一种带应力释放孔的金属层结构的制作方法

1.本实用新型涉及半导体芯片封装技术领域，特别涉及一种带应力释放孔的金属层结构。


背景技术：

2.在半导体封装中，经常使用金属重布线层(rdl)来改变芯片焊垫(i/o pad)的接点位置，使芯片能适用于不同的封装形式。在晶圆级芯片封装中，金属重布线层上会生成金属凸块；该金属凸块包括金属凸点与凸点下金属层(ubm)。由于凸点下金属层(ubm)与凸点位于金属重布线层上，该处会存在较大的应力集中。一般，金属重布线层下方为起绝缘作用的钝化层，其与金属之间的热膨胀系数(cte)差异较大；在经历温度循环中，由于应力过大，钝化层容易产生分层开裂的问题。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种带应力释放孔的金属层结构；该结构可以有效地减小金属凸块温度变化所产生的应力，从而避免绝缘层发生分层或开裂。
4.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
5.一种带应力释放孔的金属层结构，包括基底，基底上设有绝缘层，绝缘层上设有金属重布线层，金属重布线层上设有金属凸块；该金属重布线层上还开设有围绕所述金属凸块的应力释放孔。
6.进一步的，所述金属重布线层上还覆盖有阻焊层，阻焊层上设有开孔，所述金属凸块设置于阻焊层的开孔中；且所述阻焊层填充所述应力释放孔。
7.进一步的，所述应力释放孔为通孔结构。
8.进一步的，所述应力释放孔为一体孔结构或由多个分孔排布形成的组合孔结构。
9.更进一步的，所述应力释放孔为环绕在所述金属凸块外围且具有缺口的圆环形的一体孔或正多边形的一体孔。
10.更进一步的，所述应力释放孔是由多个弧形分孔组合而成的环形组合孔。
11.更进一步的，圆环形的一体孔的径向宽度大于5μm，优选为5μm～40μm。
12.本实用新型的有益效果是：
13.本实用新型在在金属凸块周边的金属重布线层上形成有环绕该金属凸块的应力释放孔，这种结构设计可以有效地减小金属凸块温度变化产生的应力，避免绝缘层发生分层或开裂，进而提高了半导体封装产品的品质。
附图说明
14.图1为本实用新型带应力释放孔的金属层结构的剖视图。
15.图2为本实用新型实施例1的带应力释放孔的金属层结构的俯视图。
16.图3为本实用新型实施例2的带应力释放孔的金属层结构的俯视图。
17.图4为本实用新型实施例3的带应力释放孔的金属层结构的俯视图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
19.实施例1
20.如图1和图2所示，一种带应力释放孔的金属层结构，包括基底1，基底1上设有绝缘层2，绝缘层2上设有金属重布线层3，金属重布线层3上设有金属凸块4；该金属重布线层3上还开设有围绕所述金属凸块4的应力释放孔5。
21.所述金属重布线层3上还覆盖有阻焊层6，阻焊层6上设有开孔，所述金属凸块4设置于阻焊层6的开孔中；且所述阻焊层6填充所述应力释放孔5。
22.在本实施例1中，所述应力释放孔5为通孔结构；更具体的，在本实施例1中，该应力释放孔为环绕在金属凸块4外围且具有缺口的圆环形的一体孔。且该圆环形的一体孔的径向宽度l为5μm～40μm。
23.实施例2
24.如图1和图3所示，一种带应力释放孔的金属层结构，包括基底1，基底1上设有绝缘层2，绝缘层2上设有金属重布线层3，金属重布线层3上设有金属凸块4；该金属重布线层3上还开设有围绕所述金属凸块4的应力释放孔5。
25.所述金属重布线层3上还覆盖有阻焊层6，阻焊层6上设有开孔，所述金属凸块4设置于阻焊层6的开孔中；且所述阻焊层6填充所述应力释放孔5。
26.在本实施例2中，所述应力释放孔5为通孔结构；在本实施例2中，该应力释放孔5为环绕在所述金属凸块4外围的正多边形一体孔。该应力释放孔5的正多边的其中一边具有缺口。
27.实施例3
28.如图1和图4所示，一种带应力释放孔的金属层结构，包括基底1，基底1上设有绝缘层2，绝缘层2上设有金属重布线层3，金属重布线层3上设有金属凸块4；该金属重布线层3上还开设有围绕所述金属凸块4的应力释放孔5。
29.所述金属重布线层3上还覆盖有阻焊层6，阻焊层6上设有开孔，所述金属凸块4设置于阻焊层6的开孔中；且所述阻焊层6填充所述应力释放孔5。
30.在本实施例3中，所述应力释放孔5为通孔结构；且在本实施例3中，该应力释放孔5是由多个弧形分孔排列组合而成的环形组合孔。
31.经分析，在经历回流焊接等制程及冷热冲击测试时，由于绝缘层与金属层之间的热膨胀系数(cte)差异较大，靠近金属凸块位置的绝缘层易形成较高的应力，如果应力过高容易造成绝缘层的分层及开裂。
32.为解决该问题，本实用新型通过在金属凸块周边的金属重布线层上形成有环绕该金属凸块的应力释放孔，来释放金属凸块在温度变化过程中产生的应力，避免绝缘层发生分层或开裂，提高半导体封装产品的品质。
33.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。


技术特征：
1.一种带应力释放孔的金属层结构，其特征在于，包括基底，基底上设有绝缘层，绝缘层上设有金属重布线层，金属重布线层上设有金属凸块；该金属重布线层上还开设有围绕所述金属凸块的应力释放孔。2.根据权利要求1所述的一种带应力释放孔的金属层结构，其特征在于：所述金属重布线层上还覆盖有阻焊层，阻焊层上设有开孔，所述金属凸块设置于阻焊层的开孔中；且所述阻焊层填充所述应力释放孔。3.根据权利要求1所述的一种带应力释放孔的金属层结构，其特征在于：所述应力释放孔为通孔结构。4.根据权利要求1或3所述的一种带应力释放孔的金属层结构，其特征在于：所述应力释放孔为一体孔结构或由多个分孔排布形成的组合孔结构。5.根据权利要求4所述的一种带应力释放孔的金属层结构，其特征在于：所述应力释放孔为环绕在所述金属凸块外围且具有一个缺口的一体孔或具有多个缺口的组合孔。6.根据权利要求5所述的一种带应力释放孔的金属层结构，其特征在于：所述应力释放孔为环绕在所述金属凸块外围且具有一个缺口的圆环形的一体孔或正多边形的一体孔。7.根据权利要求5所述的一种带应力释放孔的金属层结构，其特征在于：所述应力释放孔是由多个弧形分孔组合而成的环形组合孔。8.根据权利要求6所述的一种带应力释放孔的金属层结构，其特征在于：圆环形的一体孔的径向宽度大于5μm。

技术总结
本实用新型公开了一种带应力释放孔的金属层结构，包括基底，基底上设有绝缘层，绝缘层上设有金属重布线层，金属重布线层上设有金属凸块；该金属重布线层上还开设有围绕所述金属凸块的应力释放孔。该结构可以有效地释放金属凸块在温度变化过程中产生的应力，从而避免绝缘层发生分层或开裂。缘层发生分层或开裂。缘层发生分层或开裂。


技术研发人员：马书英 魏浩 申九林 王姣
受保护的技术使用者：华天科技（昆山）电子有限公司
技术研发日：2022.07.08
技术公布日：2022/12/1