[发明专利]倒装芯片的封装结构

说明书

本发明公开了一种倒装芯片的封装结构，该封装结构包括：半导体芯片，半导体芯片的第一表面具有多个焊盘；多个金属柱，分别形成在多个焊盘上；封装框架，封装框架的表面具有多个接合槽；塑封体，用于封装半导体芯片、多个金属柱以及封装框架，其中，多个接合槽与多个金属柱一一对应，且多个金属柱中每个金属柱的部分位于对应接合槽内，并通过导电胶与接合槽的内壁接合。本发明能够改善倒装芯片的封装结构在温度循环测试中出现的焊裂问题和芯片表面电路的挤压变形问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种倒装芯片的封装结构。

背景技术

随着时间的推移，半导体封装结构正变得越来越小而集中度越来越高，并且被制造成各种各样的形状。根据连接的方法，半导体封装结构典型的被分成引线键合(WireBonding，WB)类型或倒装芯片(Flip Chip，FC)键合类型。引线键合类型的封装结构采用导电的键合金属丝实现半导体芯片(本文中简称为芯片)的电极与封装框架的接合，而倒装芯片类型的封装结构采用安置在半导体芯片电极焊点上的导电凸块实现芯片电路与封装框架的接合。倒装芯片键合类型的封装结构具有比引线键合类型封装结构更短的电连接路径和更高密度的互连需求，因而提供了优异的热特性和电特性以及更小的封装结构尺寸，从而使之成为采用GHz频率范围的现代无线通讯应用的一种有利选择。

目前，形成倒装芯片的封装过程中，一般在互连位置上沉积低熔点焊料，在半导体芯片上形成焊盘凸起，如图1所示，该焊盘凸起可以包括从半导体芯片1的焊盘4伸出的金属柱6如铜柱，以及在金属柱6的自由端上回流(reflow)形成的焊球7，焊球7一般采用高铅焊料制成。然后，将芯片上的焊球7以及半导体芯片1反转，并被放置在封装框架9上。接下来，升高温度，当温度达到一定条件时，倒装芯片1与封装框架9通过铜柱6表面的焊球7在高温下热压合而互相连接，从而形成例如铜-锡-铜的连接结构。最后封装为如图2所示出的半导体封装结构。

目前倒装芯片与封装框架之间通过铜柱和压合的锡球相连接，但由于铜柱硬度较大，在芯片的温度循环测试中，于高温情况下铜柱会膨胀挤压焊料球和芯片表面的电路，造成焊裂(solder crack)和芯片表面的电路发生变形，使得倒装芯片的封装结构在温度可靠性测试后出现许多问题。

因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种倒装芯片的封装结构，改善了倒装芯片的封装结构在温度循环测试中出现的焊裂问题和芯片表面电路的挤压变形问题。

根据本发明第一方面，提供了一种倒装芯片的封装结构，包括：半导体芯片，所述半导体芯片的第一表面具有多个焊盘；

多个金属柱，分别形成在所述多个焊盘上；

封装框架，所述封装框架的表面具有多个接合槽；

其中，所述多个接合槽与所述多个金属柱一一对应，且所述多个金属柱中每个金属柱的部分位于对应接合槽内，并通过导电胶与接合槽的内壁接合。

可选地，所述多个金属柱中每个金属柱通过所述导电胶与对应接合槽的底面和侧面中的至少之一粘连。

可选地，所述倒装芯片的封装结构还包括：

凸块下金属层，设置于所述多个焊盘和所述多个金属柱之间。

可选地，所述倒装芯片的封装结构还包括：

绝缘层，形成于所述半导体芯片的第一表面，且所述绝缘层上具有开口，以外露出所述多个焊盘；或者

所述绝缘层形成于所述半导体芯片和所述多个焊盘之间，且所述绝缘层上具有多个过孔，所述多个焊盘通过所述多个过孔与所述半导体芯片连接。

可选地，所述倒装芯片的封装结构还包括：