一種再布線金屬層和高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種再布線金屬層和高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。其中再布線金屬層包括若干層介電層和設(shè)置于介電層內(nèi)的金屬層，每一所述介電層開設(shè)貫穿該介電層的線槽，所述線槽包括介電層橫向線槽和介電層縱向線槽，所述介電層橫向線槽和介電層縱向線槽呈上下分布，介電層橫向線槽的深度小于介電層的厚度，所述介電層橫向線槽的尺寸不小于介電層縱向線槽的尺寸，線槽內(nèi)設(shè)置所述金屬層，每一所述金屬層與設(shè)置該金屬層的介電層形成于同一層；所述高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)采用上述再布線金屬層結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型減少了介電層的層數(shù)、使再布線金屬層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，提高了單位空間內(nèi)的再布線密度，有利于再布線高密度化進(jìn)一步發(fā)展。
【專利說明】一種再布線金屬層和高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種再布線金屬層和高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線手持設(shè)備、掌上電腦以及其他移動(dòng)電子設(shè)備的增加，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展并向各行業(yè)迅速滲透。其芯片封裝結(jié)構(gòu)中的再布線金屬層是連接半導(dǎo)體和電子系統(tǒng)的一道橋梁。
[0003]典型的再布線技術(shù)采用具有感光性能的多層聚酰亞胺膠薄膜作為各個(gè)金屬層之間的介電層，層層疊疊的布線結(jié)構(gòu)需要在光刻工藝過程中通過多次的涂膠、曝光、顯影、固化等工藝步驟，利用聚酰亞胺膠優(yōu)良的電氣絕緣性能達(dá)到芯片原有壓點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，如圖1所示，以兩層金屬布線為例，金屬層T310、T320與介電層Τ210、Τ220、Τ230、Τ240交叉疊加分布，介電層隔離上下相鄰的金屬層。金屬層Τ310的金屬層橫部位于介電層Τ220之內(nèi)、介電層Τ210之上，金屬層Τ310的金屬層縱部貫穿介電層Τ210，金屬層Τ320的金屬層橫部位于介電層Τ240之內(nèi)、介電層Τ230之上，金屬層Τ320的金屬層縱部貫穿介電層Τ230與金屬層Τ310的金屬層橫部連接。可見，傳統(tǒng)的再布線技術(shù)形成的再布線金屬層至少需要兩層介電層才能完成一層金屬層的制作，層層疊疊的介電層布線結(jié)構(gòu)，使再布線金屬層結(jié)構(gòu)繁雜，不利于提高單位空間內(nèi)的再布線密度；頻繁地使用介電層，需要繁瑣的工藝步驟配合，不利于芯片布線高密度化的進(jìn)一步發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種減少介電層的層數(shù)、再布線金屬層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、提高單位空間內(nèi)的再布線密度、有利于再布線高密度化進(jìn)一步發(fā)展的再布線金屬層和高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本實(shí)用新型一種再布線金屬層，包括若干層介電層和設(shè)置于介電層內(nèi)的金屬層，所述金屬層也有若干層，上下相鄰的所述金屬層彼此連接，所述再布線金屬層的上下表面設(shè)有與金屬部件連接的上連接端面和下連接端面，每一所述介電層開設(shè)貫穿該介電層的線槽，所述線槽包括介電層橫向線槽和介電層縱向線槽，所述介電層橫向線槽和介電層縱向線槽呈上下分布，所述介電層橫向線槽的深度小于介電層的厚度，所述介電層橫向線槽的尺寸不小于介電層縱向線槽的尺寸，所述線槽內(nèi)設(shè)置所述金屬層，每一所述金屬層與設(shè)置該金屬層的介電層形成于同一層。
[0007]可選地，所述再布線金屬層的層數(shù)為至少兩層以上。
[0008]可選地，所述介電層縱向線槽設(shè)置于介電層橫向線槽的下方的介電層內(nèi)。
[0009]可選地，所述介電層橫向線槽的深度為其所在介電層的厚度的一半。
[0010]可選地，所述介電層縱向線槽的縱截面為矩形、平行四邊形、梯形或倒梯形。[0011]可選地，所述介電層縱向線槽與所述介電層橫向線槽傾斜連接，所述介電層縱向線槽的中心線與介電層橫向線槽的的中心線的夾角為α，α的范圍為0°?60°。
[0012]可選地，所述金屬部件為電極、金屬柱/金屬塊或焊球凸點(diǎn)。
[0013]采用上述再布線金屬層結(jié)構(gòu)形成的高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)，包括帶有若干個(gè)芯片電極的基體，所述基體的表面為芯片表面鈍化層，在芯片電極的上方形成芯片表面鈍化層開口，所述芯片表面鈍化層的表面設(shè)置上述再布線金屬層，所述再布線金屬層的表面覆蓋保護(hù)層并選擇性地形成保護(hù)層開口，所述再布線金屬層的下連接端面通過芯片表面鈍化層開口與芯片電極連接，其上連接端面通過保護(hù)層開口與布線端口接點(diǎn)連接。
[0014]可選地，所述芯片表面鈍化層開口的尺寸大于所述再布線金屬層的下連接端面所在介電層縱向線槽的尺寸。
[0015]可選地，所述布線端口接點(diǎn)為焊球或金屬柱微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
[0016]本實(shí)用新型采用激光刻蝕技術(shù)制作容納金屬層的貫穿介電層的線槽，激光刻蝕技術(shù)的高效、高精度使制成的金屬層不僅定位準(zhǔn)確，而且線槽的線寬線距尺寸精度高而穩(wěn)定，省去了傳統(tǒng)光刻工藝中的曝光、顯影等繁瑣的工藝，減少了底片制造、應(yīng)用、保存與維護(hù)等工序，消除了由于底片圖像轉(zhuǎn)移帶來的尺寸精度和誤差問題，使工序簡(jiǎn)化，也使封裝結(jié)構(gòu)的再布線金屬層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]本實(shí)用新型采用激光刻蝕技術(shù)制作再布線金屬層的線寬線距，制得的金屬層定位準(zhǔn)確，尺寸穩(wěn)定，且使每一所述金屬層與設(shè)置該金屬層的介電層形成于同一層，簡(jiǎn)化了再布線金屬層結(jié)構(gòu)，同時(shí)減少了介電層的層數(shù)、減小了成形于其內(nèi)的金屬層與形成于上層介電層線槽內(nèi)的金屬層之間的距離，提高了單位空間內(nèi)的再布線密度，有利于芯片布線高密度化進(jìn)一步發(fā)展。
[0019]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0020]圖1為現(xiàn)有再布線金屬層封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型一種再布線金屬層的實(shí)施例的剖面示意圖；
[0022]圖3為圖2實(shí)施例的變形結(jié)構(gòu)一(單層)放大的剖面示意圖；
[0023]圖4為圖2實(shí)施例的變形結(jié)構(gòu)二 (單層)放大的剖面示意圖；
[0024]圖5為圖2實(shí)施例的變形結(jié)構(gòu)三(單層)放大的剖面示意圖；
[0025]圖6為圖2的實(shí)施例的應(yīng)用一的剖面示意圖；
[0026]圖7為圖2的實(shí)施例的應(yīng)用二的剖面示意圖；
[0027]其中:
[0028]介電層Τ210、Τ220、Τ230、Τ240
[0029]金屬層Τ310、Τ320
[0030]再布線金屬層100
[0031]上連接端面101
[0032]下連接端面102
[0033]介電層110
[0034]介電層橫向線槽111
[0035]介電層縱向線槽112[0036]金屬層120
[0037]基體210
[0038]芯片電極211
[0039]芯片表面鈍化層220
[0040]芯片表面鈍化層開口 221
[0041]保護(hù)層400
[0042]保護(hù)層開口 401
[0043]焊球501。
【具體實(shí)施方式】
[0044]參見圖2和圖3，本實(shí)用新型一種再布線金屬層，包括若干層介電層和設(shè)置于介電層內(nèi)的若干層金屬層，上下相鄰的所述金屬層彼此連接，所述再布線金屬層100的上下表面設(shè)有與電極、金屬柱/金屬塊或焊球凸點(diǎn)等金屬部件連接的上連接端面(101)和下連接端面102。每一所述介電層開設(shè)貫穿該介電層的線槽，線槽包括介電層橫向線槽和介電層縱向線槽。介電層橫向線槽和介電層縱向線槽呈上下分布，介電層橫向線槽的深度小于介電層的厚度，以介電層橫向線槽的深度為其所在介電層的厚度的一半為佳。介電層橫向線槽的尺寸不小于介電層縱向線槽的尺寸，以使金屬層順應(yīng)地形成于介電層橫向線槽和介電層縱向線槽內(nèi)。線槽內(nèi)，每一金屬層與設(shè)置該金屬層的介電層形成于同一層。上述再布線金屬層的層數(shù)至少兩層以上，且十層以內(nèi)的占多數(shù)。
[0045]該介電層的線槽可以采用激光刻蝕技術(shù)制作，優(yōu)選紅外光譜范圍內(nèi)的激光光束，一般可以采用CO2激光器產(chǎn)生的激光功率較高的激光光束。先采用激光刻蝕技術(shù)制作介電層橫向線槽，再在介電層橫向線槽內(nèi)再次采用激光刻蝕技術(shù)制作貫穿介電層的介電層縱向線槽。介電層縱向線槽與介電層橫向線槽的位置根據(jù)實(shí)際需要確定，如金屬層要與芯片電極連接，則介電層縱向線槽對(duì)準(zhǔn)芯片電極開設(shè)；上層金屬層要與下層金屬層連接，則介電層縱向線槽對(duì)準(zhǔn)下層金屬層開設(shè)。介電層縱向線槽既可以與介電層橫向線槽垂直連接，也可以與介電層橫向線槽傾斜連接。介電層縱向線槽的中心線與介電層橫向線槽的中心線的夾角為α，傾斜度α的范圍為0°?60°。介電層縱向線槽的傾斜度與其成形工藝相關(guān)。介電層縱向線槽的縱截面可以為矩形，如圖2所示；也可以為平行四邊形，如圖3所示；還可以為梯形或倒梯形，如圖4或圖5所示，以滿足不同的連接情況。
[0046]采用激光刻蝕技術(shù)結(jié)合半導(dǎo)體再布線工藝，使每一所述金屬層與設(shè)置該金屬層的介電層形成于同一層，使再布線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔。典型的再布線技術(shù)由于需要光刻工藝，需采用感光的絕緣膠，本實(shí)用新型專利中的介電層可以是非感光性樹脂，也可以是環(huán)氧樹脂或光感應(yīng)樹脂。每一層介電層的材質(zhì)可以相同，也可以不同，根據(jù)實(shí)際需要選擇不同的UV系數(shù)。因此，與典型的再布線技術(shù)中所用的介電層相比，該專利中所用介電層的材料選擇范圍更廣。
[0047]采用上述再布線金屬層可以形成新型的高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)，如圖6和圖7所示，高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)包括帶有若干個(gè)芯片電極211的基體210，基體210的材質(zhì)可以為硅。所述基體210的表面為芯片表面鈍化層220，在芯片電極211的上方形成芯片表面鈍化層開口 221，所述再布線金屬層100設(shè)置于芯片表面鈍化層220的表面，所述芯片表面鈍化層開口 221的尺寸大于所述再布線金屬層100的下連接端面102所在介電層縱向線槽的尺寸。所述再布線金屬層100的表面覆蓋保護(hù)層300并選擇性地形成保護(hù)層開口 401，所述再布線金屬層100的下連接端面102通過芯片表面鈍化層開口 221與芯片電極211連接，其上連接端面(101)通過保護(hù)層開口 401與焊球501、金屬柱微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)等布線端口接點(diǎn)連接。
[0048]本實(shí)用新型所述金屬層為包括金屬種子層、金屬層在內(nèi)的多層金屬結(jié)構(gòu)。
[0049]本實(shí)用新型的再布線層的多層金屬層的上下連接結(jié)構(gòu)是通過激光刻蝕技術(shù)結(jié)合半導(dǎo)體再布線工藝實(shí)現(xiàn)。通過控制激光光束的激光功率，可以在介電層內(nèi)精確地形成尺寸穩(wěn)定的金屬層的線寬線距，不僅使再布線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，而且每一金屬層與設(shè)置該金屬層的介電層形成于同一層，可以提高單位空間內(nèi)的再布線密度，有利于芯片布線高密度化進(jìn)一步發(fā)展。
[0050]本實(shí)用新型的再布線金屬層和高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)不限于上述實(shí)施例，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種再布線金屬層，包括若干層介電層和設(shè)置于介電層內(nèi)的金屬層，所述金屬層也有若干層，上下相鄰的所述金屬層彼此連接，所述再布線金屬層(100)的上下表面設(shè)有與金屬部件連接的上連接端面(101)和下連接端面(102)， 其特征在于:每一所述介電層開設(shè)貫穿該介電層的線槽，所述線槽包括介電層橫向線槽和介電層縱向線槽，所述介電層橫向線槽和介電層縱向線槽呈上下分布，所述介電層橫向線槽的深度小于介電層的厚度，所述介電層橫向線槽的尺寸不小于介電層縱向線槽的尺寸，所述線槽內(nèi)設(shè)置所述金屬層，每一所述金屬層與設(shè)置該金屬層的介電層形成于同一層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再布線金屬層，其特征在于:所述再布線金屬層的層數(shù)為至少兩層以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再布線金屬層，其特征在于:所述介電層縱向線槽設(shè)置于介電層橫向線槽的下方的介電層內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再布線金屬層，其特征在于:所述介電層橫向線槽的深度為其所在介電層的厚度的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再布線金屬層，其特征在于:所述介電層縱向線槽的縱截面為矩形、平行四邊形、梯形或倒梯形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的再布線金屬層，其特征在于:所述介電層縱向線槽與所述介電層橫向線槽傾斜連接，所述介電層縱向線槽的中心線與介電層橫向線槽的的中心線的夾角為ct，α的范圍為0°?60°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再布線金屬層，其特征在于:所述金屬部件為電極、金屬柱/金屬塊或焊球凸點(diǎn)。
8.一種高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)，包括帶有若干個(gè)芯片電極(211)的基體(210)，所述基體(210)的表面為芯片表面鈍化層(220)，在芯片電極(211)的上方形成芯片表面鈍化層開口(221)， 其特征在于:所述芯片表面鈍化層(220)的表面設(shè)置如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的再布線金屬層(100)，所述再布線金屬層(100)的表面覆蓋保護(hù)層(400)并選擇性地形成保護(hù)層開口(401 )，所述再布線金屬層(100)的下連接端面(102)通過芯片表面鈍化層開口(221)與芯片電極(211)連接，其上連接端面(101)通過保護(hù)層開口(401)與布線端口接點(diǎn)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述芯片表面鈍化層開口(221)的尺寸大于所述再布線金屬層(100)的下連接端面(102)所在介電層縱向線槽的尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高密度再布線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述布線端口接點(diǎn)為焊球(501)或金屬柱微凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01L21/268GK203589015SQ201320742913
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】徐虹, 張黎, 陳棟, 陳錦輝, 賴志明 申請(qǐng)人:江陰長(zhǎng)電先進(jìn)封裝有限公司