專利名稱：一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前的半導(dǎo)體行業(yè)中，電子封裝已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的一個重要方面。幾十年的封裝技術(shù)的發(fā)展，使高密度、小尺寸的封裝要求成為封裝的主流方向。隨著電子產(chǎn)品向更薄、更輕、更高引腳密度、更低成本方面發(fā)展，采用單顆芯片封裝技術(shù)已經(jīng)逐漸無法滿足產(chǎn)業(yè)需求，一種新的封裝技術(shù)——圓片級封裝技術(shù)的出現(xiàn)為封裝行業(yè)向低成本封裝發(fā)展提供了契機(jī)。同時，制約著封裝技術(shù)向高密度方向發(fā)展的另外一個重要原因是基板技術(shù)本身在細(xì)小電極節(jié)距方面的加工能力，必須通過載體，如塑料基板陣 列封裝(PBGA)中的有機(jī)基板載體和陶瓷載帶球柵陣列(CBGA)中的陶瓷載體，對陣列節(jié)距 的放大完成封裝過程。圓片級扇出(Fanout)結(jié)構(gòu),其通過重構(gòu)圓片和圓片級再布線的方式，實(shí)現(xiàn)芯片扇出結(jié)構(gòu)的塑封，最終切割成單顆封裝體。但其仍存在如下不足I)、芯片外面包覆塑封料，塑封料為環(huán)氧類樹脂材料，其強(qiáng)度偏低，使扇出(Fanout)結(jié)構(gòu)的支撐強(qiáng)度不夠,在薄型封裝中難以應(yīng)用；2)、扇出(Fanout)結(jié)構(gòu)在封裝工藝中由于重構(gòu)晶圓熱膨脹系數(shù)較娃片大很多，工藝過程翹曲較大，設(shè)備可加工能力較低，良率損失較大；3)、現(xiàn)有工藝為滿足低的熱膨脹系數(shù)，包封樹脂較為昂貴，不利于產(chǎn)品的低成本化。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種封裝成本低、扇出(Fanout)結(jié)構(gòu)的支撐強(qiáng)度牢固、封裝良率高、適用于薄型封裝的扇出型圓片級芯片封裝。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片、高密度布線層和焊球凸點(diǎn)，所述芯片包括芯片本體，所述芯片本體的上表面設(shè)置數(shù)個芯片電極，所述高密度布線層包括介電層和設(shè)置在介電層內(nèi)部的再布線金屬走線，所述再布線金屬走線的兩端分別設(shè)置金屬電極I和金屬電極II，所述封裝結(jié)構(gòu)還包括金屬微結(jié)構(gòu)、硅腔體和鍵合層，所述金屬微結(jié)構(gòu)包括金屬柱和設(shè)置在金屬柱一端的金屬微凸點(diǎn)，所述金屬柱另一端與芯片電極連接，所述金屬電極I的上端面與金屬微凸點(diǎn)連接，所述金屬電極II的下端面與焊球凸點(diǎn)連接，所述芯片通過金屬微結(jié)構(gòu)倒裝在高密度布線層上表面的金屬電極I上；所述硅腔體包括硅本體，所述硅本體上設(shè)有硅腔，所述硅腔體將芯片扣置在硅腔內(nèi)，所述高密度布線層與硅腔體通過鍵合層鍵合，所述芯片和硅腔之間設(shè)置包封料層。所述硅腔的縱切面呈梯形、長方形或方形。所述封裝結(jié)構(gòu)還包括填充料。[0013]所述填充料設(shè)置在金屬微結(jié)構(gòu)和金屬微結(jié)構(gòu)之間以及金屬微結(jié)構(gòu)的外圍空間。所述填充料設(shè)置在芯片和高密度布線層之間的空間。所述包封料層的包封材料為環(huán)氧樹脂。所述金屬柱的材料為銅或銅/鎳復(fù)合層。所述金屬微凸點(diǎn)的材料為錫或錫合金。所述鍵合層為鍵合膠。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的特點(diǎn)是在芯片的外層不僅包覆有包封樹脂，而且還有一帶有硅腔的娃本體，芯片扣置在帶有包封樹脂的娃腔內(nèi)，質(zhì)地堅(jiān)硬的娃本體給扇出(Fanout)結(jié)構(gòu)一牢 固的支撐，有利于圓片級封裝中的薄型封裝的推進(jìn)。硅本體取代原有結(jié)構(gòu)的大部分包封樹脂，只留一小部分填充在芯片與硅本體之間，克服了扇出(Fanout)結(jié)構(gòu)在封裝工藝中由于重構(gòu)晶圓產(chǎn)生的不良翹曲，提高了產(chǎn)品的良率。同時，低熱膨脹系數(shù)的硅取代較為昂貴的包封樹脂的大部分，有利于降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，適合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

圖I為本實(shí)用新型一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖中芯片I芯片本體11芯片電極111金屬微結(jié)構(gòu)2金屬柱21金屬微凸點(diǎn)22填充料3高密度布線層4介電層41再布線金屬走線42金屬電極I 421金屬電極II 422硅腔體5硅本體51硅腔5Il包封料層52鍵合層6焊球凸點(diǎn)7。
具體實(shí)施方式
[0043]參見圖1，本實(shí)用新型一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，它包括芯片I、金屬微結(jié)構(gòu)2、填充料3、高密度布線層4、硅腔體5、鍵合層6和焊球凸點(diǎn)7。所述芯片I包括芯片本體11，所述芯片本體11的上表面設(shè)置數(shù)個芯片電極111。所述高密度布線層4包括介電層41和設(shè)置在介電層41內(nèi)部的再布線金屬走線42，所述再布線金屬走線42的兩端分別設(shè)置金屬電極I 421和金屬電極II 422。所述金屬微結(jié)構(gòu)2包括金屬柱21和設(shè)置在金屬柱21一端的金屬微凸點(diǎn)22，所述金屬柱21另一端與芯片電極111連接。所述金屬微結(jié)構(gòu)2成陣列排布。所述金屬柱21的材料為銅或銅/鎳復(fù)合層，所述金屬微凸點(diǎn)22的材料為錫或錫
入全
I=I -Wl O所述金屬電極I 421的上端面與金屬微凸點(diǎn)22連接，所述金屬電極II 422的下 端面與焊球凸點(diǎn)7連接，所述芯片I通過金屬微結(jié)構(gòu)2倒裝在高密度布線層4上表面的金屬電極I 421上。所述填充料3設(shè)置在金屬微結(jié)構(gòu)2和金屬微結(jié)構(gòu)2之間以及金屬微結(jié)構(gòu)2的外圍空間，充滿設(shè)置在芯片I和高密度布線層4之間的空間。所述娃腔體5包括娃本體51,所述娃本體51上設(shè)有娃腔511,所述娃腔511的縱切面呈梯形、長方形或方形。所述硅腔體5將芯片I扣置在硅腔511內(nèi)，所述高密度布線層4與硅腔體5通過鍵合層6鍵合，所述鍵合層6為鍵合膠。所述芯片I和硅腔511之間設(shè)置包封料層52，所述包封料層52的包封材料為環(huán)氧樹脂。
權(quán)利要求1.一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片(I)、高密度布線層(4)和焊球凸點(diǎn)(7)，所述芯片(I)包括芯片本體(11)，所述芯片本體(11)的上表面設(shè)置數(shù)個芯片電極(111)，所述高密度布線層(4)包括介電層(41)和設(shè)置在介電層(41)內(nèi)部的再布線金屬走線(42)，所述再布線金屬走線(42)的兩端分別設(shè)置金屬電極I (421)和金屬電極II (422)，其特征在于所述封裝結(jié)構(gòu)還包括金屬微結(jié)構(gòu)(2)、硅腔體(5)和鍵合層(6)，所述金屬微結(jié)構(gòu)(2)包括金屬柱(21)和設(shè)置在金屬柱(21)—端的金屬微凸點(diǎn)(22)，所述金屬柱(21)另一端與芯片電極(111)連接，所述金屬電極I (421)的上端面與金屬微凸點(diǎn)(22)連接，所述金屬電極II (422)的下端面與焊球凸點(diǎn)(7)連接，所述芯片(I)通過金屬微結(jié)構(gòu)(2)倒裝在高密度布線層(4)上表面的金屬電極I (421)上； 所述硅腔體(5 )包括硅本體(51)，所述硅本體(51)上設(shè)有硅腔(511)，所述硅腔體(5 )將芯片(I)扣置在硅腔(511)內(nèi)，所述高密度布線層(4 )與硅腔體(5 )通過鍵合層(6 )鍵合，所述芯片(I)和硅腔(511)之間設(shè)置包封料層(52 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述硅腔(511)的縱切面呈梯形、長方形或方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述封裝結(jié)構(gòu)還包括填充料(3 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述填充料(3)設(shè)置在金屬微結(jié)構(gòu)(2)和金屬微結(jié)構(gòu)(2)之間以及金屬微結(jié)構(gòu)(2)的外圍空間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述填充料(3 )設(shè)置在芯片(I)和高密度布線層(4 )之間的空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述包封料層(52)的包封材料為環(huán)氧樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬柱(21)的材料為銅或銅/鎳復(fù)合層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬微凸點(diǎn)(22)的材料為錫或錫合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鍵合層(6)為鍵合膠。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種扇出型圓片級芯片封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域。它包括芯片(1)、金屬微結(jié)構(gòu)(2)、填充料(3)、高密度布線層(4)、硅腔體(5)、鍵合層(6)和焊球凸點(diǎn)(7)，所述芯片(1)通過金屬微結(jié)構(gòu)(2)倒裝在高密度布線層(4)的金屬電極Ⅰ(421)上，所述硅腔體(5)包括硅本體(51)和包封料層(52)，所述硅腔體(5)將芯片(1)扣置在硅腔(511)內(nèi)，所述高密度布線層(4)與硅腔體(5)通過鍵合層(6)鍵合，所述包封料層(52)設(shè)置在芯片(1)和硅腔(511)之間。本實(shí)用新型封裝成本低、扇出(Fanout)結(jié)構(gòu)的支撐強(qiáng)度牢固、封裝良率高、適用于薄型結(jié)構(gòu)的扇出型圓片級封裝。
文檔編號H01L23/488GK202678302SQ20122034103
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者張黎, 陳棟, 賴志明, 陳錦輝, 徐虹 申請人:江陰長電先進(jìn)封裝有限公司