基于選擇性鋁陽極氧化的bga基板多層互連結構及方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構及方法，利用選擇性鋁陽極氧化工藝制造上層鋁薄膜多層互連結構和下層鋁基板穿孔金屬化結構，上層鋁薄膜多層互連結構的鉭鋁合金薄膜中的若干導帶分別與鋁薄膜中的若干導帶電性連接；相鄰兩組的鉭鋁合金薄膜與鋁薄膜的結構的連接面上的若干導帶分別電性連接；淀積在下層鋁基板穿孔金屬化結構上的鉭鋁合金薄膜的若干導帶分別與若干鋁通柱的上端電性連接，簡化了BGA基板的制造流程，降低了BGA基板的成本，提高了互連結構的穩定性。
【專利說明】基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及半導體封裝【技術領域】，特別涉及一種基于選擇性鋁陽極氧化工藝的 BGA基板多層互連結構及制造方法。
【背景技術】
[0002] BGA封裝即球柵陣列封裝，是一種新型的表面貼裝大規模集成電路的封裝形式，與 QFP(Quad Flat Package)相比，實現了大規模集成電路從四邊引線封裝到球柵陣列封裝。 BGA封裝具有以下顯著的特點：BGA封裝提供了高I/O端子數，適合MCM封裝，實現MCM的高 密度；BGA封裝使信號路徑短，減小了寄生電感和電容，改善了電性能；BGA封裝的共面特性 和焊球熔化時的表面張力具有的"自對準"效應，提高了互連的可靠性。因此，BGA封裝廣 泛應用于巨型計算機、移動通信等電子設備中。然而，在BGA封裝中，基板作為元器件載體 并實現元器件內外電氣連接的關鍵部件，其性能優劣及互連可靠性易受到材料與工藝的制 約。
[0003] 為了實現大規模集成電路的BGA封裝，人們提出了多種BGA封裝方法，其基本思 想是將一個或多個芯片貼裝在基板上，采用引線鍵合互連、倒裝焊互連或引線鍵合與倒裝 焊混合互連方式實現芯片與基板的互連，然后植焊球于I/O端子上，形成BGA封裝。現今， 按基板的種類，BGA封裝的類型主要有：PBGA (塑封BGA)封裝和CBGA (陶瓷BGA)封裝等。 PBGA基板多采用FR-4、BT樹脂基板，基板材料成本相對較低，但其制作工藝采用傳統的化 學鍍銅、電鍍銅、光刻、腐蝕、鉆孔和層壓等工藝，工藝步驟多，流程長；其基板材料的熱膨脹 系數（CTE)與芯片的熱膨脹系數失配，在PBGA制作實和裝過程中，熱應力會導致芯片開裂 而失效；PBGA基板對濕氣敏感，在實裝或使用中，還會產生"爆米花"(popcorn)現象；此外， PBGA基板的散熱性能差，不適用于大功率封裝。CBGA基板多為HTCC或LTCC基板，其制作 工藝采用漿料流延、沖孔、絲網印刷、疊層和燒成等多種工藝。雖解決了對濕氣敏感性和與 芯片CTE的匹配性，但對于大功率芯片封裝和高頻器件封裝來說，散熱特性差和收縮率較 大是其主要特征，限制了其在大功率高頻器件封裝中的使用；尤其是CBGA封裝實裝中，會 遇到CBGA-FR4基板組裝問題，CTE的失配和彈性模量差別，焊點產生較大應力，熱疲勞壽命 短。
【發明內容】
[0004] 為了進一步降低BGA基板的成本，克服現有BGA基板工藝流程復雜、散熱特性差、 熱膨脹失配等諸多不利因素，降低BGA基板的制造成本，提高BGA基板多層互連的可靠性。 本發明提出了基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構，本發明不僅能夠以較低的 成本和較簡潔流程制造 BGA基板，提商基板散熱性能和熱穩定性，而且還能提商BGA封裝的 可靠性。
[0005] 本發明通過以下技術方案實現：
[0006] -種基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構，包括：上層鋁薄膜多層互 連結構，以及下層鋁基板穿孔金屬化結構；
[0007] 下層鋁基板穿孔金屬化結構包括對一鋁基板進行部分多孔陽極氧化形成的：
[0008] 多孔型陽極氧化鋁基板；
[0009] 若干鋁通柱，位于多孔型陽極氧化鋁基板的內部，穿透且兩端分別裸露于多孔型 陽極氧化鋁基板的上表面和下表面；
[0010] 若干柵格地，分別圍繞在鋁通柱周圍；
[0011] 上層鋁薄膜多層互連結構包括：
[0012] 若干組依次淀積在下層鋁基板穿孔金屬化結構上的：鉭鋁合金薄膜與鋁薄膜的結 構，鉭鋁合金薄膜與鋁薄膜中都包括通過部分多孔陽極氧化形成的：多孔陽極氧化介質與 若干導帶，若干導帶位于多孔陽極氧化介質中，暴露于多孔陽極氧化介質的上表面與下表 面；
[0013] 鉭鋁合金薄膜中的若干導帶分別與鋁薄膜中的若干導帶電性連接；相鄰兩組的鉭 鋁合金薄膜與鋁薄膜的結構的連接面上的若干導帶分別電性連接；淀積在下層鋁基板穿孔 金屬化結構上的鉭鋁合金薄膜的若干導帶分別與若干鋁通柱的上端電性連接。
[0014] 較佳的，下層鋁基板穿孔金屬化結構中的多孔型陽極氧化鋁基板的孔洞內填充有 絕緣材料，用以提高多孔型陽極氧化鋁基板的絕緣性和強度。
[0015] 較佳的，下層鋁基板穿孔金屬化結構還包括再金屬化電極層，再金屬化電極層的 一側分別連接在若干鋁通柱的下端，另一側分別連接一焊球。
[0016] 較佳的，上層鋁薄膜多層互連結構還包括再金屬化電極層，再金屬化電極層的一 側分別連接在上層鋁薄膜多層互連結構的上表面的導帶上，另一側分別連接一焊球。
[0017] 較佳的，再金屬化電極層為TiW/Cu/Ni/Au合金。
[0018] 較佳的，下層鋁基板穿孔金屬化結構的厚度為300微米至500微米。
[0019] 較佳的，上層鋁薄膜多層互連結構的中的鋁薄膜的厚度為2微米至10微米。
[0020] 較佳的，鉭鋁合金薄膜包括厚度為500埃至700埃的鉭薄膜以及厚度為2微米至 5微米的鋁薄膜。
[0021] 本發明另提供一種基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連方法，不僅能夠以 較低的成本和較簡潔流程制造 BGA基板，提高基板散熱性能和熱穩定性，而且還能提高BGA 封裝的可靠性。
[0022] 本發明通過以下技術方案實現：
[0023] -種基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連方法，包括制作下層鋁基板穿孔 金屬化結構，以及在下層鋁基板穿孔金屬化結構上側制作上層鋁薄膜多層互連結構；
[0024] 制作下層鋁基板穿孔金屬化結構的步驟包括：
[0025] S11、提供一鋁基板，對其進行初步的雙面多孔陽極氧化，在鋁基板的上、下兩個表 面分別形成一薄層多孔陽極氧化膜；
[0026] S12、分別在薄層多孔陽極氧化膜的外側光刻出所需圖形的掩膜；
[0027] S13、對鋁基板進行穿透多孔陽極氧化，被掩膜覆蓋的部分未被穿透多孔陽極氧 化，形成若干鋁通柱和柵格地，未被掩膜覆蓋的部分被穿透多孔陽極氧化，形成多孔型陽極 氧化鋁介質；
[0028] S14、去除掩膜；
[0029] S15、通過表面絕緣陽極氧化，在柵格地的表面形成多孔陽極氧化鋁膜；
[0030] S16、退火整平；
[0031] S17、在多孔型陽極氧化鋁介質的孔洞內填入聚酰亞胺，并固化；
[0032] S18、拋光，使鋁通柱的上下兩端裸露；
[0033] 制作上層鋁薄膜多層互連結構的步驟包括：
[0034] S21、在下層鋁基板穿孔金屬化結構的上表面淀積第一層鉭鋁合金薄膜；
[0035] S22、在第一層的鉭鋁合金薄膜上設置所需圖形的第一掩膜；
[0036] S23、對第一層的鉭鋁合金薄膜上未被掩膜覆蓋部分進行致密陽極氧化，形成致密 氧化鋁膜；
[0037] S24、去除第一掩膜，在第一層的鉭鋁合金薄膜上淀積第二層的鋁膜；
[0038] S25、在第二層的鋁膜上設置所需圖形的第二掩膜，對應于致密氧化鋁膜的一端， 第二掩膜寬度在10微米至20微米；
[0039] S26、對第一層的鉭鋁合金薄膜以及第二層的鋁膜進行多孔陽極氧化，位于第二掩 膜和致密氧化鋁膜下方的部分未被多孔陽極氧化，形成導帶，其余部分被多孔陽極氧化，形 成多孔陽極氧化介質；第一層的鉭鋁合金薄膜的導帶分別與第二層的鋁膜的導帶連接，第 一層的鉭鋁合金薄膜的導帶分別與鋁通柱的上端連接；
[0040] S27、去除第二掩膜；
[0041] S28、重復S21至S27,依次在第二層的鋁膜上淀積第三層的鉭鋁合金薄膜與第四 層的鋁膜，第三層的鉭鋁合金薄膜與第四層的鋁膜中的導帶與第一層的鉭鋁合金薄膜以及 第二層的鋁膜中的導帶連接。
[0042] 較佳的，在步驟S28后還包括：
[0043] S29、在鋁通柱的下端以及第四層鋁膜的導帶的上端形成一層再金屬化電極層；
[0044] S210、在再金屬化電極層的外側形成焊球。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0045] 圖1所示的是本發明的結構示意圖；
[0046] 圖2所示的是本發明制作下層鋁基板穿孔金屬化結構的流程圖；
[0047] 圖3至圖9所示的是本發明制作下層鋁基板穿孔金屬化結構的工藝流程示意圖；
[0048] 圖10所示的是本發明制作上層鋁薄膜多層互連結構的流程圖；
[0049] 圖11至圖18所示的是本發明制作上層鋁薄膜多層互連結構的工藝流程示意圖；
[0050] 圖19所示的是本發明表面電極區再金屬化后的結構示意圖；
[0051] 圖20至圖22所示的是本發明在互連封裝過程中的流程圖；
[0052] 符號說明：
[0053] 10 :封裝結構；110b :倒裝芯片（FC) ;110a :引線鍵合芯片（WB) ;220 :下層鋁基板 穿孔鋁金屬化結構；440 :BGA焊球；221 :鋁通柱；222 :柵格地；223 :致密化介質；22 :薄層 多孔型氧化膜；23 :掩膜23 ;225 :多孔型氧化鋁介質225 ;330 :上層鋁薄膜多層互連結構； 331 :第一層鉭鋁合金薄膜；332 :第二層鋁薄膜；333第三層鉭鋁合金薄膜；334 :第四層鋁 薄膜；11 :光刻掩膜；12 :導帶表面致密型氧化鋁膜；13 :多孔陽極氧化介質；14 :釘頭連接 結構；15 :導帶；337 :再金屬化電極；111 :環氧膠；112 :焊球；114 :引線；224 :再金屬化電 極。
【具體實施方式】
[0054] 以下將結合本發明的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述 和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發明的一部分實例，并不是全部的實例，基于本發明 中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬于本發明的保護范圍。
[0055] 為了便于對本發明實施例的理解，下面將結合附圖以具體實施例為例作進一步的 解釋說明，且各個實施例不構成對本發明實施例的限定。
[0056] 如圖1所示，本發明提供的一種基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構 10主要由上層鋁薄膜多層互連結構330,以及下層鋁基板穿孔金屬化結構220組成。
[0057] 下層鋁基板穿孔金屬化結構220包括：多孔型陽極氧化鋁基板（下層鋁基板穿孔 金屬化結構220中黑色方格填充部分）、若干鋁通柱221，位于多孔型陽極氧化鋁基板的內 部，穿透且兩端分別裸露于多孔型陽極氧化鋁基板的上表面和下表面、若干柵格地222,分 別圍繞在鋁通柱221的周圍。
[0058] 上層鋁薄膜多層互連結構330包括：若干組依次淀積在下層鋁基板穿孔金屬化結 構220上的：鉭鋁合金薄膜（Ta/Al)331、333與鋁薄膜332、334的結構，在本實施例中為兩 組，包括第一層鉭鋁合金薄膜331、第二層鋁薄膜332、第三層鉭鋁合金薄膜333、第四層鋁 薄膜334,但本發明并不以此為限）。鉭鋁合金薄膜331、333與鋁薄膜332、334中都包括通 過部分多孔陽極氧化形成的：多孔陽極氧化介質13與若干導帶15,若干導帶15位于多孔 陽極氧化介質13中，且暴露于多孔陽極氧化介質13的上表面與下表面；上下的導帶15相 互對應互連：鉭鋁合金薄膜331、333中的若干導帶15分別與鋁薄膜332、334中的若干導帶 15電性連接；相鄰兩組的鉭鋁合金薄膜與鋁薄膜的結構（331與332、333與334)的連接面 上的若干導帶15分別電性連接；淀積在下層鋁基板穿孔金屬化結構220上的鉭鋁合金薄膜 331的若干導帶分別與若干鋁通柱221的上端電性連接，其連接結構可以是釘頭連接結構 14。
[0059] 圖2所示的是本發明制作下層鋁基板穿孔金屬化結構的流程圖，同時參考圖3至 圖9所示的制作下層鋁基板穿孔金屬化結構的工藝流程示意圖，
[0060] 其中，制作下層鋁基板穿孔鋁金屬化結構，采用鋁基板雙面掩模，在鋁基板的上、 下表制作柵格地掩模和鋁通柱掩模圖型，然后，雙面選擇性鋁陽極氧化，兩邊的多孔型氧化 鋁與鋁的界面向鋁基板中間推進，當兩界面完全相交時，在柵格地與鋁通柱間形成絕緣的 多孔型氧化鋁，產生鋁通柱。下層鋁基板穿孔金屬化結構使用鋁基板厚度為300-500 μ m， 以提高下層鋁基板穿孔金屬化結構的穩定性和導熱性能。
[0061] 下層鋁基板穿孔金屬化結構的具體制造工藝如下：
[0062] 第一步100是掩模前鋁基板雙面多孔型陽極氧化，對應圖3和圖4,陽極氧化電壓 為50至60伏，時間1至10分鐘，電解質溶液為3%的磷酸或5%草酸溶液。掩模前鋁基板 雙面多孔型陽極氧化形成的鋁基板（圖3中白色部分）上下表面的薄層多孔型氧化膜22 以提高光刻膠的附著力，保證后繼深度陽極氧化時掩膜圖形的完整性。
[0063] 第二步101是光刻掩膜圖形，對應圖5,形成鋁通柱和柵格地的掩膜23。
[0064] 第三步102是鋁基板穿透陽極氧化，對應圖6,陽極氧化電壓為60伏，電解質溶 液為5%草酸溶液，鋁基板穿透陽極氧化形成鋁通柱221、柵格地222和多孔型氧化鋁介質 225。鋁通柱221為柵格地222所包圍，其間多孔型氧化鋁介質225起絕緣作用。鋁基板穿 透陽極氧化的終點控制采用光學顯微鏡檢測，透光說明鋁基板完全被穿透陽極氧化。
[0065] 第四步103是去膠，對應圖7,除去鋁通柱和柵格地的掩膜23。
[0066] 第五步104是表面絕緣陽極氧化，對應圖7,在柵格地222的上、下表面形成一層 50至100 μ m (微米）的多孔型氧化膜，鋁通柱221表面不再被陽極氧化，因此，鋁通柱221 不發生變化。
[0067] 第六步105是退火整平，將鋁基板裝入熱壓整平的夾具中，以消除鋁基板的應力， 提高絕緣性能，并為后續拋光提供較好的平面度。
[0068] 第七步106是聚酰亞胺填孔，對應圖8,鋁基板在熱壓整平后，表面涂覆聚酰亞胺 膠，聚酰亞胺膠借助孔的毛細力進入多孔型氧化膜之中，350°C 2小時固化后，聚酰亞胺填 充多孔型氧化膜孔洞，得到致密化介質223,提高了鋁基板的強度和絕緣性能。
[0069] 第八步107是拋光，對應圖9,雙面拋光除去上下面的致密化介質223,使鋁通柱 221上下電極區裸露，為后續制作上層鋁薄膜多層互連結構的工藝做準備。
[0070] 圖10所示的是本發明制作上層鋁薄膜多層互連結構的流程圖，同時參考圖11至 圖18所示的制作上層鋁薄膜多層互連結構的工藝流程示意圖，采用在下層鋁基板穿孔鋁 金屬化結構的上表面上蒸發鉭鋁膜，光刻圖形，致密型陽極氧化，去膠后再蒸發鋁膜，套刻 圖形，多孔型陽極氧化，去膠后形成了鋁導帶、鋁通柱和層間絕緣層；再多次重復上工藝述 步驟，就可在下層鋁基板穿孔鋁金屬化結構表面上制作出鋁導帶/鋁通柱…鋁導帶/鋁通 柱的互連結構。上層薄膜多層互連結構使用鋁膜厚度為2-10 μ m，以提高薄膜多層互連結 構的導電性和層間的絕緣性能。
[0071] 上層鋁薄膜多層互連結構的具體制造工藝如下：
[0072] 第一步200是淀積第一層鉭鋁合金薄膜331，對應圖11，可用磁控濺射、電子束蒸 發或離子束濺射淀積第一層Ta/Al膜331，鉭膜為500至70(M,鋁膜為2至5 μ m。
[0073] 第二步201是光刻，對應圖12,在第一層鉭鋁合金薄膜331上形成光刻掩膜11，未 被光刻掩膜11所覆蓋的區域，用于致密型陽極氧化。
[0074] 第三步202是致密型陽極氧化，陽極氧化電壓120至150伏，時間1至5分鐘，電 解質溶液為1%的檸檬酸溶液。致密型陽極氧化形成導帶表面致密型氧化鋁膜12,導帶表 面致密型氧化鋁膜12覆蓋的區域作為第一層布線導帶。
[0075] 第四步103是去膠后淀積第二層鋁薄膜332,對應圖13,第二層鋁薄膜332為 2-5 u m〇
[0076] 第五步204是光刻，在第二層鋁薄膜332表面形成光刻掩膜11，光刻掩膜11的圖 形與第一層鉭鋁合金薄膜331導帶表面致密型氧化鋁膜12的圖形形成搭接，搭接覆蓋寬度 保證在10至20 μ m之間，經多孔型陽極氧化后形成鋁通柱221與導帶15的互連結構。 [0077] 第六步205是多孔型陽極氧化，對應圖14,陽極氧化電壓為60伏，電解質溶液為 5%草酸溶液，待陽極氧化電流衰減至恒定時，停止多孔型陽極氧化，此時，由第一層鉭鋁合 金薄膜331和第二層鋁薄膜332疊加的鋁膜完全被氧化。再在1 %的檸檬酸溶液，用100伏 陽極氧化電壓將第一層鉭鋁合金薄膜331的鉭膜完全氧化，形成下層鋁基板穿孔鋁金屬化 結構220與上層鋁薄膜多層互連結構330的釘頭連接14。
[0078] 第七步206是去膠，去除光刻掩膜11。
[0079] 重復200至206步驟，對應圖15至圖18,得到圖18所示的結構，導帶間多孔氧化 鋁介質13隔離導帶15,起絕緣作用。
[0080] 圖19所示的是本發明表面電極區再金屬化后的結構示意圖，鋁通柱221的下表面 上的再金屬化電極224是通過在鋁通柱的下表面上濺射TiW/Cu，圖形電鍍Cu/Ni/Au，去膠 腐蝕而成。上層鋁薄膜多層互連結構330表面上的再金屬化電極337是通過在鋁薄膜多層 互連結構表面上濺射TiW/Cu，圖形電鍍Cu/Ni/Au，去膠腐蝕而成。
[0081] 圖20至圖22所示的是本發明在互連封裝過程中的流程圖，倒裝芯片（FC) 110b通 過焊球112與上層鋁薄膜多層互連結構330的再金屬化電極337互連，互連結構通過下填 充環氧樹脂得到加固。將引線鍵合芯片（WB) 110a用環氧膠111貼裝在倒裝芯片110b上， 用引線114實現引線鍵合芯片110a與上層鋁薄膜多層互連結構的再金屬化電極337互連。 在圖11中，用模塑成型將引線鍵合芯片110a和倒裝芯片110b包封在一起，再在下層鋁基 板穿孔鋁金屬化結構的再金屬化電極224上置BGA焊球440,得到基于鋁陽極氧化工藝基板 的多層互連封裝結構。
[0082] 本發明使用廉價鋁作為主體材料，簡化了 BGA基板多層互連結構的制造流程，不 僅降低了 BGA基板多層互連結構的制造成本；而且還能夠提高了 BGA基板散熱性能及BGA 封裝的可靠性。
[0083] 以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍 為準。
【權利要求】
1. 一種基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構，其特征在于，包括：上層鋁薄 膜多層互連結構，以及下層鋁基板穿孔金屬化結構； 所述下層鋁基板穿孔金屬化結構包括對一鋁基板進行部分多孔陽極氧化形成的： 多孔型陽極氧化鋁基板； 若干鋁通柱，位于所述多孔型陽極氧化鋁基板的內部，穿透且兩端分別裸露于所述多 孔型陽極氧化鋁基板的上表面和下表面； 若干柵格地，分別圍繞在所述鋁通柱周圍； 所述上層鋁薄膜多層互連結構包括： 若干組依次淀積在所述下層鋁基板穿孔金屬化結構上的：鉭鋁合金薄膜與鋁薄膜的結 構，所述鉭鋁合金薄膜與所述鋁薄膜中都包括通過部分多孔陽極氧化形成的：多孔陽極氧 化介質與若干導帶，所述若干導帶位于所述多孔陽極氧化介質中，暴露于所述多孔陽極氧 化介質的上表面與下表面； 所述鉭鋁合金薄膜中的所述若干導帶分別與所述鋁薄膜中的所述若干導帶電性連接； 相鄰兩組的鉭鋁合金薄膜與鋁薄膜的結構的連接面上的所述若干導帶分別電性連接；淀積 在所述下層鋁基板穿孔金屬化結構上的所述鉭鋁合金薄膜的所述若干導帶分別與所述若 干鋁通柱的上端電性連接。
2. 根據權利要求1所述的基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構，其特征在 于，所述下層鋁基板穿孔金屬化結構中的所述多孔型陽極氧化鋁基板的孔洞內填充有絕緣 材料，用以提高所述多孔型陽極氧化鋁基板的絕緣性和強度。
3. 根據權利要求1所述的基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構，其特征在 于，所述下層鋁基板穿孔金屬化結構還包括再金屬化電極層，所述再金屬化電極層的一側 分別連接在所述若干鋁通柱的下端，另一側分別連接一焊球。
4. 根據權利要求1所述的基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構，其特征在 于，所述上層鋁薄膜多層互連結構還包括再金屬化電極層，所述再金屬化電極層的一側分 別連接在所述上層鋁薄膜多層互連結構的上表面的所述導帶上，另一側分別連接一焊球。
5. 根據權利要求4所述的基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構，其特征在 于，所述再金屬化電極層為TiW/Cu/Ni/Au合金。
6. 根據權利要求1所述的基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構，其特征在 于，所述下層鋁基板穿孔金屬化結構的厚度為300微米至500微米。
7. 根據權利要求1所述的基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構，其特征在 于，所述上層鋁薄膜多層互連結構的中的所述鋁薄膜的厚度為2微米至10微米。
8. 根據權利要求1所述的基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連結構，其特征在 于，所述鉭鋁合金薄膜包括厚度為500埃至700埃的鉭薄膜以及厚度為2微米至5微米的 鋁薄膜。
9. 一種基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連方法，其特征在于，包括制作下層 鋁基板穿孔金屬化結構，以及在下層鋁基板穿孔金屬化結構上側制作上層鋁薄膜多層互連 結構； 制作下層鋁基板穿孔金屬化結構的步驟包括： S11、提供一鋁基板，對其進行初步的雙面多孔陽極氧化，在鋁基板的上、下兩個表面分 別形成一薄層多孔陽極氧化膜； 512、 分別在薄層多孔陽極氧化膜的外側光刻出所需圖形的掩膜； 513、 對鋁基板進行穿透多孔陽極氧化，被掩膜覆蓋的部分未被穿透多孔陽極氧化，形 成若干鋁通柱和柵格地，未被掩膜覆蓋的部分被穿透多孔陽極氧化，形成多孔型陽極氧化 鋁介質； 514、 去除掩膜； 515、 通過表面絕緣陽極氧化，在柵格地的表面形成多孔陽極氧化鋁膜； 516、 退火整平； 517、 在多孔型陽極氧化鋁介質的孔洞內填入聚酰亞胺，并固化； 518、 拋光，使鋁通柱的上下兩端裸露； 制作上層鋁薄膜多層互連結構的步驟包括： 521、 在下層鋁基板穿孔金屬化結構的上表面淀積第一層鉭鋁合金薄膜； 522、 在第一層的鉭鋁合金薄膜上設置所需圖形的第一掩膜； 523、 對第一層的鉭鋁合金薄膜上未被掩膜覆蓋部分進行致密陽極氧化，形成致密氧化 鋁膜； 524、 去除第一掩膜，在第一層的鉭鋁合金薄膜上淀積第二層的鋁膜； 525、 在第二層的鋁膜上設置所需圖形的第二掩膜，對應于致密氧化鋁膜的一端，第二 掩膜寬度在10微米至20微米； 526、 對第一層的鉭鋁合金薄膜以及第二層的鋁膜進行多孔陽極氧化，位于第二掩膜和 致密氧化鋁膜下方的部分未被多孔陽極氧化，形成導帶，其余部分被多孔陽極氧化，形成多 孔陽極氧化介質；第一層的鉭鋁合金薄膜的導帶分別與第二層的鋁膜的導帶連接，第一層 的鉭鋁合金薄膜的導帶分別與鋁通柱的上端連接； 527、 去除第二掩膜； 528、 重復S21至S27,依次在第二層的鋁膜上淀積第三層的鉭鋁合金薄膜與第四層的 鋁膜，第三層的鉭鋁合金薄膜與第四層的鋁膜中的導帶與第一層的鉭鋁合金薄膜以及第二 層的鋁膜中的導帶連接。
10.根據權利要求9所述的基于選擇性鋁陽極氧化的BGA基板多層互連方法，其特征在 于，在步驟S28后還包括： 529、 在鋁通柱的下端以及第四層鋁膜的導帶的上端形成一層再金屬化電極層； S210、在再金屬化電極層的外側形成焊球。
【文檔編號】H01L23/538GK104157632SQ201410395819
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月12日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】王立春 申請人:上海航天電子通訊設備研究所