一种芯片的封装工艺和封装结构的制作方法

本发明实施例涉及芯片封装领域，尤其涉及一种芯片的封装工艺和封装结构。

背景技术：

芯片封装就是把生产出来的集成电路裸片放在一块起到承载作用的基板上，把电极引出来，然后固定包装成为一个整体。在芯片的封装过程中，一般是将裸片放置在封装基板上并对准放置位点，使得焊球对准基板上的预焊料。基板通常由有机材料或层压材料组成，后续再利用加热回焊，形成芯片与封装基板之间的电连接。芯片封装是半导体行业极其重要的一个组成部分，现有的封装结构不能对芯片进行针对性和有效地保护。

技术实现要素：

本发明提供一种芯片的封装工艺和封装结构，以实现对芯片进行更完善的保护。

第一方面，本发明实施例提供了一种芯片的封装工艺，包括：

提供衬底；

在所述衬底中形成腔体，将至少一个设置有凸台的芯片设置在所述腔体的底面，并使所述衬底的上表面高于所述芯片的电极上表面，其中所述凸台位于所述芯片的电极上；

在所述腔体中形成保护层，并在所述保护层和所述衬底上形成与各所述凸台上表面电连接的多条导线；

在所述多条导线和所述保护层上形成绝缘层，并在所述绝缘层上形成至少一个窗口，以设置与各所述导线电连接的焊球。

可选的，在上述封装工艺中，所述在所述腔体中形成保护层包括：

在所述腔体中形成保护层；

处理所述保护层和各所述凸台以露出各所述凸台的上表面，且使各所述凸台的上表面、所述保护层的上表面与所述衬底的上表面平齐。

可选的，在上述封装工艺中，所述在所述保护层和所述衬底上形成与各所述凸台上表面电连接的多条导线包括：

采用重布线层工艺在所述保护层和所述衬底上形成与各所述凸台上表面电连接的多条导线。

可选的，在上述封装工艺中，在所述提供衬底之前，包括：

在所述芯片的各电极上分别形成凸台。

可选的，在上述封装工艺中，所述凸台为金属块或金属柱。

可选的，在上述封装工艺中，所述衬底由金属、塑料、陶瓷或树脂中的至少一种构成。

可选的，在上述封装工艺中，所述芯片为有源芯片或无源芯片。

可选的，在上述封装工艺中，所述导线为金属线。

第二方面，本发明实施例提供了一种芯片的封装结构，包括：

衬底，所述衬底中形成有腔体；

至少一个芯片，设置在所述腔体的底面，所述芯片的电极上形成有凸台，所述芯片的电极上表面低于所述衬底的上表面；

保护层，形成所述腔体中；

多条导线，形成于所述保护层和所述衬底上，且与各所述凸台上表面电连接；

绝缘层，形成于所述导线和所述保护层上，所述绝缘层上形成有至少一个窗口；

多个焊球，形成于所述绝缘层上，通过所述至少一个窗口与各所述导线电连接。

本发明实施例提供了一种芯片的封装工艺和封装结构，首先在衬底中形成腔体，将至少一个设置有凸台的芯片设置在腔体的底面，并使衬底的上表面高于芯片的电极上表面，在腔体中形成保护层，通过使用腔体和保护层使得芯片被密封起来，避免被损伤；然后在保护层和衬底上形成与各凸台上表面电连接的多条导线，在多条导线和保护层上形成绝缘层，并在绝缘层上形成至少一个窗口，以设置与各导线电连接的焊球，通过使用多条导线和凸台将芯片的电极引出到焊球上，使得通过焊球能够与芯片进行数据传输。

附图说明

图1A是本发明实施例一中提供的一种芯片的封装工艺流程示意图；

图1B-1F是本发明实施例一中提供的一种芯片的封装工艺中各步骤的结构剖面示意图；

图2为本实施例二中提供的一种芯片的封装工艺一步骤的结构剖面示意图；

图3为本实施例三中提供的一种芯片的封装结构剖面示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1A是本发明实施例一中提供的一种芯片的封装工艺流程示意图，图1B-1F是本发明实施例一中提供的一种芯片的封装工艺中各步骤的结构剖面示意图。参考图1A-1F，本实施例提供的封装工艺具体包括如下步骤：

步骤110、提供衬底，在衬底中形成腔体。

参考图1B，通过刻蚀、电镀、注塑、压铸等工艺，可以制出带有腔体111的衬底11。如果芯片的功率较大，则可以选用金属衬底来封装芯片；如果芯片，是高频率芯片，则可以选用陶瓷衬底来封装芯片。实际设计中，会根据芯片的特点来选择合适的衬底材料。

步骤120、将至少一个设置有凸台的芯片设置在腔体的底面，并使衬底的上表面高于芯片的电极上表面。

参考图1C，芯片12可以有多个，图中示意性的仅画出一个，。在芯片12的电极上形成有凸台121,凸台121用于延伸芯片12的电极，使其能够与其他层相连接，比如与导线层中的导线连接。在形成凸台121之后，将带有凸台121的芯片12贴在腔体111的底面上，可以采用贴片工艺来实现芯片的贴片过程。另外，衬底11的上表面高于芯片12的电极上表面，这样芯片就会完全处于腔体111之中，利于对芯片进行更完善的保护。

步骤130、在腔体中形成保护层，并在保护层和衬底上形成与各凸台上表面电连接的多条导线。

参考图1D，在腔体中填充保护层13，保护层13完全覆盖在芯片12之上。在形成保护层13后，在其上方形成与各凸台121的上表面电连接的多条导线14，从而将各芯片12的电极引出到导线14上。

步骤140、在多条导线和保护层上形成绝缘层，并在绝缘层上形成至少一个窗口。

参考图1E，在所有导线14和保护层13上形成绝缘层15，在绝缘层15中形成至少一个窗口151，窗口151用于将第一导线14的表面露出。在形成窗口151时，可以选择刻蚀工艺或者其他工艺来完成这一过程。

步骤150、通过窗口设置与各导线电连接的焊球。

参考图1F，在形成窗口151后，在窗口151所在位置形成与各导线14电连接的焊球16，从而通过焊球16将芯片12的电极引出。

可选的，在上述实施例的基础上，在提供衬底之前，包括：在芯片12的各电极上分别形成凸台121。可以选择通过电镀、植球或印刷等工艺在芯片12的各电极上形成凸台121。

可选的，在上述实施例的基础上，凸台121可以为金属块或金属柱。根据实际需要，凸台也可以设计为其他形状。

可选的，在上述实施例的基础上，衬底11可以由金属、塑料、陶瓷或树脂中的至少一种构成。根据要封装保护的芯片12的特点，可以选择相应的衬底材料来形成衬底，使得能够更有效的保护芯片12。

可选的，在上述实施例的基础上，导线14可以为金属线，根据实际需要，也可以为其他导电材料，比如透明电极材料等。

可选的，在上述实施例的基础上，芯片为有源芯片或无源芯片。

本发明提供了一种芯片的封装工艺，首先在衬底中形成腔体，将至少一个设置有凸台的芯片设置在腔体的底面，并使衬底的上表面高于芯片的电极上表面，在腔体中形成保护层，通过使用腔体和保护层使得芯片被密封起来，避免被损伤；然后在保护层和衬底上形成与各凸台上表面电连接的多条导线，在多条导线和保护层上形成绝缘层，并在绝缘层上形成至少一个窗口，以设置与各导线电连接的焊球，通过使用多条导线和凸台将芯片的电极引出到焊球上，使得通过焊球能够与芯片进行数据传输。

实施例二

本实施例以上述实施例为基础，将所述在所述腔体中形成保护层具体为：处理所述保护层和各所述凸台以露出各所述凸台的上表面，且使各所述凸台的上表面、所述保护层的上表面与所述衬底的上表面平齐。

图2为本实施例二中提供的一种芯片的封装工艺一步骤的结构剖面示意图，参考图2，处理保护层13和各凸台121以露出各凸台121的上表面，在形成保护层13后，保护层13一般会覆盖在各凸台121的上表面，则需要对保护层和各凸台121进行研磨或者刻蚀，使各凸台121的上表面漏出，且使各凸台121的上表面、保护层13的上表面与衬底11的上表面平齐。

可选的，在上述实施例的基础上，在所述保护层和所述衬底上形成与各所述凸台上表面电连接的多条导线包括：采用重布线层工艺在所述保护层和所述衬底上形成与各所述凸台上表面电连接的多条导线。具体的，采用重布线层工艺在保护层13和衬底11上上形成与各凸台121上表面电连接的导线。

可选的，在上述实施例的基础上，在所述提供衬底之前，包括：在所述芯片的各电极上分别形成凸台。具体的，选用在芯片12的电极表面进行电镀、植球和/或印刷等工艺来形成凸台121。

本发明提供了一种芯片的封装工艺，首先在衬底中形成腔体，将至少一个设置有凸台的芯片设置在腔体的底面，并使衬底的上表面高于芯片的电极上表面，处理保护层和各凸台以露出各凸台的上表面，且使各凸台的上表面、保护层的上表面与衬底的上表面平齐，通过使用腔体和保护层使得芯片被密封起来，避免被损伤；然后在保护层和衬底上形成与各凸台上表面电连接的多条导线，在多条导线和保护层上形成绝缘层，并在绝缘层上形成至少一个窗口，以设置与各导线电连接的焊球，通过使用多条导线和凸台将芯片的电极引出到焊球上，使得通过焊球能够与芯片进行数据传输。

实施例三

图3为本实施例三中提供的一种芯片的封装结构剖面示意图，参考图3，本发明实施例中提供的一种芯片的封装结构，具体包括：衬底31、至少一个芯片32、保护层33、多条第一导线34、绝缘层35和多个焊球36。

参考图3，具体的，所述衬底31中形成有腔体；

至少一个芯片32，设置在所述腔体的底面，所述芯片32的电极上形成有凸台321，所述芯片32的电极上表面低于所述衬底31的上表面；

保护层33，形成所述腔体中；

多条导线34，形成于所述保护层33和所述衬底31上，且与各所述凸台321上表面电连接；

绝缘层35，形成于所述导线34和所述保护层33上，所述绝缘层35上形成有至少一个窗口；

多个焊球36，形成于所述绝缘层35上，通过所述至少一个窗口与各所述导线34电连接。

本发明实施例提供了一种芯片的封装结构，首先在衬底中形成腔体，将至少一个设置有凸台的芯片设置在腔体的底面，并使衬底的上表面高于芯片的电极上表面，在腔体中形成保护层，通过使用腔体和保护层使得芯片被密封起来，避免被损伤；然后在保护层和衬底上形成与各凸台上表面电连接的多条导线，在多条导线和保护层上形成绝缘层，并在绝缘层上形成至少一个窗口，以设置与各导线电连接的焊球，通过使用多条导线和凸台将芯片的电极引出到焊球上，使得通过焊球能够与芯片进行数据传输。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。