一種具有重布線層的封裝結構及制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及封裝技術領域，更具體地說，涉及一種具有重布線層的封裝結構及制造方法。
【背景技術】
[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)來將半導體芯片表面上的焊區重新布置以形成與引線框架的引腳較近的新的焊區，以減小引線的互連電阻。
[0003]在現有技術中，這種具有重布線層的封裝結構一般為:在半導體芯片上形成焊墊，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構(一般為銅連接結構)，然后將重布線層連接至所述金屬連接結構，以實現將重布線層與半導體芯片進行連接，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構的穩定性，從而使得芯片連接失效。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明提出了一種具有重布線層的封裝結構及制造方法，通過引線鍵合技術在焊盤上形成金屬連接結構，然后再經過涂膜、曝光、開孔在金屬連接結構處形成一個開口，然后在金屬連接結構開口處進行重布線層連接。本發明的實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]依據本發明的一種具有重布線層的封裝結構的制造方法，包括以下步驟:
[0006]在半導體芯片的有源面上形成多個焊墊；
[0007]通過引線鍵合工藝在所述焊墊上依次形成金屬連接結構，多個焊墊對應形成多個金屬連接結構；
[0008]在所述半導體芯片的有源面、焊墊以及金屬連接結構的表面覆蓋第一鈍化層、并將所述第一鈍化層進行開口處理，以裸露出所述金屬連接結構的部分；
[0009]通過掩膜在所述第一鈍化層和所述金屬連接結構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]進一步地，所述金屬連接結構形成的步驟包括:
[0013]采用引線鍵合工藝進行一次鍵合，熔融金屬絲以在所述焊盤表面上形成一個金屬球；
[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構。
[0015]優選地，所述金屬連接結構為扁平圓柱狀結構。
[0016]優選地，所述金屬連接結構的開口直徑小于所述金屬連接結構的直徑。
[0017]優選地，所述金屬連接結構為金屬銅、金屬金或金屬銀合金。
[0018]依據本發明的一種具有重布線層的封裝結構，包括，
[0019]半導體芯片，具有一有源面，所述有源面上包括多個焊墊；
[0020]金屬連接結構，通過引線鍵合工藝在所述焊墊上依次形成金屬連接結構，多個焊墊對應形成多個金屬連接結構；
[0021]第一鈍化層，覆蓋于所述半導體芯片的有源面、焊墊以及金屬連接結構的表面，并將所述第一鈍化層進行開口處理，以裸露出所述金屬連接結構的部分；
[0022]重布線層，覆蓋于所述第一鈍化層和金屬連接結構的裸露部分；
[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]優選地，所述金屬連接結構為扁平圓柱狀結構。
[0026]優選地，所述金屬連接結構的開口直徑小于所述金屬連接結構的直徑。
[0027]優選地，所述金屬連接結構為金屬銅、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構及制造方法，首先是通過引線鍵合工藝在所述焊墊上形成金屬連接結構，然后經過涂膜、曝光、開孔在金屬連接結構處形成一個開口，然后在金屬連接結構開口處進行重布線層連接，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。本發明實施例的技術方案與現有技術的封裝方案相比，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構，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構，使得焊盤連接穩定可靠；
[0031]3)金屬連接結構和重布線層在金屬連接結構開口的部分共同形成了一個雙圓柱結構，能夠消除后續工藝步驟中外應力對芯片的影響。
【附圖說明】
[0032]圖1a-1h為根據本發明實施例的制造具有重布線層的封裝結構的方法的各階段的截面圖。
[0033]圖2為以及本發明的具有重布線層的封裝結構的另一種結構圖；
【具體實施方式】
[0034]以下結合附圖對本發明的幾個優選實施例進行詳細描述，但本發明并不僅僅限于這些實施例。本發明涵蓋任何在本發明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發明有徹底的了解，在以下本發明優選實施例中詳細說明了具體的細節，而對本領域技術人員來說沒有這些細節的描述也可以完全理解本發明。
[0035]圖1a-1h為根據本發明實施例的制造具有重布線層的封裝結構的方法的各階段的截面圖。
[0036]本發明實施例提供的具有重布線層的封裝結構如圖1h所示，其包括半導體芯片1、焊盤2、金屬連接結構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]在本實施例中，所述半導體芯片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。器件層之上是多個金屬層，每個金屬層包括通常由銅形成的金屬互連以及對金屬互連進行電連接的通孔。金屬互連和通孔被絕緣的層間電介質包圍。在所述多個金屬層之上形成多個焊墊2。
[0038]金屬連接結構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]金屬絲穿過鍵合機劈刀的毛細管，到達其頂部；
[0040]利用氫氧焰或者電氣放電系統產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，在適當的壓力和時間內將金屬球壓在芯片上，從而完成一次鍵合；
[0042]在本實施例中，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構。如圖1h所示，本實施例中的所述金屬連接結構為扁平圓柱狀結構，但不限于此。
[0043]在本實施例中，所述金屬連接結構為金屬銅、金屬金或金屬銀合金。并且，多個焊墊2對應多個金屬連接結構3，并且，優選的，金屬連接結構的直徑小于所述焊墊的直徑。
[0044]第一鈍化層4覆蓋于所述半導體芯片I的有源面、焊墊2以及金屬連接結構3的表面，第一鈍化層4用以密封并保護半導體芯片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、環氧樹脂等。然后，在第一鈍化層4上形成與所述多個金屬連接結構3對應的多個開口，已將金屬連接結構3的部分裸露出來。在本實施例中，所述金屬連接結構的開口直徑小于所述金屬連接結構的直徑。
[0045]重布線層5用于重構焊墊2的布局，本實施例中，重布線層5覆蓋于所述第一鈍化層4和金屬連接結構3開口處。本領域技術人員可知，重布線層可包括由多層金屬層，一般包括有與金屬連接結構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可根據引線框架引腳位置設置長度和覆蓋范圍，本實施例中重布線層5根據焊墊2位置設置為兩個。
[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的開口，以裸露重布線層5的部分。<