[发明专利]半导体芯片的封装结构及封装方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体封装领域，特别是涉及一种半导体芯片的封装结构及封装方法。

背景技术

随着集成电路的功能越来越强、性能和集成度越来越高，以及新型的集成电路出现，封装技术在集成电路产品中扮演着越来越重要的角色，在整个电子系统的价值中所占的比例越来越大。同时，随着集成电路特征尺寸达到纳米级，晶体管向更高密度、更高的时钟频率发展，封装也向更高密度的方向发展。

由于扇出晶圆级封装(fowlp)技术由于具有小型化、低成本和高集成度等优点，以及具有更好的性能和更高的能源效率，扇出晶圆级封装(fowlp)技术已成为高要求的移动/无线网络等电子设备的重要的封装方法，是目前最具发展前景的封装技术之一。

现有的一种半导体芯片的封装结构如图1所示，这种结构包括封装材料102、半导体芯片101、重新布线层以及金属凸块，所述半导体芯片101的上表面与所述封装材料102齐平，所述重新布线层的第一层介质103直接制作于所述封装材料102以及半导体芯片101上，然后进行图形化形成与所述半导体芯片的电极位置对应的电极开孔，接着再形成图形化的金属层104通过所述电极开孔与所述半导体芯片的电极接触。

这种封装结构具有以下缺点：

第一，所述重新布线层的第一层介质制作于所述封装材料以及半导体芯片上，由于半导体芯片的表面并非完全平整，容易造成所述第一层介质产生弯曲变形等缺陷；

第二，所述重新布线层的第一层介质凸设于所述封装材料以及半导体芯片上，缺少保护，同样容易产生变形开裂等现象；

第三，由于需要在所述第一层介质中制作电极开孔，由于半导体芯片是独立设置于所述封装材料中，该电极开孔的位置通常难以与每个单独的半导体芯片的电极完全对应，造成电极开孔的偏移，导致电性能不稳定。

基于以上所述，提供一种可以有提高封装结构的机械稳定性以及电极接触准确性，防止电极接触偏移的半导体芯片的封装结构及封装方法实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种半导体芯片的封装结构及封装方法，用于解决现有技术中半导体芯片的封装机械稳定性及电极接触稳定性较低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种半导体芯片的封装结构，所述封装结构包括：半导体芯片，所述半导体芯片表面具有电极；保护层，形成于所述半导体芯片表面，所述保护层对应所述电极具有电极开孔；封装材料，包围所述半导体芯片及所述保护层；重新布线层，形成于所述封装材料及半导体芯片上，所述重新布线层通过所述保护层的电极开孔与所述半导体芯片的电极连接；以及金属凸块，制作于所述重新布线层上。

优选地，所述保护层包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合。

优选地，所述保护层的侧壁被所述封装材料完全包围，所述保护层的上表面露出于所述封装材料，且与所述封装材料的上表面处于同一平面。

优选地，所述封装材料包括聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的一种。

优选地，所述重新布线层包括图形化的金属布线层以及图形化的介质层，所述金属布线层通过所述保护层的电极开孔与所述半导体芯片的电极相连。

优选地，所述介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合，所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。

优选地，所述金属凸块包括铜柱、位于所述铜柱上表面的镍层、以及位于所述镍层上的焊料凸点。

优选地，所述金属阻挡层包括镍层，所述焊料凸点的材料包括铅、锡及银中的一种或包含上述任意一种焊料金属的合金。

本发明还提供一种半导体芯片的封装方法，所述封装方法包括：1)提供一晶圆，所述晶圆表面具有半导体芯片的电极；2)于所述晶圆表面形成保护层，并去除所述电极表面的保护层以形成电极开孔，对所述晶圆进行切割以获得表面具有保护层的半导体芯片；3)提供一支撑衬底，于所述支撑衬底表面形成分离层；4)将所述半导体芯片粘附于所述分离层上，其中，所述半导体芯片具有保护层的一面朝向所述分离层；5)采用封装材料对所述半导体芯片进行封装，所述封装材料包覆所述半导体芯片及所述保护层；6)基于所述分离层分离所述封装材料与所述支撑衬底；7)于所述封装材料及半导体芯片上制作重新布线层，所述重新布线层通过所述保护层的电极开孔与所述半导体芯片的电极连接；以及8)于所述重新布线层上制作金属凸块。