[發明專利]半導體芯片封裝結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201911387521.6
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN113130412A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 徐罕;陳彥亨;吳政達;林正忠;高建章
• 申請（專利權）人: 盛合晶微半導體（江陰）有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/29;H01L23/498;H01L21/48;H01L21/56
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種半導體芯片封裝結構，其特征在于，所述半導體芯片封裝結構包括：

半導體芯片；

導電柱，位于所述半導體芯片的上表面，所述導電柱與所述半導體芯片電連接；

環氧樹脂層，所述環氧樹脂層將所述半導體芯片及所述導電柱塑封且覆蓋所述半導體芯片的側壁，所述環氧樹脂層的下表面和所述半導體芯片的下表面相平齊，所述導電柱暴露于所述環氧樹脂層的上表面；

聚合樹脂層，位于所述環氧樹脂層的上表面，所述聚合樹脂層內具有開口，所述開口暴露出所述導電柱；

凸塊下金屬層，位于所述導電柱的上表面且延伸到所述聚合樹脂層的上表面；

焊球，位于所述凸塊下金屬層的上表面，且所述焊球的上表面高于所述聚合樹脂層的上表面；

保護膜，位于所述半導體芯片和所述環氧樹脂層的下表面。

2.根據權利要求1所述的半導體芯片封裝結構，其特征在于：所述半導體芯片封裝結構還包括金屬種子層，位于所述半導體芯片和所述導電柱之間。

3.根據權利要求1所述的半導體芯片封裝結構，其特征在于：所述凸塊下金屬層包括第一金屬層和第二金屬層，所述第一金屬層位于所述導電柱的上表面且延伸到所述聚合樹脂層的上表面，所述第二金屬層位于所述第一金屬層的上表面；所述第一金屬層包括銅和鈦中的一種，所述第二金屬層包括電鍍銅。

4.根據權利要求1～3任一項所述的半導體芯片封裝結構，其特征在于：所述保護膜包括樹脂膜，所述保護膜的厚度為8～50μm。

5.一種半導體芯片封裝結構的制備方法，其特征在于，所述半導體芯片封裝結構的制備方法包括如下步驟：

1)提供半導體襯底，所述半導體襯底內形成有若干個半導體芯片；

2)于所述半導體襯底的上表面形成導電柱，所述導電柱與所述半導體芯片電連接；

3)于所述半導體襯底內形成溝槽，所述溝槽位于各所述半導體芯片之間，且環繞各所述半導體芯片；

4)于步驟3)得到的結構表面形成環氧樹脂層，所述環氧樹脂層將所述半導體芯片及所述導電柱塑封且填滿所述溝槽，所述導電柱暴露于所述環氧樹脂層的上表面；

5)于所述環氧樹脂層的上表面形成聚合樹脂層；

6)于所述聚合樹脂層內形成開口，所述開口暴露出所述導電柱；

7)于所述導電柱的上表面形成凸塊下金屬層，所述凸塊下金屬層延伸到所述聚合樹脂層的上表面；

8)于所述凸塊下金屬層的上表面形成焊球，所述焊球的上表面高于所述聚合樹脂層的上表面；

9)對所述半導體襯底的下表面進行減薄直至暴露出所述溝槽內的所述環氧樹脂層；

10)于所述半導體襯底和所述環氧樹脂層的下表面形成保護膜；

11)自所述溝槽處對步驟10)得到的結構進行切割以得到多個相互獨立的半導體芯片封裝結構。

6.根據權利要求5所述的半導體芯片封裝結構的制備方法，其特征在于：形成所述導電柱前還包括于所述半導體襯底的上表面形成金屬種子層的步驟，所述導電柱形成于所述金屬種子層的上表面。

7.根據權利要求5所述的半導體芯片封裝結構的制備方法，其特征在于，步驟4)包括：

于步驟3)得到的結構表面形成環氧樹脂層，所述環氧樹脂層將所述半導體芯片及所述導電柱塑封且填滿所述溝槽，所述環氧樹脂層的厚度比所述導電柱的高度高50～100μm；

對所述環氧樹脂層進行研磨直至暴露出所述導電柱，研磨后的所述環氧樹脂層的表面粗糙度小于等于0.2μm。

8.根據權利要求5所述的半導體芯片封裝結構的制備方法，其特征在于，形成所述凸塊下金屬層的方法包括：

于所述開口內及所述聚合樹脂層的上表面濺射形成第一金屬層，所述第一金屬層與所述導電柱相連接，所述第一金屬層的材料包括鈦和銅中的一種或兩種；

于所述第一金屬層的上表面電鍍形成第二金屬層，所述第二金屬層的材料包括銅；

對所述第二金屬層和所述第一金屬層進行刻蝕以使對應不同開口內的所述凸塊下金屬層相互斷開，所述凸塊下金屬層自所述開口延伸到所述聚合樹脂層的上表面。