[實用新型]半導體封裝結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220586076.3
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN202917474U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 林仲珉
• 申請（專利權）人: 南通富士通微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本實用新型涉及半導體封裝技術，特別涉及一種高可靠性的半導體封裝結構。

背景技術

在當前的半導體行業(yè)中，電子封裝已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的一個重要方面。經(jīng)過幾十年封裝技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的周邊布線型封裝方式和球柵陣列封裝技術越來越無法滿足當前高密度、小尺寸的封裝要求，晶圓級芯片封裝方式（Wafer-Level?Chip?Scale?Packaging?Technology，WLCSP）技術已成為當前熱門的封裝方式。

請參考圖1，為現(xiàn)有晶圓級芯片封裝方式的一種封裝結構的剖面結構示意圖，包括：硅基片1，位于所述硅基片1表面的絕緣層2，所述絕緣層2具有開口，所述開口暴露出的硅基片1表面具有焊盤3；位于所述焊盤3、絕緣層2表面的再布線金屬層4，所述再布線金屬層4用于將球柵陣列封裝焊點的位置重新分布；位于所述再布線金屬層4表面的銅柱5，所述銅柱5通過再布線金屬層4與焊盤3相連接；覆蓋所述再布線金屬層4、絕緣層2的由有機樹脂組成的密封材料層6，且所述密封材料層6的頂部表面與所述銅柱5的頂部表面齊平，位于所述銅柱5的頂部表面的焊球7。更多關于晶圓級芯片封裝方式的封裝結構及形成工藝請參考公開號為US2001/0094841A1的美國專利文獻。

但是上述封裝結構中所述焊球7容易從所述銅柱5的頂部表面脫落，從而引起芯片失效。

實用新型內(nèi)容

本實用新型解決的問題是提供一種半導體封裝結構，可以有效地提高焊球的結合力。

為解決上述問題，本實用新型技術方案提供了一種半導體封裝結構，包括：芯片，所述芯片表面具有金屬互連結構，位于所述芯片表面且暴露出所述金屬互連結構的絕緣層；位于所述金屬互連結構上的柱狀電極，所述柱狀電極周圍暴露出部分金屬互連結構；位于所述柱狀電極側壁表面、頂部表面、柱狀電極周圍暴露出的金屬互連結構表面的擴散阻擋層；位于所述擴散阻擋層表面的焊球，所述焊球至少包裹在所述柱狀電極頂部和側壁的表面。

可選的，所述焊球還覆蓋金屬互連結構表面的擴散阻擋層。

可選的，還包括，位于所述擴散阻擋層表面的浸潤層，所述焊球形成于所述浸潤層表面。

可選的，所述金屬互連結構為焊盤和位于所述焊盤表面的電鍍種子層，所述電鍍種子層上形成有柱狀電極。

可選的，還包括：位于所述絕緣層表面的鈍化層，所述鈍化層暴露出所述柱狀電極。

可選的，所述金屬互連結構包括焊盤、位于所述焊盤表面的電鍍種子層和位于所述電鍍種子層表面的再布線金屬層，在所述再布線金屬層上形成柱狀電極。

可選的，還包括：位于所述絕緣層和再布線金屬層表面的鈍化層，所述鈍化層暴露出所述柱狀電極。

可選的，還包括：位于所述絕緣層表面的第一鈍化層，且所述第一鈍化層覆蓋部分焊盤。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

本實用新型實施例中的擴散阻擋層位于所述柱狀電極側壁表面、頂部表面、柱狀電極周圍暴露出的金屬互連結構表面，所述焊球形成在所述擴散阻擋層表面，所述擴散阻擋層將柱狀電極與所述焊球相隔離，界面上不會形成錫銅界面合金化合物，所述焊球不容易從柱狀電極脫落；且所述擴散阻擋層的剖面形狀為“幾”字形，所述擴散阻擋層不僅形成于所述柱狀電極側壁表面和頂部表面，還形成于柱狀電極周圍暴露出的金屬互連結構表面，所述擴散阻擋層能提高柱狀電極和金屬互連結構表面的結合力，使得柱狀電極不容易從金屬互連結構表面脫離；且在所述擴散阻擋層表面形成焊球，所述焊球至少包裹在所述柱狀電極頂部和側壁的表面，使得外力對所述焊球進行撥動時，焊球不容易從柱狀電極表面剝離。

進一步的，由于所述擴散阻擋層表面形成有浸潤層，焊球在所述浸潤層表面具有較佳的浸潤性，可以提高焊球和浸潤層之間的結合力，且所述浸潤層包裹在所述柱狀電極的側壁和頂部表面，使得外力對所述焊球進行撥動時，所述焊球不容易從所述浸潤層表面剝離。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術的半導體封裝結構的剖面結構示意圖；

圖2是本實用新型第一實施例的半導體封裝結構的形成方法的流程示意圖；

圖3至圖12是本實用新型第一實施例的半導體封裝結構的形成過程的剖面結構示意圖；

圖13至圖23是本實用新型第二實施例的半導體封裝結構的形成過程的剖面結構示意圖。

具體實施方式

由背景技術中可知，現(xiàn)有技術的封裝結構中焊球容易從銅柱的頂部表面脫落，從而會引起芯片失效。