[實用新型]半導體芯片的封裝結構

有效

• 申請號: 201721130419.4
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN207165551U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 陳彥亨;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: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/488;H01L21/60
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 羅泳文

技術領域

本實用新型屬于半導體封裝領域，特別是涉及一種半導體芯片的封裝結構及封裝方法。

背景技術

隨著集成電路的功能越來越強、性能和集成度越來越高，以及新型的集成電路出現，封裝技術在集成電路產品中扮演著越來越重要的角色，在整個電子系統的價值中所占的比例越來越大。同時，隨著集成電路特征尺寸達到納米級，晶體管向更高密度、更高的時鐘頻率發展，封裝也向更高密度的方向發展。

由于扇出晶圓級封裝(fowlp)技術由于具有小型化、低成本和高集成度等優點，以及具有更好的性能和更高的能源效率，扇出晶圓級封裝(fowlp)技術已成為高要求的移動/無線網絡等電子設備的重要的封裝方法，是目前最具發展前景的封裝技術之一。

現有的一種半導體芯片的封裝結構如圖1所示，這種結構包括封裝材料102、半導體芯片101、重新布線層以及金屬凸塊，所述半導體芯片101的上表面與所述封裝材料102齊平，所述重新布線層的第一層介質103直接制作于所述封裝材料102以及半導體芯片101上，然后進行圖形化形成與所述半導體芯片的電極位置對應的電極開孔，接著再形成圖形化的金屬層104通過所述電極開孔與所述半導體芯片的電極接觸。

這種封裝結構具有以下缺點：

第一，所述重新布線層的第一層介質制作于所述封裝材料以及半導體芯片上，由于半導體芯片的表面并非完全平整，容易造成所述第一層介質產生彎曲變形等缺陷；

第二，所述重新布線層的第一層介質凸設于所述封裝材料以及半導體芯片上，缺少保護，同樣容易產生變形開裂等現象；

第三，由于需要在所述第一層介質中制作電極開孔，由于半導體芯片是獨立設置于所述封裝材料中，該電極開孔的位置通常難以與每個單獨的半導體芯片的電極完全對應，造成電極開孔的偏移，導致電性能不穩定。

基于以上所述，提供一種可以有提高封裝結構的機械穩定性以及電極接觸準確性，防止電極接觸偏移的半導體芯片的封裝結構及封裝方法實屬必要。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種半導體芯片的封裝結構及封裝方法，用于解決現有技術中半導體芯片的封裝機械穩定性及電極接觸穩定性較低的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種半導體芯片的封裝結構，所述封裝結構包括：半導體芯片，所述半導體芯片表面具有電極；保護層，形成于所述半導體芯片表面，所述保護層對應所述電極具有電極開孔；封裝材料，包圍所述半導體芯片及所述保護層；重新布線層，形成于所述封裝材料及半導體芯片上，所述重新布線層通過所述保護層的電極開孔與所述半導體芯片的電極連接；以及金屬凸塊，制作于所述重新布線層上。

優選地，所述保護層包括環氧樹脂、硅膠、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一種或兩種以上組合。

優選地，所述保護層的側壁被所述封裝材料完全包圍，所述保護層的上表面露出于所述封裝材料，且與所述封裝材料的上表面處于同一平面。

優選地，所述封裝材料包括聚酰亞胺、硅膠以及環氧樹脂中的一種。

優選地，所述重新布線層包括圖形化的金屬布線層以及圖形化的介質層，所述金屬布線層通過所述保護層的電極開孔與所述半導體芯片的電極相連。

優選地，所述介質層的材料包括環氧樹脂、硅膠、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一種或兩種以上組合，所述金屬布線層的材料包括銅、鋁、鎳、金、銀、鈦中的一種或兩種以上組合。

優選地，所述金屬凸塊包括銅柱、位于所述銅柱上表面的鎳層、以及位于所述鎳層上的焊料凸點。

優選地，所述金屬阻擋層包括鎳層，所述焊料凸點的材料包括鉛、錫及銀中的一種或包含上述任意一種焊料金屬的合金。

本實用新型還提供一種半導體芯片的封裝方法，所述封裝方法包括：1)提供一晶圓，所述晶圓表面具有半導體芯片的電極；2)于所述晶圓表面形成保護層，并去除所述電極表面的保護層以形成電極開孔，對所述晶圓進行切割以獲得表面具有保護層的半導體芯片；3)提供一支撐襯底，于所述支撐襯底表面形成分離層；4)將所述半導體芯片粘附于所述分離層上，其中，所述半導體芯片具有保護層的一面朝向所述分離層；5)采用封裝材料對所述半導體芯片進行封裝，所述封裝材料包覆所述半導體芯片及所述保護層；6)基于所述分離層分離所述封裝材料與所述支撐襯底；7)于所述封裝材料及半導體芯片上制作重新布線層，所述重新布線層通過所述保護層的電極開孔與所述半導體芯片的電極連接；以及8)于所述重新布線層上制作金屬凸塊。