[发明专利]凸点增强型封装结构

说明书

本发明公开了一种凸点增强型封装结构，通过将防焊层上开口尺寸设计成大于焊盘及凸点尺寸的结构，并在凸点及焊盘与开口侧壁之间及防焊层上的凸点外侧面上包覆聚合物支撑环，可使包覆凸点根基部的聚合物支撑材料包裹面积增加，同时可降低凸点处的拉扯应力，从而提高焊点的可靠性。较佳的，在焊盘周围的介质层或绝缘层上形成围绕焊盘的环形槽，使聚合物支撑环延伸填入环形槽内，可进一步增加聚合物包裹面积，提高焊点可靠性且可以改善焊盘处应力，防止冷热冲击试验导致线路断裂。更佳的，同时在防焊层上铺设加强层，并使加强层的开口尺寸设计成大于焊盘及凸点尺寸的结构，能够进一步保证聚合物支撑材料量和包裹高度，进一步提高焊点可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种半导体封装芯片的凸点增强型封装结构。

背景技术

晶圆级芯片尺寸封装的芯片，与集成电路板连接时，通常通过芯片凸点贴装到电路板上。目前，WLCSP封装板级可靠性是困扰产品性能的关键问题之一，在SMT后经过跌落测试，bias TCT(通电冷热循环试验)易出现凸点处焊点断裂，无法满足车载、安防、智能穿戴等高可靠性要求。

专利文献CN106653721A公开了一种环绕密封环的凸点结构，包括一芯片，芯片具有第一表面和与其相对的第二表面，芯片第一表面或第二表面设有至少一层金属层，金属层上设有一层防焊层，防焊层上开设有暴露金属层的焊盘，焊盘上布置有聚合物粘合剂和凸点，该聚合物粘合剂在回流后形成具有3-D聚合物网络结构的密封环，密封环在防焊层上包裹凸点根基部。这样，在防焊层上的凸点根部环绕密封环，增强了凸点与焊盘之间的结合力，且凸点的推力强度也大大增加，具有良好的可重工性，优化了凸点的可靠性连接，但对于要求更为苛刻的车载、安防等产品封装，需要提供一种可靠性更好的封装结构。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种凸点增强型封装结构，增加聚合物包裹面积同时降低凸点处拉扯应力，从而提高凸点处焊点可靠性，满足车载、安防、智能穿戴等高可靠性要求。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种凸点增强型封装结构，包括一基底，所述基底上具有作为电性导出点的焊盘，且所述基底上铺设有防焊层，所述防焊层上预留有暴露所述基底上焊盘的第一开口，所述第一开口的径向尺寸大于所述焊盘的径向尺寸，所述第一开口内的焊盘上制作有凸点，所述凸点及所述焊盘与所述第一开口侧壁之间及所述防焊层上的凸点外侧面上包覆有聚合物支撑环。

进一步的，所述基底为芯片衬底，所述芯片衬底正面具有介质层和位于所述介质层内电性连接芯片内部金属线路的若干焊垫，所述介质层上开设有暴露所述焊垫的第二开口，所述防焊层及所述焊盘形成于所述介质层上；所述焊盘直接设于暴露出的焊垫上或所述防焊层与所述介质层之间设有电性连接所述焊垫的金属重布线层，所述焊盘设于所述金属重布线层上；所述介质层上形成有围绕所述焊盘的环形槽，所述聚合物支撑环延伸填入所述环形槽内。

进一步的，所述基底为芯片衬底，所述芯片衬底背面上形成有绝缘层和金属重布线层，所述防焊层及所述焊盘形成于所述金属重布线层上，所述绝缘层上形成有围绕所述焊盘的环形槽，所述聚合物支撑环延伸填入所述环形槽内。

进一步的，所述基底为封装体，所述封装体上具有绝缘层和金属重布线层，所述防焊层及所述焊盘形成于所述金属重布线层上，所述绝缘层上形成有围绕所述焊盘的环形槽，所述聚合物支撑环延伸填入所述环形槽内。

进一步的，所述第一开口周围的防焊层上铺设有加强层，所述加强层上预留有容置所述凸点的第三开口，所述聚合物支撑环填充所述第三开口与所述凸点之间的间隙，并包覆所述加强层上凸点的外侧面。

进一步的，所述加强层厚度为10-50μm，其材料为光刻胶或干膜。

进一步的，所述凸点为实心焊球、空心焊球、塑料核焊球、铜核焊球中的一种，且所述凸点设于所述焊盘上，并包裹所述焊盘。