本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，一方面芯片的功能越來越強(qiáng)大，引腳數(shù)量越來越多；另一方面為適應(yīng)移動(dòng)終端等設(shè)備小型化的需要，芯片的尺寸越來越小，使得芯片引腳間距便越來越小，不便于線路板布線。

扇出型封裝工藝能夠在芯片封裝時(shí)根據(jù)需要增大與芯片引腳相連的焊點(diǎn)之間的間距，從而便于布線?，F(xiàn)有的扇出型封裝方法，先將芯片正面(即芯片上設(shè)置有焊盤的一面)朝下貼附于載板上，然后將芯片封裝在封裝層中，然后將板體進(jìn)行180度翻轉(zhuǎn)，拆除載板、載板與芯片間的膠膜以露出芯片正面的焊盤，進(jìn)而在芯片正面設(shè)置連接焊盤的引線，在引線末端設(shè)置芯片封裝結(jié)構(gòu)的焊點(diǎn)。

然而，由于芯片貼附于載板上時(shí)焊盤朝向載板，因此為露出焊盤必須拆除載板與膠膜。為此，芯片封裝結(jié)構(gòu)必須做得足夠厚(主要是封裝層必須足夠厚)，否則載板拆除后的封裝層容易形成較大的翹曲，導(dǎo)致后續(xù)的重布線工藝難以進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)，以制備輕薄化的扇出型半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明第一方面提供了一種半導(dǎo)體封裝方法，包括：在載片的第一表面上形成凹槽；所述凹槽的位置與芯片的焊盤位置相對(duì)應(yīng)；在所述凹槽中設(shè)置金屬連接柱；將芯片貼裝在所述載片的第一表面上，所述金屬連接柱與所述芯片的焊盤的連接；對(duì)載片的第一表面進(jìn)行封裝，形成覆蓋所述芯片的封裝層；對(duì)所述載片的第二表面進(jìn)行減薄至露出所述金屬連接柱；在所述載片的第二表面加工第一絕緣層；在所述第一絕緣層上形成與所述金屬連接柱連通的通孔；在所述載片的第二表面上加工線路層；所述線路層通過所述通孔與所述金屬連接柱連接；在所述載片的第二表面加工第二絕緣層；在所述第二絕緣層上加工與所述線路層連通的開口，并在所述開口處設(shè)置焊球。

可選地，所述線路層上與同一芯片連接的至少一條導(dǎo)線向背離所述芯片中心的方向延伸。

可選地，所述通孔的橫截面積小于所述金屬連接柱的橫截面積。

可選地，所述在所述凹槽中形成金屬連接柱的步驟包括：在所述載片第一表面形成金屬層；對(duì)所述金屬層進(jìn)行刻蝕，在所述凹槽位置形成金屬連接柱。

可選地，所述在將芯片貼裝在所述載片的第一表面上的步驟之前，還包括：在所述金屬連接柱的上表面設(shè)置焊料。

可選地，所述凹槽的深度為10μm至50μm，和/或所述凹槽的直徑為50μm至100μm。

可選地，所述載片包括玻璃載片、亞克力板、樹脂載片、陶瓷載片或單晶硅晶圓中的任意一者。

可選地，所述在所述開口處設(shè)置焊球的步驟之后，還包括：對(duì)板體進(jìn)行切割，得到單個(gè)芯片的封裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明第二方面提供了采用第一方面或者第一方面任意一種可選實(shí)施方式所制備的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的半導(dǎo)體封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)，先在載片的第一表面形成凹槽，在凹槽中設(shè)置金屬連接柱，再將芯片貼裝在載片的第一表面，對(duì)載片的第一表面進(jìn)行封裝形成封裝層，然后對(duì)載片的第二表面進(jìn)行減薄至露出金屬連接柱，在載片第二表面加工第一絕緣層并在第一絕緣層上形成與金屬連接柱連通的通孔，在載片第二表面依次加工線路層、第二絕緣層，并在絕緣層上加工開口，在開口處設(shè)置焊球。由于在芯片是貼裝于載片上的金屬連接柱上，因此芯片的焊盤可以直接與金屬連接柱連接，從而本方法無需拆除載片或載片與芯片之間的膠膜以露出芯片的焊盤，載片不會(huì)形成翹曲，使得芯片封裝結(jié)構(gòu)可以做得較為輕薄，還降低了工藝成本。

附圖說明

通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：

圖1示出了在載片上形成凹槽的示意圖；

圖2示出了在凹槽中設(shè)置金屬連接柱的示意圖；

圖3示出了在金屬連接柱上設(shè)置焊料的示意圖；

圖4示出了貼裝芯片的示意圖；

圖5示出了形成封裝層的示意圖；

圖6示出了對(duì)載片的第二表面進(jìn)行減薄的示意圖；

圖7示出了在載片第二表面加工第一絕緣層的示意圖；

圖8示出了在第一絕緣層上形成通孔的示意圖；

圖9示出了在載片第二表面加工線路層的示意圖；

圖10示出了在載片第二表面加工第二絕緣層的示意圖；

圖11示出了在第二絕緣層上加工開口的示意圖；

圖12示出了在第二絕緣層開口處設(shè)置焊球的示意圖；

圖13示出了切割后所的單個(gè)芯片的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體封裝方法適用于一般芯片的封裝，還適用于晶圓級(jí)芯片的封裝。晶圓級(jí)芯片是指對(duì)在單晶硅晶圓上制備集成電路形成多個(gè)芯片，對(duì)整片晶圓進(jìn)行封裝測(cè)試后，再切割所得到的單個(gè)產(chǎn)品芯片。

該半導(dǎo)體封裝方法包括如下步驟：

s10：在載片的第一表面上形成凹槽。凹槽的位置與芯片的焊盤位置相對(duì)應(yīng)。

如圖1所示，1為載片。載片上凹槽的位置根據(jù)芯片的焊盤位置來確定。可選地，當(dāng)所封裝的芯片為晶圓級(jí)芯片時(shí)，凹槽的深度為10μm至50μm，凹槽的直徑為50μm至100μm。

載片可以為玻璃載片、亞克力板、樹脂載片、陶瓷載片或單晶硅晶圓(或者單晶硅載片)中的任意一者。

s20：在凹槽中設(shè)置金屬連接柱。

如圖2所示，在載片1中設(shè)置金屬連接柱2。金屬連接柱2的第一表面(即圖2中所示的上表面)可以與載片1的第一表面齊平，也可以高于載片1的第一表面。

在凹槽1中設(shè)置金屬連接柱2的方法可以為：先在載片1的第一表面形成金屬層，然后對(duì)金屬層進(jìn)行刻蝕，留下凹槽1位置處的金屬層，此時(shí)可以形成表面高于載片1第一表面的金屬連接柱2。

對(duì)于晶圓級(jí)芯片進(jìn)行封裝時(shí)，由于芯片尺寸的數(shù)量級(jí)較小，在對(duì)金屬層進(jìn)行刻蝕時(shí)，為防止誤差導(dǎo)致凹槽內(nèi)的金屬也被刻蝕掉，刻蝕所用掩膜在凹槽位置處的面積(或直徑)大于凹槽的橫截面積(或直徑)。

s30：將芯片貼裝在載片的第一表面上，金屬連接柱與芯片的焊盤的連接。

如圖4所示，4為芯片。芯片4靠近金屬連接柱2的一面設(shè)置有焊盤，接芯片4貼裝到載片1的第一表面上時(shí)，金屬連接柱2與芯片的焊盤位置相對(duì)應(yīng)并電連接。

金屬連接柱2與芯片4的焊盤可以形成永久鍵合而連接?？蛇x地，為使金屬連接柱2與芯片4的焊盤連接更為緊密、電連接關(guān)系更可靠，可以先在金屬連接柱2的上表面設(shè)置焊料3，再將芯片4貼裝到金屬連接柱2上。

s40：對(duì)載片的第一表面進(jìn)行封裝，形成覆蓋芯片的封裝層。

如圖5所示，5為封裝層。封裝層5的第一表面高于芯片4的上表面。

s50：對(duì)載片的第二表面進(jìn)行減薄至露出金屬連接柱。

如圖6所示，將載片1的厚度減薄至露出金屬連接柱2。在實(shí)際執(zhí)行這一步驟前，可以將步驟s40后所獲得的載片翻轉(zhuǎn)180度，從而便于減薄及后續(xù)處理操作。翻轉(zhuǎn)后的上表面則為第二表面。

s60：在載片的第二表面加工第一絕緣層。

如圖7所示，在載片1的第二表面加工第一絕緣層6。

s70：在第一絕緣層上形成與金屬連接柱連通的通孔。

如圖8所示。在第一絕緣層6上形成與金屬連接柱2連通的通孔的方法可以是對(duì)第一絕緣層6進(jìn)行刻蝕，去除金屬連接柱2位置處的絕緣層，即可形成圖8所示的通孔。

對(duì)于晶圓級(jí)芯片進(jìn)行封裝時(shí)，由于芯片尺寸的數(shù)量級(jí)較小，在對(duì)第一絕緣層進(jìn)行刻蝕時(shí)，為防止誤差導(dǎo)致通孔的位置與金屬連接柱的位置錯(cuò)位，進(jìn)而導(dǎo)致通孔與金屬連接柱不連通，在對(duì)第一絕緣層進(jìn)行刻蝕時(shí)，掩膜上第二連接柱位置處孔的面積大于金屬連接柱的橫截面積，由此可以使得通孔的橫截面積小于金屬連接柱的橫截面積。

s80：在載片的第二表面上加工線路層。線路層通過通孔與金屬連接柱連接，并且與同一芯片連接的至少一條導(dǎo)線向背離芯片中心的方向延伸。

如圖9所示，7為線路層。線路層7上的線路與金屬連接柱2連接。

可選地，線路層7上與同一芯片4連接的至少一條導(dǎo)線向背離該芯片4中心的方向延伸，如圖9所示，從而可以使得所制備的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)的引腳間距大于芯片自身的引腳間距，即實(shí)現(xiàn)扇出型封裝。

s90：在載片的第二表面加工第二絕緣層。

如圖10所示，8為第二絕緣層。

s100：在第二絕緣層上加工與線路層連通的開口，并在開口處設(shè)置焊球。

如圖11所示，在第二絕緣層8上加工與線路層7連通的開口，可以是對(duì)第二絕緣層8進(jìn)行刻蝕，去除線路層上部分導(dǎo)線上方的絕緣層。

如圖12所示，9為焊球，且焊球9設(shè)置于開口處。

s110：對(duì)板體進(jìn)行切割，得到單個(gè)芯片的封裝結(jié)構(gòu)。

該步驟之前，還可以先對(duì)板體第一表面進(jìn)行減薄，即對(duì)封裝層5進(jìn)行減薄。在切割之前再減薄封裝層，可以防止在以上步驟中板體過薄從而易彎曲導(dǎo)致加工工藝位置不準(zhǔn)確，尤其是對(duì)于晶圓級(jí)芯片的封裝。

圖13示出了單個(gè)芯片的封裝結(jié)構(gòu)，其中，1為載片，2為金屬連接柱，3為焊料，4為芯片，5為封裝層，6為第一絕緣層，7為線路層，8為第二絕緣層，9為焊球。

需要補(bǔ)充說明的是，(1)本說明書附圖中僅僅示出了芯片第一個(gè)引腳扇出封裝的示意圖，另一個(gè)引腳可以采用互不采用扇出封裝(圖中未示出另一引腳的封裝情形)；(2)本發(fā)明實(shí)施例僅給出了一層扇出(即線路層只有一層)的示意圖，本方法也可以采用多層扇出(即設(shè)置多層線路層)，兩層線路層之間設(shè)置絕緣層。

上述半導(dǎo)體封裝方法及封裝結(jié)構(gòu)，先在載片的第一表面形成凹槽，在凹槽中設(shè)置金屬連接柱，再將芯片貼裝在載片的第一表面，對(duì)載片的第一表面進(jìn)行封裝形成封裝層，然后對(duì)載片的第二表面進(jìn)行減薄至露出金屬連接柱，在載片第二表面加工第一絕緣層并在第一絕緣層上形成與金屬連接柱連通的通孔，在載片第二表面依次加工線路層、第二絕緣層，并在絕緣層上加工開口，在開口處設(shè)置焊球。由于在芯片是貼裝于載片上的金屬連接柱上，因此芯片的焊盤可以直接與金屬連接柱連接，從而本方法無需拆除載片或載片與芯片之間的膠膜以露出芯片的焊盤，載片不會(huì)形成翹曲，使得芯片封裝結(jié)構(gòu)可以做得較為輕薄，還降低了工藝成本。

雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下作出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。