[发明专利]封装结构及其成型方法

说明书

本发明涉及芯片封装领域，具体为封装结构及其成型方法。其包括晶圆基板、重布线层、防护层和框架；重布线层设置在晶圆基板上，包括在晶圆基板上阵列分布的多个铜柱；防护层对应覆盖在晶圆基板上，防护层包裹铜柱外周，并露出铜柱顶面，任意相邻防护层之间相互断开；框架对应卡套在防护层外周，并露出铜柱顶面，任意相邻框架之间相互断开。本发明能对芯片中的铜柱进行有效隔离防护从而使铜柱不易发生氧化和腐蚀，从而不会出现金属迁移，进而不会导致芯片漏电失效。

技术领域

本发明涉及芯片封装领域，特别是涉及封装结构及其成型方法。

背景技术

在集成电路芯片封装工艺中，重布线层中包括多个金属凸块，金属凸块一般为铜柱，铜柱之间的间距很小，大约在10～20um之间，且非常细窄，而铜本身的特性比较活泼，容易发生氧化和腐蚀，从而导致失效。当铜柱的侧壁没有采取有效保护措施时，若芯片应用于高温高湿环境，则会导致铜柱发生氧化和腐蚀，使得铜柱在狭小间隙内发生金属迁移，最终导致芯片漏电失效。

发明内容

本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种能对芯片中的铜柱进行有效隔离防护从而使铜柱不易发生氧化和腐蚀，从而不会出现金属迁移，进而不会导致芯片漏电失效的封装结构及其成型方法。

一方面，本发明提出封装结构，包括晶圆基板、重布线层、防护层和框架；重布线层设置在晶圆基板上，包括在晶圆基板上阵列分布的多个铜柱；防护层对应覆盖在晶圆基板上，防护层包裹铜柱外周，并露出铜柱顶面，任意相邻防护层之间相互断开；框架对应卡套在防护层外周，并露出铜柱顶面，任意相邻框架之间相互断开。

优选的，铜柱底部为卡柱部，顶部为外凸部；晶圆基板上设置有供卡柱部卡入的铜柱布置槽，以及供防护层填充的防护层填充槽。

优选的，防护层填充槽为矩形环状槽。

优选的，防护层顶部外周蚀刻定位台阶，框架卡在定位台阶处。

优选的，框架顶面、防护层顶面和铜柱顶面沿由外至内的方向分布，且框架顶面、防护层顶面和铜柱顶面平齐。

优选的，防护层外周覆盖有介电层，介电层位于框架内侧，任意相邻介电层之间相互断开。

另一方面，本发明还提出上述封装结构的成型方法，该成型方法包括如下步骤：

S1、于晶圆基板上刻蚀铜柱布置槽和防护层填充槽，每个铜柱布置槽被四周的防护层填充槽分隔；

S2、于晶圆基板上形成重布线层，重布线层包括阵列分布的多个铜柱，铜柱融入铜柱布置槽内并向上凸出；

S3、将防护层覆盖在晶圆基板上，防护层填充于防护层填充槽并包裹铜柱，直至防护层顶面与铜柱顶面平齐；

S4、将防护层随铜柱进行蚀刻分割，使每个铜柱外周均对应包裹防护层；

S5、在防护层外周卡入框架，框架底部与晶圆基板连接，露出铜柱顶部。

优选的，将整个封装结构分割成多个封装模块，每个封装模块对应包括晶圆基板、铜柱、防护层和框架。

与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：

本发明能对芯片中的铜柱进行有效隔离防护从而使铜柱不易发生氧化和腐蚀，从而不会出现金属迁移，进而不会导致芯片漏电失效。铜柱外周覆盖防护层，通过防护层对铜柱进行隔离防护，进而使得相邻铜柱之间不会发生金属迁移，不会发生芯片的漏电失效。框架能对内侧的防护层和铜柱进一步进行包裹，提高防护层覆盖于铜柱上的稳定性，保障对铜柱的隔离防护效果。

铜柱布置槽能对铜柱的设置位置进行定位和限位，使得铜柱能稳定的设置于晶圆基板上的指定位置，且能在后续封装工序中被防护层准确的覆盖防护，防护层底部填充于防护层填充槽内，从而使得防护层的填充效果更加牢靠稳定，保证了防护层对铜柱的隔离防护效果。