專利名稱：一種焊點結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體封裝技術領域，尤其涉及一種增強可靠性的焊點結構。
背景技術：
隨著電子信息產業的日新月異，組裝密度越來越高，誕生了新型SMT、MCM技術，微電子器件中的焊點也越來越小，對可靠性要求日益提高。電子封裝中廣泛采用的SMT封裝技術及芯片尺寸封裝(CSP)、焊球陣列(BGA)等封裝技術均通過焊點直接實現器件與基板之間的電及機械連接(主要承受剪切應變)，焊點的質量與可靠性決定了電子產品的質量。封裝器件在實際使用中，通電與否和周圍溫度的變化使其經歷了溫度循環的過程。在溫度循環過程中焊點可能會發生疲勞失效。焊點的失效電連接短路或電阻過大，導致器件不能實現預定功能，無法使用。因此如何保證焊點的質量是一個重要問題。關于現有的芯片封裝結構請參考圖1及圖2，其中，圖1為現有的芯片封裝結構的側面示意圖，圖2為現有的芯片封裝結構的正面示意圖，如圖1及圖2所示，現有的芯片封裝結構包括基板100、焊點陣列110(圖中僅示意了 4X4焊點陣列)以及半導體芯片120，所述焊點陣列110將所述基板100及所述半導體芯片120進行電性連接及機械連接。并且，所述焊點陣列110中的每個焊點都起到電性連接及機械連接的作用。其中，位于芯片封裝結構中心點幾何距離最遠處的焊點(即邊角位置的焊點)稱為關鍵焊點111，由于這些關鍵焊點111上的應力相比其它內部焊點上的應力更大、非彈性應變能密度更高，因而容易產生疲勞裂紋并拓展，最終導致器件失效。因此，為了提高器件的可靠性，應該重點關注邊角位置的關鍵焊點，盡量減小其熱應力和應變能密度的大小。除了邊角位置的關鍵焊點，焊點陣列中的其它外圈焊點上的應力也較大，也應引起關注。為了提高焊點的可靠性，在現有的研究中，有學者提出用改變焊點幾何尺寸(包括焊點的高度、直徑和形狀)與焊料種類的方法提高焊點的可靠性。此種方法雖然可行，但削弱了工藝的兼容性，增加了成本。此外，這種方法的適用性有限，且必須先研究封裝結構的可靠性和焊點幾何尺寸、焊料種類的關系，過程繁瑣并增加了成本。另外，增加底部填充料也是增加焊點可靠性的一種方法。本專利的方法可以同時采用底部填充料方法，獲得更高的焊點可靠性。因此，如何有效地提高芯片封裝結構中的焊點的可靠性成為目前業界亟需解決的關鍵技術問題。

發明內容
本發明的目的在于提供一種焊點結構，以提高芯片封裝結構中的焊點的可靠性。為解決上述問題，本發明提出一種焊點結構，位于一基板上，用于將半導體芯片連接至所述基板上，其中，所述焊點結構包括:第一類焊點陣列，將所述半導體芯片與所述基板進行電性連接及機械連接；
多個第二類焊點，分布于所述第一類焊點陣列的外圈，將所述半導體芯片與所述基板進行機械連接。可選的，所述第一類焊點陣列包括多個關鍵焊點，所述關鍵焊點的位置距離所述焊點陣列的中心的距離最遠；其中，所述第二類焊點分布于所述關鍵焊點的外圈。可選的，所述每個關鍵焊點的外圈分布有一個或多個所述第二類焊點。可選的，所述第二類焊點的幾何尺寸與所述第一類焊點陣列中的焊點的幾何尺寸相同?？蛇x的，所述第二類焊點的焊料與所述第一類焊點陣列中的焊點的焊料相同?？蛇x的，所述第二類焊點之間的最短距離與所述第一類焊點陣列中的焊點之間的
最短距離相等?？蛇x的，所述第二類焊點的制備工藝與所述第一類焊點陣列中的焊點的制備工藝相同，且同時完成。與現有技術相比，本發明提供的焊點結構包括第一類焊點陣列及多個第二類焊點，所述第二類焊點分布于所述第一類焊點陣列的外圈，所述第一類焊點陣列將所述半導體芯片與所述基板進行電性連接及機械連接，所述第二類焊點將所述半導體芯片與所述基板進行機械連接，通過在所述第一類焊點陣列的外圈設置多個第二類焊點，緩解了所述第一類焊點陣列中的關鍵焊點的應力和應變，使所述關鍵焊點上的應力和應變減小，增加結構剛度，延后了裂紋產生的時間，提高了關鍵焊點的可靠性，從而使整個封裝器件的壽命也得到提聞。


圖1為現有的芯片封裝結構的側面示意圖；圖2為現有的芯片封裝結構的正面不意圖；圖3為本發明第一個實施例提供的焊點結構的側面示意圖；圖4為本發明第一個實施例提供的焊點結構的正面示意圖；圖5為本發明第二個實施例提供的焊點結構的正面示意圖；圖6為本發明第三個實施例提供的焊點結構的正面示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的焊點結構作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。本發明的核心思想在于，提供一種焊點結構，包括第一類焊點陣列及多個第二類焊點，所述第二類焊點分布于所述第一類焊點陣列的外圈，所述第一類焊點陣列將所述半導體芯片與所述基板進行電性連接及機械連接，所述第二類焊點將所述半導體芯片與所述基板進行機械連接，通過在所述第一類焊點陣列的外圈設置多個第二類焊點，從而分擔了所述第一類焊點陣列中的關鍵焊點的應力和應變，使所述關鍵焊點上的應力和應變減小，延后了裂紋產生的時間，提高了關鍵焊點的可靠性，從而使整個封裝器件的壽命也得到提聞。
實施例1請參考圖3及圖4，其中，圖3為本發明第一個實施例提供的焊點結構的側面示意圖，圖4為本發明第一個實施例提供的焊點結構的正面示意圖，如圖3及圖4所示，本發明第一個實施例提供的焊點結構，位于一基板200上，用于將半導體芯片210連接至所述基板200上，其中，所述焊點結構包括:第一類焊點陣列220，將所述半導體芯片210與所述基板200進行電性連接及機械連接；其中，所述第一類焊點陣列220包括多個關鍵焊點221，所述關鍵焊點221的位置距離所述焊點陣列的中心的距離最遠；多個第二類焊點230，分布于所述第一類焊點陣列220的外圈，將所述半導體芯片210與所述基板200進行機械連接。具體地，所述每個關鍵焊點221的外圈分布一個第二類焊點230。需說明的是，所述第二類焊點230僅將所述半導體芯片210與所述基板200進行機械連接，并不進行電性連接，因此所述第二類焊點230的存在和損壞并不會對器件的正常工作造成影響。通過在所述關鍵焊點221的外圈設置一個第二類焊點230，從而分擔了所述第一類焊點陣列220中的關鍵焊點221的應力和應變，使所述關鍵焊點221上的應力和應變減小，延后了裂紋產生的時間，提高了關鍵焊點221的可靠性，從而使整個封裝器件的壽命也得到提聞。進一步地，所述第二類焊點230的幾何尺寸與所述第一類焊點陣列220中的焊點的幾何尺寸相同；所述第二類焊點230的焊料與所述第一類焊點陣列220中的焊點的焊料相同；所述第二類焊點230之間的最短距離與所述第一類焊點陣列220中的焊點之間的最短距離也相等；從而使得所述第二類焊點230的制備工藝與所述焊點陣列220中的焊點的制備工藝兼容。進一步地，所述第二類焊點230的制備工藝與所述第一類焊點陣列220中的焊點的制備工藝相同，且同時完成。實施例2請參考圖5，圖5為本發明第二個實施例提供的焊點結構的正面示意圖，如圖5所示，實施例2與實施例1的不同之處在于，所述第一類焊點陣列220中的每個關鍵焊點221的外圍分布有多個第二類焊點230 (圖中僅示意3個)。通過在每個關鍵焊點221的外圍分布有多個第二類焊點230，從而更好地緩解了所述第一類焊點陣列220中的關鍵焊點221的應力和應變。并且，所述第二類焊點230之間的最短距離d2與所述第一類焊點陣列220中的焊點之間的最短距離Cl1相等。除此之外，實施例2與實施例1均相同，因此不再贅述。實施例3請參考圖6，圖6為本發明第三個實施例提供的焊點結構的正面示意圖，如圖6所示，實施例3與實施例1的不同之處在于，所述第二類焊點230分布在所述第一類焊點陣列220的外圈，即所述第一類焊點陣列220中的每個外圍焊點的旁邊均分布有一個第二類焊點230 ;從而不僅分擔了所述第一類焊點陣列220中的關鍵焊點221的應力和應變，對所述關鍵焊點221起到保護的作用，而且也保護了所述第一類焊點陣列220中的所有應力相對較大的焊點。
除此之外，實施例3與實施例1均相同，因此不再贅述。綜上所述，本發明提供了一種焊點結構，包括第一類焊點陣列及多個第二類焊點，所述第二類焊點分布于所述第一類焊點陣列的外圈，所述第一類焊點陣列將所述半導體芯片與所述基板進行電性連接及機械連接，所述第二類焊點將所述半導體芯片與所述基板進行機械連接，通過在所述第一類焊點陣列的外圈設置多個第二類焊點，從而分擔了所述第一類焊點陣列中的關鍵焊點的應力和應變，使所述關鍵焊點上的應力和應變減小，延后了裂紋產生的時間，提高了關鍵焊點的可靠性，從而使整個封裝器件的壽命也得到提高。顯然，本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種焊點結構，位于一基板上，用于將半導體芯片連接至所述基板上，其特征在于，包括: 第一類焊點陣列，將所述半導體芯片與所述基板進行電性連接及機械連接； 多個第二類焊點，分布于所述第一類焊點陣列的外圈，將所述半導體芯片與所述基板進行機械連接。
2.如權利要求1所述的焊點結構，其特征在于，所述第一類焊點陣列包括多個關鍵焊點，所述關鍵焊點的位置距離所述焊點陣列的中心的距離最遠；其中，所述第二類焊點分布于所述關鍵焊點的外圈。
3.如權利要求2所述的焊點結構，其特征在于，所述每個關鍵焊點的外圈分布有一個或多個所述第二類焊點。
4.如權利要求1至3任一項所述的焊點結構，其特征在于，所述第二類焊點的幾何尺寸與所述第一類焊點陣列中的焊點的幾何尺寸相同。
5.如權利要求1至3任一項所述的焊點結構，其特征在于，所述第二類焊點的焊料與所述第一類焊點陣列中的焊點的焊料相同。
6.如權利要求1至3任一項所述的焊點結構，其特征在于，所述第二類焊點之間的最短距離與所述第一類焊點陣列中的焊點之間的最短距離相等。
7.如權利要求1至3任一項所述的焊點結構，其特征在于，所述第二類焊點的制備工藝與所述第一類焊點陣列中的焊點的制備工藝相同，且同時完成。
全文摘要
本發明公開了一種焊點結構，包括第一類焊點陣列及多個第二類焊點，所述第二類焊點分布于所述第一類焊點陣列的外圈，所述第一類焊點陣列將所述半導體芯片與所述基板進行電性連接及機械連接，所述第二類焊點將所述半導體芯片與所述基板進行機械連接，通過在所述第一類焊點陣列的外圈設置多個第二類焊點，從而增加了整體焊點結構的剛度，使所述關鍵焊點上的應力和應變減小，延后了裂紋產生的時間，提高了關鍵焊點的可靠性，從而使整個封裝器件的壽命也得到提高。
文檔編號H01L23/488GK103117260SQ20111036217
公開日2013年5月22日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者洪榮華, 王珺 申請人:復旦大學