半导体圆片级封装结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体封装技术，特别是一种半导体圆片级封装结构。
【背景技术】
[0002]为实现晶圆片级封装在大尺寸芯片的机械高可靠性，较多的产品开始采用两层金属及两层介电层连接的结构，连接金属焊球端子与芯片表面电极。
[0003]参见图1所示，为是现有的半导体器件圆片级封装结构。在半导体芯片I上有电极2，通过涂布光刻工艺形成介电层3、4，再通过电解化学镀的方式形成再布线5与铜层电极6，最后与金属焊球7通过焊接形成连接，形成图1所示的半导体器件圆片级封装结构。
[0004]这种半导体器件芯片级封装结构虽然采用了两层介电层的结构，在一定程度上增加了整个封装结构的机械可靠性，但是其铜层电极6与金属焊球7之间形成的金属间化合物容易因受力产生裂纹，导致器件失效。
【发明内容】
[0005]在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0006]本发明的一个主要目的在于提供一种半导体圆片级封装结构，其机械可靠性强，在受力不均匀时可减小整个封装结构失效的可能性。
[0007]根据本发明的一方面，一种半导体圆片级封装结构，包括半导体芯片、再配线电极、再形成电极层和金属锡球；还包括树脂层；
[0008]其中:
[0009]所述再配线电极形成于所述半导体芯片上；
[0010]所述再形成电极层形成于所述再配线电极之上；
[0011 ] 所述金属锡球与所述再形成电极层焊接；
[0012]所述树脂层包覆于所述金属锡球的周围，且所述树脂层的厚度小于所述金属锡球的高度。
[0013]采用本发明的半导体圆片级封装结构具有以下优势:
[0014](I)在受力或受热时可将所产生的应力部分转移到树脂膜，有效分散外力；
[0015](2)降低金属锡球底部金属间化合物应力；
[0016](3)相较于现有半导体圆片级封装结构仅仅靠金属间化合物的连接，大幅提高了机械强度，改善可靠性效能。
【附图说明】
[0017]参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。
[0018]图1为现有的半导体圆片级封装结构的结构图；
[0019]图2为本发明的半导体圆片级封装结构的结构图。
【具体实施方式】
[0020]下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0021]参见图2所示，为本发明的半导体圆片级封装结构的结构图。
[0022]在本实施方式中，半导体圆片级封装结构包括半导体芯片101、再配线电极201、再形成电极层401和金属锡球501。
[0023]再配线电极201形成于半导体芯片101上。例如，采用电解化学镀的方式将再配线电极201电镀至半导体芯片101上。再形成电极层401形成于再配线电极之上。
[0024]金属锡球501与再形成电极层401焊接，例如，可以通过二次电镀的方式进行焊接。
[0025]本发明的半导体圆片级封装结构还包括树脂层801。树脂层801包覆于金属锡球501的周围，且树脂层801的厚度小于金属锡球501的高度。
[0026]由于有了树脂层801的包覆，可以有效的分散施加到金属锡球501上的应力，从而改善整个器件的可靠性。
[0027]作为一种实施方式，本发明的半导体圆片级封装结构还可以包括形成于半导体芯片101与再配线电极201之间的第一保护层103，以及形成于再配线电极201与再形成电极层401之间的第二保护层301。
[0028]作为一种优选方案，树脂层801的厚度为金属锡球501高度的二分之一。在金属锡球501高出树脂层801的部分，形成用于与外部器件连接的金属锡球端901。
[0029]在形成树脂层801的工艺过程中，可以首先形成一将金属锡球501完全包覆的树脂层，再将该完全包覆的树脂层进行减薄。作为一种实施方式，例如可以通过等离子干法蚀刻对该完全包覆的树脂层进行减薄。通过控制蚀刻时间，使得最终形成的树脂层801达到金属锡球501 二分之一的高度。
[0030]本发明的半导体圆片级封装结构，机械可靠性强，在受力不均匀时可减小整个封装结构失效的可能性。
[0031]在本发明的设备和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。还需要指出的是，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。同时，在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
[0032]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
[0033]虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
【主权项】
1.一种半导体圆片级封装结构，包括半导体芯片、再配线电极、再形成电极层和金属锡球； 其特征在于，还包括树脂层； 其中: 所述再配线电极形成于所述半导体芯片上； 所述再形成电极层形成于所述再配线电极之上； 所述金属锡球与所述再形成电极层焊接； 所述树脂层包覆于所述金属锡球的周围，且所述树脂层的厚度小于所述金属锡球的高度。
2.根据权利要求1所述的半导体圆片级封装结构，其特征在于: 还包括形成于所述半导体芯片与所述再配线电极之间的第一保护层。
3.根据权利要求2所述的半导体圆片级封装结构，其特征在于: 还包括形成于所述再配线电极与所述再形成电极层之间的第二保护层。
4.根据权利要求1所述的半导体圆片级封装结构，其特征在于: 所述树脂层的厚度为所述金属锡球高度的二分之一。
5.根据权利要求4所述的半导体圆片级封装结构，其特征在于: 所述金属锡球高出所述树脂层的部分形成用于与外部器件连接的金属锡球端子。
【专利摘要】本发明涉及半导体圆片级封装结构，包括半导体芯片、再配线电极、再形成电极层、金属锡球和树脂层。其中：再配线电极形成于半导体芯片上；再形成电极层形成于再配线电极之上；金属锡球与再形成电极层焊接；树脂层包覆于金属锡球的周围，且树脂层的厚度小于金属锡球的高度。本发明的半导体圆片级封装结构，机械可靠性强，在受力不均匀时可减小整个封装结构失效的可能性。
【IPC分类】H01L23-31, H01L23-488, H01L23-485
【公开号】CN104617069
【申请号】CN201410800043
【发明人】徐小锋
【申请人】南通富士通微电子股份有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月19日