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一种芯片及三维芯片的制作方法

2022-02-22 13:45:31 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及集成芯片技术领域,尤其涉及一种芯片及三维芯片。


背景技术:

2.芯片的混合键合技术是近年来发展起来的一种晶圆级别的电连接技术,其中,大量的i/o(输入输出接口)连接已经在晶圆级别完成,部分的时钟信号、数据信号等需要通过凸点引出到封装基板上,凸点是设置在晶圆上的凸起结构,凸点的设置间距可以做到很小,能够实现更为密集的通信连接以及较短的通信线路。
3.然而,凸点的设置通常需要基于信号输入输出的线路位置,凸点的设置位置通常不均匀,分布不均的凸点容易引起三维芯片的封装不良等问题。


技术实现要素:

4.本技术实施例提供一种芯片及三维芯片,能够改善现有三维芯片的凸点的设置位置不均匀,容易引起三维芯片的封装不良的问题。
5.本技术实施例的第一方面,提供一种芯片,包括:
6.第一芯片单元,所述第一芯片单元上设置有通信凸点、支撑凸点和凹槽,所述通信凸点部分嵌设在所述凹槽内;
7.所述通信凸点包括第一金属层;
8.所述支撑凸点包括第二金属层;
9.所述第一金属层的尺寸大于所述第二金属层的尺寸。
10.在一些实施方式中,所述通信凸点在所述第一芯片单元上的正投影和所述支撑凸点在所述第一芯片单元上的正投影均为圆形,所述通信凸点在所述第一芯片单元上正投影的直径大于所述支撑凸点在所述第一芯片单元上正投影的直径。
11.在一些实施方式中,所述第一金属层在所述第一芯片单元上的正投影为第一投影,所述第二金属层在所述第一芯片单元上的正投影为第二投影,所述第一投影的面积大于所述第二投影的面积。
12.在一些实施方式中,所述第一投影和所述第二投影均为圆形,所述第一投影的直径与所述第二投影的直径相差为设定阈值。
13.在一些实施方式中,所述设定阈值的取值范围为5-8μm。
14.在一些实施方式中,所述通信凸点还包括:第一凸块,所述第一金属层设置于所述第一凸块与所述第一芯片单元之间;
15.所述支撑凸点还包括:第二凸块,所述第二金属层设置于所述第二凸块与所述第一芯片单元之间;
16.所述第一凸块在所述第一芯片单元上正投影的面积大于所述第二凸块在所述第一芯片单元上正投影的面积。
17.在一些实施方式中,所述第一芯片单元包括第一区域和第二区域,所述通信凸点
设置在所述第一区域内,所述支撑凸点设置在所述第二区域内。
18.在一些实施方式中,所述第一芯片单元包括顶层金属层、钝化层和缓冲层,所述钝化层设置于所述顶层金属层和所述缓冲层之间;
19.所述支撑凸点与所述缓冲层连接;
20.所述钝化层设置有第一通孔,所述缓冲层设置有第二通孔,所述第一通孔与所述第二通孔连通形成所述凹槽。
21.在一些实施方式中,所述顶层金属层靠近所述钝化层的一侧设置有第一焊盘;
22.所述第一金属层通过所述第一通孔与所述第一焊盘连接,所述第一凸块穿设于所述第二通孔,并与所述第一金属层连接。
23.本技术实施例的第二方面,提供一种三维芯片,包括:
24.如第一方面所述的芯片;
25.第二芯片单元,所述第二芯片单元设置于第一芯片单元背离通信凸点的一侧,且所述第二芯片单元与所述第一芯片单元电连接。
26.本技术实施例提供的芯片及三维芯片,通过在第一芯片单元上设置通信凸点和支撑凸点,通信凸点用于实现第一芯片单元的通信连接,支撑凸点可以起到支撑作用,支撑凸点的支撑作用能够分散通信凸点分布不均引起的应力集中。以及,支撑凸点可以填补未设置通信凸点的区域,能够使得通信凸点和支撑凸点的分布趋于均匀,可以避免第一芯片单元上凸点分布不均造成芯片的应力集中的问题。结合凹槽的设置,通过设置第一金属层的尺寸大于第二金属层的尺寸,来减小回流焊之后支撑凸点的尺寸,以缩小通信凸点和支撑凸点的高度差,可以使得支撑凸点能够充分起到分担通信凸点的支撑负担的作用的同时,保证通信凸点与封装基板能够正常接触实现稳定电连接。
附图说明
27.图1为本技术实施例提供的一种芯片的局部结构示意图;
28.图2为本技术实施例提供的一种芯片的局部俯视图;
29.图3为本技术实施例提供的又一种芯片的局部结构示意图;
30.图4为本技术实施例提供的一种支撑凸点的结构示意图;
31.图5为本技术实施例提供的再一种芯片的局部结构示意图;
32.图6为本技术实施例提供的一种三维芯片的局部结构示意图;
33.图7为本技术实施例提供的一种芯片的制备方法的示意性流程图。
具体实施方式
34.为了更好的理解本说明书实施例提供的技术方案,下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明,应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明,而不是对本说明书技术方案的限定,在不冲突的情况下,本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
35.在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包
含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“两个以上”包括两个或大于两个的情况。
36.三维芯片的混合键合技术是近年来发展起来的一种晶圆级别的电连接技术,通过金属键合的方式将两个或者多个芯片连接起来。大量的i/o(输入输出接口)连接已经在晶圆级别完成,少数的时钟信号、数据信号等需要通过凸点引出到封装基板上,凸点是设置在晶圆上的凸起结构。然而,凸点的设置通常需要基于信号输入输出的线路位置,凸点的设置位置通常不均匀,分布不均的凸点容易引起三维芯片的封装不良等问题。
37.有鉴于此,本技术提供一种芯片及三维芯片,能够改善现有三维芯片的凸点的设置位置不均匀,容易引起三维芯片的封装不良的问题。
38.本技术实施例的第一方面,提供一种芯片,图1为本技术实施例提供的一种芯片的局部结构示意图。如图1所示,本技术实施例提供的芯片,包括:第一芯片单元100,第一芯片单元100上设置有通信凸点110、支撑凸点120和凹槽101;通信凸点110部分嵌设在凹槽101内;通信凸点110包括第一金属层112;支撑凸点120包括第二金属层122;第一金属层112的尺寸大于第二金属层122的尺寸。需要说明的是,尺寸指的是矩形的长、宽或者圆形的直径,尺寸还可以指第一金属层112或第二金属层122在与第一芯片单元100平行的平面上的面积,第一金属层112和第二金属层122的厚度通常可以相同,厚度是指在垂直于第一芯片单元100的方向上的厚度。
39.需要说明的是,芯片可以为晶粒(die或者chip)、晶圆(wafer)中至少一种,但不以此为限,也可以是本领域技术人员所能想到的任何替换。其中,晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片,芯片或晶粒是指将上述制作有半导体电路的晶圆进行分割后的硅晶片。本技术的具体实施例中以芯片为例进行介绍。
40.容易理解的是,芯片内集成有电子器件以及连接线路,芯片内的部分信号需要从芯片引出到封装基板上,封装基板再将信号输出到其他电子器件或者线路中,本技术不作具体限定。可以通过在芯片上设置通信凸点,以实现芯片内的部分信号通过通信凸点与封装基板进行信号传输。通常需要基于信号输入输出线路的具体位置进行设定通信凸点,因此,通信凸点的设置位置在芯片上的分布是不均匀的,容易引起芯片的应力集中,从而造成芯片破裂或者凸点破裂,影响芯片的可靠性和使用寿命。如图1所示,本技术实施例提供的芯片,在第一芯片单元100的同一侧设置通信凸点110和支撑凸点120,通信凸点110与第一芯片单元100电连接,支撑凸点120可以起到支撑作用,支撑凸点120的支撑作用能够分散通信凸点110分布不均引起的应力集中。以及,支撑凸点120可以填补未设置通信凸点110的区域,能够使得通信凸点110和支撑凸点120的分布趋于均匀,可以避免第一芯片单元100上凸点(通信凸点110和支撑凸点120)分布不均造成芯片的应力集中的问题。通常,由于通信凸点110需要与第一芯片单元100电连接,通过设置凹槽101,则通信凸点110会存在部分嵌入到第一芯片单元100的膜层内的情况;又由于支撑凸点120无需与第一芯片单元100电连接,则支撑凸点120可以直接与第一芯片单元100一侧的表面接触连接;因此,在制备通信凸点110和支撑凸点120时,容易引起支撑凸点120与通信凸点110的高度差异,容易引起通信凸
点110与封装基板的电连接不良,导致芯片失效。通信凸点110的高度和支撑凸点120的高度相差小于高度差阈值,可以使得支撑凸点120能够充分起到分担通信凸点110的支撑负担的作用的同时,保证通信凸点110与封装基板能够正常接触实现稳定电连接。需要说明的是,通信凸点110的高度可以大于支撑凸点120的高度,通信凸点110的高度可以小于支撑凸点120的高度,只要满足通信凸点110的高度和支撑凸点120的高度相差小于高度差阈值即可,高度差阈值可以理解为在封装工艺段的封装工艺允许的误差值,高度差阈值可以根据芯片的尺寸以及通信凸点110的尺寸进行适应性设定,本技术不作具体限定。只要满足者通信凸点110的高度和支撑凸点120的高度相差小于高度差阈值即能够保证通信凸点110与封装基板的电连接可靠性。通信凸点110和支撑凸点120的制备工艺通常采用回流焊工艺,根据回流焊工艺特点,第一金属层112的尺寸能够决定通信凸点110的高度,第二金属层122的尺寸也可以决定支撑凸点120的尺寸,为实现通信凸点110的高度和支撑凸点120的高度相差小于高度差阈值,设置第一金属层112的尺寸大于第二金属层122的尺寸,能够使得通信凸点110的高度大于支撑凸点120的高度,支撑凸点能够充分起到分担通信凸点的支撑负担的作用的同时,保证通信凸点与封装基板能够正常接触实现稳定电连接。需要说明的是,通信凸点110和支撑凸点120均是在芯片的一侧制备的凸起结构。
41.本技术实施例提供的芯片,通过在第一芯片单元100上设置通信凸点和支撑凸点,通信凸点110用于实现第一芯片单元100的通信连接,支撑凸点120可以起到支撑作用,支撑凸点120的支撑作用能够分散通信凸点110分布不均引起的应力集中。以及,支撑凸点120可以填补未设置通信凸点110的区域,能够使得通信凸点110和支撑凸点120的分布趋于均匀,可以避免第一芯片单元100上凸点分布不均造成芯片的应力集中的问题。结合凹槽101的设置,通过设置第一金属层112的尺寸大于第二金属层122的尺寸,来减小回流焊之后支撑凸点120的尺寸,支撑凸点120的尺寸可以具体指高度,以缩小通信凸点110和支撑凸点120的高度差,可以使得支撑凸点120能够充分起到分担通信凸点110的支撑负担的作用的同时,保证通信凸点110与封装基板能够正常接触实现稳定电连接。
42.在一些实施方式中,第一芯片单元包括第一区域和第二区域,通信凸点设置在第一区域内,支撑凸点设置在第二区域内。
43.示例性的,图2为本技术实施例提供的一种芯片的局部俯视图。如图2所示,第一芯片单元100包括第一区域130和第二区域140,通信凸点110设置在第一区域130内,支撑凸点120设置在第二区域140内。图2所示的通信凸点110和支撑凸点120的分布、第一区域130和第二区域140的位置关系均只是示意性的,不作为本技术的具体限定。第一区域130和第二区域140可以用于限定通信凸点110和支撑凸点120的位置分布,第一区域130内用于设置通信凸点110,第二区域140内用于设置支撑凸点120。示例性的,图2中,第二区域140内未设置有通信凸点110,则通信凸点110设置在第一区域130内,会引起第二区域140位置的应力不均,因此在第二区域140内设置支撑凸点120,可以分散通信凸点110的应力,避免通信凸点110的分布不均引起的应力集中。
44.图1和图2所示的通信凸点110的数量和支撑凸点120的数量只是示意性的,不作为本技术的具体限定。
45.本技术实施例提供的芯片,通过在第二区域140内设置支撑凸点120,支撑凸点120能够分散第一区域130内通信凸点形成的应力集中,支撑凸点120可以填补未设置通信凸点
110的区域,能够使得通信凸点110和支撑凸点120的分布趋于均匀,可以避免第一芯片单元100上凸点分布不均造成芯片的应力集中的问题。
46.在一些实施方式中,示例性的,图3为本技术实施例提供的另一种芯片的局部结构示意图。如图3所示,第一芯片单元100一侧的表面设置有缓冲层170,支撑凸点120与缓冲层170直接接触并连接,第一芯片单元100在第一区域内设置有凹槽,通信凸点110部分嵌设在凹槽内,凹槽底部设置有第一焊盘180,通信凸点110包括第一金属层112,第一金属层112与第一焊盘180连接,以实现通信凸点110与第一芯片单元100的电连接,第一焊盘180通常与第一芯片单元100内的线路电连接,线路则通常设置在第一芯片单元100的内部,因此,第一焊盘180通常设置在凹槽内。为简化制备工艺流程,通常通信凸点110与支撑凸点120可以同时制备,并采用相同的材料进行制备,由于支撑凸点120与第一芯片单元100表面的缓冲层170连接,缓冲层170采用绝缘材料,则支撑凸点120与第一芯片单元100之间不会形成电连接。在相同的制备流程中制备得到的通信凸点110和支撑凸点120通常大小接近,但是由于通信凸点110部分嵌设在凹槽内,则容易造成支撑凸点120与通信凸点的高度相差较大。如图3所示,通信凸点110的高度h1和支撑凸点120的高度h2相差小于高度差阈值,可以使得支撑凸点120能够充分起到分担通信凸点110的支撑负担的作用的同时,保证通信凸点110与封装基板能够正常接触实现稳定电连接。
47.需要说明的是,通信凸点110的高度h1是通信凸点110超出第一芯片单元100表面的高度,同理,支撑凸点120的高度h2是支撑凸点120超出第一芯片单元100表面的高度。
48.在一些实施方式中,通信凸点在第一芯片单元上的正投影和支撑凸点在第一芯片单元上的正投影均为圆形,通信凸点在第一芯片单元上正投影的直径大于支撑凸点在第一芯片单元上正投影的直径。示例性的,通信凸点和支撑凸点可以均为类球形,通信凸点的直径大于支撑凸点的直径。在通信凸点和支撑凸点均为球形的情况下,由于通信凸点部分嵌设在凹槽内,通过设置通信凸点110的直径大于支撑凸点120的直径,能够使得通信凸点110的高度h1和支撑凸点120的高度h2相差小于高度差阈值。
49.在一些实施方式中,通信凸点包括第一凸块;支撑凸点包括第二凸块,第一金属层设置于第一凸块与第一芯片单元之间;第二金属层设置于第二凸块与第一芯片单元之间。第一金属层在第一芯片单元上的正投影为第一投影,第二金属层在第一芯片单元上的正投影为第二投影,第一投影的面积大于第二投影的面积。第一凸块可以是经过回流焊工艺与第一金属层进一步粘结在一起,以形成通信凸点;第二凸块可以是经过回流焊工艺与第二金属层进一步粘结在一起,以形成支撑凸点。根据回流焊工艺特点,第一金属层的尺寸能够决定第一凸块的尺寸,第二金属层的尺寸也可以决定第二凸块的尺寸,因此,第一投影的面积大于第二投影的面积,能够使得通信凸点的尺寸大于支撑凸点的尺寸,从而使得通信凸点的高度和支撑凸点的高度相差小于高度差阈值,支撑凸点能够充分起到分担通信凸点的支撑负担的作用的同时,保证通信凸点与封装基板能够正常接触实现稳定电连接。
50.示例性的,继续参考图3,通信凸点110包括第一凸块111;支撑凸点120包括第二凸块121;第一金属层112设置于第一凸块111与第一芯片单元100之间;第二金属层122设置于第二凸块121与第一芯片单元100之间。第一金属层112与第二金属层122的制备材料可以相同,第一凸块111与第二凸块121的制备材料可以相同;第一金属层112、第二金属层122的制备材料可以包括铜、镍等金属,第一凸块111和第二凸块121可以采用焊锡材料制备得到,焊
锡材料可以是锡银合金,本技术不作具体限定。制备流程通常是,先制备得到第一金属层112和第二金属层122,之后制备得到第一凸块111和第二凸块121;同时对第一凸块111和第二凸块121进行回流焊工艺,以形成通信凸点110和支撑凸点120。第一凸块111和第二凸块121均可以在同一工艺流程中通过电镀的工艺制备得到,本技术不作具体限定。
51.第一金属层112在第一芯片单元100上的正投影为第一投影,第二金属层122在第一芯片单元100上的正投影为第二投影,第一投影的面积大于第二投影的面积。若第一投影和第二投影均为圆形,第一投影的直径大于第二投影的直径,可是设置第一投影的直径与第二投影的直径相差为设定阈值。设定阈值可以根据通信凸点110和支撑凸点120的尺寸需求进行设定,本技术不作具体限定,示例性的,设定阈值的取值范围可以为5-8μm。第一凸块111在第一芯片单元100上正投影的面积大于第二凸块121在第一芯片单元100上正投影的面积。
52.示例性的,第一投影和第二投影还可以是椭圆、多边形等形状,本技术不作具体限定。
53.示例性的,根据回流焊的工艺特征,第一凸块111的尺寸通常基于第一金属层112的尺寸,第二凸块121的尺寸通常基于第二金属层122的尺寸,可以理解为,第一凸块111的尺寸与第一金属层112的尺寸正相关,第二凸块121的尺寸与第二金属层122的尺寸正相关。图4为本技术实施例提供的一种支撑凸点的结构示意图。如图4所示,第二金属层122在第一芯片单元100上的正投影为圆形时,第二金属层122的半径为r,经过回流焊工艺后的第二凸块为球形,球形的半径为r,球形的第二凸块的球心到第二金属层表面的高度为h,则支撑凸点的高度为r h。依据回流焊的工艺特点,第二金属层122的半径r可以决定h和r,则进而第二金属层122的半径r能够影响到支撑凸点的高度r h。因此,可以通过设置第二金属层122的尺寸小于第一金属层112的尺寸,来降低回流焊之后第二凸块121的高度,以缩小通信凸点110和支撑凸点120的高度差,使得通信凸点110的高度h1和支撑凸点120的高度h2相差小于高度差阈值。具体的,可以设置第一投影的面积大于第二投影的面积。若第一投影和第二投影均为圆形,则第一投影的直径与第二投影的直径相差为设定阈值。还可以设置第一凸块111在第一芯片单元100上正投影的面积大于第二凸块121在第一芯片单元100上正投影的面积。
54.本技术实施例提供的芯片,根据回流焊的工艺特征,第一凸块111的尺寸与第一金属层112的尺寸正相关,第二凸块121的尺寸与第二金属层122的尺寸正相关,则通过设置第二金属层122的尺寸小于第一金属层112的尺寸,来降低回流焊之后第二凸块121的高度,以缩小通信凸点110和支撑凸点120的高度差,使得通信凸点110的高度h1和支撑凸点120的高度h2相差小于高度差阈值,可以使得支撑凸点120能够充分起到分担通信凸点110的支撑负担的作用的同时,保证通信凸点110与封装基板能够正常接触实现稳定电连接。
55.在一些实施方式中,继续参考图3,第一芯片单元100包括顶层金属层150、钝化层160和缓冲层170,钝化层160设置于顶层金属层150和缓冲层170之间;顶层金属层150包括有第一芯片单元的线路,本技术不作具体限定。支撑凸点120与缓冲层170连接;钝化层160设置有第一通孔,缓冲层170设置有第二通孔,第一通孔与第二通孔连通形成凹槽。顶层金属层150靠近钝化层160的一侧设置有第一焊盘180;第一金属层112通过第一通孔与第一焊盘180连接,第一凸块111穿设于第二通孔,并与第一金属层112连接。缓冲层170可以采用聚
合物材料,缓冲层170的作用可以是缓解钝化层160的应力,提高第一芯片单元100的韧性。
56.本技术实施例提供的芯片,通过在钝化层160上开设第一通孔,在缓冲层170开设第二通孔,第一通孔与第二通孔连通形成凹槽,通信凸点110部分嵌设在凹槽内,使得通信凸点110的第一金属层112与第一焊盘180连接,以实现通信凸点110与第一芯片单元100的电连接。通信凸点110和支撑凸点120的制备材料均为导电材料,支撑凸点与缓冲层170连接,因此支撑凸点与第一芯片单元100无电连接。
57.示例性的,继续参考图3,缓冲层170的厚度范围可以为5-10μm,第一焊盘180的上表面可以比钝化层160的上表面低2-3μm,根据封装工艺的精度需求,当高度差阈值大于12μm时,容易发生通信凸块110与封装基板的接触不良,造成电路断开,产品失效的问题。因此,高度差阈值的取值不能够大于12μm。
58.在一些实施方式中,本技术实施例提供的芯片还包括封装基板,通信凸点和支撑凸点设置于第一芯片单元与封装基板之间,通信凸点分别与第一芯片单元和封装基板电连接。第一芯片单元与封装基板之间设置有填充胶。
59.示例性的,图5为本技术实施例提供的再一种芯片的局部结构示意图。如图5所示,本技术实施例提供的芯片还包括:封装基板200、印制电路板300和散热片400。通信凸点110和支撑凸点设置于第一芯片单元100与封装基板200之间,通信凸点110分别与第一芯片单元100和封装基板200电连接。封装基板200和印制电路板300之间可以通过焊球310连接,焊球310可以提供封装基板200和印制电路板300之间的电信号传输,焊球310可以锡银材料,印制电路板300与焊球310对应位置处的焊盘可以是镀铜的,本技术不作具体限定。封装基板200和印制电路板300还可以通过焊球电连接,本技术不作具体限定。第一芯片单元100与封装基板200之间设置有填充胶210,填充胶210可以将填充通信凸点110和支撑凸点120之间的空隙,以及填充第一芯片单元100和封装基板200之间的空隙,填充胶210可以起到缓解应力的作用,能够起到保护通信凸点110和支撑凸点120的作用,能够防止封装基板200、通信凸点110和支撑凸点120的开裂。散热片400可以为第一芯片单元100提供第一散热通道a和第三散热通道c,第一芯片单元100还可以通过封装基板200和印制电路板300形成的第二散热通道b进行散热,本技术不作具体限定。封装基板200上可以设置有第二焊盘,通信凸点110和支撑凸点远离第一芯片单元100的一端可以与第二焊盘连接,本技术不作具体限定。
60.本技术实施例提供的芯片,在第一芯片单元100与封装基板200之间设置通信凸点110和支撑凸点120,通信凸点110用于电连接第一芯片单元100和封装基板200,支撑凸点120用于分散由于通信凸点110引起的支撑应力集中,避免由于通信凸点110引起的支撑应力集中引起芯片的破裂;另外,结合凹槽101的设置,通过设置第一金属层112的尺寸大于第二金属层122的尺寸,来降低回流焊之后支撑凸点120的尺寸,以缩小通信凸点110和支撑凸点120的高度差,能够避免回流焊之后通信凸点110和支撑凸点120高度相差过大导致的通信凸点110与封装基板200的接触不良问题。
61.本技术实施例的第二方面,提供一种三维芯片,包括如第一方面所述的芯片;
62.第二芯片单元,第二芯片单元设置于第一芯片单元背离通信凸点的一侧,且第二芯片单元与第一芯片单元电连接。
63.示例性的,图6为本技术实施例提供的一种三维芯片的局部结构示意图。
64.如图6所示,本技术实施例提供的三维芯片,包括:
65.如第一方面所述的芯片1000;
66.第二芯片单元2000,第二芯片单元2000设置于第一芯片单元100背离通信凸点110的一侧,且第二芯片单元2000与第一芯片单元100电连接。第二芯片单元2000与第一芯片单元100可以通过连接结构2100实现电连接,连接结构2100可以采用金属键合的方式实现,例如,连接结构2100可以是铜-铜的金属键合结构,本技术不作具体限定。
67.需要说明的是,本技术实施例提供的三维芯片还可以包括更多的芯片单元,此处不作具体限定。
68.本技术实施例提供的三维芯片,通过在第一芯片单元100上设置通信凸点和支撑凸点,通信凸点110用于实现第一芯片单元100的通信连接,支撑凸点120可以起到支撑作用,支撑凸点120的支撑作用能够分散通信凸点110分布不均引起的应力集中。以及,支撑凸点120可以填补未设置通信凸点110的区域,能够使得通信凸点110和支撑凸点120的分布趋于均匀,可以避免第一芯片单元100上凸点分布不均造成芯片的应力集中的问题。结合凹槽101的设置,通过设置第一金属层112的尺寸大于第二金属层122的尺寸,来降低回流焊之后支撑凸点120的尺寸,以缩小通信凸点110和支撑凸点120的高度差,可以使得支撑凸点120能够充分起到分担通信凸点110的支撑负担的作用的同时,保证通信凸点110与封装基板能够正常接触实现稳定电连接。
69.本技术实施例的第三方面,提供一种芯片的制备方法,图7为本技术实施例提供的一种芯片的制备方法的示意性流程图。如图7所示,本技术实施例提供的芯片的制备方法,应用于制备如第一方面所述的芯片,所述方法包括:
70.s100:在第一芯片单元上设置第一金属层和第二金属层,其中,第一金属层的尺寸大于第二金属层的尺寸。
71.s200:基于第一金属层设置通信凸点,以及基于第二金属层设置支撑凸点,其中,第一芯片单元上设置有凹槽,通信凸点部分嵌设在所述凹槽内。结合图1,通信凸点110和支撑凸点120的制备工艺通常采用回流焊工艺,根据回流焊工艺特点,第一金属层112的尺寸能够决定通信凸点110的高度,第二金属层122的尺寸也可以决定支撑凸点120的尺寸,为实现通信凸点110的高度和支撑凸点120的高度相差小于高度差阈值,设置第一金属层112的尺寸大于第二金属层122的尺寸,能够使得通信凸点110的高度大于支撑凸点120的高度,支撑凸点能够充分起到分担通信凸点的支撑负担的作用的同时,保证通信凸点与封装基板能够正常接触实现稳定电连接。需要说明的是,通信凸点110和支撑凸点120均是在芯片的一侧制备的凸起结构。
72.在一些实施方式中,步骤s100,包括:
73.根据通信凸点的高度与第一金属层的尺寸正相关,以及支撑凸点的高度与第二金属层的尺寸正相关,在第一芯片单元上设置第一金属层和第二金属层,且第一金属层的尺寸大于第二金属层的尺寸。结合图3所示,在第一金属层112上设置第一凸块111,在第二金属层122上设置第二凸块121;同时对第一凸块111和第二凸块121进行回流焊工艺,以形成通信凸点110和支撑凸点120。在通信凸点110中,第一金属层112和第一凸块111粘结在一起,在支撑凸点120中,第二金属层122和第二凸块121粘结在一起,根据回流焊的工艺特点,回流焊之前的第一凸块111的体积与回流焊后得到的通信凸点110的体积相同,以及回流焊之前第二凸块121的体积与回流焊后得到的支撑凸点120的体积相同。示例性的,以支撑凸
点120为例,设定第二凸块121为球形,回流焊之前第二凸块121的半径为n,则回流焊之前第二凸块121的体积v1的计算公式如下:
[0074][0075]
结合图4,图4所示支撑凸点121的第二金属层122在第一芯片单元100上的正投影为圆形时,第二金属层122的半径为r,经过回流焊工艺后的支撑凸点120包括球形部分和第二金属层,球形部分的半径为r,球心到第二金属层表面的高度为h,第二金属层的厚度为k,则支撑凸点的高度为r h。回流焊之后支撑凸点的体积v2是球形部分的体积加上第二金属层的体积,v2的计算公式如下:
[0076][0077]
v1=v2,则
[0078]
则第二金属层122的半径r可以决定h和r,则进而第二金属层122的半径r能够影响到支撑凸点的高度r h。因此,可以通过设置第二金属层122的尺寸小于第一金属层112的尺寸,来降低回流焊之后第二凸块121的高度,以缩小通信凸点110和支撑凸点120的高度差。
[0079]
尽管已描述了本说明书的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本说明书范围的所有变更和修改。
[0080]
显然,倘若本说明书的这些修改和变型属于本说明书权利要求及其等同技术的范围之内,则本说明书也意图包含这些改动和变型在内。
再多了解一些

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