一种UBM跨越式晶圆级封装结构的制作方法

一种ubm跨越式晶圆级封装结构
技术领域
1.本发明涉及ubm跨越式晶圆级封装结构，属于封装领域。


背景技术：

2.芯片封装包含电力分配、讯号分配、热量分散、保护作用及支撑作用等功能。当一半导体组件变成更加复杂时，传统的封装技术如导线架封装技术、柔性封装技术、刚性封装技术已不适用于制作较小芯片并具有高密度组件的需求。为了符合较新一代电子产品的封装需求，致力以创造出具可靠性、低成本、体积小及高效率的封装结构。
3.1999年，ibm率先研发damascenes芯片铜互连工艺，并于2000年实现芯片铜互连制程量产。铜金属由于其具有优良的导电性能、热传导性、较低的熔点及容易延伸等特性，被认为是优秀的芯片互连材料。随着芯片线宽特征尺寸越来越小时，传统的封装方式已经不能满足要求，一种先进的晶圆3d互连封装技术（wlp）应运而生。它通过铜凸点和tsv电镀技术实现芯片3d互连封装，可使半导体器件制造商以较低的成本制作出封装更小、功能更强的器件和电路。重分布层(rdl)可以形成在管芯上方并且电连接至管芯中的有源器件。然后，可以形成诸如凸块下金属化层(ubm)上的焊料球的输入/输出(i/o)连接件，以通过rdl电连接至管芯。这样的封装技术的有利特征在于，有可能形成封装件。因此，可以重分布管芯上的i/o焊盘以覆盖比管芯更大的面积，并且因此，可以增加封装在被封装的管芯的表面上的i/o焊盘的数量。随着技术的发展和进步，芯片上压区数量增多且压区分布越趋复杂，若想实现不同芯片压区的跨区域互联导通，往往需要进行多次再分布引线（rdl），并引出多个凸块下金属化层（ubm）实现电连接。


技术实现要素：

4.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种ubm跨越式晶圆级封装结构，ubm跨越再布线层（rdl层）或再钝化层（repassivation）互联导通芯片不同区域压区的晶圆级封装新型结构，简化了晶圆级封装的工艺流程。
5.技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种ubm跨越式晶圆级封装结构，
6.包括芯片基层，所述芯片基层包含正表面和背表面，在正表面上设有第一压区和第二压区，在第一压区和第二压区之间设有第三压区单元，第三压区单元包含至少一个压区；
7.凸块下金属化层，所述凸块下金属化层的接触端与至少和第一压区和第二压区连接，所述凸块下金属化层上方有焊接凸点；
8.钝化层，所述钝化层形成与芯片基层的正表面。
9.作为优选，所述凸块下金属化层下方设有可跨越的单个或多个再布线层。
10.作为优选，所述钝化层包含第一钝化层和第二钝化层，在芯片基层的表面设有第一钝化层，第一钝化层上对应第三压区单元的位置设有穿透第一钝化层的第一通孔，在第一通孔内设有与第三压区单元连接的再分布引线，在再分布引线和第一钝化层外设有第二
钝化层，在第二钝化层上第一压区和第二压区对应的位置设有穿透第二钝化层和第一钝化层的两个第二通孔，两个第二通孔内设有连接两个第二通孔的凸块下金属化层。
11.作为优选，所述第三压区单元中有一个压区。
12.作为优选，所述第三压区单元中有两个压区，分别为左压区和右压区。
13.作为优选，所述第二钝化层包含上钝化层和下钝化层，下钝化层一部分嵌套与第一钝化层的孔内，当需要多层布线时，即布设多层钝化层，第一层pi层是保护芯片表面结构（释放应力），其他两层rdl层之间必须要有绝缘介质层隔离。
14.作为优选，所述焊接凸点为焊球凸点、铜柱凸块和锡铅柱凸块中的一种。
15.有益效果：本发明的ubm跨越式晶圆级封装结构，具有以下优点：
16.1、可以简化晶圆级封装的工艺流程，不需要多层再布线层即可实现相同相同功能芯片压区的电性互联；
17.2、可以优化晶圆级封装的产品结构，多个芯片压区可以通过单个焊接凸点、铜柱凸块(copper pillar bump)、锡铅柱凸块(solder bump)与外部pcb板或其他结构的互联导通。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图。
19.图2为本发明另一种结构示意图。
20.图3为本发明另一种结构示意图。
21.图4为本发明另一种结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
23.实施例1
24.如图1所示，本发明的ubm跨越式晶圆级封装结构，在芯片基层1上设有四个压区，分别为第一压区211、左压区213、右压区212和第二压区214，在芯片基层的表面设有第一钝化层3，左压区213和右压区212通过光刻、溅射、电镀等工艺，形成第一再分布引线和第二再分布引线，在第一钝化层3和第一再分布引线和第二再分布引线上方设有第二钝化层5，第二钝化层5包含上钝化层512和下钝化层511，下钝化层511一部分嵌套与第一钝化层3的孔内，在第一压区211和第二压区214上方分别与凸块下金属化层6的第一接触端611和第二接触端612连接，在凸块下金属化层6上方植有焊接凸点7。
25.实施例2
26.如图2所示，本发明的ubm跨越式晶圆级封装结构，在芯片基层1上设有三个芯片压区，分别为第一压区211、第二压区214和第三压区，在芯片基层的表面设有第一钝化层3，第三压区通过光刻、溅射、电镀等工艺，形成再分布引线，在第一钝化层3和第一再分布引线和第二再分布引线上方设有第二钝化层5，第二钝化层5包含上钝化层512和下钝化层511，下钝化层511一部分嵌套与第一钝化层3的孔内，在第一压区211和第二压区214上方分别与凸块下金属化层6的第一接触端611和第二接触端612连接，在凸块下金属化层6上方植有焊接凸点7。
27.实施例3
28.如图3所示，本发明的ubm跨越式晶圆级封装结构，在芯片基层1上设有四个压区，分别为第一压区211、左压区213、右压区212和第二压区214，芯片基层1上设有第一钝化层33，左压区213和右压区212通过光刻、溅射、电镀等工艺，形成第一再分布引线和第二再分布引线，在第一钝化层3和第一再分布引线和第二再分布引线上方设有第二钝化层5，在第一压区211和第二压区214上方分别与凸块下金属化层6的第一接触端611和第二接触端612连接，在凸块下金属化层6上方植有焊接凸点7。
29.实施例4
30.如图4所示，本发明的ubm跨越式晶圆级封装结构，在芯片基层1上设有三个压区，分别为第一压区211、第二压区214和第三压区，芯片基层1上方设有第一钝化层33，第三压区通过光刻、溅射、电镀等工艺，形成再分布引线，在第一钝化层33和再分布引线上方设有第二钝化层5，在第一压区211和第二压区214上方分别与凸块下金属化层6的第一接触端611和第二接触端612连接，在凸块下金属化层6上方植有焊接凸点7。
31.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种ubm跨越式晶圆级封装结构，其特征在于：包括芯片基层，所述芯片基层包含正表面和背表面，在正表面上设有第一压区和第二压区，在第一压区和第二压区之间设有第三压区单元，第三压区单元包含至少一个压区；凸块下金属化层，所述凸块下金属化层的接触端与至少和第一压区和第二压区连接，所述凸块下金属化层上方有焊接凸点；钝化层，所述钝化层形成于芯片基层的正表面。2.根据权利要求1所述的ubm跨越式晶圆级封装结构，其特征在于：所述凸块下金属化层下方设有单个或多个再布线层。3.根据权利要求1所述的ubm跨越式晶圆级封装结构，其特征在于：所述钝化层包含第一钝化层和第二钝化层，在芯片基层的表面设有第一钝化层，第一钝化层上对应第三压区单元的位置设有穿透第一钝化层的第一通孔，在第一通孔内设有与第三压区单元连接的再分布引线，在再分布引线和第一钝化层外设有第二钝化层，在第二钝化层上第一压区和第二压区对应的位置设有穿透第二钝化层和第一钝化层的两个第二通孔，两个第二通孔内设有连接两个第二通孔的凸块下金属化层。4.根据权利要求1所述的ubm跨越式晶圆级封装结构，其特征在于：所述第三压区单元中有一个压区。5.根据权利要求1所述的ubm跨越式晶圆级封装结构，其特征在于：所述第三压区单元中有两个压区，分别为左压区和右压区。6.根据权利要求3所述的ubm跨越式晶圆级封装结构，其特征在于：所述第二钝化层包含上钝化层和下钝化层，下钝化层一部分嵌套与第一钝化层的孔内。7.根据权利要求1所述的ubm跨越式晶圆级封装结构，其特征在于：所述焊接凸点为焊球凸点、铜柱凸块或锡铅柱凸块中的一种。

技术总结
本发明公开了一种UBM跨越式晶圆级封装结构，包括芯片基层，所述芯片基层包含正表面和背表面，在正表面上设有第一压区和第二压区，在第一压区和第二压区之间设有第三压区单元，第三压区单元包含至少一个压区；凸块下金属化层，所述凸块下金属化层的接触端与至少和第一压区和第二压区连接，所述凸块下金属化层上方有焊接凸点；钝化层，所述钝化层形成与芯片基层的正表面，所述凸块下金属化层下方设有可跨越单个或多个再布线层。本发明的一种UBM跨越式晶圆级封装结构，UBM跨越再布线层（RDL层）或再钝化层（Repassivation）互联导通芯片不同区域压区的晶圆级封装新型结构，简化了晶圆级封装的工艺流程。装的工艺流程。装的工艺流程。


技术研发人员：张杰
受保护的技术使用者：江苏芯德半导体科技有限公司
技术研发日：2021.04.01
技术公布日：2021/11/2