微机电系统芯片穿透硅通孔封装技术制作流程

摘要

本发明公开了一种微机电系统芯片穿透硅通孔封装技术制作流程，用铜金属取代铝金属来制作线路和球栅阵列(BGA)焊垫的图形，可取得更佳的抗氧化性及导电性，采用电镀和化学镀工艺，利用无氰化合物材料在金属线路和BGA焊垫的镍金属层上涂覆锡金属层来取代用氰化合物材料而涂覆的金层，并作为保护层和可焊层，由于镍金属层的隔离保护，可以有效减少锡晶须的发生，线路及BGA焊垫表面为锡层，具有优良的可焊性，既节约成本，又利于环保。

主权项

1.一种微机电系统芯片穿透硅通孔封装技术制作流程，其特征是：以晶圆的集成电路面为晶圆正面，按下述工艺步骤进行：①.前制程：在玻璃一面形成与晶圆正面的集成电路相匹配的高分子树脂类光刻胶面，通过键合机将所述玻璃的光刻胶面与晶圆正面键合在一起；②.晶圆减薄：对晶圆从背面研磨减薄至设定尺寸厚度，再对晶圆背面进行等离子蚀刻；③.曝光显影：在晶圆背面涂覆光刻胶后烘烤，按设计对晶圆背面的光刻胶曝光后显影，将晶圆背面需要蚀刻的地方上涂覆的光刻胶显影掉；④.晶圆蚀刻：将晶圆放入等离子蚀刻机，将晶圆背面需要蚀刻的地方蚀刻掉而形成沟槽；⑤.按设定次数重复步骤③和步骤④，将晶圆正面部分的导电块暴露出来；⑥.涂覆绝缘层：采用电泳的方式在晶圆背面涂覆高分子聚合材料，形成绝缘层后进行烘烤；⑦.激光钻孔：通过激光击穿处于晶圆沟槽处的绝缘层和导电块，使击穿部位的导电块从绝缘层中暴露出来；⑧.溅镀铜：将铜溅镀在整个晶圆背面形成一层导电铜层，使步骤⑥后露出的导电块与导电铜层相连通；⑨.化学镀铜前处理：将晶圆浸入前处理液中对导电铜层表面进行粗糙化处理；⑩.化学镀铜：在导电铜层的表面均匀涂覆上一定厚度的薄铜，形成化学镀铜层；电镀铜：在化学镀铜层表面电镀形成一层电镀铜层；涂覆光刻胶及光刻胶曝光显影：通过电泳的方式在电镀铜层表面涂覆一层光刻胶，按设计对光刻胶曝光显影后形成需要的线路和球栅阵列焊垫的图形，图形部分的电镀铜层表面的光刻胶被显影掉，从而露出图形部分的电镀铜层；酸性化学镀镍：在酸性环境下在图形部分的电镀铜层表面形成酸性镀镍层；电镀镍：在酸性镀镍层表面电镀形成一定厚度的电镀镍层；电镀锡：在电镀镍层表面电镀形成一定厚度的纯锡层；去光刻胶：通过甲酸将非图形部分的电镀铜层表面的光刻胶去除掉；光刻胶层的铜蚀刻：通过碱性蚀刻的方法，非图形部分的电镀铜层被去除，露出图形部分的电镀铜层的侧面；防焊层涂布及曝光显影：通过旋转的方式在纯锡层的表面涂覆一层防焊油墨，并通过曝光显影方式将非线路部分的防焊油墨显影掉；等离子去除氧化层：将球栅阵列焊垫部分的纯锡层通过等离子方法去除表面氧化物；球栅阵列成型：将无铅锡膏涂在钢网上，通过刮刀印刷的方式将钢网上的无铅锡膏印在球栅阵列焊垫处，用回流焊方式将锡膏熔融成锡球；后续切割测试包装：将晶圆按设计切割后测试并真空包装。