CN108305839A - 植球工艺和封装工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种植球工艺和封装工艺，所述植球工艺包括：提供一基板片，所述基板片包括多个基板单元，每个所述基板单元上设置有一个开口，所述开口用于实现所述基板单元的电性引出；在相邻的所述开口之间设置阻挡物；分别将焊球植入于各个所述开口中；去除所述阻挡物。本发明通过物理隔离的方法，通过在植入焊球的步骤之前，在相邻的所述开口之间设置了阻挡物，可以防止焊球形成“桥接”现象，使得封装工艺中的植球工艺窗口更大，适用于更精细的工艺，提高植球工艺的质量以及封装工艺的成品良率，降低生产成本。

Description

植球工艺和封装工艺
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造工艺，特别涉及一种植球工艺和封装工艺。
背景技术
因倒装工艺(Flip-chip technology)具有成本低、封装尺寸小等优点，其在半导体集成电路制造工艺中使用越来越多。倒装工艺的I/O(输入/输出)引出端分布于整个基板片的表面，因此，随着器件尺寸的缩小、封装密度的不断提高，需要在所述基板片的表面布局更多的I/O引出端，就需要缩小焊球的尺寸和缩小焊球间的距离，当焊球间的距离越来越小时，非常容易出现焊球与焊球“桥接”的现象，对器件产生一系列不良影响，如存在后续破片的风险；在封装出货时，需要手动将“桥接”在一起的焊球推掉等，这些不良影响不仅使封装工艺的成品良率降低，而且拉长出货周期，提高了封装成本。
请参阅图1，在一晶圆10上设置有一导电层11，所述导电层11上设置有一保护层12，其中所述保护层12在相应位置设置有多个开口，以露出所述导电层11，所述开口用于后续焊球的植入，所述晶圆10、导电层11和保护层12形成一基板片；然后，在所述基板片上植入焊球14，其中，在植入焊球14之前，还包括涂布助焊剂13的过程，两个相邻的焊球14之间容易发生桥接形成了不良焊球14′(特别是在对所述焊球14进行回焊作业时)，在所述基板片上植入焊球14以及回焊作业等工艺成为植球工艺。
因此，针对上述技术问题，有必要对植球工艺以及封装工艺进行改进，以防止焊球出现“桥接”的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种克服上述现象的植球工艺以及封装工艺，以提高植球工艺的质量，防止焊球间出现“桥接”现象，提高封装工艺的成品良率，降低封装成本。
为解决上述技术问题及相关问题，本发明提供的植球工艺，包括：
提供一基板片，所述基板片包括多个基板单元，每个所述基板单元上设置有一个开口，所述开口用于实现所述基板单元的电性引出；
在相邻的所述开口之间设置阻挡物；
分别将焊球植入于各个所述开口中；
去除所述阻挡物。
可选的，在所述的植球工艺中，所述阻挡物为阻隔胶。
可选的，在所述的植球工艺中，所述阻隔胶为光阻胶。
进一步的，在所述的植球工艺中，在相邻的所述开口之间设置阻挡物的步骤包括通过一第一网板在相邻的所述开口之间涂覆所述阻挡物。
可选的，在所述的植球工艺中，所述第一网板具有多个第一开孔，所述第一开孔正对相邻所述开口之间的位置，通过所述第一开孔涂覆所述阻挡物。
进一步的，在所述的植球工艺中，在涂覆完所述阻挡物后，静置1分钟至10分钟，待所述阻挡物固化后，再分别将所述焊球植入于各个所述开口中。
进一步的，在所述的植球工艺中，去除所述阻挡物的方法包括：通过清洗方式去除所述阻挡物。
可选的，在所述的植球工艺中，所述阻挡物为阻隔模具，所述阻隔模具具有与所述开口对应的通孔。
进一步的，在所述的植球工艺中，在相邻的所述开口之间设置阻挡物的步骤包括：在所述基板片上贴上所述阻隔模具，所述通孔露出所述开口。
可选的，在所述的植球工艺中，所述阻隔模具为网格状。
进一步的，在所述的植球工艺中，去除所述阻挡物的方法包括：直接取下所述阻隔模具。
进一步的，在相邻的所述开口之间设置阻挡物的步骤和在分别将所述焊球植入于各个所述开口中的步骤之间，还包括：涂布助焊剂于各个所述开口的底部。
可选的，在所述的植球工艺中，通过一具有第二开孔的第二网板在所述开口的底部涂布所述助焊剂，所述第二开孔正对所述开口。
进一步的，在所述的植球工艺中，植入的所述焊球位于所述助焊剂上。
可选的，在所述的植球工艺中，通过一具有第三开孔的第三网板将所述焊球植入于各个所述开口中，所述第三开孔正对所述开口。
进一步的，在分别将所述焊球植入于各个所述开口中的步骤和在去除所述阻挡物的步骤之间，还包括：通过一设定温度对所述焊球进行回焊作业。
可选的，所述基板片包括一晶圆、一位于所述晶圆上的导电层和一位于所述导电层上的保护层，所述开口贯穿所述保护层且露出至少部分所述导电层。
可选的，所述基板片为覆晶基板片、球栅阵列基板片或开窗型球栅阵列基板片。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种封装工艺，所述封装工艺包括上述植球工艺的步骤。
可选的，所述封装工艺为倒装工艺。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的植球工艺通过提供一设置有多个用于实现电性引出(外部电连接)的开口的基板片，在相邻的所述开口之间设置阻挡物；然后在所述开口中植入焊球；最后再去除所述阻挡物。本发明通过物理隔离的方法，在植入所述焊球的步骤之前，在相邻的所述开口之间设置了阻挡物，可以有效防止焊球在后续作业中发生“桥接”现象，特别是可以防止在回焊作业中焊球液化扩散与相邻的焊球形成“桥接”现象，使得封装工艺中的植球工艺窗口更大，适用于更精细的工艺，提高植球工艺的质量以及封装工艺的成品良率，降低生产成本。
进一步的，所述阻挡物为光阻胶，所述光阻胶不仅能够有效的阻挡相邻的焊球之间“桥接”，而且所述光阻胶容易去除，整个操作简易方便。另外，所述阻挡物还可以为阻隔模具，所述阻隔模具具有与所述开口对应的通孔，所述阻隔模具不仅可以有效防止焊球间的“桥接”，在去除所述阻隔模具时只需要直接取下即可，还可以重复利用，更加节约成本。
附图说明
图1为传统的植球工艺对应的结构示意图；
图2为本发明实施例中所述植球工艺的工艺流程图；
图3至图9为本发明一实施例中的植球工艺中各步骤对应的结构示意图；
图10至图12为本发明另一实施例中的植球工艺相应步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合流程图和示意图对本发明的植球工艺和封装工艺进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于，本发明提供一种植球工艺，如图2所示，所述植球工艺包括如下步骤：
S1、提供一基板片，所述基板片上包括多个基板单元，每个所述基板单元上设置有一个开口，所述开口用于实现所述基板单元的电性引出；
S2、在相邻的所述开口之间设置阻挡物；
S3、分别将焊球植入于各个所述开口中；
S4、去除所述阻挡物。
相应的，根据本发明的另一面，本发明还提供一种封装工艺，所述封装工艺包括上述植球工艺的步骤。
本发明的植球工艺通过提供一设置有多个用于实现外部电连接的开口的基板片，在相邻的所述开口之间设置阻挡物；然后在所述开口中植入焊球；最后再去除所述阻挡物。本发明通过物理隔离的方法，在植入所述焊球的步骤之前，在相邻的所述开口之间设置了阻挡物，可以有效防止焊球在后续作业中发生“桥接”现象，使得封装工艺中的植球工艺窗口更大，适用于更精细的工艺，提高植球工艺的质量以及封装工艺的成品良率，降低生产成本。
以下列举所述植球工艺和封装工艺的实施例，以下所述封装工艺以倒装工艺为例，以清楚说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。
请参阅图2至图9，其中图2示出了本发明实施例中植球工艺的工艺流程图，图2至图9示出了一实施例中所述植球工艺中各个步骤对应的结构示意图。
首先，请参阅图2，执行步骤S1，提供一基板片，所述基板片包括多个基板单元，每个所述基板单元上设置有一个开口，所述开口用于实现所述基板单元的电性引出(外部电连接)。请参阅图3和图4，图3为所述基板片的俯视图，图4为图3中沿x1x2的剖面结构图，所述基板片包括多个基板单元，如所述基板片包括第一基板单元A1、第二基板单元A2和第三基板单元A3，所述基板片包括一晶圆20、一位于所述晶圆20上的导电层21、以及一位于所述导层21上的保护层22，所述开口贯穿所述保护层22且露出至少部分所述导电层21，如所述第一基板单元A1上设置开口a1，第二基板单元A2上设置开口a2，第三基板单元A3上设置开口a3。可选的，所述基板片可以为覆晶基板片、球栅阵列基板片或开窗型球栅阵列基板片等，所述基板片是通过半导体前端工艺和后端工艺共同完成的，是本领域普通技术人员所知晓的，在此不做详细介绍，完成所述基板片的制作后便进入相应的封装工艺。
接着，执行步骤S2，在相邻的所述开口之间设置阻挡物。在一实施例中，所述阻挡物可以为阻隔胶，优选的，所述阻隔胶为光阻胶，因所述光阻胶在半导体工艺制程中使用频率较高，且不会产生其他负面影响。本实施例中，在相邻的所述开口之间设置阻挡物的步骤包括：如图5所示，首先，需要制定一第一网板23，所述第一网板23具有特定的多个第一开孔230，将多个所述第一开孔230对准所述保护层22(即所述第一开孔230正对相邻所述开口之间的位置)，通过所述第一开孔230涂覆所述光阻胶24，使得在相邻的所述开口之间形成所述光阻胶24，为了使所述光阻胶24的阻挡隔离效果更好，通常需要在涂覆完成所述光阻胶24后静置几分钟(如1分钟至10分钟)，待所述光阻胶24固化后再继续后续工艺。
接着，执行步骤S3，分别将焊球植入于各个所述开口中。详细的，如图6至图8所示，在植入所述焊球的步骤之前，会先涂布助焊剂，以便于固定所述焊球。如图6所示，通过第二网板25涂布助焊剂26，较佳的，所述第二网板25具有特定的第二开孔250，所述第二开孔250正对所述开口的位置，将所述助焊剂26从所述第二开孔250涂布在所述开口的底部；然后，如图7所示，进行植入焊球的步骤，较佳的，通过第三网板27植入焊球28，所述第三网板27具有特定的第三开孔270，同样的，所述第三开孔270对准所述开口的位置，将所述焊球28通过所述第三开孔270植入于所述助焊剂26上。通常，在植入焊球28完成后，将如图7所示的结构去掉所述第三网板27，为了使所述焊球28能够更加稳固在所述开口中，为了促进所述焊球28和助焊剂26的衔接，会对所述焊球28通过一设定温度(如设定温度可以为220摄氏度)进行回焊作业，使所述焊球28高温液化。如图8所示，因为所述焊球28之间有所述光阻胶24的隔离，所以，在回焊作业中，相邻的焊球28不会因为液化而形成“桥接”现象，所述光阻胶24有效防止焊球28“桥接”。
最后，执行步骤S4，去除所述阻挡物。本实施例中，所述阻挡物为光阻胶24，因此，可以采用简易的清洗方式便可以将所述光阻胶24去除掉，得到如图9所示的结构图。本实施例采用光阻胶24作为阻挡物，不仅能够有效的阻挡相邻的焊球28之间“桥接”，而且所述光阻胶24容易去除，整个操作简易方便。
综上，通过该实施例的植球工艺的封装工艺的成品良率高，封装成本低。
本发明的一实施例如上所述，但本发明并不限于上述公开的范围，例如，请参阅图10至图12，其中，在图10至图12中，参考标号表示与图3至图9相同的表述与一实施方式相同的结构。另一实施例的植球工艺与所述一实施例的植球工艺基本相同，其区别在于：步骤S2和步骤S4的具体实施方式不同。在另一实施例中，执行步骤S2时，在相邻的所述开口之间设置阻挡物，所述阻挡物为阻隔模具3，所述阻隔模具3具有与所述开口对应的通孔30，如图10所示，具体的：首先，预定特制的阻隔模具3，所述阻隔模具3的具体结构及所述通孔30的结构需参照所述基板片的结构，所述通孔30露出所述基板片上的所述开口，如所述阻隔模具3为网格状；然后，将所述阻隔模具3直接贴在所述基板片上，如图11所示的俯视图，其沿x1x2方向上的剖面结构图如图12所示，即在相邻的所述开口之间有相应的阻挡物，所述阻挡物为阻隔模具3。然后进行常规的植球工艺(即一实施例的步骤S3)，当执行到步骤S4时，只需要直接取下所述阻隔模具3即可，取下所述阻隔模具3即去除所述阻挡物。所述阻隔模具3不仅可以有效防止焊球间的“桥接”，在去除所述阻隔模具3时只需要直接取下即可，所述阻隔模具3还可以重复利用，更加节约成本。
综上，通过另一实施例的植球工艺的封装工艺的成品良率也高，并且封装成本更低。
综上，本发明的植球工艺通过提供一设置有多个用于实现电性引出(外部电连接)的开口的基板片，在相邻的所述开口之间设置阻挡物；然后在所述开口中植入焊球；最后再去除所述阻挡物。本发明通过物理隔离的方法，在植入所述焊球的步骤之前，在相邻的所述开口之间设置了阻挡物，可以有效防止焊球在后续作业中发生“桥接”现象，特别是可以防止在回焊作业中焊球液化扩散与相邻的焊球形成“桥接”现象，使得封装工艺中的植球工艺窗口更大，适用于更精细的工艺，提高植球工艺的质量以及封装工艺的成品良率，降低生产成本。
进一步的，所述阻挡物为光阻胶，所述光阻胶不仅能够有效的阻挡相邻的焊球之间“桥接”，而且所述光阻胶容易去除，整个操作简易方便。另外，所述阻挡物还可以为阻隔模具，所述阻隔模具具有与所述开口对应的通孔，所述阻隔模具不仅可以有效防止焊球间的“桥接”，在去除所述阻隔模具时只需要直接取下即可，还可以重复利用，更加节约成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种植球工艺，其特征在于，包括：
提供一基板片，所述基板片包括多个基板单元，每个所述基板单元上设置有一个开口，所述开口用于实现所述基板单元的电性引出；
在相邻的所述开口之间设置阻挡物；
分别将焊球植入于各个所述开口中；
去除所述阻挡物。
2.如权利要求1所述的植球工艺，其特征在于，所述阻挡物为阻隔胶。
3.如权利要求2所述的植球工艺，其特征在于，所述阻隔胶为光阻胶。
4.如权利要求2所述的植球工艺，其特征在于，在相邻的所述开口之间设置阻挡物的步骤包括：通过一第一网板在相邻的所述开口之间涂覆所述阻挡物。
5.如权利要求4所述的植球工艺，其特征在于，所述第一网板具有多个第一开孔，所述第一开孔正对相邻所述开口之间的位置，通过所述第一开孔涂覆所述阻挡物。
6.如权利要求4所述的植球工艺，其特征在于，在涂覆完所述阻挡物后，静置1分钟至10分钟，待所述阻挡物固化后，再分别将所述焊球植入于各个所述开口中。
7.如权利要求4所述的植球工艺，其特征在于，去除所述阻挡物的方法包括：通过清洗方式去除所述阻挡物。
8.如权利要求1所述的植球工艺，其特征在于，所述阻挡物为阻隔模具，所述阻隔模具具有与所述开口对应的通孔。
9.如权利要求8所述的植球工艺，其特征在于，在相邻的所述开口之间设置阻挡物的步骤包括：在所述基板片上贴上所述阻隔模具，所述通孔露出所述开口。
10.如权利要求8所述的植球工艺，其特征在于，所述阻隔模具为网格状。
11.如权利要求8所述的植球工艺，其特征在于，去除所述阻挡物的方法包括：直接取下所述阻隔模具。
12.如权利要求1至11任意一项所述的植球工艺，其特征在于，在相邻的所述开口之间设置阻挡物的步骤和在分别将所述焊球植入于各个所述开口中的步骤之间，还包括：涂布助焊剂于各个所述开口的底部。
13.如权利要求12所述的植球工艺，其特征在于，通过一具有第二开孔的第二网板在所述开口的底部涂布所述助焊剂，所述第二开孔正对所述开口。
14.如权利要求13所述的植球工艺，其特征在于，植入的所述焊球位于所述助焊剂上。
15.如权利要求1至11任意一项所述的植球工艺，其特征在于，通过一具有第三开孔的第三网板将所述焊球植入于各个所述开口中，所述第三开孔正对所述开口。
16.如权利要求1至11任意一项所述的植球工艺，其特征在于，在分别将所述焊球植入于各个所述开口中的步骤和在去除所述阻挡物的步骤之间，还包括：通过一设定温度对所述焊球进行回焊作业。
17.如权利要求1至11任意一项所述的植球工艺，其特征在于，所述基板片包括一晶圆、一位于所述晶圆上的导电层和一位于所述导电层上的保护层，所述开口贯穿所述保护层且露出至少部分所述导电层。
18.如权利要求1至11任意一项所述的植球工艺，其特征在于，所述基板片为覆晶基板片、球栅阵列基板片或开窗型球栅阵列基板片。
19.一种封装工艺，其特征在于，所述封装工艺包括如权利要求1至18任意一项所述的植球工艺的步骤。
20.如权利要求19所述的封装工艺，其特征在于，所述封装工艺为倒装工艺。
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