CN1512566A - 用于倒装焊的基板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于倒装焊的基板。传统的芯片的焊点与基板上的焊盘之间的焊接解决方案中，存在状增加工序，导致价格上升的问题。为解决这一问题，本发明提供一种基板，包含衬底层、位于衬底层上的焊盘以及围绕所述焊盘的阻焊层，所述焊盘被去掉中心区域，在焊盘中心形成中空区域。本发明的改进使焊盘接触面不平，在芯片焊点与基板焊盘的焊接过程中，这种不平整能有效地排开填料，实现焊点与焊盘的可靠焊接。

Description

用于倒装焊的基板
技术领域
本发明涉及集成电路封装技术，尤其涉及一种芯片倒装焊技术中使用的基板。
背景技术
倒装焊(Flip Chip)工艺是一种取代常用的丝焊(wire bonding)工艺的用于芯片和外界电互连的先进的封装技术。其优势在于电性能好，适合高速高密度电子器件的应用。图1示出了这种倒装焊技术的流程图。
如图1所示，该倒装焊技术的大致流程为：
在衬底层100具到焊盘101的一面上，通过滴嘴110滴涂助焊剂，在衬底层100表面上形成助焊剂层120；(如图1A所示)
然后，把待封装的芯片130倒置到衬底层100上，使芯片130上的焊点131与衬底层100上的焊盘101对齐；(如图1B所示)
然后，用再流焊工艺使芯片130上的焊点131与衬底层100上的焊盘101之间键合(即电连接)；(如图1C所示)
然后，清洗衬底层100与芯片130之间的助焊剂层120；(如图1D所示)
然后，在衬底层100与芯片130之间充填底充胶，底充胶靠表面张力自行流入芯片130与基板100间的间隙，形成底充胶层140；(如图1E所示)
最后，对底充胶层140进行加热固化，完成倒装焊，将芯片焊接到基板上。(如图1F所示)
这种倒装焊的缺点在于：由于芯片130和有机衬底层100的热膨胀系数不同，造成器件在制造过程中和工作时由于热失配导致焊点可靠性下降。现在常用在芯片和衬底层之间填充胶体(Underfill)来缓冲焊点的应力，但效果仍不理想。而且，由于填充胶体需要较长的时间，且由于缝隙小，不易完全充满。
基于此，已有技术中已改进采有非自流式底充胶的工艺来实现倒装焊。其步骤和方式如图2所示。
在衬底层200具有焊盘201的一面上，通过滴嘴210滴涂非自流式底充胶，在衬底层200表面上形成非自流式底充胶层220；(如图2A所示)
然后，把待封装的芯片230倒置于衬底层200上，使芯片230上的焊点231与衬底层200上的焊盘201对齐；(如图2B所示)
最后，用再流焊工艺使芯片230上的焊点231与衬底层200上的焊盘201键合(电连接)，同时使非自流式底充胶层220加热固化。(如图2C所示)
图2的这种技术可使芯片焊点的焊接过程和胶体的固化过程合二为一，降低成本。同时能有效避免充胶不满的问题，因而是图1所示的常规的工艺更先进。但，其仍存在缺点，即不能在有机胶体中添加或只能少量添加无机填料(如Si02等)来使胶体的热膨胀系数和芯片的热膨胀系数匹配，从而使胶体对焊点的保护作用下降。因为，如图3所示，由于传统的基板200上的金属焊盘201都是圆盘状的金属片，其表面是平整的。当非自流底充胶220中混入较多的无机填料时，这些填料可能卡在焊点231和衬底层200上的金属焊盘201之间，导致焊点231与焊盘201无法焊接或焊接不良。
为了解决这一问题，传统也提出了一种改变基板上的焊盘结构的改进。如图4所示，对衬底层200先做预浸锡工艺，在金属焊盘201上形成焊料盖202。这样，在焊点的焊接过程中能有效地排开在焊点231与焊盘201之间的填料，从而实现可靠焊接。同时，由于填充了无机填料，对焊点的保护作用也得到加强。但这种形式的缺点是增加了工序，导致价格上升。
发明内容
因此，本发明的目的在于在图3的基础上，提出一种对基板上的金属焊盘的改进，使其可以达到既能排开无机填料，又能使工艺简化的效果。
根据本发明的上述目的，本发明提供一种用于倒装焊的基板，包含衬底层、位于所述衬底层上的焊盘以及围绕所述焊盘的阻焊层，其特征在于，所述焊盘被去掉中心区域，在焊盘中心形成中空区域。
在如上所述的基板中，所述焊盘呈环形。
在如上所述的基板中，所述焊盘呈一侧开口的环形。
在如上所述的基板中，所述焊盘呈二侧开口的环形。
在如上所述的基板中，所述焊盘开设有十字槽。
本发明对基板上的焊盘作了如上的改进，利用图2所示的方式进行倒装焊，在芯片焊点与基板焊盘的焊接过程中，由于焊盘接触面不平，也能有效地排开填料，实现焊点与焊盘的可靠焊接，起到与图4与似的效果，而其所用的成本则远低于图4的技术。
附图说明
图1是一种传统的倒装焊工艺的流程图；
图2是另一种传统的倒装焊工艺的流程图；
图3用于说明图2的工艺中，焊点与焊盘之间的焊接情况；
图4示出了传统技术中，对焊盘的一种改进结构；
图5是本发明对基板上的焊盘的一种改进结构；
图6是本发明可以使用的几种焊盘典型的形状。
具体实施方式
如图5所示，与传统的结构一样，衬底层300上有多个焊盘301，每个焊盘301的周围设置有阻焊层303。本发明改进点在于，将焊盘301的中心区域去掉，形成环状的焊盘结构，在焊盘中心形成中空区域302。图5A和图5B中示出了其截面图。由于中空区域302使焊盘301的表面不平整，因此，在芯片焊点231与焊盘301焊接过程中，由于两者的接触面不平，能有效地排开填料(如图5B所示)，起到与图4中的改进相同的效果。
图6示出了几种可以使用的、焊盘中心具有中空区域的焊盘形状。但应当理解，图6的所示仅是例举，并非穷举，因此，其它中空区域的的其它形状的焊盘也应包括在本发明的保护范围内。图6中，图6A所示的焊盘为圆环形，其中空区域为302A；图6B所示的焊盘为两侧开口的环形，其中空区域为302B；图6C所示的焊盘为四侧开口的圆环形，其中空区域为302C；图6D所示为具有十字形中空区域303D的焊盘；图6E所示为单侧开口的圆环形。

Claims (5)

1、一种用于倒装焊的基板，包含衬底层、位于衬底层上的焊盘以及围绕所述焊盘的阻焊层，其特征在于，所述焊盘被去掉中心区域，在焊盘中心形成中空区域。
2、如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述焊盘呈环形。
3、如权利要求1或2所述的基板，其特征在于，所述焊盘呈一侧开口的环形。
4、如权利要求1或2所述的基板，其特征在于，所述焊盘呈二侧开口的环形。
5、如权利要求1所述的基板，其特征在于，所述焊盘开设有十字槽。
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