为2～50μm，第一镀层2和第二镀层层3的厚度与铜核/柱1的尺寸、质量有关；所述焊球为椭球形（如图1a所示）、矩形柱形（如图1b所示）、圆柱形或圆角矩形柱形（如图1c所示）。

如图3a～图3c所示，将本发明所述的焊球用于PoP封装结构，可以解决PoP封装堆叠互连的坍塌、偏移问题，并且可以有效减小植球间距。其中，图3a中，采用椭球形焊球，包裹的铜核球1形状为椭圆球形；图3b中，采用椭球形焊球，包裹的铜核/柱1为矩形柱形；图3c中，采用圆角矩形柱形焊球，包裹的铜核球为矩形柱形；

所述第一镀层采用为磁性或非磁性镀层；所述镍层为磁性时，镍层厚度根据铜核柱尺寸、质量、磁感强度等参数进行设计。

所述焊球的制备方法，包括以下步骤：

（1）将一定量的去离子水加入反应容器内，将一定配比的镀镍主盐置于反应容器内连续搅拌均匀，至镀镍主盐溶液完全溶解；添加pH值调节剂，使镀镍主盐溶液pH值达到8以上；

（2）将铜核球1置于镀镍主盐溶液内，连续搅拌；再将还原剂溶液加入反应容器内连续搅拌；补充还原剂及pH值调节剂，使镀镍反应的pH值维持在8以上；直至镀镍主盐溶液澄清，镀覆反应结束；取出铜核球，清洗、干燥，得到表面镀覆一层镍层的铜核/柱（如图2a～图2c所示）；