多凸块封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种多凸块封装结构及其制备方法，涉及半导体封装技术领域，该多凸块封装结构，包括晶圆基底、保护层、第一线路层、第一导电凸起、第一介电层、第二线路层和第二导电凸起，由于采用了不同的线路层实现了第一导电凸起和第二导电凸起的连接，应力承受范围更大，使得第一导电凸起和第二导电凸起受力时底部的UBM层不易脱落，大大地改善传统封装结构中的金属凸块可靠性，并避免了隐裂问题。同时，本发明专利技术采用多线路层排布，能够使得第一导电凸起和第二导电凸起相对可以靠的更近，进而使得金属凸块更加密集，有利于产品的小型化，也提升了产品的性能。也提升了产品的性能。也提升了产品的性能。

【技术实现步骤摘要】
多凸块封装结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，具体而言，涉及一种多凸块封装结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着半导体行业的快速发展，倒装封装结构广泛应用于半导体行业中，倒装芯片封装利用凸块进行芯片与基板之间的电性连接。凸块包括了铜柱、金属层（UBM：under bump metalization)以及钝化层（passivation），其铜柱凸块可得到具有最小间距，倒装基板铜层采用无核基板（core
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less），其材料多见为FR4树脂或BT树脂，基板在受到外界力学、时间、温度、湿度等条件的影响下，会发生不可逆转的塑性形变，同时封装体内部芯片材料硅（热膨胀系数为2.5 ppm/C）与基板材料（热膨胀系数为12 ppm/C）会由于热膨胀系数不匹配导致的应力作用在芯片bump（焊接点）上，该应力引起产品性能下降，甚至失效。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的包括，例如，提供了一种多凸块封装结构及其制备方法，其能够解决现有技术中应力作用在芯片焊接点上导致的性能下降、失效的问题。
[0004]本专利技术的实施例可以这样实现：第一方面，本专利技术提供一种多凸块封装结构，包括：在一侧表面设置有金属焊垫的晶圆基底；设置在所述晶圆基底一侧的保护层，所述保护层上设置有焊垫开口，所述焊垫开口与所述金属焊垫对应，并贯通至所述金属焊垫的表面；设置在所述保护层远离所述晶圆基底一侧的第一线路层，所述第一线路层延伸至所述焊垫开口并与所述金属焊垫连接；设置在所述第一线路层远离所述晶圆基底一侧，并与所述第一线路层电连接的第一导电凸起；设置在所述第一线路层远离所述晶圆基底一侧的第一介电层；设置在所述第一介电层远离所述晶圆基底一侧的第二线路层；设置在所述第二线路层远离所述晶圆基底一侧，并与所述第二线路层电连接的第二导电凸起；其中，所述第二线路层延伸至所述第一导电凸起，并与所述第一导电凸起电连接。
[0005]在可选的实施方式中，所述保护层上还设置有第二介电层，所述第二介电层延伸至所述焊垫开口，并使得所述金属焊垫外露于所述第二介电层，所述第一线路层设置在所述第二介电层上，并沿着所述第二介电层延伸至所述焊垫开口。
[0006]在可选的实施方式中，所述第一介电层远离所述晶圆基底一侧还设置有第三介电层，所述第三介电层覆盖在所述第二线路层上，并包覆在所述第一导电凸起和所述第二导电凸起的周围，所述第三介电层上设置有与所述第一导电凸起对应的第一容胶开口以及与
所述第二导电凸起对应的所述第二容胶开口。
[0007]在可选的实施方式中，所述第三介电层远离所述晶圆基底的一侧设置有导电膜，所述导电膜远离所述晶圆基底的一侧设置有第四介电层，所述导电膜延伸至所述第一容胶开口和所述第二容胶开口，用于在所述第四介电层与所述第三介电层的挤压下溢出至所述第一容胶开口和所述第二容胶开口。
[0008]在可选的实施方式中，所述第三介电层远离所述晶圆基底的一侧还设置有天线层，所述天线层嵌设在所述第四介电层中，并与所述第一导电凸起和/或所述第二导电凸起电连接。
[0009]在可选的实施方式中，所述天线层延伸至所述第二容胶开口，所述第二容胶开口内还填充有导电胶，以使所述天线层与所述第二导电凸起电连接。
[0010]在可选的实施方式中，所述第一线路层上设置有第一金属盘，所述第一金属盘位于所述第一导电凸起的底部，且所述第二线路层覆盖在所述第一金属盘上，所述第一导电凸起设置在所述第二线路层上，以使所述第一金属盘、所述第一导电凸起和所述第二线路层电连接为一体。
[0011]在可选的实施方式中，所述第二线路层上设置有第二金属盘，所述第二金属盘位于所述第二导电凸起的底部，所述第二导电凸起通过所述第二金属盘与所述第二线路层电连接，且所述第二导电凸起相对于所述晶圆基底的高度与所述第一导电凸起相对于所述晶圆基底的高度相同。
[0012]在可选的实施方式中，所述第二线路层位于所述第一线路层远离所述晶圆基底的一侧，且所述第二导电凸起在所述晶圆基底上的投影位于所述金属焊垫与所述第一导电凸起在所述晶圆基底上的投影之间。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种多凸块封装结构的制备方法，用于制备如前述实施方式任一项所述的多凸块封装结构，所述方法包括：提供在一侧表面设置有金属焊垫的晶圆基底；在所述晶圆基底的一侧形成保护层，所述保护层上设置有焊垫开口，所述焊垫开口与所述金属焊垫对应，并贯通至所述金属焊垫的表面；在所述保护层远离所述晶圆基底的一侧形成第一线路层，所述第一线路层延伸至所述焊垫开口并与所述金属焊垫连接；在所述第一线路层远离所述晶圆基底的一侧形成第一介电层；在所述第一线路层远离所述晶圆基底的一侧设置第一导电凸起，所述第一导电凸起与所述第一线路层电连接；在所述第一介电层远离所述晶圆基底的一侧形成第二线路层；在所述第二线路层远离所述晶圆基底的一侧形成第二导电凸起，所述第二导电凸起与所述第二线路层电连接；其中，所述第二线路层延伸至所述第一导电凸起，并与所述第一导电凸起电连接。
[0014]本专利技术实施例的有益效果包括，例如：本专利技术提供的多凸块封装结构及其制备方法，通过设置第一线路层，使得第一导电凸起通过第一线路层与金属焊垫电连接，进而实现了第一导电凸起与晶圆基底之间的电连接，同时在第一介电层上额外设置第二线路层，并在第二线路层上设置第二导电凸起，第
二导电凸起通过第二线路层与第一导电凸起电连接，进而实现了第二导电凸起与晶圆基底之间的电连接。由于采用了不同的线路层实现了第一导电凸起和第二导电凸起的连接，应力承受范围更大，使得第一导电凸起和第二导电凸起受力时底部的UBM层不易脱落，大大地改善传统封装结构中的金属凸块可靠性，并避免了隐裂问题。同时，本专利技术采用多线路层排布，能够使得第一导电凸起和第二导电凸起相对可以靠的更近，进而使得金属凸块更加密集，有利于产品的小型化，也提升了产品的性能。相较于现有技术，本专利技术提供的多凸块封装结构及其制备方法，能够解决常规技术中由热膨胀系数不匹配导致的应力作用在芯片bump（焊接点）上而引起产品性能下降，甚至失效的问题，提升了封装结构的可靠性，避免了隐裂的问题，同时有利于产品的小型化，提升了产品性能。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0016]图1为本专利技术第一实施例提供的多凸块封装结构的示意图；图2为本专利技术第二实施例提供的多凸块封装结构的示意图；图3为本专利技术第三实施例提供的多凸块封装结构的示意图；图4为本专利技术第四实施例提供的多凸块封装结构的制备方法的步骤框图；图5至图11为本专利技术第一实施例提供的多凸块封装结构的制备方法的工艺流程图。
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多凸块封装结构；11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多凸块封装结构，其特征在于，包括：在一侧表面设置有金属焊垫的晶圆基底；设置在所述晶圆基底一侧的保护层，所述保护层上设置有焊垫开口，所述焊垫开口与所述金属焊垫对应，并贯通至所述金属焊垫的表面；设置在所述保护层远离所述晶圆基底一侧的第一线路层，所述第一线路层延伸至所述焊垫开口并与所述金属焊垫连接；设置在所述第一线路层远离所述晶圆基底一侧，并与所述第一线路层电连接的第一导电凸起；设置在所述第一线路层远离所述晶圆基底一侧的第一介电层；设置在所述第一介电层远离所述晶圆基底一侧的第二线路层；设置在所述第二线路层远离所述晶圆基底一侧，并与所述第二线路层电连接的第二导电凸起；其中，所述第二线路层延伸至所述第一导电凸起，并与所述第一导电凸起电连接。2.根据权利要求1所述的多凸块封装结构，其特征在于，所述保护层上还设置有第二介电层，所述第二介电层延伸至所述焊垫开口，并使得所述金属焊垫外露于所述第二介电层，所述第一线路层设置在所述第二介电层上，并沿着所述第二介电层延伸至所述焊垫开口。3.根据权利要求1所述的多凸块封装结构，其特征在于，所述第一介电层远离所述晶圆基底一侧还设置有第三介电层，所述第三介电层覆盖在所述第二线路层上，并包覆在所述第一导电凸起和所述第二导电凸起的周围，所述第三介电层上设置有与所述第一导电凸起对应的第一容胶开口以及与所述第二导电凸起对应的第二容胶开口。4.根据权利要求3所述的多凸块封装结构，其特征在于，所述第三介电层远离所述晶圆基底的一侧设置有导电膜，所述导电膜远离所述晶圆基底的一侧设置有第四介电层，所述导电膜延伸至所述第一容胶开口和所述第二容胶开口，用于在所述第四介电层与所述第三介电层的挤压下溢出至所述第一容胶开口和所述第二容胶开口。5.根据权利要求4所述的多凸块封装结构，其特征在于，所述第三介电层远离所述晶圆基底的一侧还设置有天线层，所述天线层嵌设在所述第四介电层中，并与所述第一导电凸起和/或所述第二导电凸起电连接。6.根据权利要求5所述的多凸块封装结构，其特征在于，所述天线层延伸至所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：何正鸿，徐玉鹏，钟磊，李利，
申请(专利权)人：甬矽电子宁波股份有限公司，
类型：发明
国别省市：