本發(fā)明的實(shí)施例涉及集成電路器件，更具體地，涉及芯片封裝件及其制造方法。

背景技術(shù)：

在封裝技術(shù)方面，再分布層(RDL)可以形成在芯片上方并且電連接至芯片中的有源器件。之后，可以形成諸如凸塊下金屬(UBM)上的焊料球的輸入/輸出(I/O)連接器以通過(guò)RDL電連接至芯片。這種封裝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特征在于形成扇出封裝件的可能性。因此，芯片上的I/O焊盤可以再分布以覆蓋比芯片更大的面積，并且因此可以增加封裝的芯片的表面上包裝的I/O焊盤的數(shù)量。

集成扇出(InFO)封裝技術(shù)變得越來(lái)越流行，尤其當(dāng)與晶圓級(jí)封裝(WLP)技術(shù)結(jié)合時(shí)。這樣產(chǎn)生的封裝結(jié)構(gòu)提供具有相對(duì)較低的成本和高性能封裝件的高功能密度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種芯片封裝件，包括：管芯；以及再分布結(jié)構(gòu)，位于所述管芯上方；以及凸塊下金屬(UBM)結(jié)構(gòu)，位于所述再分布結(jié)構(gòu)上方，所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)包括中心部分、與所述中心部分物理分隔開(kāi)并且圍繞所述中心部分的周界的外圍部分以及具有第一端和與所述第一端相對(duì)的第二端的橋接部分，所述橋接部分的所述第一端連接至所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述中心部分，所述橋接部分的所述第二端連接至所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分。

本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種芯片封裝件，包括：管芯；模塑料，圍繞所述管芯；多層級(jí)再分布層(RDL)，位于所述管芯上方和所述模塑料的第一表面上方；凸塊下金屬(UBM)結(jié)構(gòu)，位于所述多層級(jí)再分布層上方并且電連接至所述多層級(jí)再分布層，其中，所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)包括焊盤區(qū)域以及與所述焊盤區(qū)域橫向分隔開(kāi)并且圍繞所述焊盤區(qū)域的周界的外圍部分；以及外部連接器，位于所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述焊盤區(qū)域上方。

本發(fā)明的又一實(shí)施例提供了一種用于制造芯片封裝件的方法，所述方法包括：將管芯附接至載體；在所述管芯的側(cè)壁周圍形成模塑料；在所述管芯和所述模塑料上方形成包括多個(gè)再分布層(RDL)的再分布結(jié)構(gòu)；在所述再分布結(jié)構(gòu)的最頂再分布層上方形成凸塊下金屬(UBM)結(jié)構(gòu)，所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)包括焊盤區(qū)域以及與所述焊盤區(qū)域橫向分隔開(kāi)并且圍繞所述焊盤區(qū)域的周界的外圍部分；在所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述焊盤區(qū)域上方形成外部連接器；以及去除所述載體。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明的各個(gè)方面。應(yīng)該指出，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件未按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各個(gè)部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1示出了根據(jù)實(shí)施例的芯片封裝件的截面圖。

圖2A至圖2C示出了根據(jù)實(shí)施例的圖1中所示的芯片封裝件的凸塊下金屬(UBM)結(jié)構(gòu)的放大圖。

圖3A至圖3B示出了典型的UBM結(jié)構(gòu)。

圖4A至圖4L示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的UBM結(jié)構(gòu)的各個(gè)實(shí)例。

圖5A至圖5F示出了根據(jù)實(shí)施例的示出形成圖1中所示的芯片封裝件的方法的一些步驟的工藝流程。

具體實(shí)施方式

以下公開(kāi)內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)例。此外，本發(fā)明可在各個(gè)實(shí)施例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字符。該重復(fù)是為了簡(jiǎn)單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，以描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一個(gè)(或另一些)原件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，而本文使用的空間相對(duì)描述符可以同樣地作出相應(yīng)的解釋。

圖1示出了根據(jù)實(shí)施例的芯片封裝件100的截面圖。芯片封裝件100包括管芯102，該管芯102可以具有第一表面102a和與第一表面102a相對(duì)的第二表面102b。在一些實(shí)施例中，管芯102的第一表面102a可以是管芯102的有源表面。管芯102可以包括半導(dǎo)體襯底、有源器件和互連結(jié)構(gòu)(未單獨(dú)示出)。例如，該襯底可以包括摻雜或未摻雜的塊狀硅或絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)襯底的有源層。一般地，SOI襯底包括半導(dǎo)體材料層(諸如絕緣層上形成的硅)。例如，絕緣體層可以是埋氧(BOX)層或氧化硅層。提供了襯底(諸如硅或玻璃襯底)上的絕緣體層?？蛇x地，該襯底可以包括諸如鍺的另一元素半導(dǎo)體；包括碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦和/或銻化銦的化合物半導(dǎo)體；包括SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP和/或GaInAsP的合金半導(dǎo)體；或它們的組合。也可以使用諸如多層襯底或梯度襯底的其它襯底。

諸如晶體管、電容器、電阻器、二極管、光電二極管、熔斷器等的有源器件可以形成在襯底的頂面處。在有源器件和襯底的上方可以形成互連結(jié)構(gòu)。該互連結(jié)構(gòu)可以包括使用任何合適的方法形成的包含導(dǎo)電部件(例如，包括銅、鋁、鎢、它們的組合等的導(dǎo)線和通孔)的層間介電(ILD)層和/或金屬間介電(IMD)層。例如，在圖1所示的實(shí)施例中，管芯102的第一表面102a可以是ILD層和IMD層的最頂面。例如，ILD層和IMD層可以包括設(shè)置在這些導(dǎo)電部件之間的具有低于約4.0或甚至2.0的k值的低k介電材料。在一些實(shí)施例中，例如，ILD和IMD可以由通過(guò)諸如旋涂、化學(xué)汽相沉積(CVD)以及等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)的任何合適的方法形成的磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、氟硅酸鹽玻璃(FSG)、SiO_xC_y、旋涂玻璃、旋涂聚合物、硅碳材料、它們的化合物、它們的復(fù)合材料、它們的組合等制成。互連結(jié)構(gòu)電連接各個(gè)有源器件以在管芯102內(nèi)形成功能電路。由這樣的電路提供的功能可以包括存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)、處理結(jié)構(gòu)、傳感器、放大器、配電、輸入/輸出電路等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上提供的實(shí)例僅用于說(shuō)明的目的以進(jìn)一步解釋本發(fā)明的應(yīng)用并且不旨在以任何方式限制本發(fā)明。其它的電路可以視情況用于給定應(yīng)用。

可以在管芯102的第一表面102a上方形成輸入/輸出(I/O)和鈍化部件。例如，可以在管芯102的第一表面102a上方(例如，在管芯102的互連結(jié)構(gòu)上方并且可以通過(guò)互連結(jié)構(gòu)中的各個(gè)導(dǎo)電部件電連接至有源器件)形成接觸焊盤104。接觸焊盤104可以包括諸如鋁、銅等的導(dǎo)電材料。此外，可以在互連結(jié)構(gòu)和接觸焊盤上方形成鈍化層106。在一些實(shí)施例中，鈍化層106可以由諸如氧化硅、未摻雜的硅酸鹽玻璃、氮氧化硅等的無(wú)機(jī)材料形成。也可以使用其它合適的鈍化材料。部分鈍化層106可以覆蓋接觸焊盤104的邊緣部分。

諸如附加鈍化層、導(dǎo)電柱和/或凸塊下金屬(UBM)層的附加互連部件也可以可選地形成在接觸焊盤104上方。例如，如圖1示出的，導(dǎo)電柱108可以形成在接觸焊盤104上方并且電連接至接觸焊盤104。導(dǎo)電柱108可以包括諸如銅、鋁、鎢、它們的組合等的合適的導(dǎo)電材料。可以在這種導(dǎo)電柱108周圍形成介電層110?？梢酝ㄟ^(guò)任何合適的方法形成管芯102的各個(gè)部件并且不在此處進(jìn)一步詳細(xì)的描述。此外，以上描述的管芯102的一般部件和配置僅是一個(gè)示例實(shí)施例，并且管芯102可以包括以上部件以及其它部件的任何數(shù)量的任何組合。

芯片封裝件100可以包括至少橫向包封管芯102的模塑料112。模塑料112可以具有第一表面112a和與第一表面112a相對(duì)的第二表面112b。在一些實(shí)施例中，諸如圖1所示的實(shí)例，模塑料112的第二表面112b可以與管芯102的第二表面102b基本共面。模塑料112可以包括諸如環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、熱定型樹(shù)脂等的任何合適的材料。除了這些材料，模塑料112可以包括或可以不包括諸如氧化硅、氧化鋁、氮化硼等的各種附加填料。

芯片封裝件100可以包括與管芯102橫向分隔開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔114。圖1僅示出四個(gè)第一導(dǎo)電通孔114作為實(shí)例。然而，在另一實(shí)例中，第一導(dǎo)電通孔114的數(shù)量可以小于四個(gè)(例如，兩個(gè)、三個(gè))或可以多于四個(gè)(例如，五個(gè)、六個(gè)或更多)。一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔114可以由模塑料112至少橫向包封。一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔114可以包括與導(dǎo)電柱108類似的材料。

芯片封裝件100可以額外地包括位于模塑料112的第一表面112a上方的再分布結(jié)構(gòu)116。再分布結(jié)構(gòu)116可以橫向越過(guò)一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔114上方的管芯102的邊緣延伸并且位于模塑料112的第一表面112a上方。再分布結(jié)構(gòu)116可以包括在一個(gè)或多個(gè)聚合物層120中形成的一個(gè)或多個(gè)再分布層(RDL)118。一個(gè)或多個(gè)RDL 118可以包括與導(dǎo)電柱108類似的材料。聚合物層120可以包括任何合適的材料(例如，聚酰亞胺(PI)、聚苯并惡唑(PBO)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、環(huán)氧樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、丙烯酸酯、納米填充酚樹(shù)脂、硅氧烷、含氟聚合物、聚降冰片烯等)。再分布結(jié)構(gòu)116的RDL 118可以電連接至導(dǎo)電柱108。相應(yīng)地，從管芯102的電連接件可以通過(guò)再分布結(jié)構(gòu)116的RDL 118再分布(例如，扇出)。類似地，再分布結(jié)構(gòu)116的RDL 118可以電連接至一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔114。

如圖1所示的實(shí)例中，再分布結(jié)構(gòu)116可以是多層級(jí)再分布結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，RDL 118和聚合物層120可以空間分布在兩個(gè)或多個(gè)層級(jí)之上。例如，在圖1的實(shí)施例中，RDL 118空間布置為第一再分布層級(jí)118-1、第二再分布層級(jí)118-2和第三再分布層級(jí)118-3。類似地，在圖1的實(shí)施例中，聚合物層120空間布置為第一聚合物層級(jí)120-1、第二聚合物層級(jí)120-2、第三聚合物層級(jí)120-3和第四聚合物層級(jí)120-4。

第一聚合物層級(jí)120-1可以設(shè)置在第一再分布層級(jí)118-1和模塑料112之間。第二聚合物層級(jí)120-2可以設(shè)置在第一再分布層級(jí)118-1和第二再分布層級(jí)118-2之間。第三聚合物層級(jí)120-3可以設(shè)置在第二再分布層級(jí)118-2和第三再分布層級(jí)118-3之間。第四聚合物層級(jí)120-4可以設(shè)置在第三再分布層級(jí)118-3上方。如圖1所示，在不同再分布層級(jí)118-1、118-2、118-3中的RDL 118可以通過(guò)在第二聚合物層級(jí)120-2和第三聚合物層級(jí)120-3中形成的第二導(dǎo)電通孔122彼此電連接。此外，導(dǎo)電柱108和一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔114可以通過(guò)在第一聚合物層級(jí)120-1中形成的第二導(dǎo)電通孔122電連接至再分布結(jié)構(gòu)116。第二導(dǎo)電通孔122可以包括與導(dǎo)電柱108類似的材料。

芯片封裝件100可以包括設(shè)置在管芯102的第二表面102b和模塑料112的第二表面112b處的絕緣層124。絕緣層124可以包括諸如聚酰亞胺(PI)、聚苯并惡唑(PBO)、苯并環(huán)丁烯(BCB)、環(huán)氧樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、丙烯酸酯、納米填充酚樹(shù)脂、硅氧烷、含氟聚合物、聚降冰片烯等的介電材料。在一些實(shí)施例中，諸如圖1所示的實(shí)例，絕緣層124可以具有在其中形成的開(kāi)口126。開(kāi)口126可以暴露一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔114的表面，從而允許芯片封裝件100與另一器件、封裝件等互連。

芯片封裝件100還可以包括UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2，該UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2可以包括與導(dǎo)電柱108類似的材料?？梢栽陔x管芯102最遠(yuǎn)的再分布結(jié)構(gòu)116的再分布層級(jí)中形成UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2。例如，在圖1所示的實(shí)施例中，第三再分布層級(jí)118-3是離管芯102最遠(yuǎn)的再分布層級(jí)，并且因此，在再分布結(jié)構(gòu)116的第三再分布層級(jí)118-3中形成UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2。UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2可以包括中心部分128-1和與中心部分128-1物理分隔開(kāi)(例如，橫向分隔開(kāi))的外圍部分128-2。在一些實(shí)施例中，中心部分128-1可以是焊盤區(qū)域，在焊盤區(qū)域上方形成外部連接器130。外部連接器130可以包括BGA球、C4凸塊、焊料凸塊等。

圖2A示出了根據(jù)實(shí)施例的芯片封裝件100的UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2、外部連接器130和聚合物層120的放大截面圖。圖2B示出了根據(jù)實(shí)施例的圖2A中示出的UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2、外部連接器130和聚合物層120的自頂向下視圖。例如，圖2A所示的截面圖可以是沿著圖2B中的線A-A’截取的視圖。圖2C示出了根據(jù)實(shí)施例的芯片封裝件100的UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2、外部連接器130和聚合物層120的另一截面圖。例如，圖2C所示的截面圖可以是沿著圖2B中的線B-B’截取的視圖。

如圖2A至圖2C所示，UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的外圍部分128-2可以由聚合物層120覆蓋(例如，包圍)。換句話說(shuō)，UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的外圍部分128-2可以由聚合物層120包封。因此，形成了位于聚合物層120和UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的外圍部分128-2之間的第一表面132?？赡艽嬖陂g隙136(例如，空氣間隙)，該間隙136將UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1與覆蓋外圍部分128-2的部分聚合物層120分隔開(kāi)。在一些實(shí)施例中，覆蓋外圍部分128-2的部分聚合物層120的側(cè)壁可以與UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1的側(cè)壁139分隔開(kāi)距離D，該距離D可以在從約2微米至約50微米的范圍內(nèi)。

如圖2B所示，UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的外圍部分128-2可以與中心部分128-1物理分隔開(kāi)并且可以圍繞中心部分128-1的周界。在一些實(shí)施例中，諸如圖2B所示的實(shí)例，外圍部分128-2是圍繞中心部分128-1的外部環(huán)結(jié)構(gòu)。如圖2B和圖2C所示，外圍部分128-2和中心部分128-1可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)橋接部分140(可以稱為橋)連接(例如，電連接和/或物理連接)，該橋接部分140可以設(shè)置在中心部分128-1和外圍部分128-2之間。橋140可以具有連接(例如，物理連接)至UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1的第一端140-1。橋140可以具有連接(例如，物理連接)至UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的外圍部分128-2的第二端140-2(與第一端140-1相對(duì))。

如圖2B所示，UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的外圍部分128-2可以連接(例如，電連接和/或物理連接)至RDL 118(例如，第三再分布層級(jí)118-3中的RDL 118)。因此，一個(gè)或多個(gè)橋140可以功能地將外部連接器130連接至再分布結(jié)構(gòu)116。在如圖2B所示的實(shí)例中，沿著UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1的周界每隔一定間隔提供四個(gè)橋140。然而，在另一實(shí)施例中，可以形成不同數(shù)量的橋140。例如，在圖4A和圖4B所示的實(shí)施例中，沿著UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1的周界每隔一定間隔形成八個(gè)橋140。

利用圖2A至圖2C所示的UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)優(yōu)勢(shì)。首先，在聚合物層120和第二界面138之間創(chuàng)建間隙136，第二界面138是位于外部連接器130和UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1之間的界面。該間隙136的提供可以防止聚合物層120和第二界面138之間的物理接觸。這進(jìn)而可以消除或基本減小外部連接器130的可能在形成(例如，球安裝)過(guò)程中引起的裂縫、金屬間化合物(IMC)以及助焊劑攻擊效應(yīng)的形成。

例如，圖3A示出了典型的UBM結(jié)構(gòu)302，在典型的UBM結(jié)構(gòu)302中，聚合物層304與位于典型的UBM結(jié)構(gòu)302和外部連接器308之間的界面306物理接觸或近距離物理接近。圖3B示出了圖3A中所示的區(qū)域310的掃描電鏡(SEM)圖像。如圖3B所示，可以在聚合物層304和UBM結(jié)構(gòu)302之間形成裂縫312。這可能是聚合物層304近距離物理接近于界面306時(shí)產(chǎn)生的IMC和助焊劑攻擊效應(yīng)的結(jié)果。裂縫312可以導(dǎo)致聚合物層304與UBM結(jié)構(gòu)302的分層，從而減小包括典型的UBM結(jié)構(gòu)302的芯片封裝件的可靠性。另一方面，在圖2A至圖2C所示的實(shí)例中，由于消除或基本減少了UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2中的IMC和助焊劑攻擊效應(yīng)的形成(例如，由于在聚合物層120和界面138之間的間隙136的提供)，減小了聚合物層120與UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的分層的風(fēng)險(xiǎn)，從而增加了芯片封裝件100的可靠性。

圖4A至圖4F示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的各個(gè)實(shí)例。在圖4A示出的實(shí)例中，與圖2B示出的實(shí)例相比，沿著UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1的周界每隔一定間隔形成更多數(shù)量的橋140。更多數(shù)量的橋140的形成可以減小UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的外圍部分128-2和中心部分128-1之間的電阻。此外，每個(gè)橋140內(nèi)的電流密度通過(guò)提供更大數(shù)量的橋140減小，從而減少每單位面積的功耗。這進(jìn)而增加了具有這種UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的半導(dǎo)體器件的電源效率。圖4B示出了位于RDL 118和外圍部分128-2上方的聚合物層120的形成之后以及位于UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1上方的外部連接器130的形成之后的圖4A中的UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2。

在圖4C示出的實(shí)例中，形成橋140從而使得每個(gè)橋140的第一端140-1的橫向尺寸小于每個(gè)橋140的第二端140-2的橫向尺寸。在圖4C示出的實(shí)例中，示出的每個(gè)橋140的第一端140-1成形為沿著UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1的周界的三角形結(jié)構(gòu)。類似于由圖4B示出的實(shí)施例產(chǎn)生的效應(yīng)，與第一端140-1相比，在第二端140-2處具有更寬的橫向尺寸的橋140的形成可以減小UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的外圍部分128-2和中心部分128-1之間的電阻。圖4D示出了位于RDL 118和外圍部分128-2上方的聚合物層120的形成之后以及位于UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1上方的外部連接器130的形成之后的圖4C中的UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2。

在圖4E和圖4G所示的實(shí)例中，UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1形成為導(dǎo)電網(wǎng)格或?qū)щ娋W(wǎng)。圖4F和圖4H示出了位于RDL 118和外圍部分128-2上方的聚合物層120的形成之后以及位于UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1上方的外部連接器130的形成之后的圖4E和圖4G中的UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2。通過(guò)將UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1形成為網(wǎng)，改進(jìn)了外部連接器130的均勻性。此外，也增強(qiáng)了外部連接器130和UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1之間的粘合。

在圖4I所示的實(shí)例中，UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的外圍部分128-2成形為多邊形。此外，形成橋140，從而使得每個(gè)橋140的第一端140-1的橫向尺寸小于每個(gè)橋140的第二端140-2的橫向尺寸。通過(guò)改變UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的外圍部分128-2的形狀，可以減小中心部分128-1和外圍部分128-2之間的寄生電容。因此，可以基于中心部分128-1和外圍部分128-2之間的最小化的寄生電容的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化外圍部分128-2的形狀。圖4J示出了位于RDL 118和外圍部分128-2上方的聚合物層120的形成之后以及位于UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1上方的外部連接器130的形成之后的圖4I中的UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2。

在圖4K示出的實(shí)例中，成形外圍部分128-2和中心部分128-1以匹配可能在UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1上方形成的BGA凸塊的形狀。在圖4K示出的實(shí)施例中，由于BGA凸塊具有自頂向下視圖的橢圓形狀，因此外圍部分128-2和中心部分128-1的每個(gè)成形為橢圓。圖4L示出了位于RDL 118和外圍部分128-2上方的聚合物層120的形成之后以及位于UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1上方的外部連接器130的形成之后的圖4K中的UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2。

圖5A至圖5F示出了根據(jù)實(shí)施例的示出圖1中所示的形成芯片封裝件100的方法的一些步驟的工藝流程?？梢蕴峁┹d體502。載體502可以為在隨后處理步驟期間形成的芯片封裝件100的部件提供臨時(shí)機(jī)械和結(jié)構(gòu)支撐。例如，載體502可以包括玻璃、硅、氧化硅、氧化鋁等。例如，載體502可以是載體晶圓并且在載體502上方可以形成多個(gè)芯片封裝件100。然而，為了簡(jiǎn)便的目的，在圖5A至圖5F描述的工藝流程中僅示出了一個(gè)這樣的芯片封裝件100的形成。如圖5A所示，可以在載體502上方形成粘合層504。粘合層504可以通過(guò)將粘合層504卷至和附接至載體502的工藝形成。在一些實(shí)施例中，粘合層504可以是管芯附接膜(DAF)或光熱轉(zhuǎn)換(LTHC)釋放層。同樣圖5A中示出了介電層124，可以通過(guò)諸如旋涂、化學(xué)汽相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)等的合適的工藝在粘合層504上方形成介電層124。

如圖5A所示，可以在介電層124上方形成一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔114。在一些實(shí)施例中，可以在介電層124中形成對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔114的位置的開(kāi)口(例如，通過(guò)鉆孔工藝)。隨后可以在這些開(kāi)口中形成晶種層并且可以在晶種層上方鍍一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔114。可以根據(jù)期望的材料可選地使用諸如濺射、蒸發(fā)、PECVD等的其它形成工藝。

如圖5B所示，隨后，可以在介電層124上方拾取并且放置管芯102。管芯102可以與一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔114橫向分隔開(kāi)。

在放置管芯102之后，如圖5B所示，可以在管芯102周圍形成模塑料112。用于形成模塑料112的合適的方法可以包括壓縮模塑、轉(zhuǎn)移模塑、液體封裝模塑等。例如，使用模制工具(未示出)成形或模制模塑料112，當(dāng)運(yùn)用時(shí)，模塑工具可以具有用于保留模塑料112的邊界或其它部件。模塑工具可以用于將模塑料112分配在管芯102周圍以將模塑料112推動(dòng)至開(kāi)口和凹槽，消除氣袋等。模塑料112可以以液體形式分配在管芯102周圍。隨后，實(shí)施固化工藝以固化模塑料112。首先模塑料112可以形成為在管芯102上方延伸并且覆蓋管芯102的頂面。接下來(lái)，可以采用平坦化工藝(例如，機(jī)械研磨、化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)或其它回蝕刻技術(shù))以去除管芯102上方的模塑料112的過(guò)量部分。在平坦化之后，暴露管芯102的連接器(例如，導(dǎo)電柱108)，并且模塑料112和管芯102的頂面可以基本水平。

參照?qǐng)D5C，可以在模塑料112上方形成再分布結(jié)構(gòu)116。如以上描述圖1的方面，再分布結(jié)構(gòu)116在模塑料112的第一表面112a上方橫向越過(guò)管芯102的邊緣延伸?？梢允褂弥T如旋涂技術(shù)、層壓等的任何合適的方法形成聚合物層120。

諸如RDL 118、UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2以及第二導(dǎo)電通孔122的導(dǎo)電部件可以通過(guò)圖案化聚合物層120(例如，使用光刻和蝕刻工藝的組合)以及在圖案化的聚合物層上方和中形成導(dǎo)電部件來(lái)形成。RDL 118、UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2以及第二導(dǎo)電通孔122的形成可以包括沉積晶種層(未示出)，使用具有各個(gè)開(kāi)口的掩模層(未示出)以限定RDL 118、UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2以及第二導(dǎo)電通孔122的形狀。例如，隨后使用電化學(xué)鍍工藝填充開(kāi)口。然后可以去除掩模層和晶種層的過(guò)量部分。聚合物層120、RDL 118、UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2以及第二導(dǎo)電通孔122的數(shù)量不限于圖5C示出的實(shí)施例。例如，RDL 116可以包括多個(gè)聚合物層120中的任何數(shù)量的堆疊的、電連接的導(dǎo)電部件。

如圖5C所示，這個(gè)工藝流程步驟暴露了留下的UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2。因此，在下一步驟中，如圖5D所示，在UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的外圍部分128-2以及聚合物層級(jí)120-3上方形成最頂聚合物層級(jí)120-4?？梢允褂弥T如旋涂技術(shù)、層壓等的任何合適的方法。然而，也實(shí)施光刻工藝以在最頂聚合物層120和UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1之間形成間隙136。

參照?qǐng)D5E，可以在UBM結(jié)構(gòu)128-1、128-2的中心部分128-1上方形成外部連接器130。例如，可以通過(guò)球安裝工藝獲得外部連接器130，雖然其它合適的工藝也是可能的。外部連接器130可以用于將芯片封裝件100電連接至諸如另一器件管芯、內(nèi)插件、封裝襯底、印刷電路板、主板等的其它封裝組件。隨后，可以去除載體502并且可以使用合適的管芯鋸切技術(shù)沿著刻線510切割每個(gè)芯片封裝件100(包括管芯102、相應(yīng)的部分RDL118、UBM 128-1、128-2以及外部連接器130)。圖5F施主了切割之后完成的芯片封裝件100。

根據(jù)此處描述的各個(gè)實(shí)施例，可以提供芯片封裝件。該芯片封裝件可以包括管芯、位于管芯上方的再分布結(jié)構(gòu)以及位于再分布結(jié)構(gòu)上方的凸塊下金屬(UBM)結(jié)構(gòu)。UBM結(jié)構(gòu)可以包括中心部分、與中心部分物理分隔開(kāi)并且圍繞中心部分的周界的外圍部分以及具有第一端和與第一端相對(duì)的第二端的橋接部分。該橋接部分的第一端可以連接至UBM結(jié)構(gòu)的中心部分，而橋接部分的第二端可以連接至UBM結(jié)構(gòu)的外圍部分。

在上述芯片封裝件中，還包括：聚合物層，包封所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分，其中，所述聚合物層的側(cè)壁與所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述中心部分的側(cè)壁分隔開(kāi)。

在上述芯片封裝件中，還包括：聚合物層，包封所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分，其中，所述聚合物層的側(cè)壁與所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述中心部分的側(cè)壁分隔開(kāi)，所述聚合物層的所述側(cè)壁和所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述中心部分的所述側(cè)壁分隔開(kāi)的距離在從2微米至50微米的范圍內(nèi)。

在上述芯片封裝件中，還包括：聚合物層，包封所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分，其中，所述聚合物層的側(cè)壁與所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述中心部分的側(cè)壁分隔開(kāi)，空氣間隙設(shè)置在所述聚合物層的所述側(cè)壁和所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述中心部分的所述側(cè)壁之間。

在上述芯片封裝件中，還包括：模塑料，至少橫向包封所述管芯；以及一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔，延伸穿過(guò)所述模塑料。

在上述芯片封裝件中，還包括：模塑料，至少橫向包封所述管芯；以及一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔，延伸穿過(guò)所述模塑料，其中，所述再分布結(jié)構(gòu)在所述一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電通孔上方和所述模塑料上方橫向延伸。

在上述芯片封裝件中，其中，所述再分布結(jié)構(gòu)橫向越過(guò)所述管芯的邊緣延伸。

在上述芯片封裝件中，還包括：外部連接器，設(shè)置在所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述中心部分上方。

根據(jù)此處描述的各個(gè)實(shí)施例，可以提供芯片封裝件。該芯片封裝件可以包括管芯、圍繞管芯的模塑料以及位于管芯和模塑料的第一表面上方的多層級(jí)再分布層(RDL)。該芯片封裝件還可以包括位于多層級(jí)RDL上方并且電連接至多層級(jí)RDL的凸塊下金屬(UBM)結(jié)構(gòu)，其中，UBM結(jié)構(gòu)具有焊盤區(qū)域和與焊盤區(qū)域橫向分隔開(kāi)并且圍繞焊盤區(qū)域的周界的外圍部分。該芯片封裝件還可以包括位于UBM結(jié)構(gòu)的焊盤區(qū)域上方的外部連接器。

在上述芯片封裝件中，其中，所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)還包括橋接部分，所述橋接部分從所述焊盤區(qū)域的側(cè)壁延伸至所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分。

在上述芯片封裝件中，其中，所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)還包括橋接部分，所述橋接部分從所述焊盤區(qū)域的側(cè)壁延伸至所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分，所述橋接部分包括沿著所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述焊盤區(qū)域的所述周界每隔一定間隔形成的多個(gè)橋。

在上述芯片封裝件中，還包括：聚合物材料，包封所述多層級(jí)再分布層的導(dǎo)電部件，所述聚合物材料具有覆蓋所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分的部分，所述聚合物材料的所述部分與所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述焊盤區(qū)域物理分隔開(kāi)。

在上述芯片封裝件中，還包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電通孔，所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電通孔穿過(guò)所述模塑料從所述模塑料的所述第一表面延伸至與所述第一表面相對(duì)的所述模塑料的第二表面。

在上述芯片封裝件中，其中，所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述焊盤區(qū)域包括導(dǎo)電網(wǎng)格。

根據(jù)此處描述的各個(gè)實(shí)施例，可以提供形成芯片封裝件的方法。該方法可以包括：將管芯附接至載體；在管芯的側(cè)壁周圍形成模塑料；在管芯和模塑料上方形成包括多個(gè)再分布層(RDL)的再分布結(jié)構(gòu)；在再分布結(jié)構(gòu)的最頂RDL上方形成凸塊下金屬(UBM)結(jié)構(gòu)，該UBM結(jié)構(gòu)包括焊盤區(qū)域和與焊盤區(qū)域橫向分隔開(kāi)并且圍繞焊盤區(qū)域的周界的外圍部分；在UBM結(jié)構(gòu)的焊盤區(qū)域上方形成外部連接器；并且去除載體。

在上述方法中，其中，形成所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)包括光刻工藝、蝕刻工藝或電化學(xué)鍍工藝的至少一種。

在上述方法中，其中將所述管芯附接至所述載體包括使用管芯附接膜將所述管芯的底面附接至所述載體的頂面。

在上述方法中，還包括在所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分上方形成聚合物材料以包封所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分。

在上述方法中，還包括在所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分上方形成聚合物材料以包封所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分，其中，所述聚合物材料與所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述焊盤區(qū)域橫向分隔開(kāi)。

在上述方法中，還包括在所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分上方形成聚合物材料以包封所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述外圍部分，其中，空氣間隙設(shè)置在所述聚合物材料的側(cè)壁和所述凸塊下金屬結(jié)構(gòu)的所述焊盤區(qū)域之間。

上面概述了若干實(shí)施例的特征，使得本領(lǐng)域人員可以更好地理解本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)施與本人所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢(shì)的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本文中他們可以做出多種變化、替換以及改變。