CN107881534A - 一种具备金属电极的器件与基板的互连方法 - Google Patents

一种具备金属电极的器件与基板的互连方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107881534A
CN107881534A CN201711101089.0A CN201711101089A CN107881534A CN 107881534 A CN107881534 A CN 107881534A CN 201711101089 A CN201711101089 A CN 201711101089A CN 107881534 A CN107881534 A CN 107881534A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
metal
metal electrode
electrode
plating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711101089.0A
Other languages
English (en)
Inventor
赖志文
黎兆早
翟永刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou East Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangzhou East Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou East Electronic Technology Co Ltd filed Critical Guangzhou East Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201711101089.0A priority Critical patent/CN107881534A/zh
Publication of CN107881534A publication Critical patent/CN107881534A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明的涉及一种具备金属电极的器件与基板的互连方法，使用电镀的方式，以覆盖金属导电线路的基板为阴极，以电镀金属为阳极，对固定在该基板上的具有金属电极的器件进行电镀金属填充，直至该基板上电极与对应器件上的电极完成金属互连，采用本发明的方法能够对金属电极的器件进行更优秀的焊接固定，并同时获得性能更优异的热电通道，尤其适用于小尺寸大功率器件。

Description

一种具备金属电极的器件与基板的互连方法
技术领域
本发明涉及电子器件及组件的制造，具体涉及一种器件与基板的互连方法。
背景技术
在传统电子器件金属电极互连的工艺中，通常使用银浆高温固化或者锡膏回流焊接或者合金共晶焊接，每种焊接方式都有其特点。
银浆焊接：工艺简单、稳定，但是其银浆内含有树脂类有机胶体，造成高温下炭化及导热率较低的结果，无法应用于大功率器件上。
锡膏回流焊接：传统锡铅锡膏具备优良的焊接性能，但是含铅不环保，而其他组分的锡膏则在耐300度以上高温及抗电迁移性能方面较弱，无法适应高密度功率器件及恶劣环境。
合金共晶焊接：典型的合金为金锡合金，其焊接性能较为优秀，但是精密焊接设备昂贵，无法进行大面积推广。
虽然在半导体工艺中，很多器件采用了电镀通孔的方式进行三维器件连接，但是其最终在电导通部分还是采用合金焊接的方式进行，这也是由于其精度要求更高，而热功率相对较小时的缘故。
而针对小型大电极器件来说，尤其是大功率器件，其散热要求更为严苛，亟需一种能够达到良好固定、优秀热电通道的焊接互连方法。
发明内容
本发明其目的在于公开一种具备金属电极的器件与基板的互连方法，能够对金属电极的器件进行更优秀的焊接固定，并同时获得性能更优异的热电通道，尤其适用于小尺寸大功率器件。
实现本发明所述具备金属电极的器件与基板的互连方法的技术方案是：
一种具备金属电极的器件与基板的互连方法，采用电镀金属填充方法完成器件与基板之间的互连，所述器件设有金属电极，所述基板设有金属焊盘，将所述器件的金属电极与所述基板的金属焊盘位置固定，在电镀过程中，将所述基板与所述电镀金属放置在电镀液中，所述基板为阴极，所述电镀金属为阳极，开始电镀过程，所述电镀金属以所述基板的金属焊盘为种晶层外延生长或者所述电镀金属以所述基板的金属焊盘与器件的金属电极形成混合种晶层进行外延生长，直至所述器件的金属电极与所述基板的金属焊盘导通，完成类微孔愈合，最终将所述器件与所述基板互连为一体。
进一步地，所述电镀液中含有电镀金属的的阳离子，所述电镀液中含有光亮剂与平整剂，用于获得高质量的、均匀的金属镀层。
进一步地，使用可以进行物理粘结的胶体将所述器件的金属电极与所述基板的金属焊盘位置固定。
进一步地，所述基板设有金属导电线路，所述金属导电线路为单种金属材料或者复合金属材料，通过所述金属导电线路可以连通所述基板上各个位置的金属焊盘，所述金属焊盘从而可以连接至电镀系统的阴极。
进一步地，所述金属导电线路与所述基板之间设有绝缘材料或者所述基板为绝缘材料，避免电流通过所述基板流动，扰乱电路。
进一步地，所述器件的金属电极包括正极与负极，所述正极与负极在同一平面或者所述正极与负极相对所述器件成法线夹角。
进一步地，在将所述器件的金属电极与所述基板的金属焊盘位置固定时，所述器件的正极或负极与所述基板的金属焊盘相对或者所述器件的正极和负极同时与所述基板的金属焊盘相对。
进一步地，在将所述器件的金属电极与所述基板的金属焊盘位置固定时，所述器件的金属电极接触所述基板的金属焊盘，所述基板与所述器件形成共阴极或者所述器件的金属电极靠近所述基板的金属焊盘，在电镀过程中，所述电镀金属以所述基板的金属焊盘为种晶层外延生长，完成类微孔愈合填充，所述基板与所述器件连为一体，形成共阴极。
进一步地，所述电镀金属为导电金属，所述电镀金属为金、银、铜、锌、镍。
进一步地，所述基板的金属焊盘附近设有绝缘隔离层作为台阶，所述绝缘隔离层的高度不大于所述器件的厚度，所述绝缘隔离层对所述器件与所述基板间的间隙进行固定。
本发明的有益效果为：本发明主要针对的是小尺寸大电极大功率器件的焊接而设计，通过电镀将基板与器件的间隙紧密填充后，形成的热电通道则是一体化的，能够快速的将器件的热导出，同时紧密的金属结构可以支撑大电流驱动，提升器件的使用功率，保证器件在额定功率或超额功率下能够较其他焊接方式有更可靠的热电通道。
附图说明
图1为本发明所述具备金属电极的器件与基板的互连方法的制作流程图；
图2为本发明所述具备金属电极的器件与基板的互连方法的电镀示意图；
图3为本发明所述具备金属电极的器件与基板的互连方法的截面图；
图中所标各部件的名称如下：
1、基板；11、金属焊盘；2、器件；3、电镀液；4、电镀金属；5、绝缘隔离层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
一种具备金属电极的器件与基板的互连方法，采用电镀金属4填充方法完成器件2与基板1之间的互连，首先采用丙酮、IPA（异丙醇）对基板1进行有机清洗，然后使用稀硫酸、碱性溶液对基板1进行表面处理，最后使用去离子对基板1进行超声清洁，所述器件2设有金属电极，所述基板1设有金属焊盘11，将所述器件2的金属电极与所述基板1的金属焊盘11位置固定，比如采用固晶机抓取芯片，使用CCD（电荷耦合器件）定位，在电镀过程中，将所述基板1与所述电镀金属4放置在电镀液3中，所述基板1为阴极，所述电镀金属3为阳极，将基板1的正负电极都接入电镀系统的电阴极，开始电镀过程，调整电镀电流波形、时间和溶液搅拌速度、溶液温度等，对基板1上金属进行电镀处理，所述电镀金属4以所述基板1的金属焊盘11为种晶层外延生长或者所述电镀金属4以所述基板1的金属焊盘11与器件2的金属电极形成混合种晶层进行外延生长，直至所述器件2的金属电极与所述基板1的金属焊盘11导通，完成类微孔愈合，最终将所述器件2与所述基板1互连为一体，最后填充完毕后使用表面镀NiAu（镀层类别）处理，保护铜材质，完成电镀后，进行有机与无机清洗。
所述电镀液3中含有电镀金属4的的阳离子，所述电镀液3中含有光亮剂与平整剂，用于获得高质量的、均匀的金属镀层。
使用可以进行物理粘结的胶体将所述器件2的金属电极与所述基板1的金属焊盘11位置固定，这种固定方式方便快捷。
所述基板1设有金属导电线路，所述金属导电线路为单种金属材料或者复合金属材料，通过所述金属导电线路可以连通所述基板上各个位置的金属焊盘11，所述金属焊盘11从而可以连接至电镀系统的阴极。
所述金属导电线路与所述基板1之间设有绝缘材料或者所述基板1为绝缘材料，避免电流通过所述基板1流动，扰乱电路。
所述器件2的金属电极包括正极与负极，所述正极与负极在同一平面或者所述正极与负极相对所述器件2成法线夹角。
在将所述器件2的金属电极与所述基板1的金属焊盘11位置固定时，所述器件2的正极或负极与所述基板1的金属焊盘11相对或者所述器件2的正极和负极同时与所述基板1的金属焊盘11相对。
在将所述器件2的金属电极与所述基板1的金属焊盘11位置固定时，所述器件2的金属电极接触所述基板1的金属焊盘11，所述基板1与所述器件2形成共阴极或者所述器件2的金属电极靠近所述基板1的金属焊盘11，在电镀过程中，所述电镀金属以所述基板1的金属焊盘11为种晶层外延生长，完成类微孔愈合填充，所述基板1与所述器件2连为一体，形成共阴极。
所述电镀金属4为导电金属，所述电镀金属4为金、银、铜、锌、镍。
所述基板1的金属焊盘11附近设有绝缘隔离层5作为台阶，所述绝缘隔离层5的高度不大于所述器件2的厚度，所述绝缘隔离层5对所述器件2与所述基板1间的间隙进行固定。

Claims (10)

1.一种具备金属电极的器件与基板的互连方法，其特征在于，采用电镀金属填充方法完成器件与基板之间的互连，所述器件设有金属电极，所述基板设有金属焊盘，将所述器件的金属电极与所述基板的金属焊盘位置固定，在电镀过程中，将所述基板与所述电镀金属放置在电镀液中，所述基板为阴极，所述电镀金属为阳极，开始电镀过程，所述电镀金属以所述基板的金属焊盘为种晶层外延生长或者所述电镀金属以所述基板的金属焊盘与器件的金属电极形成混合种晶层进行外延生长，直至所述器件的金属电极与所述基板的金属焊盘导通，完成类微孔愈合，最终将所述器件与所述基板互连为一体。
2.根据权利要求1所述具备金属电极的器件与基板的互连方法，其特征在于，所述电镀液中含有电镀金属的的阳离子，所述电镀液中含有光亮剂与平整剂。
3.根据权利要求1所述具备金属电极的器件与基板的互连方法，其特征在于，使用可以进行物理粘结的胶体将所述器件的金属电极与所述基板的金属焊盘位置固定。
4.根据权利要求1所述具备金属电极的器件与基板的互连方法，其特征在于，所述基板设有金属导电线路，通过所述金属导电线路可以连通所述基板上各个位置的金属焊盘。
5.根据权利要求4所述具备金属电极的器件与基板的互连方法，其特征在于，所述金属导电线路与所述基板之间设有绝缘材料或者所述基板为绝缘材料。
6.根据权利要求1所述具备金属电极的器件与基板的互连方法，其特征在于，所述器件的金属电极包括正极与负极，所述正极与负极在同一平面或者所述正极与负极相对所述器件成法线夹角。
7.据权利要求6所述具备金属电极的器件与基板的互连方法，其特征在于，在将所述器件的金属电极与所述基板的金属焊盘位置固定时，所述器件的正极或负极与所述基板的金属焊盘相对或者所述器件的正极和负极同时与所述基板的金属焊盘相对。
8.据权利要求1所述具备金属电极的器件与基板的互连方法，其特征在于，在将所述器件的金属电极与所述基板的金属焊盘位置固定时，所述器件的金属电极接触所述基板的金属焊盘，所述基板与所述器件形成共阴极或者所述器件的金属电极靠近所述基板的金属焊盘，在电镀过程中，所述电镀金属以所述基板的金属焊盘为种晶层外延生长，完成类微孔愈合填充，所述基板与所述器件连为一体，形成共阴极。
9.根据权利要求1所述具备金属电极的器件与基板的互连方法，其特征在于，所述电镀金属为导电金属。
10.根据权利要求1所述具备金属电极的器件与基板的互连方法，其特征在于，所述基板的金属焊盘附近设有绝缘隔离层作为台阶，所述绝缘隔离层的高度不大于所述器件的厚度。
CN201711101089.0A 2017-11-10 2017-11-10 一种具备金属电极的器件与基板的互连方法 Pending CN107881534A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711101089.0A CN107881534A (zh) 2017-11-10 2017-11-10 一种具备金属电极的器件与基板的互连方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711101089.0A CN107881534A (zh) 2017-11-10 2017-11-10 一种具备金属电极的器件与基板的互连方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107881534A true CN107881534A (zh) 2018-04-06

Family

ID=61779649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711101089.0A Pending CN107881534A (zh) 2017-11-10 2017-11-10 一种具备金属电极的器件与基板的互连方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107881534A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1822322A (zh) * 2004-11-02 2006-08-23 夏普株式会社 微细孔电镀和金凸起形成方法、半导体器件及其制造方法
CN101317255A (zh) * 2005-12-22 2008-12-03 英特尔公司 基于纳米结构的封装互连
CN101593710A (zh) * 2008-05-30 2009-12-02 中国科学院金属研究所 一种在镍铁焊盘上实现焊料互联的工艺方法
CN102468186A (zh) * 2010-11-15 2012-05-23 无锡江南计算技术研究所 基板的制作方法及半导体芯片的封装方法
CN103339718A (zh) * 2011-01-26 2013-10-02 三菱综合材料株式会社 Sn合金隆起物的制造方法
CN104790008A (zh) * 2014-01-17 2015-07-22 株式会社荏原制作所 电镀方法以及电镀装置
CN105448755A (zh) * 2016-01-15 2016-03-30 中芯长电半导体（江阴）有限公司 一种铜柱凸点的封装方法及封装结构
CN105525332A (zh) * 2014-10-24 2016-04-27 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种降低钎料键合热应力的方法及封装芯片

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1822322A (zh) * 2004-11-02 2006-08-23 夏普株式会社 微细孔电镀和金凸起形成方法、半导体器件及其制造方法
CN101317255A (zh) * 2005-12-22 2008-12-03 英特尔公司 基于纳米结构的封装互连
CN101593710A (zh) * 2008-05-30 2009-12-02 中国科学院金属研究所 一种在镍铁焊盘上实现焊料互联的工艺方法
CN102468186A (zh) * 2010-11-15 2012-05-23 无锡江南计算技术研究所 基板的制作方法及半导体芯片的封装方法
CN103339718A (zh) * 2011-01-26 2013-10-02 三菱综合材料株式会社 Sn合金隆起物的制造方法
CN104790008A (zh) * 2014-01-17 2015-07-22 株式会社荏原制作所 电镀方法以及电镀装置
CN105525332A (zh) * 2014-10-24 2016-04-27 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种降低钎料键合热应力的方法及封装芯片
CN105448755A (zh) * 2016-01-15 2016-03-30 中芯长电半导体（江阴）有限公司 一种铜柱凸点的封装方法及封装结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW557553B (en) Alternate bump metallurgy bars for power and ground routing
US6350633B1 (en) Semiconductor chip assembly with simultaneously electroplated contact terminal and connection joint
CN103811449B (zh) 焊球凸块结构及其形成方法
CN1112729C (zh) 电子器件中的电连接结构和导体表面材料的形成方法
TW201108355A (en) Semiconductor device and method of forming dual-active sided semiconductor die in fan-out wafer level chip scale package
CN104690383B (zh) 一种全金属间化合物互连焊点的制备方法及结构
CN207743077U (zh) 一种金锡焊盘单层陶瓷电容器
CN105633038B (zh) 一种定向生长的铜柱凸点互连结构及其制备方法
KR101545402B1 (ko) 반도체 구조 및 이의 제조 방법
EP4404255A1 (en) Power module, power supply system, vehicle, and photovoltaic system
CN103887256A (zh) 一种高散热芯片嵌入式电磁屏蔽封装结构及其制作方法
CN110560815B (zh) 一种具有[100]择尤取向的全imc微焊点的制备方法
CN112736042A (zh) 一种双面水冷式功率模块
CN105355567B (zh) 双面蚀刻水滴凸点式封装结构及其工艺方法
CN107881534A (zh) 一种具备金属电极的器件与基板的互连方法
CN116092952A (zh) 一种基于PTFE涂料的倒装SiC半桥模块及制备工艺
JP2008294390A (ja) モジュール構成
JP3297177B2 (ja) 半導体装置の製造方法
CN102244021B (zh) Low-k芯片封装方法
CN100483699C (zh) 使用自傲互连材料的半导体器件封装
CN214797383U (zh) 双面水冷式功率模块
CN115312505A (zh) 一种功率器件的无引线封装结构及封装方法
CN105206594B (zh) 单面蚀刻水滴凸点式封装结构及其工艺方法
CN109735890B (zh) 一种纳米TiO2-Sn微凸点的制备方法
CN109576766B (zh) 一种电泳-电沉积制备纳米TiO2增强Sn基微凸点的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180406

RJ01 Rejection of invention patent application after publication