凸块封装结构和凸块封装结构的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115036227A(43)申请公布日2022.09.09(21)申请号202210805360.3(22)申请日2022.07.08(71)申请人甬矽半导体（宁波）有限公司地址315400浙江省宁波市余姚市中意宁波生态园兴舜路22号(72)发明人何正鸿胡彪(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师刘锋(51)Int.Cl.H01L21/60(2006.01)H01L21/56(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图7页(54)发明名称凸块封装结构和凸块封装结构的制备方法(57)摘要本发明的实施例提供了一种凸块封装结构和凸块封装结构的制备方法，涉及半导体封装技术领域，该凸块封装结构包括晶圆、保护层、基底导电层、组合导电层、导电凸柱和焊帽。通过设置石墨烯材料的基底导电层作为导电凸柱的基底结构，可以更好的避免铜柱底部UBM层变形受力，起到缓冲作用。同时，石墨烯材料的基底导电层覆盖保护开口，利用多层石墨烯良好的疏水性和稳定性，在进行微蚀刻工艺时，能够避免底部金属层产生的底切问题。利用多层石墨烯结构局部良好的稳定性、导电性以及散热性，从而进一步提升整体连接结构的导电导热性能。并且通过设置多个弧形槽，有效地提升了基底导电层与组合导电层之间的接触面积，从而提升了结合力。CN115036227ACN115036227A权利要求书1/2页1.一种凸块封装结构，其特征在于，包括：晶圆，所述晶圆的正面设置有焊盘；设置在晶圆的正面的保护层，所述保护层上设置有与所述焊盘对应的保护开口；设置在所述保护开口内，并覆盖所述保护开口的基底导电层；设置在所述基底导电层上的组合导电层；设置在所述组合导电层上的导电凸柱；以及，设置在所述导电凸柱上的焊帽；其中，所述基底导电层包括多层石墨烯材料，且所述基底导电层远离所述晶圆的一侧设置有多个第一弧形槽，多个所述第一弧形槽间隔设置，所述组合导电层部分容置在多个所述第一弧形槽内。2.根据权利要求1所述的凸块封装结构，其特征在于，所述组合导电层包括粘接层、阻挡层和润湿层，所述粘接层覆盖在所述基底导电层上，并部分容置在所述多个所述第一弧形槽内，所述阻挡层设置在所述粘接层上，所述润湿层设置在所述阻挡层上，所述导电凸柱设置在所述润湿层上。3.根据权利要求2所述的凸块封装结构，其特征在于，所述粘接层为钛层，所述粘接层和所述基底导电层的界面处形成有碳化钛层。4.根据权利要求2所述的凸块封装结构，其特征在于，所述基底导电层上至少部分的厚度大于所述保护开口的深度，且所述基底导电层的边缘向外延伸至所述保护层的表面，以覆盖所述保护开口的边缘。5.根据权利要求4所述的凸块封装结构，其特征在于，所述粘接层的边缘向外延伸至所述保护层的表面，以覆盖所述基底导电层的边缘，且所述阻挡层在所述晶圆的正面上的投影以及所述润湿层在所述晶圆的正面上的投影均落在所述粘接层在所述晶圆的正面上的投影范围之内，所述导电凸柱在所述晶圆的正面上的投影落在所述粘接层在所述晶圆的正面上的投影范围之内。6.根据权利要求2所述的凸块封装结构，其特征在于，所述阻挡层和所述润湿层均为平坦化结构，所述粘接层远离所述晶圆的一侧设置有容置凹槽，所述阻挡层和所述润湿层设置在所述容置凹槽中，所述容置凹槽的深度为D1，所述阻挡层的厚度为D2，所述润湿层的厚度为D3，其中，D1＝D2+D3。7.根据权利要求2所述的凸块封装结构，其特征在于，所述阻挡层远离所述晶圆的一侧表面设置有多个第二弧形槽，多个所述第二弧形槽间隔设置，所述润湿层容置在多个所述第二弧形槽内。8.根据权利要求7所述的凸块封装结构，其特征在于，多个所述第二弧形槽与多个所述第一弧形槽错位设置。9.根据权利要求8所述的凸块封装结构，其特征在于，所述第二弧形槽的深度H2与第一弧形槽的深度H1相同，且所述粘接层和所述阻挡层的界面处到所述润湿层和所述基底导电层的距离相同。10.根据权利要求9所述的凸块封装结构，其特征在于，所述第一弧形槽和第二弧形槽的宽度相同，且相邻两个所述第一弧形槽的间隔距离与相邻两个所述第二弧形槽的间隔距离相同，以使部分所述阻挡层和部分所述粘接层沿分界面对称设置。2CN115036227A权利要求书2/2页11.根据权利要求1所述的凸块封装结构，其特征在于，所述导电凸柱和所述焊帽之间还设置有第一金属层和第二金属层，所述第一金属层设置在所述导电凸柱的表面，所述第二金属层设置在所述第一金属层的表面，所述焊帽设置在所述第二金属层的表面，所述第二金属层用于阻挡所述焊帽和所述导电凸柱之间的扩散原子，所述第一金属层用于提升所述第二金属层和所述导电凸柱之间的粘接性。12.一种凸块封装结构的制备方法，用于制备如权利要求1‑11任一项所