CN1511977A - 圆片级封装中阳级、阴极和匀流板的间距可调的电镀杯 - Google Patents
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Abstract
圆片级封装中阳极、阴极和匀流板的间距可调的电镀杯属于集成电路封装技术领域，其特征在于，它含有：由下方开有电镀进口的内杯，下方开有电镀出口的外杯和盖板组成的杯体，固定于盖板底面上的阴极(硅圆片)，套在内杯中多个高度不同的调节杯，自下而上依次被不同高度的调节环扣在内杯中的匀流板和阳极，自上而下固定着内杯中调节环的固定环以及位于盖板和固定环之间以便自身内壁的下斜面和固定环上端的斜面一起形成电镀液出口通道的外杯盖。盖板上还有调节阴极同阳极和匀流板的间距以及上述电镀液出口处截面宽度的调节螺钉。所述阳极是非自耗性的镀铂的钛网。它具有可适应不同尺寸硅圆片的电镀需要，而且增加了阳极的使用寿命和减少维修工作量。
Description
技术领域
圆片级封装中阳极、阴极和匀流板的间距可调的电镀杯属于电路封装技术领域。
背景技术
传统的集成电路封装是在硅圆片上进行前工序加工后就送到封装厂进行划片、引线键合、封装和测试。圆片级封装(Wafer Level Package)则是硅圆片在前工序完成后，并不马上送到封装厂进行划片、引线键合、封装和测试，而是继续在硅圆片上的芯片的引出端上制作焊凸点，如金凸点、铅锡焊球等，然后再去划片分离成独立器件。
在硅圆片上制作金凸点或铅锡凸点方法很多，最多的是采用电镀的方法。
电镀是一项传统的和成熟的表面加工技术。在硅圆片上电镀金属层，例如，金、铜和铅锡合金等，是随着集成电路技术的发展而产生的新工艺。如美国专利US6221473、中国专利CN1290310和CN1291243等，都是同该技术有关的专利。这些专利技术的基本结构和原理大同小异。在硅片上进行电镀的基本装置都是由以下几部分组成：电镀液通过循环泵流入电镀杯，杯内有阳极，被镀的硅片作为阴极在电镀杯的上方(垂直喷镀)或侧面(水平电镀)，同时还有一个电源。但是各种装置都有各自的特点，比如有的装置硅片是固定的，有的装置硅片可以在X、Y、Z三个方向上移动和转动；有的装置只有一个阳极，有的则有几个阳极、几个电源。不管哪种结构，都有一个最重要的技术指标：硅片上的电镀层要均匀。电镀的均匀性同两个因素有关：阳极与阴极之间的电场要均匀，硅圆片表面附近电镀液要及时补充，同时所镀的离子浓度要均匀。
通常的圆片级封装用的垂直喷镀装置如图1所示：1是硅圆片即阴极；2是电镀杯；3是氮气；4是过滤器；5是取样口；6是流量计；7是泵；8是储液槽；9是加热器。其缺点是：不能根据硅圆片尺寸的不同适时地调节电镀杯内阴极、阳极和匀流板的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种圆片级封装中阳极、阴极和匀流板的间距可调的电镀杯。
本发明的特征在于，它含有：上述由下方开有电镀液进口的内杯、下方开有电镀液出口的外杯和盖板组成的杯体，固定于盖板底面上的阴极(硅圆片)，套在内杯中的多个高度不同的调节环，自下而上依次被不同高度的调节环扣在内杯中的匀流板和阳极，自上而下地固定着内杯中调节环的固定环以及位于盖板和固定环之间以便自身内壁的下斜面和固定环上端的斜面一起构成电镀液出口通道的外杯盖。各个调节环的高度自上而下是递减的，在电镀3～6英寸不同尺寸的硅圆片时，调节环是8个每个的高度自上而下递减的调节环，在所述的盖板上有用于调节阴极同阳极的匀流板的间距以及调节外杯盖和固定环之间电镀液出口处截面宽度的调节螺钉，所述的阳极是非自耗性的镀铂的钛网。
试验证明：用8个每个的高度自上而下地递减的调节环即可满足3～6英寸不同尺寸硅圆片上的电镀需要。
附图说明
图1，圆片级封装的垂直喷镀装置的原理图。
图2，本发明提示的阳极、阴极和匀流板的间距可调的电镀杯的纵剖视图。
(1)匀流板 (2)阳极 (3)调节螺钉 (4)盖板 (5)硅圆片(阴极)
(6)外杯盖 (7)固定环 (8)40mm调节环 (9)30mm调节环
(10)20mm调节环 (11)10mm调节环 (12)内杯 (13)6mm调节环
(14)5mm调节环 (15)4mm调节环 (16)外杯 (17)3mm调节环
具体实施方式
我们设计的电镀杯结构如图2所示。电镀液从入口处进入电镀杯内，先通过杯匀流板(1)，然后是阳极(2)。阳极是非自耗性的镀铂的钛网。电镀液最后通过外杯盖(6)和固定环(7)之间的空隙流入外杯(16)。电镀时硅圆片(5)放在盖板(4)的下面，被电镀面朝下，硅圆片同电源的阴极相连，所以硅圆片就是电镀时的阴极。阳极与阴极之间的距离影响电场的分布。电镀液入口的直径、流速、匀流板的厚度、匀流板上孔的大小和孔的分布等参数对杯内电镀液的流动状态有很大影响，在这些参数经计算机模拟优化固定后，则匀流板在内杯的位置成为影响电镀液流速分布的唯一参数，国外类似的电镀装置中的阳极、阴极和匀流板之间的距离大都是固定的，也许他们通过很多试验后，把阳极、阴极和匀流板互相之间的距离作为固定参数固定了下来。
为了使该电镀装置具有高度灵活性，以适应在3～6英寸不同尺寸硅圆片上的电镀需要，我们采用了独特的不同调节环组合的方式，让阳极与阴极之间的距离可以任意调节，匀流板与硅圆片(阴极)之间的距离也可以任意调节，我们的方法就是加工8个高度不同的调节环，高度分别为3mm、4mm、5mm、6mm、10mm、20mm、30mm、40mm，它可以上下任意放置，阳极和匀流板可以任意放在两个环之间，这就实现了阳极与阴极、匀流板与硅圆片(阴极)之间距离的任意可调。另外，盖板上还有调节螺钉(3)，它不但可以调节阳极同阴极和匀流板之间的距离，也可以调节外杯盖(6)和固定环(7)之间的空隙的大小，以便调节电镀液出口的流速。通过这些调节，可以实现在最理想的状态下电镀和得到均匀的电镀层。
Claims (5)
1.圆片级封装中阳极、阴极和匀板的间距可调的电镀杯，含有由内杯、外杯、外杯盖和盖板组成的杯体和位于杯体中的阳极、阴极和匀流板，其特征在于，它含有：上述由下方开有电镀液进口的内杯、下方开有电镀液出口的外杯和盖板组成的杯体，固定于盖板底面上的阴极(硅圆片)，套在内杯中的多个高度不同的调节环，自下而上依次被不同高度的调节环扣在内杯中的匀流板和阳极，自上而下地固定着内杯中调节环的固定环以及位于盖板和固定环之间以便自身内壁的下斜面和固定环上端的斜面一起构成电镀液出口通道的外杯盖。
2.根据权利的要求：1所述的圆片级封装中阳极、阴极和匀流板的间距可调的电镀杯，其特征在于：各个调节环的高度自上而下是递减的。
3.根据权利要求1，2所述的圆片级封装中阳极、阴极和匀流板的间距可调的电镀杯，其特征在于：在电镀3～6英寸不同尺寸的硅圆片时，调节环是8个每个的高度自上而下递减的调节环。
4.根据权利要求1所述的圆片级封装中阳极、阴极和匀流板的间距可调的电镀杯，其特征在于：在所述的盖板上有用于调节阴极同阳极的匀流板的间距以及调节外杯盖和固定环之间电镀液出口处截面宽度的调节螺钉。
5.根据权利的要求1所述的圆片封装中阳极、阴极和匀流板的间距可调的电镀杯，其特征在于：所述的阳极是非自耗性的镀铂的钛网。
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