[发明专利]预先凸起的重分布层结构及半导体封装

说明书

技术领域

本发明涉及封装技术领域，尤其涉及一种预先凸起的重分布层结构及半导体封装。

背景技术

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(Ball Grid Array，球栅阵列)、线接合(wire bonding)、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-out Wafer Level Packaging，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(Redistribution Layer，RDL)的先后顺序，可分成先芯片(Chip First)及后芯片(Chip Last)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(molding compound)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。

发明内容

有鉴于此，本发明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。

本发明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。

本发明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。