專利名稱：樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)。屬芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，IC芯片與外部的電氣連接是用金屬引線以鍵合的方式把芯片 上的I / O連至封裝載體并經(jīng)封裝引腳來實現(xiàn)。隨著IC芯片特征尺寸的縮 小和集成規(guī)模的擴大，1/0的間距不斷減小、數(shù)量不斷增多。當I/0間 距縮小到70um以下時，引線鍵合技術(shù)就不再適用，必須尋求新的技術(shù)途 徑。圓片級封裝技術(shù)利用薄膜再分布工藝，使I/0可以分布在IC芯片的 整個表面上而不再僅僅局限于窄小的IC芯片的周邊區(qū)域，從而解決了高密
鍍、細間距i/o芯片的電氣連接問題。
圓片級封裝以BGA技術(shù)為基礎(chǔ)，是一種經(jīng)過改進和提高的CSP，充 分體現(xiàn)了BGA、 CSP的技術(shù)優(yōu)勢。它具有許多獨特的優(yōu)點①封裝加工效 率高，它以圓片形式的批量生產(chǎn)工藝進行制造；②具有倒裝芯片封裝的優(yōu) 點，即輕、薄、短、?。虎蹐A片級封裝生產(chǎn)設(shè)施費用低，可充分利用圓片 的制造設(shè)備，無須投資另建封裝生產(chǎn)線；④圓片級封裝的芯片設(shè)計和封裝 設(shè)計可以統(tǒng)一考慮、同時進行，這將提高設(shè)計效率，減少設(shè)計費用；⑤圓 片級封裝從芯片制造、封裝到產(chǎn)品發(fā)往用戶的整個過程中，中間環(huán)節(jié)大大減少，周期縮短很多，這必將導(dǎo)致成本的降低；⑥圓片級封裝的成本與每 個圓片上的芯片數(shù)量密切相關(guān)，圓片上的芯片數(shù)越多，圓片級封裝的成本 薄膜再分布圓片級芯片尺寸封裝是圓片級封裝工藝之一。因為它的成 本較低，并滿足便攜式產(chǎn)品板級應(yīng)用可靠性標準的要求，其應(yīng)用范圍越來 越廣。
當前最典型的薄膜再布線工藝是，采用PI或BCB作為再分布的介質(zhì) 層，Cu或M作為再分布連線金屬，采用濺射法淀積凸點底部金屬層(UBM)， 用植球或絲網(wǎng)印刷法淀積焊膏并回流，形成焊球焊球凸點。焊球凸點為芯 片在使用過程中的應(yīng)力承受部位，在芯片i/o數(shù)增多，芯片尺寸增大的趨 勢下，焊球凸點的應(yīng)力分布直接影響焊點結(jié)構(gòu)的可靠性和對底層線路的電 性能的影響。目前的再布線結(jié)構(gòu)雖然部分滿足了凸點下芯片應(yīng)力緩沖問題， 但存在兩個缺陷1)當芯片電極不需要進行再布線轉(zhuǎn)移時，當前的再布線 結(jié)構(gòu)的應(yīng)力緩沖能力無法體現(xiàn)；2)凸點下薄膜介質(zhì)層本身強度有限，在應(yīng) 力較大條件下難以滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性需求。因此，尋求低應(yīng)力高強度結(jié) 構(gòu)的焊球凸點技術(shù)一直是業(yè)界不斷追求的目標。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種能增大對焊球凸點的應(yīng)力 緩沖和凸點下介質(zhì)強度，提高芯片整體結(jié)構(gòu)的可靠性能的樹脂核心柱芯片 封裝結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 一種樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征 在于所述芯片封裝結(jié)構(gòu)包括芯片本體、芯片電極、芯片表面鈍化層、第一層再布線金屬層、樹脂核心、第二層再布線金屬層、再布線金屬表面保護 層和焊球凸點，所述芯片電極設(shè)置在芯片本體上，芯片表面鈍化層復(fù)合在 芯片本體表面以及芯片電極外緣和表面外周邊，而芯片電極表面的中間部 分露出芯片表面鈍化層，所述第一層再布線金屬層覆蓋在芯片表面鈍化層 以及露出芯片表面鈍化層的芯片電極表面中間部分，所述樹脂核心設(shè)置在 第一層再布線金屬層上，所述第二層再布線金屬層包覆在樹脂核心的外圍， 所述第一層再布線金屬層、樹脂核心和第二層再布線金屬層構(gòu)成樹脂核心 柱，所述再布線金屬表面保護層覆蓋在芯片表面鈍化層、第一層再布線金 屬層和第二層再布線金屬層的表面，并露出樹脂核心頂部的凸點下金屬層， 所述焊球凸點凸出設(shè)置在所述凸點下金屬層上。
第一層再布線金屬層只有再布線功能，第二層再布線金屬層既有再布 線功能，又具有凸點下金屬的功能，與焊球發(fā)生潤濕形成可靠連接。
本發(fā)明有益效果是
通過制作樹脂核心金屬柱結(jié)構(gòu)，使樹脂核心金屬柱也具有應(yīng)力緩沖的 能力，從而增大了對焊球凸點的應(yīng)力緩沖和凸點下介質(zhì)強度，提高了整體 結(jié)構(gòu)的可靠性能，同時利用該結(jié)構(gòu)工藝的特點，實現(xiàn)芯片電極的再布線功能。
圖1為本發(fā)明樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖2為圖1的a-a剖示圖一。 圖3為圖1的a-a剖示圖二。圖4為圖1的a-a剖示圖三。 圖5為圖1的b-b剖示圖。
圖中芯片本體101、芯片電極102、芯片表面鈍化層103、第一層再 布線金屬層104、樹脂核心105、第二層再布線金屬層106、凸點下金屬層 106A、再布線金屬表面保護層107、焊球凸點108。 具體實施例方式
本發(fā)明樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)，主要由芯片本體101、芯片電極102、 芯片表面鈍化層103、第一層再布線金屬層104、樹脂核心105、第二層再 布線金屬層106、再布線金屬表面保護層107和焊球凸點108組成。所述 芯片電極102設(shè)置在芯片本體101上，芯片表面鈍化層103復(fù)合在芯片本 體101表面以及芯片電極102外緣和表面外周邊，而芯片電極102表面的 中間部分露出芯片表面鈍化層103，所述第一層再布線金屬層104覆蓋在 芯片表面鈍化層103以及露出芯片表面鈍化層103的芯片電極102表面中 間部分，所述樹脂核心105設(shè)置在第一層再布線金屬層104上，所述第二 層再布線金屬層106包覆在樹脂核心105的外圍，所述第一層再布線金屬 層104、樹脂核心105和第二層再布線金屬層106構(gòu)成樹脂核心柱。所述 樹脂核心柱的位置有二種結(jié)構(gòu)形式 一種位于芯片電極102上方，如圖2 所示，另一種位于芯片電極102旁邊的芯片表面鈍化層103上。
所述再布線金屬表面保護層107覆蓋在芯片表面鈍化層103、第一層 再布線金屬層104和第二層再布線金屬層106的表面，并露出樹脂核心105 頂部的凸點下金屬層106A，所述焊球凸點108凸出設(shè)置在所述凸點下金屬層106A上。
其實現(xiàn)過程為
1) 在露出芯片表面鈍化層103的芯片電極102表面中間部分以及芯片 表面鈍化層103表面通過濺射或電鍍包括化學(xué)鍍的方式形成第一層再布線 金屬層104。
2) 利用印刷或光刻的方式，在第一層再布線金屬層104上形成樹脂核 心105。
3) 通過濺射或電鍍包括化學(xué)鍍的方式在樹脂核心105的外圍形成第二 層再布線金屬層106，
4) 對芯片表面鈍化層103、第一層再布線金屬層104和第二層再布線 金屬層106的表面用再布線金屬表面保護層107進行表面覆蓋或?qū)φ麄€芯 片表面進行覆蓋，并露出樹脂核心105頂部的凸點下金屬層106A。
5) 在所述凸點下金屬層106A處進行植球或印刷焊膏，并回流形成焊 球凸點108。
所述樹脂核心104為高分子絕緣材料，如聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂等。 所述第一層再布線金屬層104和第二層再布線金屬層106均為單層或 多層金屬材l4。
所述再布線金屬表面保護層107為高分子絕緣材料，如聚酰亞胺、環(huán) 氧樹脂等。
8
權(quán)利要求
1、一種樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片封裝結(jié)構(gòu)包括芯片本體(101)、芯片電極(102)、芯片表面鈍化層(103)、第一層再布線金屬層(104)、樹脂核心(105)、第二層再布線金屬層(106)、再布線金屬表面保護層(107)和焊球凸點(108)，所述芯片電極(102)設(shè)置在芯片本體(101)上，芯片表面鈍化層(103)復(fù)合在芯片本體(101)表面以及芯片電極(102)外緣和表面外周邊，而芯片電極(102)表面的中間部分露出芯片表面鈍化層(103)，所述第一層再布線金屬層(104)覆蓋在芯片表面鈍化層(103)以及露出芯片表面鈍化層(103)的芯片電極(102)表面中間部分，所述樹脂核心(105)設(shè)置在第一層再布線金屬層(104)上，所述第二層再布線金屬層(106)包覆在樹脂核心(105)的外圍，所述第一層再布線金屬層(104)、樹脂核心(105)和第二層再布線金屬層(106)構(gòu)成樹脂核心柱，所述再布線金屬表面保護層(107)覆蓋在芯片表面鈍化層(103)、第一層再布線金屬層(104)和第二層再布線金屬層(106)的表面，并露出樹脂核心(105)頂部的凸點下金屬層(106A)，所述焊球凸點(108)凸出設(shè)置在所述凸點下金屬層(106A)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述樹脂核心柱的位置位于芯片電極(102)上方。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述樹脂核心柱的位置位于芯片電極(102誘邊的芯片表面鈍化層(103)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的一種樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述樹脂核心(104)為高分子絕緣材料。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述高分子絕緣材料為聚酰亞胺或環(huán)氧樹脂。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的一種樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述再布線金屬表面保護層(107)為高分子絕緣材料。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述高分子絕緣材料為聚酰亞胺或環(huán)氧樹脂。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的一種樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述第一層再布線金屬層(104)和第二層再布線金屬層(106)均為 單層或多層金屬材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種樹脂核心柱芯片封裝結(jié)構(gòu)，屬芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域。它包括芯片本體(101)、芯片電極(102)、芯片表面鈍化層(103)、第一層再布線金屬層(104)、樹脂核心(105)、第二層再布線金屬層(106)、再布線金屬表面保護層(107)和焊球凸點(108)，芯片電極(102)設(shè)置在芯片本體上，芯片表面鈍化層(103)復(fù)合在芯片本體表面以及芯片電極外緣和表面外周邊，所述第一層再布線金屬層(104)覆蓋在芯片表面鈍化層(103)以及露出芯片表面鈍化層(103)的芯片電極(102)表面中間部分，所述樹脂核心(105)設(shè)置在第一層再布線金屬層(104)上，所述第二層再布線金屬層(106)包覆在樹脂核心(105)的外圍，所述焊球凸點(108)凸出設(shè)置在所述凸點下金屬層(106A)上。本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)可以解決焊球凸點的低應(yīng)力問題。
文檔編號H01L23/485GK101661917SQ20091002745
公開日2010年3月3日 申請日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者黎 張, 凱 曹, 賴志明, 棟 陳, 陳錦輝 申請人:江陰長電先進封裝有限公司