CN218414564U - 基板焊接结构和芯片封装器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基板焊接结构和芯片封装器件，涉及半导体封装技术领域，该基板焊接结构包括基板、第一焊盘和第二焊盘，基板上设置有容置凹槽，第一焊盘设置在基板上，且第一焊盘设置有与容置凹槽对应的开口，使得第一焊盘环设在容置凹槽周围，第二焊盘设置在容置凹槽内，其中，第一焊盘和第二焊盘均与基板电连接，且第一焊盘和第二焊盘均用于与倒装芯片的导电凸块对应焊接，以使容置凹槽对应承接焊料。相较于现有技术，本实用新型提供的基板焊接结构，能够有效减缓焊料侧爬问题，避免芯片线路层短路，同时能够减小焊接过程中产生的离子迁移问题，提升焊接可靠性。

Description

基板焊接结构和芯片封装器件

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，具体而言，涉及一种基板焊接结构和芯片封装器件。

背景技术

经发明人研究发现，现有技术中采用倒装芯片贴装时，倒装芯片中的凸点(锡球)容易存在锡焊料沿着倒装芯片铜柱侧爬现象，从而导致倒装芯片上焊盘周围线路层桥接从而导致芯片线路层短路等异常。同时在倒装芯片焊接技术中，其基板衬底焊盘设计通常采用圆形焊盘其铜面积较大，焊接过程中，其焊料与铜层或者铜柱与焊料之间金属生长层产生的离子迁移问题，导致焊接结构电性不良等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基板焊接结构和芯片封装器件，其能够有效减缓焊料侧爬问题，避免芯片线路层短路，同时能够减小焊接过程中产生的离子迁移问题，提升焊接可靠性。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种基板焊接结构，包括：

基板，所述基板上设置有容置凹槽；

设置在基板上的第一焊盘，所述第一焊盘设置有与所述容置凹槽对应的开口，以使所述第一焊盘环设在所述容置凹槽周围；

设置在所述容置凹槽内的第二焊盘；

其中，所述第一焊盘和所述第二焊盘均与所述基板电连接，且所述第一焊盘和所述第二焊盘均用于与倒装芯片的导电凸块对应焊接，以使所述容置凹槽对应承接焊料。

在可选的实施方式中，所述容置凹槽内壁上设置有导电镀层，所述导电镀层与所述基板电连接，并延伸至所述第一焊盘，所述第二焊盘与所述导电镀层电连接，所述导电镀层还用于与所述焊料接触，以提升所述焊料的焊接湿润性。

在可选的实施方式中，所述第二焊盘与所述容置凹槽的内壁间隔设置，以使所述第二焊盘下方镂空设置，且所述第二焊盘上还设置有导电线，所述导电线连接至所述容置凹槽的内壁，并与所述导电镀层连接，所述第二焊盘通过所述导电线与所述导电镀层电连接，所述导电线还用于支撑所述第二焊盘。

在可选的实施方式中，所述第二焊盘呈圆盘状，并设置在所述容置凹槽的中心位置，所述导电线为多个，多个所述导电线呈发散状设置在所述第二焊盘的周缘，以形成网状导线结构，所述网状导线结构连接于所述第二焊盘的底部，用于支撑所述第二焊盘。

在可选的实施方式中，所述容置凹槽的内壁呈内凹球面。

在可选的实施方式中，所述基板上设置有焊料阻挡层，所述焊料阻挡层围设在所述第一焊盘周围，并延伸至所述第一焊盘的外侧壁。

在可选的实施方式中，所述焊料阻挡层包括绿漆层，所述绿漆层用于防止所述焊料溢出。

在可选的实施方式中，所述第一焊盘凸设在所述基板的一侧表面，所述第二焊盘相对于所述基板背离所述第一焊盘的一侧表面的高度小于或等于所述基板的厚度。

在可选的实施方式中，所述第一焊盘呈圆形或矩形。

第二方面，本实用新型提供一种芯片封装器件，包括倒装芯片、填充胶层和如前述的基板焊接结构，所述倒装芯片贴装在所述基板上行，且所述倒装芯片的底侧设置有导电凸块，所述导电凸块对应焊接在所述第一焊盘和所述第二焊盘上，所述容置凹槽用于承接焊料，所述填充胶层填充设置在所述倒装芯片和所述基板之间，并包覆在所述导电凸块、所述第一焊盘和所述第二焊盘外。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供了一种基板焊接结构，通过在基板上设置容置凹槽，并在容置凹槽周围环设第一焊盘，然后在容置凹槽内设置第二焊盘，第一焊盘和第二焊盘均与基板电连接，且第一焊盘和第二焊盘均用于与倒装芯片的导电凸块对应焊接，从而使得容置凹槽对应承接焊料。在实际焊接时，倒装芯片倒置贴装在基板上，导电凸块上的焊料在焊接过程中熔融并进入到容置凹槽，固化后与第一焊盘和第二焊盘连接，实现了导电凸块与基板之间的连接。由于设置有容置凹槽，能够起到承接焊料的作用，使得焊料能够有足够的容纳空间，减缓了焊料过多而沿着导电凸块的侧壁向上爬升的现象。同时，将常规技术中的单个圆焊盘分隔成了第一焊盘和第二焊盘，使得焊接面积得以减小，从而减少了焊接过程中的铜离子迁移现象，提升焊接可靠性。相较于现有技术，本实用新型提供的基板焊接结构，能够有效减缓焊料侧爬问题，避免芯片线路层短路，同时能够减小焊接过程中产生的离子迁移问题，提升焊接可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的基板焊接结构的示意图；

图2为图1中第一焊盘和第二焊盘的俯视图；

图3为本实用新型第一实施例提供的基板焊接结构的焊接结构示意图；

图4为本实用新型第二实施例提供的芯片封装器件的结构示意图。

图标:

100-基板焊接结构；110-基板；111-容置凹槽；113-导电线；115-导电镀层；117-焊料阻挡层；130-第一焊盘；150-第二焊盘；200-芯片封装器件 210-倒装芯片；230-导电凸块；250-填充胶层。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

正如背景技术中所公开的，现有的倒装芯片在贴装时，其铜柱上的焊球与基板上的平面焊盘相接触，在高温焊接时熔融状态的焊料由于并没有足够的容纳空间，会沿着焊盘周围流动，容易存在焊料沿着铜柱侧爬的现象，进而导致芯片上的焊盘周围线路层桥接，从而导致芯片线路层短路等异常现象。此外，现有技术中，由于采用了平面焊盘结构，导致圆形焊盘的铜面积较大，在焊接过程中，焊料与铜层或者铜柱与焊料之间容易出现金属生长层产生的离子迁移问题，导致焊接结构电性不良，影响焊接可靠性。

此外，现有技术中采用了平面焊盘结构，焊料的接触面积较小，容易出现焊接脱落的现象，进一步影响焊接可靠性。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新型的基板焊接结构和芯片封装器件，其能够有效减缓焊料侧爬问题，避免芯片线路层短路，同时能够减小焊接过程中产生的离子迁移问题，提升焊接可靠性。下面对该基板焊接结构和芯片封装器件进行详细说明。

第一实施例

请参照图1至图3，本实施例提供了一种基板焊接结构，能够有效减缓焊料侧爬问题，避免芯片线路层短路，同时能够减小焊接过程中产生的离子迁移问题，并且能够提升焊接强度，提升焊接可靠性。

本实施例提供了一种基板焊接结构，包括基板、第一焊盘和第二焊盘，基板上设置有容置凹槽，第一焊盘设置在基板上，且第一焊盘设置有与容置凹槽对应的开口，使得第一焊盘环设在容置凹槽周围，第二焊盘设置在容置凹槽内，其中，第一焊盘和第二焊盘均与基板电连接，且第一焊盘和第二焊盘均用于与倒装芯片的导电凸块对应焊接，以使容置凹槽对应承接焊料。

在实际焊接时，倒装芯片倒置贴装在基板上，导电凸块上的焊料在焊接过程中熔融并进入到容置凹槽，固化后与第一焊盘和第二焊盘连接，实现了导电凸块与基板之间的连接。由于设置有容置凹槽，能够起到承接焊料的作用，使得焊料能够有足够的容纳空间，减缓了焊料过多而沿着导电凸块的侧壁向上爬升的现象。同时，将常规技术中的单个圆焊盘分隔成了第一焊盘和第二焊盘，使得焊接面积得以减小，从而减少了焊接过程中的铜离子迁移现象，提升焊接可靠性。

需要说明的是，本实施例中第一焊盘的尺寸与常规的焊盘尺寸相同，第二焊盘的尺寸较小，并容纳在容置凹槽中，第一焊盘和第二焊盘之间相间隔，能够有效减少整体的铜层焊接面积，从而减少焊接时产生的离子迁移问题。

在本实施例中，容置凹槽内壁上设置有导电镀层，导电镀层与基板电连接，并延伸至第一焊盘，第二焊盘与导电镀层电连接，导电镀层还用于与焊料接触，以提升焊料的焊接湿润性。具体地，导电镀层可以是金属层，例如铜层，导电镀层与基板的内部线路层相连，能够起到电性相连的作用。其中第二焊盘与导电镀层电连接，第一焊盘与导电镀层直接电接触，从而使得第一焊盘和第二焊盘均实现与基板之间的电连接。通过设置导电镀层，还能够提升焊料的焊接湿润性，并增加焊料的焊接接触面积，提升导电凸块与基板之间的连接强度。

值得注意的是，为了进一步提升导电镀层与焊料之间的结合强度，在本实用新型其他较佳的实施例中，导电镀层的表面可以形成多个凸起，从而增加了焊料的接触面积，以提升焊接强度。

在本实施例中，第二焊盘与容置凹槽的内壁间隔设置，以使第二焊盘下方镂空设置，且第二焊盘上还设置有导电线，导电线连接至容置凹槽的内壁，并与导电镀层连接，第二焊盘通过导电线与导电镀层电连接，导电线还用于支撑第二焊盘。具体地，第二焊盘悬置在容置凹槽内，且第二焊盘的下方呈镂空设计，能够使得容置凹槽承接更多的焊料，以增大焊料的容纳空间。

在本实施例中，第二焊盘呈圆盘状，并设置在容置凹槽的中心位置，导电线为多个，多个导电线呈发散状设置在第二焊盘的周缘，以形成网状导线结构，网状导线结构连接于第二焊盘的底部，用于支撑第二焊盘。第二焊盘呈圆盘状结构，并且采用网状导线结构来与第一焊盘实现电性相连，并且网状打线结构能够起到结构支撑作用，以提升第二焊盘的结构稳定性。

需要说明的是，本实施例中第一焊盘的外缘形状可以是圆形，也可以是矩形，且第一焊盘与容置凹槽的边缘之间可以间隔设置，从而形成多层的台阶结构，以进一步提升焊料的接触面积。当然，第一焊盘也可以直接延伸至容置凹槽的边缘，以使得容置凹槽可以做的更大，容纳更多的焊料。并且，网状导线结构还可以起到底部毛细作用，便于焊接，并提升焊接强度。

在本实施例中，第二焊盘上可以设置4根导电线，4根导电线呈十字状分布，并且，每根导电线均由第二焊盘朝向导电镀层倾斜向下设置，以使得第二焊盘呈拱形设置在容置凹槽中。当然，此处对于导电线的数量和分布形式仅仅是举例说明，并不起到实际限定作用。

在本实施例，容置凹槽的内壁呈内凹球面。具体地，容置凹槽的内壁面为内凹球面，即容置凹槽的边缘形状为圆形，能够使得焊料分布更加均匀，并且能够避免冷却凝固后出现局部应力集中现象。当然，在本实用新型其他较佳的实施例中，容置凹槽的边缘形状也可以是矩形或者椭圆形，同时容置凹槽的内壁也可以由多个直面构成，或者呈弧面结构，在此均不作具体限定。

在本实施例中，基板上设置有焊料阻挡层，焊料阻挡层围设在第一焊盘周围，并延伸至第一焊盘的外侧壁。具体地，焊料阻挡层包括绿漆层，绿漆层设置在第一焊盘周围，并延伸至第一焊盘的表面，能够起到防止焊接过程中焊料溢出导致桥接的问题。并且，在倒装芯片设置底部填充胶时，绿漆层还可以起到提升底部填充胶的毛细作用，提高填充效果，防止填充胶空洞的产生。

在本实施例中，第二焊盘的上侧表面与基板的表面相平齐，且第一焊盘凸设在基板上。在本实用新型其他较佳的实施例中，第二焊盘的上侧表面也可以低于基板的表面。具体地，第一焊盘凸设在基板的一侧表面，第二焊盘相对于基板背离第一焊盘的一侧表面的高度小于或等于基板的厚度，从而能够便于第二焊盘的制作，同时能够避免第二焊盘凸起高度过高而导致焊料外溢。

综上所述，本实施例提供了一种基板焊接结构，通过在基板上设置容置凹槽，并在容置凹槽周围环设第一焊盘，然后在容置凹槽内设置第二焊盘，第一焊盘和第二焊盘均与基板电连接，且第一焊盘和第二焊盘均用于与倒装芯片的导电凸块对应焊接，从而使得容置凹槽对应承接焊料。在实际焊接时，倒装芯片倒置贴装在基板上，导电凸块上的焊料在焊接过程中熔融并进入到容置凹槽，固化后与第一焊盘和第二焊盘连接，实现了导电凸块与基板之间的连接。由于设置有容置凹槽，能够起到承接焊料的作用，使得焊料能够有足够的容纳空间，减缓了焊料过多而沿着导电凸块的侧壁向上爬升的现象。同时，将常规技术中的单个圆焊盘分隔成了第一焊盘和第二焊盘，使得焊接面积得以减小，从而减少了焊接过程中的铜离子迁移现象，提升焊接可靠性。

第二实施例

请参见图4，本实施例提供了一种芯片封装器件，包括倒装芯片、填充胶层和基板焊接结构，其中基板焊接结构的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

在本实施例中，芯片封装器件包括倒装芯片、填充胶层和基板焊接结构，基板焊接结构，包括基板、第一焊盘和第二焊盘，基板上设置有容置凹槽，第一焊盘设置在基板上，且第一焊盘设置有与容置凹槽对应的开口，使得第一焊盘环设在容置凹槽周围，第二焊盘设置在容置凹槽内，其中，第一焊盘和第二焊盘均与基板电连接。倒装芯片贴装在基板上，且倒装芯片的底侧设置有导电凸块，导电凸块对应焊接在第一焊盘和第二焊盘上，容置凹槽用于承接焊料，填充胶层填充设置在倒装芯片和基板之间，并包覆在导电凸块、第一焊盘和第二焊盘外。

在本实施例中，填充胶层包覆在导电凸块、第一焊盘和第二焊盘外，起到良好的保护作用，同时，第一焊盘周围还设置有绿漆层，通过绿漆层可以起到提升底部填充胶的毛细作用，提高填充效果，防止填充胶空洞的产生。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基板焊接结构，其特征在于，包括：

基板，所述基板上设置有容置凹槽；

设置在基板上的第一焊盘，所述第一焊盘设置有与所述容置凹槽对应的开口，以使所述第一焊盘环设在所述容置凹槽周围；

设置在所述容置凹槽内的第二焊盘；

其中，所述第一焊盘和所述第二焊盘均与所述基板电连接，且所述第一焊盘和所述第二焊盘均用于与倒装芯片的导电凸块对应焊接，以使所述容置凹槽对应承接焊料。

2.根据权利要求1所述的基板焊接结构，其特征在于，所述容置凹槽内壁上设置有导电镀层，所述导电镀层与所述基板电连接，并延伸至所述第一焊盘，所述第二焊盘与所述导电镀层电连接，所述导电镀层还用于与所述焊料接触，以提升所述焊料的焊接湿润性。

3.根据权利要求2所述的基板焊接结构，其特征在于，所述第二焊盘与所述容置凹槽的内壁间隔设置，以使所述第二焊盘下方镂空设置，且所述第二焊盘上还设置有导电线，所述导电线连接至所述容置凹槽的内壁，并与所述导电镀层连接，所述第二焊盘通过所述导电线与所述导电镀层电连接，所述导电线还用于支撑所述第二焊盘。

4.根据权利要求3所述的基板焊接结构，其特征在于，所述第二焊盘呈圆盘状，并设置在所述容置凹槽的中心位置，所述导电线为多个，多个所述导电线呈发散状设置在所述第二焊盘的周缘，以形成网状导线结构，所述网状导线结构连接于所述第二焊盘的底部，用于支撑所述第二焊盘。

5.根据权利要求4所述的基板焊接结构，其特征在于，所述容置凹槽的内壁呈内凹球面。

6.根据权利要求1所述的基板焊接结构，其特征在于，所述基板上设置有焊料阻挡层，所述焊料阻挡层围设在所述第一焊盘周围，并延伸至所述第一焊盘的外侧壁。

7.根据权利要求6所述的基板焊接结构，其特征在于，所述焊料阻挡层包括绿漆层，所述绿漆层用于防止所述焊料溢出。

8.根据权利要求1所述的基板焊接结构，其特征在于，所述第一焊盘凸设在所述基板的一侧表面，所述第二焊盘相对于所述基板背离所述第一焊盘的一侧表面的高度小于或等于所述基板的厚度。

9.根据权利要求1所述的基板焊接结构，其特征在于，所述第一焊盘呈圆形或矩形。

10.一种芯片封装器件，其特征在于，包括倒装芯片、填充胶层和如权利要求1-9任一项所述的基板焊接结构，所述倒装芯片贴装在所述基板上，且所述倒装芯片的底侧设置有导电凸块，所述导电凸块对应焊接在所述第一焊盘和所述第二焊盘上，所述容置凹槽用于承接焊料，所述填充胶层填充设置在所述倒装芯片和所述基板之间，并包覆在所述导电凸块、所述第一焊盘和所述第二焊盘外。

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