[發明專利]半導體器件扇出倒裝芯片封裝結構的制作方法

有效

• 申請號: 201310207422.1
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN103325692A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 施建根;王小江;顧健
• 申請（專利權）人: 南通富士通微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L21/60
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務所 11353
• 代理人: 雷志剛;潘士霖

技術領域

本發明涉及半導體器封裝領域，具體涉及一種半導體器件扇出倒裝芯片封裝結構的制作方法。

背景技術

近年來，半導體器件在成本降低和前道晶圓制造工藝提升的共同促進下，實現了同樣功能的半導體器件的單體芯片尺寸越來越小的目標，這樣會導致半導體器件上用于外接的電極之間的節距越來越小，原來的用于倒裝焊的半導體器件柱狀結構容易引起電極之間的橋接從而導致半導體器件失效。同時，現在的半導體器件對避免α射線的輻射影響、凸點與倒裝載體之間以及凸點和半導體芯片的結合力強度等方面也有了越來越高要求。

圖1是現有半導體器件柱狀凸點結構示意圖，在半導體芯片101上有電極102，在半導體芯片101和電極102上選擇性的覆蓋有氧化硅或氮化硅等材料形成的鈍化層103，在鈍化層103上再有選擇的形成一層聚酰亞胺（PI）、聚苯并噁唑（PBO）或苯并環丁烯（BCB）等保護層209。然后通過半導體常用的圖形轉移法，利用濺射加電鍍的工藝在半導體電極表面形成凸點下金屬層UBM和電鍍金屬焊料212，典型的UBM由濺射的鈦層和銅層組成的金屬層210以及電鍍鎳層211組成，金屬焊料212回流后形成球狀凸點，最后倒裝在基板上形成圖1所示的現有倒裝芯片封裝結構。這種倒裝芯片封裝結構雖然在結構上滿足了倒裝芯片封裝結構的要求，但是容易引起電極之間的橋接、凸點與倒裝載體之間以及凸點和半導體芯片結合處容易產生裂紋，致使電極斷裂，從而導致半導體器件失效。同時，也沒有在最大程度上避免電鍍金屬焊料212中α射線對半導體芯片101內電路的影響導致的半導體器件失效。

發明內容

在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

本發明實施例的目的是針對上述現有技術的缺陷，提供一種不容易導致半導體器件失效的半導體器件扇出倒裝芯片封裝結構的制作方法。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種半導體器件扇出倒裝芯片封裝結構的制作方法，包括以下步驟：

制作半導體器件柱狀凸點單體及再布線銅板，將所述半導體器件柱狀凸點單體倒裝在再布線銅板上，然后回流實施樹脂填充；

所述半導體器件柱狀凸點單體的制作方法：

（1）在半導體芯片上形成電極；

（2）在半導體芯片和電極上選擇性的覆蓋鈍化層；

（3）在鈍化層上形成一層聚合物；

（4）在鈍化層上再有選擇的形成絕緣中空柱狀件；

（5）在絕緣中空柱狀件表面、電極表面以及半導體芯片表面形成金屬層；

（6）在金屬層上形成光刻膠；

（7）在光刻膠上通過光刻形成開口；

（8）在絕緣中空柱狀件中形成第一金屬柱，在光刻膠開口形成第二金屬柱；

（9）去除絕緣中空柱狀件外圍的光刻膠和金屬層；

（10）切割成具有柱狀凸點的半導體器件單體。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

通過本發明的方法制備的半導體器件扇出倒裝芯片封裝結構，絕緣中空柱狀件中的第一金屬柱，能夠緩解凸點結構和半導體芯片結合點處的應力，解決由于熱膨脹不均勻容易引起電極斷裂，導致半導體器件失效的問題。同時第二金屬柱的外周環狀部分通過接觸絕緣中空柱狀件再接觸半導體芯片，有效的緩解了柱狀凸點對半導體芯片的壓力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現有技術中提供的倒裝芯片封裝結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的半導體器件扇出倒裝芯片封裝結構示意圖；

圖3是本發明實施例提供的半導體器件芯片的結構示意圖；

圖4是本發明實施例提供的在半導體器件芯片上形成一層聚合物后的截面圖；

圖5是本發明實施例提供的在半導體器件芯片表面形成絕緣中空柱狀件的截面圖；

圖6是本發明實施例提供的半導體芯片及絕緣中空柱狀件表面形成金屬層的截面圖；

圖7是本發明實施例提供的在表面整體形成厚光阻開口后的截面圖；