CN106783537A - 一种去除晶圆表面焊料的方法 - Google Patents

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李桂花
仝金雨
刘君芳
郭伟
李品欢
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Abstract

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种去除晶圆表面焊料的方法，包括：步骤S1、提供一包括至少一个裸晶单元的晶圆，所述晶圆表面设置有连接所述裸晶单元内器件的绑定焊盘，所述绑定焊盘上焊接有预定形状的焊料；步骤S2、提供一浓硝酸与浓盐酸的混合溶液，将所述晶圆于所述混合溶液中；步骤S3、经过预定时间后取出所述晶圆。本发明方法去除晶圆表面焊料过程简单，并且能够在不影响芯片性能及观察效果的情况下完全去除一种去除晶圆表面焊料的方法。

Description

一种去除晶圆表面焊料的方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种去除晶圆表面焊料的方法。
背景技术
晶圆级晶片封装是对整片晶圆进行封装测试后再切割得到单个成品芯片的封装技术，由于晶圆级晶片封装技术在封装后获得芯片的体积，与现有的先切割后封装的封装技术，通过切割获得封装前的裸芯片尺寸几乎相同，能大幅降低封装后的芯片尺寸，因此受到业界推崇。
晶圆级晶片封装所用到的焊料就在芯片的上方。在做失效分析时，要先将焊料去除。目前，实验室大多使用的是机械研磨方法来去除焊料，但是由于焊料与周边材质的不一致，很难保证样品研磨的均匀性。
发明内容
鉴于上述技术问题，本发明旨在提供一种在不影响芯片性能及观察效果的情况下能够完全去除晶圆表面焊料的方法。
本发明解决上述技术问题的主要技术方案为：
一种去除晶圆表面焊料的方法，其中，包括以下步骤：
步骤S1、提供一包括至少一个裸晶单元的晶圆，所述晶圆表面设置有连接所述裸晶单元内器件的绑定焊盘，所述绑定焊盘上焊接有预定形状的焊料；
步骤S2、提供一浓硝酸与浓盐酸的混合溶液，将所述晶圆浸泡于所述混合溶液中；
步骤S3、经过预定时间后取出所述晶圆。
优选的，所述混合溶液中的浓硝酸与浓盐酸的体积比为1:1～10:1。
优选的，所述混合溶液中的浓硝酸与浓盐酸的体积比为5：1。
优选的，所述浓硝酸的浓度为70％。
优选的，所述浓盐酸的浓度为36％。
优选的，所述预定时间为3分钟～20分钟。
优选的，所述预定时间为10分钟。
优选的，所述预定形状为球形。
优选的，所述焊料通过回流焊工艺焊接于所述绑定焊盘上。
优选的，所述晶圆表面除所述绑定焊盘外的其他区域设置有钝化层。
优选的，所述钝化层上覆盖有聚合物层。
优选的，所述聚合物层为聚酰亚胺薄膜。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明提出一种去除晶圆表面焊料的方法，去除过程简单，并且能够在不影响芯片性能及观察效果的情况下完全去除晶圆表面焊料。
附图说明
参考所附附图，以更加充分地描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明去除晶圆表面焊料的方法流程图；
图2为本发明一个优选的实施例的封装后的晶圆结构图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。当然除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提出一种去除晶圆表面焊料的方法，去除过程简单，并且能够在不影响芯片性能及观察效果的情况下完全去除一种去除晶圆表面焊料的方法。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，显然，所描述的实例仅仅是本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明汇总的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有实例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实例及实例中的特征可以相互自由组合。
图1为本发明去除晶圆表面焊料的方法流程图，图2为本发明一个优选的实施例的封装后的晶圆结构图，如图所示，在一个优选的实施例中，提供一种去除晶圆表面焊料的方法，其中，包括以下步骤：
步骤S1、提供一包括至少一个裸晶单元5的晶圆，晶圆表面设置有连接裸晶单元5内器件的绑定焊盘2，绑定焊盘2上焊接有预定形状的焊料1；
步骤S2、提供一浓硝酸与浓盐酸的混合溶液，将晶圆浸泡于混合溶液中；
步骤S3、经过预定时间后取出晶圆。
上述技术方案，通过浓硝酸将焊料1氧化，同时通过浓盐酸将该氧化物溶解，从而在不影响芯片性能及观察效果的情况下完全去除晶圆表面焊料1。通常，焊接芯片的焊料主材为锡，锡与浓硝酸反应后形成β-锡酸(二氧化锡的水合物)沉淀，其反应公式为：
Sn+4HNO3(浓)＝H2SnO3↓+4NO2↑+H2O
该反应同时释放出热量使浓盐酸被加热，从而使不溶于浓盐酸的β-锡酸被溶解，同时还有部分锡直接与浓盐酸反应形成氯化亚锡，其反应公式为：
Sn+2HCl＝SnCl2+H2↑
由于氯化亚锡本身可溶于水和浓盐酸，而浓硝酸与锡反应后会产生水，因此经过上述混合溶液浸泡的晶圆可使焊料被混合溶液溶解，从而起到去除焊料的作用。
在上述技术方案中，混合溶液中的浓硝酸与浓盐酸的体积比可选范围为1:1～10:1。在一个优选的实施例中，混合溶液中的浓硝酸与浓盐酸的体积比为5：1。
上述技术方案，若浓盐酸比例太低，形成的氧化物未能及时溶解，会阻碍进一步的反应；若浓硝酸比例太低，会使浓硝酸的氧化焊料1的能力不够；因此通过多次配比试验，得到混合溶液中的浓硝酸与浓盐酸的体积比为5：1时，晶圆表面焊料1可完全溶解且不会影响芯片的性能及观察效果，上述比例可依据芯片大小和/或溶液总量做出相应的适应性调整。
在一个优选的实施例中，浓硝酸的浓度为70％。
上述技术方案，为了保证焊料1与浓硝酸充分反应，需要浓度较高的氧化剂，同时，浓度较高的浓硝酸可保证反应过程中产生足够的热量，起到加热浓盐酸的作用，并且将浓硝酸的浓度限定在70％，可防止晶圆表面被强酸腐蚀。
在一个优选的实施例中，浓盐酸的浓度为36％。
上述技术方案，混合溶液中加入浓盐酸，不仅能与浓硝酸和焊料1反应生成的氧化物反应，去除附着在芯片表面的β-锡酸沉淀，还可以与焊料1进行反应生成的溶于水和浓盐酸的氯化亚锡，达到在不影响芯片性能和观察效果的情况下完全去除晶圆表面焊料1的目的。
在上述技术方案中，预定时间的可选范围为3分钟～20分钟。在一个优选的实施例中，预定时间为10分钟。
上述技术方案，浓硝酸和浓盐酸相互之间不发生化学反应，能够相互配合，将待去除表面焊料1的晶圆直接浸泡至浓硝酸和浓盐酸的混合溶液中，上述浸泡时间可依据晶圆大小做出相应的适应性调整，使得晶圆表面焊料1与混合溶液充分的进行反应，达到完全去除晶圆表面焊料1的目的。
在一个优选的实施例中，预定形状为球形。作为其他可选的实施方式，焊料1也可以是圆柱体，立方体等形状。
上述技术方案，球形的焊料1例如可以使用在BGA(Ball Grid Array球栅阵列)型封装结构中。如使用圆柱体或者立方体形状的焊料1，只需相应的修改绑定焊盘2的形状。
在一个优选的实施例中，焊料1可通过回流焊工艺焊接于绑定焊盘2上。
上述技术方案，可先通过匹配的钢网将焊料1定位于晶圆表面对应绑定焊盘的位置上，然后通过回流焊设备加热，使焊料1部分融化后与对应的绑定焊盘之间形成焊接。
在一个优选的实施例中，晶圆表面除绑定焊盘2外的其他区域设置有钝化层4。
上述技术方案，焊料1位于芯片的绑定焊盘2上方其余芯片部分均覆盖一层钝化层4，以防止裸晶单元5的金属互联层(图示未标出)被氧化腐蚀。
上述技术方案中，钝化层4上覆盖有聚合物层3。在一个优选的实施例中，聚合物层3为聚酰亚胺薄膜。
在该优选的实施例中，钝化层4上覆盖有聚酰亚胺薄膜3，聚酰亚胺仅溶于浓度90％以上的发烟硝酸，并不溶于浓度低于90％的浓硝酸，因此聚酰亚胺薄膜3可保障晶圆浸泡于混合溶液内去除晶圆表面焊料1的过程中，芯片的性能不受影响。
综上所述，上述技术方案去除晶圆表面焊料过程简单，并且能够在不影响芯片性能及观察效果的情况下完全去除晶圆表面的焊料。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单的修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、提供一包括至少一个裸晶单元的晶圆，所述晶圆表面设置有连接所述裸晶单元内器件的绑定焊盘，所述绑定焊盘上焊接有预定形状的焊料；
步骤S2、提供一浓硝酸与浓盐酸的混合溶液，将所述晶圆浸泡于所述混合溶液中；
步骤S3、经过预定时间后取出所述晶圆。
2.如权利要求1所述的去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，所述混合溶液中的浓硝酸与浓盐酸的体积比为1:1～10:1。
3.如权利要求2所述的去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，所述混合溶液中的浓硝酸与浓盐酸的体积比为5:1。
4.如权利要求2所述的去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，所述浓硝酸的浓度为70％。
5.如权利要求2所述的去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，所述浓盐酸的浓度为36％。
6.如权利要求1所述的去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，所述预定时间为3分钟～20分钟。
7.如权利要求6所述的去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，所述预定时间为10分钟。
8.如权利要求1所述的去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，所述预定形状为球形。
9.如权利要求8所述的去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，所述焊料通过回流焊工艺焊接于所述绑定焊盘上。
10.如权利要求1所述的去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，所述晶圆表面除所述绑定焊盘外的其他区域设置有钝化层。
11.如权利要求10所述的去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，所述钝化层上覆盖有聚合物层。
12.如权利要求11所述的去除晶圆表面焊料的方法，其特征在于，所述聚合物层为聚酰亚胺薄膜。
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