一种扇出型半导体封装结构的制作方法

本发明涉及半导体封装领域，具体涉及一种扇出型半导体封装结构。

背景技术：

扇出型晶圆级封装是一种晶圆级加工的嵌入式芯片封装方法，是目前一种输入/输出端口(i/o)较多、集成灵活性较好的先进封装方法之一。扇出型晶圆级封装相较于常规的晶圆级封装具有其独特的优点：①i/o间距灵活，不依赖于芯片尺寸；②只使用有效裸片(die)，产品良率提高；③具有灵活的3d封装路径，即可以在顶部形成任意阵列的图形；④具有较好的电性能及热性能；⑤高频应用；⑥容易在重新布线层(rdl)中实现高密度布线。

目前，扇出型半导体封装结构如图5所示，参见图5(a)和5(b)，裸芯10通过塑封材料11进行塑封，通孔13电连接至所述裸芯10的焊盘12上，在所述塑封材料11上布置有金属布线层14，所述金属布线层14作为再分布层连接至通孔13，绝缘层15覆盖所述金属布线层14，并在凸块17和ubm16的位置留有开口，并且在裸芯10的背面还设置有背面保护层18。在该种结构中，金属布线层14需要横跨所述裸芯10与塑封材料11的交界面位置，该封装体在交界面位置处的应力差较大，所述金属布线层14极易产生断裂，形成断裂部c，其大大降低了良品率，且不利于降低封装的成本。

技术实现要素：

基于解决上述问题，本发明提供了一种扇出型半导体封装结构，其包括：

裸芯，在其顶面具有焊盘；

塑封材料层，覆盖所述裸芯的顶面和侧面；

通孔，嵌入于所述塑封材料层中且电连接所述焊盘；

布线金属层，其设置于所述塑封材料层上且电连接所述通孔；

其特征在于，所述布线金属层具有横跨所述裸芯与所述塑封材料层的交界面的宽部。

其中，还包括绝缘层，其覆盖所述布线金属层；所述布线金属层具有开口，所述开口露出所述布线金属层的一部分。

其中，还包括凸块下金属层(ubm)，形成于所述开口中；凸块形成于所述凸块下金属层上。

其中，所述布线金属层还包括在所述宽部两侧的两个窄部，所述窄部的其中一个仅在所塑封材料层的上方延伸，所述窄部的另一个在所述塑封材料层和裸芯的上方延伸。

其中，所述其中一个的延长线与所述另一个重合。

其中，所述其中一个的延长线与所述另一个平行但不重叠。

其中，所述其中一个的宽度与所述另一个的宽度不等。

其中，所述宽部具有分割道，所述分割道将所述宽部分成多个平行的线路，所述线路横跨所述交界面。

其中，所述分割道内填充弹性材料。

在另外一个实施例中，本发明提供另一种扇出型半导体封装结构，其包括：

裸芯，在其顶面具有焊盘；

塑封材料层，覆盖所述裸芯的顶面和侧面；

通孔，嵌入于所述塑封材料层中且电连接所述焊盘；

布线金属层，其设置于所述塑封材料层上且电连接所述通孔，所述布线金属层具有横跨所述裸芯与所述塑封材料层的交界面的第一部分；

其特征在于，还包括至少两条冗余金属线，所述冗余金属线平行于所述第一部分且横跨所述交界面。

本发明的优点如下：

本发明的扇出型半导体封装结构采用布线金属层的宽部或者冗余金属线防止布线金属层在裸芯与塑封材料层的交界面的断裂，可以实现封装良品率的提高，且工艺简单，最大程度的控制了成本。

附图说明

图1为第一实施例的扇出型半导体封装结构的(a)剖视图和(b)俯视图；

图2为第二实施例的扇出型半导体封装结构的(a)剖视图和(b)俯视图；

图3为第三实施例的扇出型半导体封装结构的(a)剖视图和(b)俯视图；

图4为第四实施例的扇出型半导体封装结构的(a)剖视图和(b)俯视图；

图5为现有技术的扇出型半导体封装结构的(a)剖视图和(b)俯视图。

具体实施方式

本发明的扇出型半导体封装结构其可以防止布线金属层在裸芯与塑封材料层的交界面的断裂，以提高良品率，保证低成本。

第一实施例

参见图1(a)，该实施例扇出型半导体封装结构，其包括裸芯20，所述裸芯20可以是由晶圆单体切割得到单一芯片，在其顶面具有焊盘22；所述裸芯20的基体材料可以是硅、砷、砷化镓等材料，所述裸芯20的背面具有保护层28。塑封材料层21包覆所述裸芯20的侧面与顶面，其在上述裸芯20的顶面上具有一定的厚度，所述塑封材料层21一般为聚合物材料，例如环氧树脂、硅树脂、pi或pbo等。

在所述塑封材料层21中钻孔形成开口并填充金属形成通孔23，上述通孔23电连接所述焊盘。所述钻孔通过机械钻孔、激光钻孔方式实现，且所述通孔23的顶面与所述塑封材料层21的顶面齐平。

在所述塑封材料层21上沉积金属层，并经图案化形成布线金属层24，所述布线金属层24电连接所述通孔23；所述布线金属层24与凸块23的材质相同，均可以选自铜、铝、金、银、钨及其合金。参见图1(b)，所述布线金属层24具有横跨所述裸芯20与所述塑封材料层21的交界面的宽部242和在所述宽部两侧的第一窄部241、第二窄部243，所述第一窄部241在所述塑封材料层21和裸芯20的共同上方延伸，所述第二窄部243仅在所塑封材料层21的上方延伸。所述宽部242可以承受更大的应力，其可以在具有一定裂纹的情况下保证电连接的可靠性。并且，所述第一窄部241延长线与所述第二窄部243重合。在其他情况下，所述第一窄部241与所述第二窄部243的宽度可以不同，例如第二窄部243因在塑封材料层21上而具有较宽的宽度。

其中，还包括绝缘层25，其覆盖所述布线金属层24，所述绝缘层25可以是聚合物材料或者无机材料；所述绝缘层25具有开口，所述开口露出所述布线金属层24的一部分。凸块下金属层(ubm)26，形成于所述开口中；凸块27形成于所述凸块下金属层26上。

第二实施例

在第一实施例中，由于应力主要集中于所述宽部242上，其还是会有裂纹的出现。为此，本发明提供了第二实施例，参见图2(a)和图2(b)，在本实施例中，宽部242具有分割道244，所述分割道244将所述宽部分成多个平行的线路240，所述线路240横跨所述交界面。其中，所述分割道244内填充弹性材料，所述弹性材料为橡胶或硅树脂材料，其可以缓冲边缘的应力，防止其应力差过大而导致的断开。

第三实施例

参见图3(a)和图3(b)，该实施例与第一实施例类似，与之不同的是，所述宽部246横跨所述交界面且沿着所述交界面延伸，并且所述第一窄部247的延长线与所述第二窄部245平行但不重叠。当然，所述第一窄部247的宽度与所述第二窄部245的宽度不等。

第四实施例

参见图4(a)和图4(b)，在该实施例中，其封装结构的布线金属层不包括宽部，该布线金属层为统一宽度的金属线层，其跨越所述裸芯20与塑封材料层21之间的交界面，该跨越部分两侧具有多条冗余金属线248，所述冗余金属线248平行于所述第一部分且横跨所述交界面；所述冗余金属线248包括两条、四条或更多。该冗余金属线248与所述布线金属层采用同一步骤、同一工艺形成，其具有比所述布线金属层更宽的宽度。上述冗余金属线248可以抵挡大部分应力，以防止较窄的布线金属层断裂。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。