[發(fā)明專利]半導體芯片的封裝結構及封裝方法

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• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108109928A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 仇月東;林正忠
• 申請（專利權）人: 中芯長電半導體（江陰）有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L23/29;H01L23/31;H01L23/498
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 羅泳文

1.一種半導體芯片的封裝結構，其特征在于，所述封裝結構包括：

第一介質層，具有第一圖形窗口，所述第一圖形窗口貫穿于所述第一介質層的第一面及相對的第二面；

第二介質層，形成于所述第一介質層的所述第一面上，所述第二介質層具有第二圖形窗口，所述第二圖形窗口顯露所述第一圖形窗口；

圖形線路層，形成于所述第一圖形窗口及所述第二圖形窗口中，所述圖形線路層藉由所述第一圖形窗口及所述第二圖形窗口定義；

半導體芯片，電性接合于所述圖形線路層上；

封裝材料，包覆于所述半導體芯片；以及

金屬凸塊，形成于所述第一介質層的所述第二面上，并與所述圖形線路層電性連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的半導體芯片的封裝結構，其特征在于：所述第一圖形窗口之間的最小間距不大于2μm，以使得由所述第一介質層的所述第二面顯露的所述圖形線路層之間的最小間距不大于2μm。

3.根據(jù)權利要求1所述的半導體芯片的封裝結構，其特征在于：所述第一介質層、所述第二介質層及所述圖形線路層形成布線單元，所述封裝結構還包括若干個所述布線單元，以形成包含層疊的多層介質層與互連的多層所述圖形線路層的細間距重新布線層，所述細間距重新布線層通過圖形窗口的設計實現(xiàn)所需的互連功能。

4.根據(jù)權利要求1所述的半導體芯片的封裝結構，其特征在于：所述第二圖形窗口顯露一個或多個所述第一圖形窗口。

5.根據(jù)權利要求1所述的半導體芯片的封裝結構，其特征在于：所述第一介質層及所述第二介質層的材料包含環(huán)氧樹脂、硅膠、PI、PBO、BCB、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃所組成群組中的一種或兩種以上組合。

6.根據(jù)權利要求1所述的半導體芯片的封裝結構，其特征在于：所述圖形線路層包含：

種子層，形成于所述第一圖形窗口及所述第二圖形窗口的底部及側壁；以及

金屬材料層，填充于所述第一圖形窗口及所述第二圖形窗口中。

7.根據(jù)權利要求6所述的半導體芯片的封裝結構，其特征在于：所述種子層的材料包括鈦、氮化鈦、鉭及氮化鉭所組成群組中的一種，所述金屬材料層的材料包括銅、鋁、鎳、金、銀、鈦所組成群組中的一種。

8.根據(jù)權利要求1所述的半導體芯片的封裝結構，其特征在于：所述半導體芯片的數(shù)量包含一個或多個，多個所述半導體芯片包含相同種類的芯片或不同種類的芯片，多個所述半導體芯片通過所述圖形線路層實現(xiàn)互連。

9.根據(jù)權利要求1所述的半導體芯片的封裝結構，其特征在于，所述封裝結構還包括底部填充層，形成于所述金屬凸塊之間，以保護所述金屬凸塊，所述金屬凸塊包括金焊球凸塊、金錫合金焊球凸塊、錫鉛合金焊球凸塊、錫銀合金焊球凸塊中的一種。

10.根據(jù)權利要求1所述的半導體芯片的封裝結構，其特征在于，所述封裝材料包含聚酰亞胺、硅膠以及環(huán)氧樹脂所組成群組中的一種。

11.一種半導體芯片的封裝方法，其特征在于，包括步驟：

1)提供一支撐基底，于所述支撐基底表面形成分離層；

2)于所述分離層表面形成第一介質層，所述第一介質層具有第一圖形窗口，所述第一圖形窗口顯露所述分離層；

3)于所述第一介質層上形成第二介質層，所述第二介質層具有第二圖形窗口，所述第二圖形窗口顯露所述第一圖形窗口；

4)于所述第一圖形窗口及所述第二圖形窗口中填充導電材料層，對所述導電材料層進行化學機械研磨，以形成藉由所述第一圖形窗口及所述第二圖形窗口定義的圖形線路層；

5)提供半導體芯片，將所述半導體芯片電性接合于所述圖形線路層上；

6)采用封裝材料對所述半導體芯片進行封裝；

7)基于所述分離層分離所述支撐襯底與所述第一介質層，以顯露所述第一圖形窗口中的所述圖形線路層；以及

8)于所述圖形線路層上制作金屬凸塊。