[實用新型]新型孤島型再布線芯片封裝結構

有效

• 申請號: 200920039063.2
• 申請日: 2009-05-11
• 公開（公告）號: CN201402803Y
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 張黎;陳棟;曹凱;陳錦輝;賴志明
• 申請（專利權）人: 江陰長電先進封裝有限公司
• 主分類號: H01L23/485
• 分類號: H01L23/485;H01L23/488;H01L23/31;H01L23/29
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所
• 代理人: 唐紉蘭

(一)技術領域

本實用新型涉及一種新型孤島型再布線芯片封裝結構。屬芯片封裝技術領域。

(二)背景技術

傳統上，IC芯片與外部的電氣連接是用金屬引線以鍵合的方式把芯片上的I/O連至封裝載體并經封裝引腳來實現。隨著IC芯片特征尺寸的縮小和集成規模的擴大，I/O的間距不斷減小、數量不斷增多。當I/O間距縮小到70um以下時，引線鍵合技術就不再適用，必須尋求新的技術途徑。圓片級封裝技術利用薄膜再分布工藝，使I/O可以分布在IC芯片的整個表面上而不再僅僅局限于窄小的IC芯片的周邊區域，從而解決了高密度、細間距I/O芯片的電氣連接問題。

圓片級封裝以BGA技術為基礎，是一種經過改進和提高的CSP，充分體現了BGA、CSP的技術優勢。它具有許多獨特的優點：①封裝加工效率高，它以圓片形式的批量生產工藝進行制造；②具有倒裝芯片封裝的優點，即輕、薄、短、小；③圓片級封裝生產設施費用低，可充分利用圓片的制造設備，無須投資另建封裝生產線；④圓片級封裝的芯片設計和封裝設計可以統一考慮、同時進行，這將提高設計效率，減少設計費用；⑤圓片級封裝從芯片制造、封裝到產品發往用戶的整個過程中，中間環節大大減少，周期縮短很多，這必將導致成本的降低；⑥圓片級封裝的成本與每個圓片上的芯片數量密切相關，圓片上的芯片數越多，圓片級封裝的成本也越低。圓片級封裝是尺寸最小的低成本封裝。

薄膜再分布圓片級芯片尺寸封裝是圓片級封裝工藝之一。因為它的成本較低，同時在滿足便攜式產品板級可靠性標準的要求方面的優勢，其應用范圍越來越廣。

當前最典型的薄膜再布線工藝是，采用PI或BCB作為再分布的介質層，Cu或Ni作為再分布連線金屬，采用濺射法淀積凸點底部金屬層(UBM)，用植球或絲網印刷法淀積焊膏并回流，形成焊球凸點。

再布線工藝中，目前主要有兩種大的結構，一種是再布線金屬層既做再布線用，同時又作為凸點底部金屬層用；一種結構是再布線金屬僅做再布線用，凸點底部金屬層重新制作。目前的這兩種工藝的特點都是在整個芯片表面完成薄膜的覆蓋，導致兩個讓業界困惑的問題：一是圓片表面應力，隨著芯片功能的增多，芯片尺寸也在不斷的增加，芯片表面應力對于芯片在使用中的可靠性影響加重，而薄膜介質層的完全覆蓋，作用在芯片表面的應力無法釋放，降低了芯片在使用中的可靠性；另一方面，在圓片級封裝工藝中，薄膜介質上進行金屬走線容易產生漏電流，特別是在細間距走線的情況下。

(三)發明內容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種可以大大降低芯片應力和圓片加工過程的漏電流風險，提高芯片在使用中的可靠性能的孤島型再布線芯片封裝結構。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種新型孤島型再布線芯片封裝結構，其特征在于所述芯片封裝結構包括芯片本體、芯片電極、芯片表面鈍化層、孤島應力緩沖層、再布線金屬層、再布線金屬表面保護層和應力緩沖層上焊料凸點，所述芯片電極設置在芯片本體上，芯片表面鈍化層復合在芯片本體表面以及芯片電極外緣和表面外周邊，而芯片電極表面的中間部分露出芯片表面鈍化層，所述孤島應力緩沖層設置在芯片表面鈍化層上，所述再布線金屬層覆蓋在芯片表面鈍化層表面、露出芯片表面鈍化層的芯片電極表面中間部分以及孤島應力緩沖層的表面，所述再布線金屬表面保護層覆蓋在再布線金屬層的表面，且露出孤島應力緩沖層頂部上方中間部分的凸點下金屬層，所述應力緩沖層上焊球凸點凸出設置在所述凸點下金屬層表面。

本實用新型有益效果是：

通過再布線工藝，可以實現芯片電極位置與凸點結構位置的靈活設計，再布線金屬既有轉移布線功能，又有凸點下金屬的功能，與焊球發生潤濕形成可靠連接。同時通過孤島應力緩沖層的設計，大大降低了芯片應力和降低了圓片加工過程的漏電流風險，提高凸點結構的可靠性能，再布線金屬表面保護層對再布線線路的覆蓋減小了芯片電路免受使用環境的影響。其中，再布線金屬層對孤島應力緩沖層的覆蓋有三種情形：完全覆蓋(如圖2)、一側側壁完全不覆蓋，其余部分完全覆蓋(走線除外，如圖3)、和一側側壁部分覆蓋，其余部分完全覆蓋(走線除外，如圖4)。這三種結構可以滿足不同的加工工藝要求以及對芯片性能的需求，具有高度選擇靈活性。同時，再布線金屬表面保護層可以通過厚度調節。

(四)附圖說明

圖1為本實用新型新型孤島型再布線芯片封裝結構的俯視圖。

圖2為圖1的a-a剖示圖一。

圖3為圖1的a-a剖示圖二。

圖4為圖1的a-a剖示圖三。