[实用新型]新型孤岛型再布线芯片封装结构

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种新型孤岛型再布线芯片封装结构。属芯片封装技术领域。

(二)背景技术

传统上，IC芯片与外部的电气连接是用金属引线以键合的方式把芯片上的I/O连至封装载体并经封装引脚来实现。随着IC芯片特征尺寸的缩小和集成规模的扩大，I/O的间距不断减小、数量不断增多。当I/O间距缩小到70um以下时，引线键合技术就不再适用，必须寻求新的技术途径。圆片级封装技术利用薄膜再分布工艺，使I/O可以分布在IC芯片的整个表面上而不再仅仅局限于窄小的IC芯片的周边区域，从而解决了高密度、细间距I/O芯片的电气连接问题。

圆片级封装以BGA技术为基础，是一种经过改进和提高的CSP，充分体现了BGA、CSP的技术优势。它具有许多独特的优点：①封装加工效率高，它以圆片形式的批量生产工艺进行制造；②具有倒装芯片封装的优点，即轻、薄、短、小；③圆片级封装生产设施费用低，可充分利用圆片的制造设备，无须投资另建封装生产线；④圆片级封装的芯片设计和封装设计可以统一考虑、同时进行，这将提高设计效率，减少设计费用；⑤圆片级封装从芯片制造、封装到产品发往用户的整个过程中，中间环节大大减少，周期缩短很多，这必将导致成本的降低；⑥圆片级封装的成本与每个圆片上的芯片数量密切相关，圆片上的芯片数越多，圆片级封装的成本也越低。圆片级封装是尺寸最小的低成本封装。

薄膜再分布圆片级芯片尺寸封装是圆片级封装工艺之一。因为它的成本较低，同时在满足便携式产品板级可靠性标准的要求方面的优势，其应用范围越来越广。

当前最典型的薄膜再布线工艺是，采用PI或BCB作为再分布的介质层，Cu或Ni作为再分布连线金属，采用溅射法淀积凸点底部金属层(UBM)，用植球或丝网印刷法淀积焊膏并回流，形成焊球凸点。

再布线工艺中，目前主要有两种大的结构，一种是再布线金属层既做再布线用，同时又作为凸点底部金属层用；一种结构是再布线金属仅做再布线用，凸点底部金属层重新制作。目前的这两种工艺的特点都是在整个芯片表面完成薄膜的覆盖，导致两个让业界困惑的问题：一是圆片表面应力，随着芯片功能的增多，芯片尺寸也在不断的增加，芯片表面应力对于芯片在使用中的可靠性影响加重，而薄膜介质层的完全覆盖，作用在芯片表面的应力无法释放，降低了芯片在使用中的可靠性；另一方面，在圆片级封装工艺中，薄膜介质上进行金属走线容易产生漏电流，特别是在细间距走线的情况下。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种可以大大降低芯片应力和圆片加工过程的漏电流风险，提高芯片在使用中的可靠性能的孤岛型再布线芯片封装结构。

本实用新型的目的是这样实现的：一种新型孤岛型再布线芯片封装结构，其特征在于所述芯片封装结构包括芯片本体、芯片电极、芯片表面钝化层、孤岛应力缓冲层、再布线金属层、再布线金属表面保护层和应力缓冲层上焊料凸点，所述芯片电极设置在芯片本体上，芯片表面钝化层复合在芯片本体表面以及芯片电极外缘和表面外周边，而芯片电极表面的中间部分露出芯片表面钝化层，所述孤岛应力缓冲层设置在芯片表面钝化层上，所述再布线金属层覆盖在芯片表面钝化层表面、露出芯片表面钝化层的芯片电极表面中间部分以及孤岛应力缓冲层的表面，所述再布线金属表面保护层覆盖在再布线金属层的表面，且露出孤岛应力缓冲层顶部上方中间部分的凸点下金属层，所述应力缓冲层上焊球凸点凸出设置在所述凸点下金属层表面。

本实用新型有益效果是：

通过再布线工艺，可以实现芯片电极位置与凸点结构位置的灵活设计，再布线金属既有转移布线功能，又有凸点下金属的功能，与焊球发生润湿形成可靠连接。同时通过孤岛应力缓冲层的设计，大大降低了芯片应力和降低了圆片加工过程的漏电流风险，提高凸点结构的可靠性能，再布线金属表面保护层对再布线线路的覆盖减小了芯片电路免受使用环境的影响。其中，再布线金属层对孤岛应力缓冲层的覆盖有三种情形：完全覆盖(如图2)、一侧侧壁完全不覆盖，其余部分完全覆盖(走线除外，如图3)、和一侧侧壁部分覆盖，其余部分完全覆盖(走线除外，如图4)。这三种结构可以满足不同的加工工艺要求以及对芯片性能的需求，具有高度选择灵活性。同时，再布线金属表面保护层可以通过厚度调节。

(四)附图说明

图1为本实用新型新型孤岛型再布线芯片封装结构的俯视图。

图2为图1的a-a剖示图一。

图3为图1的a-a剖示图二。

图4为图1的a-a剖示图三。