一種具有重布線層的封裝結(jié)構(gòu)及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及封裝技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種具有重布線層的封裝結(jié)構(gòu)及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在芯片封裝過程中，為了減小過長引線帶來的電阻損耗，通常采用重布線層(RDL)來將半導(dǎo)體芯片表面上的焊區(qū)重新布置以形成與引線框架的引腳較近的新的焊區(qū)，以減小引線的互連電阻。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，這種具有重布線層的封裝結(jié)構(gòu)一般為:在半導(dǎo)體芯片上形成焊墊，焊墊一般為銅材料，然后通過涂膜、曝光、開孔形成一個(gè)焊墊處開口，然后在焊墊處開口通過沉積濺射形成一層金屬連接結(jié)構(gòu)(一般為銅連接結(jié)構(gòu))，然后將重布線層連接至所述金屬連接結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)將重布線層與半導(dǎo)體芯片進(jìn)行連接，但這種芯片與重布線層連接的方式不足之處在于，由于在做重布線層前，需要經(jīng)過多次工藝過程:涂膜、曝光、開孔、清洗和濺射等工藝，在這些工藝工程中容易引入沾污、氧化等損壞從而破壞焊墊與銅連接結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而使得芯片連接失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種具有重布線層的封裝結(jié)構(gòu)及制造方法，通過引線鍵合技術(shù)在焊盤上形成金屬連接結(jié)構(gòu)，然后再經(jīng)過涂膜、曝光、開孔在金屬連接結(jié)構(gòu)處形成一個(gè)開口，然后在金屬連接結(jié)構(gòu)開口處進(jìn)行重布線層連接。本發(fā)明的實(shí)施方案可以解決在連接重布線層前的工藝造成的焊盤失效問題。
[0005]依據(jù)本發(fā)明的一種具有重布線層的封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟:
[0006]在半導(dǎo)體芯片的有源面上形成多個(gè)焊墊；
[0007]通過引線鍵合工藝在所述焊墊上依次形成金屬連接結(jié)構(gòu)，多個(gè)焊墊對應(yīng)形成多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)；
[0008]在所述半導(dǎo)體芯片的有源面、焊墊以及金屬連接結(jié)構(gòu)的表面覆蓋第一鈍化層、并將所述第一鈍化層進(jìn)行開口處理，以裸露出所述金屬連接結(jié)構(gòu)的部分；
[0009]通過掩膜在所述第一鈍化層和所述金屬連接結(jié)構(gòu)裸露的表面形成重布線層。
[0010]在所述第一鈍化層和重布線層的表面覆蓋第二鈍化層，并將所述第二鈍化層進(jìn)行開口處理，以裸露所述重布線層的部分；
[0011]通過掩膜在裸露的重布線層部分形成金屬層，用以與外部電路形成電氣連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述金屬連接結(jié)構(gòu)形成的步驟包括:
[0013]采用引線鍵合工藝進(jìn)行一次鍵合，熔融金屬絲以在所述焊盤表面上形成一個(gè)金屬球；
[0014]切斷金屬絲，通過壓力將所述金屬球壓在焊盤上，以形成所述金屬連接結(jié)構(gòu)。
[0015]優(yōu)選地，所述金屬連接結(jié)構(gòu)為扁平圓柱狀結(jié)構(gòu)。
[0016]優(yōu)選地，所述金屬連接結(jié)構(gòu)的開口直徑小于所述金屬連接結(jié)構(gòu)的直徑。
[0017]優(yōu)選地，所述金屬連接結(jié)構(gòu)為金屬銅、金屬金或金屬銀合金。
[0018]依據(jù)本發(fā)明的一種具有重布線層的封裝結(jié)構(gòu)，包括，
[0019]半導(dǎo)體芯片，具有一有源面，所述有源面上包括多個(gè)焊墊；
[0020]金屬連接結(jié)構(gòu)，通過引線鍵合工藝在所述焊墊上依次形成金屬連接結(jié)構(gòu)，多個(gè)焊墊對應(yīng)形成多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)；
[0021]第一鈍化層，覆蓋于所述半導(dǎo)體芯片的有源面、焊墊以及金屬連接結(jié)構(gòu)的表面，并將所述第一鈍化層進(jìn)行開口處理，以裸露出所述金屬連接結(jié)構(gòu)的部分；
[0022]重布線層，覆蓋于所述第一鈍化層和金屬連接結(jié)構(gòu)的裸露部分；
[0023]第二鈍化層，覆蓋于所述第一鈍化層和重布線層的表面，并將所述第二鈍化層進(jìn)行開口處理，以裸露所述重布線層的部分；
[0024]金屬層，覆蓋在裸露的重布線層部分，用以與外部電路形成電氣連接。
[0025]優(yōu)選地，所述金屬連接結(jié)構(gòu)為扁平圓柱狀結(jié)構(gòu)。
[0026]優(yōu)選地，所述金屬連接結(jié)構(gòu)的開口直徑小于所述金屬連接結(jié)構(gòu)的直徑。
[0027]優(yōu)選地，所述金屬連接結(jié)構(gòu)為金屬銅、金屬金或金屬銀合金。
[0028]通過上述的具有重布線層的封裝結(jié)構(gòu)及制造方法，首先是通過引線鍵合工藝在所述焊墊上形成金屬連接結(jié)構(gòu)，然后經(jīng)過涂膜、曝光、開孔在金屬連接結(jié)構(gòu)處形成一個(gè)開口，然后在金屬連接結(jié)構(gòu)開口處進(jìn)行重布線層連接，之后再次通過涂膜、曝光、開孔在重布線層處開口形成金屬層，以與外部電路電氣連接。本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的封裝方案相比，具有以下有益效果:
[0029]I)通過引線鍵合工藝形成金屬連接結(jié)構(gòu)，其工藝簡單；
[0030]2)由于在涂膜、曝光、開孔前形成了金屬連接結(jié)構(gòu)，使得焊盤連接穩(wěn)定可靠；
[0031]3)金屬連接結(jié)構(gòu)和重布線層在金屬連接結(jié)構(gòu)開口的部分共同形成了一個(gè)雙圓柱結(jié)構(gòu)，能夠消除后續(xù)工藝步驟中外應(yīng)力對芯片的影響。
【附圖說明】
[0032]圖1a-1h為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造具有重布線層的封裝結(jié)構(gòu)的方法的各階段的截面圖。
[0033]圖2為以及本發(fā)明的具有重布線層的封裝結(jié)構(gòu)的另一種結(jié)構(gòu)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0035]圖1a-1h為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造具有重布線層的封裝結(jié)構(gòu)的方法的各階段的截面圖。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例提供的具有重布線層的封裝結(jié)構(gòu)如圖1h所示，其包括半導(dǎo)體芯片1、焊盤2、金屬連接結(jié)構(gòu)3、第一鈍化層4、重布線層5、第二鈍化層6以及金屬層7。
[0037]在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體芯片I具有有源面和背面，芯片上的器件層位于有源面，器件層中包括功率晶體管、電阻器、電容器和電感器等其他器件。器件層之上是多個(gè)金屬層，每個(gè)金屬層包括通常由銅形成的金屬互連以及對金屬互連進(jìn)行電連接的通孔。金屬互連和通孔被絕緣的層間電介質(zhì)包圍。在所述多個(gè)金屬層之上形成多個(gè)焊墊2。
[0038]金屬連接結(jié)構(gòu)3通過引線鍵合工藝連接于所述焊墊2上，通常的引線鍵合工藝一般包括:
[0039]金屬絲穿過鍵合機(jī)劈刀的毛細(xì)管，到達(dá)其頂部；
[0040]利用氫氧焰或者電氣放電系統(tǒng)產(chǎn)生電火花以融化金屬絲在劈刀外的伸出部分，在表面張力作用下熔融金屬凝固形成金屬球；
[0041]降下劈刀，在適當(dāng)?shù)膲毫蜁r(shí)間內(nèi)將金屬球壓在芯片上，從而完成一次鍵合；
[0042]在本實(shí)施例中，通過上述步驟完成一次鍵合后，則切斷金屬絲，通過壓力將所述金屬球壓在焊墊上，以形成所述金屬連接結(jié)構(gòu)。如圖1h所示，本實(shí)施例中的所述金屬連接結(jié)構(gòu)為扁平圓柱狀結(jié)構(gòu)，但不限于此。
[0043]在本實(shí)施例中，所述金屬連接結(jié)構(gòu)為金屬銅、金屬金或金屬銀合金。并且，多個(gè)焊墊2對應(yīng)多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)3，并且，優(yōu)選的，金屬連接結(jié)構(gòu)的直徑小于所述焊墊的直徑。
[0044]第一鈍化層4覆蓋于所述半導(dǎo)體芯片I的有源面、焊墊2以及金屬連接結(jié)構(gòu)3的表面，第一鈍化層4用以密封并保護(hù)半導(dǎo)體芯片I，使其免受損壞和污染，第一鈍化層4可以由不同材料形成，如陶瓷、環(huán)氧樹脂等。然后，在第一鈍化層4上形成與所述多個(gè)金屬連接結(jié)構(gòu)3對應(yīng)的多個(gè)開口，已將金屬連接結(jié)構(gòu)3的部分裸露出來。在本實(shí)施例中，所述金屬連接結(jié)構(gòu)的開口直徑小于所述金屬連接結(jié)構(gòu)的直徑。
[0045]重布線層5用于重構(gòu)焊墊2的布局，本實(shí)施例中，重布線層5覆蓋于所述第一鈍化層4和金屬連接結(jié)構(gòu)3開口處。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，重布線層可包括由多層金屬層，一般包括有與金屬連接結(jié)構(gòu)3連接的第一金屬層、沉積在第一鈍化層4和第一金屬層之上的第二金屬層，第一金屬層和第二金屬層的材料為附^1、11、￥、？丨、(:11^11、0)、1&或合金材料如1^1^等任何合適的金屬材料。重布線層5可根據(jù)引線框架引腳位置設(shè)置長度和覆蓋范圍，本實(shí)施例中重布線層5根據(jù)焊墊2位置設(shè)置為兩個(gè)。
[0046]第二鈍化層6覆蓋于所述第一鈍化層4和重布線層5的表面，第二鈍化層6用以密封并保護(hù)重布線層5，使其免受損壞和污染，第二鈍化層6可以由不同材料形成，如陶瓷、環(huán)氧樹脂等。然后，在所述第二鈍化層4形成于所述重布線層對應(yīng)的開口，以裸露重布線層5的部分。<