一种新型UBM结构

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其是一种新型UBM结构。

背景技术

在半导体封装技术中，当凸点与UBM(Under Bumping Metallization，凸点下金属化)倒装焊接时，由于凸点的锡银量过多、凸点间距过小等原因，都可能造成凸点间桥连，从而影响器件性能。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种新型UBM结构，本发明的技术方案如下：

一种新型UBM结构，每个与凸点倒装焊接的UBM结构均包括多个分散排布的UBM单元和UBM墙，UBM墙作为外围结构包围UBM单元，且互不接触；UBM单元之间用于容纳凸点的锡银，UBM墙用于阻挡锡银外流。

其进一步的技术方案为，UBM单元具有同一高度，且与UBM墙等高。

其进一步的技术方案为，UBM单元具有多个高度，其中位于UBM墙包围中心的第一UBM单元的高度不低于UBM墙的高度，其余UBM单元的高度均低于UBM墙的高度，以稳固倒装焊接后的凸点。

其进一步的技术方案为，其余UBM单元的高度从位于墙边缘向中心方向逐渐变小再逐渐变大，以引导回流过程中的锡银向中心流动。

其进一步的技术方案为，UBM墙的高度为凸点的锡银高度的40％-60％，且不超过凸点回流后的最大直径所在高度；对于高度逐渐变小的其余UBM单元，其高度为与其相邻且位于外侧的UBM单元或UBM墙的高度的50％-70％，对于高度逐渐变大的其余UBM单元，其高度为与其相邻且位于内侧的UBM单元的高度的50％-70％；第一UBM单元的高度为凸点的锡银高度的30％-80％，且不超过与其相邻的UBM单元高度的150％。

其进一步的技术方案为，各个UBM单元和UBM墙按照从低到高的高度顺序依次制备得到。

其进一步的技术方案为，UBM单元的形状为圆形、三角形、矩形、六边形、八边形或其余多边形。

其进一步的技术方案为，UBM墙的形状为圆形、三角形、矩形、六边形、八边形或其余多边形。

本发明的有益技术效果是：

本申请提出了一种新的UBM结构，将与一个凸点倒装焊接的UBM结构设计成多个分散排布的UBM单元和设于单元外围封闭的UBM墙，首先，增大了与凸点的接触表面积；其次，多个UBM单元之间可容纳更多锡银，UBM墙可进一步阻挡锡银外流，从而降低与凸点倒装焊接后的桥连风险。

附图说明

图1是本申请提供的UBM结构俯视图。

图2是本申请提供的一种UBM结构侧视图。

图3是本申请提供的另一种UBM结构侧视图。

图4是本申请提供的另一种UBM结构的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本申请提出了一种新型UBM结构，以降低与凸点倒装焊接后的桥连风险。请参考图1所示，每个与凸点倒装焊接的UBM结构均包括多个分散排布的UBM单元11和UBM墙12，UBM墙12作为外围结构包围所有的UBM单元11，且互不接触。其中，UBM单元11之间用于容纳凸点的锡银，UBM墙12用于阻挡锡银外流。

可选的，UBM单元11和UBM墙12的形状多样，可为圆形、三角形、矩形(包括正方形)、六边形、八边形、其余多边形或其他图形等，具体可以按照实际情况进行形状的更改，在本实施例中两者均以圆形为例进行展示。进一步的，UBM单元11的尺寸、间距、高度均可调整，以达到最优效果为佳。

可选的，凸点可以为C4 bump或其他类型的凸点。

如图2所示，为采用上述UBM结构与凸点23倒装焊接后的一种结构示意图，其中图示的凸点23为C4 bump，从上到下依次为铜-镍-锡银，倒装焊接时锡银与UBM结构相接触。在该结构示例中，UBM单元21具有同一高度，且与UBM墙22等高。通过调整两者高度和UBM单元21的尺寸、间距，可增大与凸点23的接触面积，而UBM单元21之间及与UBM墙22的空隙中可容纳更多的锡银量，并适当阻挡锡银外流。

如图3所示，为采用上述UBM结构与凸点33倒装焊接后的另一种结构示意图。在该结构示例中，UBM单元31具有多个高度，图3示例性的展示了至少四种高度H1、H2、Hn-1、Hn，依次为沿靠近墙边缘到包围中心方向排布的UBM单元31的高度，其中位于UBM墙32包围中心的第一UBM单元311的高度Hn不低于UBM墙32的高度H0，其余UBM单元31的高度均低于UBM墙32的高度H0。进一步的，其余UBM单元的高度从位于墙边缘向中心方向逐渐变小再逐渐变大。设与该UBM结构倒装焊接的凸点33的锡银高度为Hc，上述H0、H1、H2、……、Hn和Hc的参数范围建议如下：

1)UBM墙32的高度H0为凸点33的锡银高度Hc的40％-60％左右，且不超过凸点回流后的最大直径所在高度H’。2)对于高度逐渐变小的其余UBM单元，其高度为与其相邻且位于外侧的UBM单元31或UBM墙32的高度的50％-70％，比如靠近UBM墙32的第二UBM单元312的高度H1为UBM墙32的高度H0的50％-70％，再比如靠近第二UBM单元312的第三UBM单元313的高度H2为第二UBM单元312的高度H1的50％-70％；对于高度逐渐变大的其余UBM单元，其高度为与其相邻且位于内侧的UBM单元31的高度的50％-70％，比如靠近第四UBM单元314的第五UBM单元的高度Hn-2(图中未示出)为第四UBM单元314的高度Hn-1的50％-70％。3)第一UBM单元311的高度Hn为凸点33的锡银高度Hc的30％-80％，且Hn不超过与其相邻的UBM单元(即第四UBM单元314)高度Hn-1的150％，以免因为高度差过大造成第一UBM单元311断裂。

在本实施例中，通过调整第一UBM单元311的高度Hn，使其明显高于周围的UBM单元31，可更好地固定倒装焊接后上方的凸点33，同时，按照第2点调整UBM墙32与第一UBM单元311之间的UBM单元31的高度，形成一个阶梯式V型高度差，在凸点33回流过程中可将融化的锡银从UBM墙32引导至位于中心的第一UBM单元311，即从结构上调整锡银的流向，从而降低外溢风险。分布在第一UBM单元311四周的UBM单元31可辅助固定倒装焊接后上方的凸点33，即起到辅助支撑的作用。

如图4所示，上述各个UBM单元和UBM墙32按照从低到高的高度顺序依次制备得到。以图3示例的各高度为例，经涂胶、曝光、显影等常规工艺后先电镀或者刻蚀出高度为H2的第三UBM单元313，之后采用同样的工艺制备高度为H1的第二UBM单元312，同理再依次制备出高度为Hn-1的第四UBM单元314和高度为H0的UBM墙32之后，最后制备高度为Hn的第一UBM单元311，从而得到完整的UBM结构。

因此，本申请提出的UBM结构实用性高，工艺简单，可用于芯片与转接板、转接板与基板、基板与PCB板之间的倒装焊接，具有非常好的可实现性，能降低倒装焊接后的桥连风险，提升器件稳定性。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。