专利名称：一种扇出型圆片级芯片封装结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种圆片级芯片封装结构，属于半导体芯片封装技术领域。
背景技术：
在当前的半导体行业中，电子封装已经成为行业发展的一个重要方面。几十年的封装技术的发展，使高密度、小尺寸的封装要求成为封装的主流方向。随着电子产品向更薄、更轻、更高引脚密度、更低成本方面发展，采用单颗芯片封装技术已经逐渐无法满足产业需求，一种新的封装技术——圆片级封装技术的出现为封装行业向低成本封装发展提供了契机。同时，制约着封装技术向高密度方向发展的另外一个重要原因是基板技术本身在细小电极节距方面的加工能力，必须通过载体，如塑料基板阵 列封装(PBGA)中的有机基板载体和陶瓷载带球栅阵列(CBGA)中的陶瓷载体，对阵列节距 的放大完成封装过程。圆片级扇出(Fanout)结构,其通过重构圆片和圆片级再布线的方式，实现芯片扇出结构的塑封，最终切割成单颗封装体。但其仍存在如下不足I)、芯片外面包覆塑封料，塑封料为环氧类树脂材料，其强度偏低，使扇出(Fanout)结构的支撑强度不够,在薄型封装中难以应用；2)、扇出(Fanout)结构在封装工艺中由于重构晶圆热膨胀系数较娃片大很多，工艺过程翘曲较大，设备可加工能力较低，良率损失较大；3)、现有工艺为满足低的热膨胀系数，包封树脂较为昂贵，不利于产品的低成本化。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种封装成本低、扇出(Fanout)结构的支撑强度牢固、封装良率高、适用于薄型封装的扇出型圆片级芯片封装。本实用新型的目的是这样实现的一种扇出型圆片级芯片封装结构，包括芯片、高密度布线层和焊球凸点，所述芯片包括芯片本体，所述芯片本体的上表面设置数个芯片电极，所述高密度布线层包括介电层和设置在介电层内部的再布线金属走线，所述再布线金属走线的两端分别设置金属电极I和金属电极II，所述封装结构还包括金属微结构、硅腔体和键合层，所述金属微结构包括金属柱和设置在金属柱一端的金属微凸点，所述金属柱另一端与芯片电极连接，所述金属电极I的上端面与金属微凸点连接，所述金属电极II的下端面与焊球凸点连接，所述芯片通过金属微结构倒装在高密度布线层上表面的金属电极I上；所述硅腔体包括硅本体，所述硅本体上设有硅腔，所述硅腔体将芯片扣置在硅腔内，所述高密度布线层与硅腔体通过键合层键合，所述芯片和硅腔之间设置包封料层。所述硅腔的纵切面呈梯形、长方形或方形。所述封装结构还包括填充料。[0013]所述填充料设置在金属微结构和金属微结构之间以及金属微结构的外围空间。所述填充料设置在芯片和高密度布线层之间的空间。所述包封料层的包封材料为环氧树脂。所述金属柱的材料为铜或铜/镍复合层。所述金属微凸点的材料为锡或锡合金。所述键合层为键合胶。本实用新型的有益效果是本实用新型的特点是在芯片的外层不仅包覆有包封树脂，而且还有一带有硅腔的娃本体，芯片扣置在带有包封树脂的娃腔内，质地坚硬的娃本体给扇出(Fanout)结构一牢 固的支撑，有利于圆片级封装中的薄型封装的推进。硅本体取代原有结构的大部分包封树脂，只留一小部分填充在芯片与硅本体之间，克服了扇出(Fanout)结构在封装工艺中由于重构晶圆产生的不良翘曲，提高了产品的良率。同时，低热膨胀系数的硅取代较为昂贵的包封树脂的大部分，有利于降低产品生产成本，适合现代产业的发展需求。
图I为本实用新型一种扇出型圆片级芯片封装结构示意图。图中芯片I芯片本体11芯片电极111金属微结构2金属柱21金属微凸点22填充料3高密度布线层4介电层41再布线金属走线42金属电极I 421金属电极II 422硅腔体5硅本体51硅腔5Il包封料层52键合层6焊球凸点7。
具体实施方式
[0043]参见图1，本实用新型一种扇出型圆片级芯片封装结构，它包括芯片I、金属微结构2、填充料3、高密度布线层4、硅腔体5、键合层6和焊球凸点7。所述芯片I包括芯片本体11，所述芯片本体11的上表面设置数个芯片电极111。所述高密度布线层4包括介电层41和设置在介电层41内部的再布线金属走线42，所述再布线金属走线42的两端分别设置金属电极I 421和金属电极II 422。所述金属微结构2包括金属柱21和设置在金属柱21一端的金属微凸点22，所述金属柱21另一端与芯片电极111连接。所述金属微结构2成阵列排布。所述金属柱21的材料为铜或铜/镍复合层，所述金属微凸点22的材料为锡或锡
入全
I=I -Wl O所述金属电极I 421的上端面与金属微凸点22连接，所述金属电极II 422的下 端面与焊球凸点7连接，所述芯片I通过金属微结构2倒装在高密度布线层4上表面的金属电极I 421上。所述填充料3设置在金属微结构2和金属微结构2之间以及金属微结构2的外围空间，充满设置在芯片I和高密度布线层4之间的空间。所述娃腔体5包括娃本体51,所述娃本体51上设有娃腔511,所述娃腔511的纵切面呈梯形、长方形或方形。所述硅腔体5将芯片I扣置在硅腔511内，所述高密度布线层4与硅腔体5通过键合层6键合，所述键合层6为键合胶。所述芯片I和硅腔511之间设置包封料层52，所述包封料层52的包封材料为环氧树脂。
权利要求1.一种扇出型圆片级芯片封装结构，包括芯片(I)、高密度布线层(4)和焊球凸点(7)，所述芯片(I)包括芯片本体(11)，所述芯片本体(11)的上表面设置数个芯片电极(111)，所述高密度布线层(4)包括介电层(41)和设置在介电层(41)内部的再布线金属走线(42)，所述再布线金属走线(42)的两端分别设置金属电极I (421)和金属电极II (422)，其特征在于所述封装结构还包括金属微结构(2)、硅腔体(5)和键合层(6)，所述金属微结构(2)包括金属柱(21)和设置在金属柱(21)—端的金属微凸点(22)，所述金属柱(21)另一端与芯片电极(111)连接，所述金属电极I (421)的上端面与金属微凸点(22)连接，所述金属电极II (422)的下端面与焊球凸点(7)连接，所述芯片(I)通过金属微结构(2)倒装在高密度布线层(4)上表面的金属电极I (421)上； 所述硅腔体(5 )包括硅本体(51)，所述硅本体(51)上设有硅腔(511)，所述硅腔体(5 )将芯片(I)扣置在硅腔(511)内，所述高密度布线层(4 )与硅腔体(5 )通过键合层(6 )键合，所述芯片(I)和硅腔(511)之间设置包封料层(52 )。
2.根据权利要求I所述的一种扇出型圆片级芯片封装结构，其特征在于所述硅腔(511)的纵切面呈梯形、长方形或方形。
3.根据权利要求I所述的一种扇出型圆片级芯片封装结构，其特征在于所述封装结构还包括填充料(3 )。
4.根据权利要求3所述的一种扇出型圆片级芯片封装结构，其特征在于所述填充料(3)设置在金属微结构(2)和金属微结构(2)之间以及金属微结构(2)的外围空间。
5.根据权利要求3所述的一种扇出型圆片级芯片封装结构，其特征在于所述填充料(3 )设置在芯片(I)和高密度布线层(4 )之间的空间。
6.根据权利要求I所述的一种扇出型圆片级芯片封装结构，其特征在于所述包封料层(52)的包封材料为环氧树脂。
7.根据权利要求I所述的一种扇出型圆片级芯片封装结构，其特征在于所述金属柱(21)的材料为铜或铜/镍复合层。
8.根据权利要求I所述的一种扇出型圆片级芯片封装结构，其特征在于所述金属微凸点(22)的材料为锡或锡合金。
9.根据权利要求I所述的一种扇出型圆片级芯片封装结构，其特征在于所述键合层(6)为键合胶。
专利摘要本实用新型涉及一种扇出型圆片级芯片封装结构，属于半导体芯片封装技术领域。它包括芯片(1)、金属微结构(2)、填充料(3)、高密度布线层(4)、硅腔体(5)、键合层(6)和焊球凸点(7)，所述芯片(1)通过金属微结构(2)倒装在高密度布线层(4)的金属电极Ⅰ(421)上，所述硅腔体(5)包括硅本体(51)和包封料层(52)，所述硅腔体(5)将芯片(1)扣置在硅腔(511)内，所述高密度布线层(4)与硅腔体(5)通过键合层(6)键合，所述包封料层(52)设置在芯片(1)和硅腔(511)之间。本实用新型封装成本低、扇出(Fanout)结构的支撑强度牢固、封装良率高、适用于薄型结构的扇出型圆片级封装。
文档编号H01L23/488GK202678302SQ20122034103
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者张黎, 陈栋, 赖志明, 陈锦辉, 徐虹 申请人:江阴长电先进封装有限公司