预先凸起的重分布层结构及半导体封装制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种预先凸起的重分布层结构及半导体封装。其中，该预先凸起的RDL(重分布层)结构包括：至少一介电层，具有相对的第一和第二表面；在该第一表面上的第一金属层；在该第二表面上的第二金属层；以及通孔层，电性连接该第一金属层和该第二金属层。其中，至少一凸块垫形成于该第一金属层内。其中，至少一凸块分别设置在该至少一凸块垫上。本发明专利技术实施例，在重分布层结构上预先设置凸块，从而可以降低生产成本和节约半导体封装的制造时间。

Pre convex redistribution layer structure and semiconductor packaging

【技术实现步骤摘要】
预先凸起的重分布层结构及半导体封装
本专利技术涉及封装
，尤其涉及一种预先凸起的重分布层结构及半导体封装。
技术介绍
如本领域已知，存在各种各样的芯片封装技术用来通过半导体晶粒和基板上的接合点将半导体晶粒(芯片)安装于基板上，诸如BGA(BallGridArray，球栅阵列)、线接合(wirebonding)、倒装芯片(flip-chip)等。为了确保电子产品或通信装置的小型化及多功能性，期待半导体封装具有小尺寸、多管脚连接、高速和高功能性。例如，FOWLP(Fan-outWaferLevelPackaging，扇出晶圆级封装)是一种在晶圆级处理中的嵌入式封装方式，并且也是一种用于封装大量具有高集成灵活性的I/O(Input/output，输入/输出)的主要先进封装技术。在封装技术中，依芯片与重分布层(RedistributionLayer，RDL)的先后顺序，可分成先芯片(ChipFirst)及后芯片(ChipLast)等两类工艺。而在“后芯片(chip-last)”封装工艺中，凸起的(bumped)半导体晶粒可以使用倒装芯片接合技术来安装于封装基板上。该封装基板可以为中介层(interposer)，该中介层包括：多个金属连接，用于在该中介层的两相对侧之间路由电信号。该半导体晶粒可以通过焊料接合方式来接合至基板上。在晶粒接合之后，使用模塑料(moldingcompound)来对半导体晶粒和封装基板进行二次成型(overmold)。“后芯片”封装工艺可以防止已知合格晶粒的良品率损失。但是，由于封装中的每个晶粒均需要独立的凸块工艺、凸块映射、以及单独的光罩，因此，随着单个封装中的半导体晶粒的数量的增加，多芯片封装的生产成本将增加，其中上述的光罩用于在凸块接合之前，于每个晶粒上定义凸块垫开口。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种预先凸起的重分布层结构及半导体封装。本专利技术实施例的一种半导体封装，包括：预先凸起的重分布层结构，具有相对的第一和第二表面，其中该先预凸起的重分布层结构包括：凸块垫，位于该第一表面上；以及，凸块，位于该凸块垫上；半导体晶粒，安装在该预先凸起的重分布层结构的该第一表面上，其中该半导体晶粒为以其主动面面向该预先凸起的重分布层结构的倒装芯片，其中，该半导体晶粒包括：输入/输出垫，设置在该半导体晶粒的该主动面上，其中该输入/输出垫连接至该预先凸起的重分布层结构的该凸块；以及导电凸块，安装于该预先凸起的重分布层结构的该第二表面上。其中，该预先凸起的重分布层结构包括：介电层；第一金属层，位于该第一表面上；第二金属层，位于该第二表面上；以及通孔层，穿过该介电层并且电性连接该第一金属层和该第二金属层；其中，该凸块垫位于该第一金属层中。其中，该凸块包括：中间金属层以及焊料层，其中该焊料层直接设置在该中间金属层上。其中，该凸块包括：铜层，该铜层的底端直接接合至该凸块垫的顶面，其中该中间金属层直接设置在该铜层上。其中，该输入/输出垫的顶面为该输入/输出垫自身的铝或铜表面，其中没有金属凸块或金属柱设置在该输入/输出垫的顶面上，并且该输入/输出垫的顶面通过该焊料层接合至该预先凸起的重分布层结构的该凸块上。其中，该半导体晶粒进一步包括：表面处理层，位于该输入/输出垫的顶面上；或者，有机可焊性保护膜，位于该输入/输出垫的顶面上；或者，凸块下金属层，位于该输入/输出垫的顶面上。其中，进一步包括：模塑料，密封该半导体晶粒并且覆盖该预先凸起的重分布层结构的该第一表面。其中，该焊料层的横截面积等于该铜层的横截面积。其中，该半导体晶粒进一步包括：凸块下金属层，位于该输入/输出垫的顶面上；预焊料层，形成于该凸块下金属层上；其中，该预焊料层的横截面积大于该铜层的横截面积。本专利技术实施例的一种预先凸起的重分布层结构，包括：至少一介电层，具有相对的第一表面和第二表面；第一金属层，位于该第一表面上；第二金属层，位于该第二表面上；通孔层，电性连接该第一金属层和该第二金属层；至少一个凸块垫，位于该第一金属层中；以及至少一个凸块，分别位于该至少一个凸块垫上，其中该至少一个凸块用于半导体晶粒接合于其上。其中，该至少一个凸块之一包括：铜层，底端直接接合至对应的凸块垫的顶面；中间金属层，位于在该铜层上；以及焊料层，直接设置在该中间金属层上。本专利技术实施例的一种半导体封装，包括：预先凸起的重分布层结构，具有相对的第一和第二表面，其中该预先凸起的重分布层结构包括：至少一个凸块垫，位于该第一表面上；以及，至少一个凸块，分别位于该至少一个凸块垫上；多个半导体晶粒，安装在该预先凸起的重分布层结构的该第一表面上，其中该多个半导体晶粒均为以其主动面面向该预先凸起的重分布层结构的倒装芯片，其中，在该多个半导体晶粒的每一个的主动面上设置有至少一个输入/输出垫，并且该至少一个输入/输出垫连接至该预先凸起的重分布层结构的至少一个凸块；模塑料，密封该多个半导体晶粒并且覆盖该预先凸起的重分布层结构的该第一表面；以及多个导电凸块，安装于该预先凸起的重分布层结构的该第二表面上。其中，该预先凸起的重分布层结构包括：介电层，位于该第一表面上的第一金属层，位于该第二表面上的第二金属层，以及穿过该介电层的并且电性连接该第一金属层和该第二金属层的通孔层，其中该至少一个凸块垫位于该第一金属层中。其中，该至少一个凸块之一包括：中间金属层以及焊料层，其中该焊料层直接在该中间金属层上。其中，该至少一个凸块之一包括：铜层，该铜层的底端直接接合至该凸块垫的顶面，其中该中间金属层直接设置在该铜层上。其中，该输入/输出垫的顶面为该输入/输出垫自身的铝或铜表面，其中没有金属凸块或金属柱设置在该输入/输出垫的顶面上，其中该输入/输出垫的顶面通过该焊料层接合至该预先凸起的重分布层结构的该凸块上。其中，该半导体晶粒进一步包括：表面处理层，位于该输入/输出垫的顶面上；或者，有机可焊性保护膜，位于该输入/输出垫的顶面上；或者，凸块下金属层，位于该输入/输出垫的顶面上。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例，凸块预先设置在重分布层上从而形成预先凸起的重分布层结构，从而可以降低生产成本和节约半导体封装的制造时间。附图说明图1～4示出了根据本专利技术实施例的制造包含预先凸起的RDL结构的半导体封装的示例性方法；以及图5～7为根据本专利技术实施例的半导体晶粒与预先凸起的RDL结构之间的各种接合结构的原理性的部分放大示意图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本申请说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”、“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包括(含)但不限定于”。另外，“耦接”一词在此为包括任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接至该第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体封装，其特征在于，包括：预先凸起的重分布层结构，具有相对的第一和第二表面，其中该先预凸起的重分布层结构包括：凸块垫，位于该第一表面上；以及，凸块，位于该凸块垫上；半导体晶粒，安装在该预先凸起的重分布层结构的该第一表面上，其中该半导体晶粒为以其主动面面向该预先凸起的重分布层结构的倒装芯片，其中，该半导体晶粒包括：输入/输出垫，设置在该半导体晶粒的该主动面上，其中该输入/输出垫连接至该预先凸起的重分布层结构的该凸块；以及导电凸块，安装于该预先凸起的重分布层结构的该第二表面上。

【技术特征摘要】
2016.08.19 US 62/376,931;2017.06.14 US 15/623,3611.一种半导体封装，其特征在于，包括：预先凸起的重分布层结构，具有相对的第一和第二表面，其中该先预凸起的重分布层结构包括：凸块垫，位于该第一表面上；以及，凸块，位于该凸块垫上；半导体晶粒，安装在该预先凸起的重分布层结构的该第一表面上，其中该半导体晶粒为以其主动面面向该预先凸起的重分布层结构的倒装芯片，其中，该半导体晶粒包括：输入/输出垫，设置在该半导体晶粒的该主动面上，其中该输入/输出垫连接至该预先凸起的重分布层结构的该凸块；以及导电凸块，安装于该预先凸起的重分布层结构的该第二表面上。2.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，该预先凸起的重分布层结构包括：介电层；第一金属层，位于该第一表面上；第二金属层，位于该第二表面上；以及通孔层，穿过该介电层并且电性连接该第一金属层和该第二金属层；其中，该凸块垫位于该第一金属层中。3.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，该凸块包括：中间金属层以及焊料层，其中该焊料层直接设置在该中间金属层上。4.如权利要求3所述的半导体封装，其特征在于，该凸块包括：铜层，该铜层的底端直接接合至该凸块垫的顶面，其中该中间金属层直接设置在该铜层上。5.如权利要求3所述的半导体封装，其特征在于，该输入/输出垫的顶面为该输入/输出垫自身的铝或铜表面，其中没有金属凸块或金属柱设置在该输入/输出垫的顶面上，并且该输入/输出垫的顶面通过该焊料层接合至该预先凸起的重分布层结构的该凸块上。6.如权利要求5所述的半导体封装，其特征在于，该半导体晶粒进一步包括：表面处理层，位于该输入/输出垫的顶面上；或者，有机可焊性保护膜，位于该输入/输出垫的顶面上；或者，凸块下金属层，位于该输入/输出垫的顶面上。7.如权利要求1所述的半导体封装，其特征在于，进一步包括：模塑料，密封该半导体晶粒并且覆盖该预先凸起的重分布层结构的该第一表面。8.如权利要求3所述的半导体封装，其特征在于，该焊料层的横截面积等于该铜层的横截面积。9.如权利要求5所述的半导体封装，其特征在于，该半导体晶粒进一步包括：凸块下金属层，位于该输入/输出垫的顶面上；预焊料层，形成于该凸块下金属层上；其中，该预焊料层的横截面积大于该铜层的横截面积。10.一种预先凸起的重分布层结构，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭哲宏，周哲雅，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71