半导体封装结构制造技术

一种半导体封装结构，包括：芯片，位于所述芯片第一表面的第一底部金属层；位于所述第一底部金属层上的第一柱状电极，所述第一柱状电极周围暴露出部分第一底部金属层；位于所述第一柱状电极表面的第一扩散阻挡层；位于所述第一扩散阻挡层上的第一焊球，所述第一焊球至少包裹在所述第一柱状电极顶部和侧壁的表面；与芯片的第一表面相对设置的封装基板，所述芯片倒装于所述封装基板上且位于所述芯片上的第一焊球与封装基板的焊接端子互连。由于所述第一焊球形成在所述第一柱状电极上，使得所述芯片和封装基板之间的间距变大，有利于后续形成封装材料时能完全填充满所述芯片和封装基板之间的间隙，避免影响芯片的稳定性和可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体技术，特别涉及一种半导体封装结构。
技术介绍
随着电子产品向小型化方向的发展，在笔记本电脑、平板电脑、智能手机、数码相机等消费电子领域的大规模集成电路和超大规模集成电路中，对半导体芯片尺寸的要求越来越高，需要形成的半导体封装结构要越来越小，越来越薄。请参考图1，为现有技术的一种半导体封装结构的结构示意图，具体包括:封装基板10，位于所述封装基板10上的芯片20，且所述封装基板10的第一表面11与所述芯片20的第二表面21相对设置；位于所述芯片20的第二表面21上的焊球22，所述焊球22与芯片20中的电路结构(未图示)电学连接，所述焊球22与封装基板10的第一表面11的导电端子15相连接，使得所述芯片20中的电路通过所述焊球22、导电端子15与外电路相连接；位于所述芯片20和封装基板10之间的底填料30 ;覆盖所述芯片20和封装基板10表面的封装树脂材料40。由于所述芯片20和封装基板10之间的间距很小，所述间距等于焊球22的高度，因此直接在所述芯片20和封装基板10表面形成封装树脂材料40时，所述封装树脂材料40不能将芯片20和封装基板10之间的间隙填满，会有内部空洞，容易造成电荷和水汽积累，使得芯片、封装基板发生腐蚀。即使先利用底填料30对所述芯片20和封装基板10之间的间隙进行填充，再利用封装树脂材料40覆盖在所述芯片20和封装基板10表面，可由于间隙实在太小，仍可能会在芯片20和封装基板10之间形成空洞，影响芯片的稳定性和可靠性。更多关于所述半导体封装结构的形成方法请参考美国公开号为US2010/0285637A1的美国专利文献。技术内容本技术解决的问题是提供一种半导体封装结构，可以避免芯片和封装基板之间存在空洞，影响芯片的稳定性和可靠性。为解决上述问题，本技术技术方案提供了一种半导体封装结构，包括:芯片，所述芯片具有第一表面和第二表面，位于所述芯片第一表面的第一底部金属层；位于所述第一底部金属层上的第一柱状电极，所述第一柱状电极周围暴露出部分第一底部金属层；位于所述第一柱状电极侧壁表面、顶部表面、第一柱状电极周围暴露出的第一底部金属层表面的第一扩散阻挡层；位于所述第一扩散阻挡层上的第一焊球，所述第一焊球至少包裹在所述第一柱状电极顶部和侧壁的表面；与芯片的第一表面相对设置的封装基板，所述封装基板具有焊接端子，所述焊接端子的位置与第一焊球的位置相对应，所述芯片倒装于所述封装基板上且位于所述芯片上的第一焊球与所述焊接端子互连。可选的，还包括:位于所述芯片第一表面的第二底部金属层，所述第二底部金属层与第一底部金属层电学隔离，位于所述第二底部金属层表面的第二柱状电极，所述第二柱状电极周围暴露出部分第二底部金属层；位于所述第二柱状电极侧壁表面、顶部表面、第二柱状电极周围暴露出的第二底部金属层表面的第二扩散阻挡层；位于所述第二扩散阻挡层上的第二焊球，所述第二焊球至少包裹在所述第二柱状电极顶部和侧壁的表面；位于所述封装基板内的第一散热板，所述第一散热板的位置与第二焊球的位置相对应，且所述第二焊球与所述第一散热板互连。可选的，所述焊接端子位于封装基板靠近边缘的位置，所述第一散热板位于封装基板的中间位置，对应的，所述第一焊球位于所述芯片的第一表面靠近边缘的位置，所述第二焊球位于芯片的第一表面靠近中间的位置。可选的，所述第一焊球还覆盖所述第一底部金属层表面的第一扩散阻挡层，所述第二焊球还覆盖所述第二底部金属层表面的第二扩散阻挡层可选的，所述第一散热板的数量为一块或多块，所述第一散热板的形状为规则图形或不规则图形。可选的，当所述第一散热板为多块时，所述第一散热板为集中分布或分散分布。可选的，所述封装基板为树脂基板、陶瓷基板、玻璃基板、娃基板、金属基板、金属框架和合金框架中的一种。可选的，还包括:位于所述芯片和封装基底之间的底填料和覆盖所述芯片、封装基底表面的封装树脂材料。可选的，还包括:位于所述芯片和封装基底之间和覆盖所述芯片、封装基底表面的封装树脂材料。可选的，所述封装树脂材料暴露出所述芯片的第二表面。可选的，还包括，与所述芯片第二表面相粘结的第二散热板，所述封装树脂材料暴露出所述第二散热板表面。可选的，所述第一柱状电极和第二柱状电极的高度范围为4 μ πΓ ΟΟ μ m。与现有技术相比，本技术具有以下优点:本技术实施例通过第一柱状电极和位于所述第一柱状电极上的第一焊球将所述芯片和封装基板互连，由于所述第一焊球形成在所述第一柱状电极上，使得所述芯片和封装基板之间的间距变大，有利于后续形成封装树脂材料时能完全填充满所述芯片和封装基板之间的间隙，避免芯片和封装基板之间存在空洞会影响芯片的稳定性和可靠性。进一步的，当所述芯片上具有第二柱状电极和位于所述柱状电极上的第二焊球，所述封装基板具有第一散热板，当所述芯片倒装到所述封装基板上时，所述第二焊球与第一散热板互连，利用所述第二柱状电极和第二焊球将所述芯片第一表面产生的热量直接转移到第一散热板进行散热，能有效提高半导体封装结构的散热效率。附图说明图1是现有技术的半导体封装结构的结构示意图；图2-图15为本技术实施例的半导体封装结构的结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
中所示，由于利用现有技术形成的焊球的尺寸较小，使得所述芯片和封装基板之间的间距过小，后续形成的封装树脂材料不能有效填充所述芯片和封装基板之间的空隙，所述芯片和封装基板之间会有内部空洞，容易造成电荷和水汽积累，使得芯片、封装基板发生腐蚀，影响芯片的稳定性和可靠性。而如果通过增加焊球的尺寸来提高所述芯片和封装基板之间的间距，所述尺寸较大的焊球会占据较多的芯片面积，降低了芯片中封装引脚的数量，不利于形成封装引脚密度较大的封装结构。因此，本技术提出了一种半导体封装结构，包括:芯片，所述芯片具有第一表面和第二表面，位于所述芯片第一表面的第一底部金属层；位于所述第一底部金属层上的第一柱状电极，所述第一柱状电极周围暴露出部分第一底部金属层；位于所述第一柱状电极侧壁表面、顶部表面、第一柱状电极周围暴露出的第一底部金属层表面的第一扩散阻挡层；位于所述第一扩散阻挡层上的第一焊球，所述第一焊球至少包裹在所述第一柱状电极顶部和侧壁的表面；与芯片的第一表面相对设置的封装基板，所述封装基板具有焊接端子，所述焊接端子的位置与第一焊球的位置相对应，所述芯片倒装于所述封装基板上且位于所述芯片上的第一焊球与所述焊接端子互连。所述第一焊球形成在所述第一柱状电极上，使得所述芯片和封装基板之间的间距变大，有利于后续形成封装材料时能完全填充满所述芯片和封装基板之间的间隙，避免芯片和封装基板之间存在空洞会影响芯片的稳定性和可靠性；由于所述第一焊球与第一柱状电极表面的第一扩散阻挡层之间存在张力作用，使得最终形成第一焊球的尺寸较小；且所述第一扩散阻挡层不仅形成于所述第一柱状电极侧壁表面和顶部表面，还形成于第一柱状电极周围暴露出的第一底部金属层上，所述第一扩散阻挡层能提高第一柱状电极和第一底部金属层表面的结合力，使得所述第一柱状电极不容易从芯片的第一表面脱离，保证了半导体封装结构的稳定性。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体封装结构，其特征在于，包括：芯片，所述芯片具有第一表面和第二表面，位于所述芯片第一表面的第一底部金属层；位于所述第一底部金属层上的第一柱状电极，所述第一柱状电极周围暴露出部分第一底部金属层；位于所述第一柱状电极侧壁表面、顶部表面、第一柱状电极周围暴露出的第一底部金属层表面的第一扩散阻挡层；位于所述第一扩散阻挡层上的第一焊球，所述第一焊球至少包裹在所述第一柱状电极顶部和侧壁的表面；与芯片的第一表面相对设置的封装基板，所述封装基板具有焊接端子，所述焊接端子的位置与第一焊球的位置相对应，所述芯片倒装于所述封装基板上且位于所述芯片上的第一焊球与所述焊接端子互连。

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装结构，其特征在于，包括:芯片，所述芯片具有第一表面和第二表面，位于所述芯片第一表面的第一底部金属层；位于所述第一底部金属层上的第一柱状电极，所述第一柱状电极周围暴露出部分第一底部金属层；位于所述第一柱状电极侧壁表面、顶部表面、第一柱状电极周围暴露出的第一底部金属层表面的第一扩散阻挡层；位于所述第一扩散阻挡层上的第一焊球，所述第一焊球至少包裹在所述第一柱状电极顶部和侧壁的表面；与芯片的第一表面相对设置的封装基板，所述封装基板具有焊接端子，所述焊接端子的位置与第一焊球的位置相对应，所述芯片倒装于所述封装基板上且位于所述芯片上的第一焊球与所述焊接端子互连。2.如权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，还包括:位于所述芯片第一表面的第二底部金属层，所述第二底部金属层与第一底部金属层电学隔离，位于所述第二底部金属层表面的第二柱状电极，所述第二柱状电极周围暴露出部分第二底部金属层；位于所述第二柱状电极侧壁表面、顶部表面、第二柱状电极周围暴露出的第二底部金属层表面的第二扩散阻挡层；位于所述第二扩散阻挡层上的第二焊球，所述第二焊球至少包裹在所述第二柱状电极顶部和侧壁的表面；位于所述封装基板内的第一散热板，所述第一散热板的位置与第二焊球的位置相对应，且所述第二焊球与所述第一散热板互连。3.如权利要求2所述的半导体封装结构，其特征在于，所述焊接端子位于封装基板靠近边缘的位置，所述第一散热板位于封装基板的中间位置，对应的，所述第一焊球位于所述芯片的第一表面靠近边缘的位置，所述第二焊球位于芯片的第一表面靠近中间的位置。4.如权利要求2所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第一散热板的数量为一块或多块，所述第一散热板的形状为规则图形或不规则图形。5.如权利要求4所述的半导体封装结构，其特征在于，当所述第一散热板为多块时，所述第一散热板为集中分布或分散分布。6.如权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述封装基板为树脂基板、陶瓷基板、玻璃基板、娃基板、金属基...

【专利技术属性】
技术研发人员：林仲珉，
申请(专利权)人：南通富士通微电子股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：