[實(shí)用新型]一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922435819.1
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN210778576U
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任奎麗;陳棟;張黎;陳錦輝;賴志明;張國棟
• 申請（專利權(quán)）人: 江陰長電先進(jìn)封裝有限公司
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L23/31;H01L23/498
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 趙華

本實(shí)用新型涉及一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域。其由上而下包括芯片（10）、硅通孔（11）、再布線層（14）、金屬連接柱（21）和焊球（24），將所述芯片（10）接受的信號向下傳輸；所述電極（19）下方的硅通孔（11）上下貫穿硅襯底（12）與再布線層（14）相固連，所述再布線層（14）的下方設(shè)置金屬連接柱（21），所述金屬連接柱（21）的縱向剖面呈平頭焊球狀；所述包封料層（20）包封金屬連接柱（21），所述焊球（24）與金屬連接柱（21）的下表面固連。本實(shí)用新型提供了一種既不增加硅片厚度，又能提高封裝后芯片的機(jī)械強(qiáng)度的封裝結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

硅通孔（TSV）互連技術(shù)目前被認(rèn)為是半導(dǎo)體行業(yè)最先進(jìn)的技術(shù)之一，利用短的垂直電連接或通過硅的“硅通孔”，建立從芯片的有效面到背面的電連接，從而提供最短的互聯(lián)路徑。硅通孔填充是TSV制作的難點(diǎn)工藝，TSV的深寬比是難點(diǎn)工藝的影響因素之一。在半導(dǎo)體產(chǎn)品中，硅片的厚度決定硅通孔的深度，而TSV的寬度必須滿足設(shè)計(jì)要求不能隨意增大，硅片越厚TSV越深，硅通孔刻蝕難度越大、越難在硅通孔側(cè)壁形成連續(xù)的絕緣層/種子層/阻擋層，同時(shí)硅通孔填充過程中越容易形成孔洞，填充難度越大。總的來說，這種封裝技術(shù)存在以下難點(diǎn)：一、若硅片厚度較厚，硅通孔越深，工藝過程中硅通孔的刻蝕、絕緣、種子層形成及電鍍填充等工藝較難實(shí)現(xiàn)，且成本較高；二、若硅片厚度較薄，芯片又存在機(jī)械強(qiáng)度不夠、使用時(shí)容易斷裂的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種既不增加硅片厚度與TSV實(shí)現(xiàn)難度及加工成本，又能提高封裝后芯片的機(jī)械強(qiáng)度的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其由上而下包括芯片、硅通孔、再布線層、金屬連接柱及焊球，將所述芯片接受的信號向下傳輸；

所述芯片包括硅襯底、電極和功能區(qū)，所述電極和功能區(qū)設(shè)置在硅襯底的正面，所述再布線層設(shè)置在芯片的下表面，所述電極下方設(shè)有用于傳輸信號的若干個(gè)硅通孔，所述硅通孔上下貫穿硅襯底與再布線層相固連，所述再布線層的下方設(shè)置金屬連接柱，所述金屬連接柱的縱向剖面呈平頭焊球狀；

所述再布線層包括至少一層介電層和至少一層相互交錯(cuò)設(shè)置的再布線金屬圖形層，所述介電層包裹再布線金屬圖形層和/或填充于相鄰的再布線金屬圖形層之間，再布線金屬圖形層彼此之間存在選擇性電性連接，與硅通孔相連接；

還包括包封料層，所述包封料層包封金屬連接柱，所述金屬連接柱的下表面與包封料層的背面相齊平，并露出金屬連接柱的下表面，所述焊球與金屬連接柱的下表面固連。

可選地，所述硅通孔的橫截面包括但不限于方形孔、圓形孔。

可選地，所述電極的個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè)。

有益效果

本實(shí)用新型提出的芯片封裝結(jié)構(gòu)，通過以包封的方式在硅片背面增加50-150微米的包封料層，其優(yōu)點(diǎn)在于以下方面：

1、維持硅片厚度在50-150微米，在同開口尺寸的TSV要求下，減小TSV深寬比，減小硅通孔11刻蝕難度，有利于在硅通孔11側(cè)壁形成連續(xù)的絕緣層/金屬種子層/阻擋層，降低工藝難度，降低成本；較小的TSV深寬比有利于硅通孔11填充，減少填充過程中孔洞的形成，提高成品率，降低制作難度、降低成本。通過包封料層增加圓片整體厚度從而改善圓片工藝過程及芯片在后續(xù)使用過程中的的機(jī)械強(qiáng)度不足易于斷裂的問題；

2、針對本實(shí)用新型的封裝結(jié)構(gòu)所提出的封裝方法工藝制作難度低、成本低，在包封料層之前形成用于傳輸信號的金屬柱形成金屬連接柱，工藝步驟簡單易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種芯片的封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；