半导体封装结构和半导体封装结构的制备方法与流程

1.本发明涉及芯片封装技术领域，具体而言，涉及一种半导体封装结构和半导体封装结构的制备方法。


背景技术：

2.随着半导体行业的快速发展，扇出型晶圆级封装(fowlp)结构广泛应用于半导体行业中。常规的扇出型晶圆封装一般采用从晶圆切下单个芯片，然后到封装一个载体晶圆上，主要优势为高密度集成，封装产品尺寸小，产品性能优越，信号传输频率快等。扇出型晶圆芯片封装过程中，容易存在塑封翘曲问题，并且扇出型晶圆封装产品的厚度较小，塑封体翘曲影响较大。
3.并且为了满足高散热性能等，扇出型晶圆封装通常采用介质层作为布线层(聚酰亚胺)的衬底材料以及在其衬底材料上制作锡球，然而由于其聚酰亚胺polyimide材质极其容易吸水,从而导致其水分子进入封装芯片结构内部，在可靠性测试(高温高湿环境)存在封装芯片内部分层或者裂纹等问题。同时由于介质层容易吸水从而导致产品的超低介电常数(extreme low k，elk)异常，从而使其介质层出现漏电流。现提供一种晶圆级重新布线扇出封装结构(wafer lever redistribution fan out package wlrfop)解决以上问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的包括，例如，提供了一种半导体封装结构和半导体封装结构的制备方法，其能够防止介质层吸水，从而避免内部分层或裂纹等问题，并防止出现漏电流，同时能够解决翘曲问题，减小塑封体翘曲影响。
5.本发明的实施例可以这样实现：
6.第一方面，本发明提供一种半导体封装结构，包括：
7.基底布线组合层；
8.封装芯片，所述封装芯片设置在所述基底布线组合层上，并与所述基底布线组合层电连接；
9.第一保护层，所述第一保护层设置在所述基底布线组合层远离所述封装芯片的一侧表面，且所述第一保护层上设置有第一开口；
10.焊球，所述焊球设置在所述第一保护层远离所述封装芯片的一侧，并覆盖所述第一开口，且所述焊球与所述基底布线组合层电连接。
11.在可选的实施方式中，所述半导体封装结构还包括塑封体，所述塑封体设置在所述基底布线组合层上，并包覆在所述封装芯片外。
12.在可选的实施方式中，所述基底布线组合层包括介质层、布线金属层和导电胶层，所述第一保护层设置在所述介质层的一侧表面，所述封装芯片设置在所述介质层的另一侧，所述布线金属层设置在所述介质层内，所述导电胶层设置在所述介质层靠近所述第二保护层的一侧，所述封装芯片靠近所述基底布线组合层的一侧设置有芯片导电柱，所述芯
片导电柱伸入所述导电胶层，并与所述导电胶层电连接，所述导电胶层与所述布线金属层电连接。
13.在可选的实施方式中，所述基底布线组合层内还设置有布线导电柱，所述布线导电柱朝向远离所述封装芯片的方向伸出所述基底布线组合层，并部分穿出所述第一保护层，所述焊球包覆于所述布线导电柱穿出所述第一保护层的部分。
14.在可选的实施方式中，所述基底布线组合层远离所述焊球的一侧表面还设置有第二保护层，所述塑封体设置在所述第二保护层上，所述第二保护层上设置有第二开口，所述第二开口与所述导电胶层对应，所述芯片导电柱穿过所述第二开口并伸入所述导电胶层。
15.在可选的实施方式中，所述第一保护层和所述第二保护层均为绝缘胶膜层。
16.在可选的实施方式中，所述第二开口的宽度小于所述导电胶层的宽度。
17.在可选的实施方式中，所述第二开口的宽度大于所述芯片导电柱的宽度。
18.在可选的实施方式中，所述封装芯片与所述第二保护层之间还设置有填充胶层，所述第二保护层上还设置有贯通至所述介质层的第三开口，所述填充胶层延伸至所述第三开口，并与所述介质层接触。
19.在可选的实施方式中，所述第一开口在远离所述封装芯片的一侧形成扩口槽，所述扩口槽的宽度大于所述布线导电柱的宽度，所述焊球延伸填充至所述扩口槽。
20.在可选的实施方式中，所述介质层上设置有贯通至所述布线金属层的介质开口，所述导电胶层填充于所述介质开口，并凸设于所述介质层。
21.在可选的实施方式中，所述基底布线组合层内还设置有布线导电柱，所述布线导电柱朝向远离所述封装芯片的方向伸出所述基底布线组合层，并部分外露于所述第一保护层，所述布线导电柱与所述第一保护层相平齐，所述焊球包覆于所述布线导电柱露出所述第一保护层的部分。
22.在可选的实施方式中，所述第一开口呈扩口状，并贯通至所述布线金属层，且所述第一开口的宽度在朝向远离所述封装芯片的方向上逐步增大，所述焊球延伸填充至所述第一开口，并与所述布线金属层连接。
23.在可选的实施方式中，所述介质层和所述封装芯片之间还设置有胶膜层，所述胶膜层包覆于所述芯片导电柱。
24.第二方面，本发明提供一种半导体封装结构的制备方法，用于制备如前述实施方式所述的半导体封装结构，所述制备方法包括：
25.提供第一载具；
26.在所述第一载具上形成基底布线组合层；
27.去除所述第一载具；
28.在所述基底布线组合层的一侧形成第一保护层和焊球，所述第一保护层设置在所述基底布线组合层的一侧，并设置有第一开口，所述焊球设置在所述第一保护层远离所述基底布线组合层的一侧，并覆盖所述第一开口，且所述焊球与所述基底布线组合层电连接；
29.在所述基底布线组合层的另一侧贴装封装芯片，所述封装芯片与所述基底布线组合层电连接；
30.在所述基底布线组合层上形成塑封体，所述塑封体包覆在所述封装芯片外。
31.在可选的实施方式中，在所述基底布线组合层的一侧形成第一保护层和焊球的步
骤，包括：
32.提供第二载具；
33.在所述第二载具上开槽并填充到导电材料，以形成焊球；
34.在所述第二载具上涂覆形成第一保护层，并在所述第一保护层上形成第一开口；
35.将所述基底布线组合层贴合在所述第二载具上，以使所述焊球与所述基底布线组合层电连接；
36.去除所述第二载具。
37.本发明实施例的有益效果包括，例如：
38.本发明实施例提供的半导体封装结构，其将封装芯片设置在基底布线组合层上，将塑封体包覆在封装芯片外，同时在基底布线组合层的另一侧设置第一保护层，该第一保护层上设置有第一开口，并且在第一保护层的外侧设置焊球，实现输出。相较于现有技术，本发明通过额外增设第一保护层，且第一保护层能够覆盖基底布线组合层，焊球覆盖第一开口，从而使得第一保护层能够避免外部水汽进入到基底布线组合层，从而防止内部的介质层吸水，进而避免了内部分层或裂纹等问题，并防止出现漏电流。此外，通过设置第一保护层，能够提升基底布线组合层的结构强度，减缓基底布线组合层的翘曲程度，进而减小塑封体翘曲带来的影响。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
40.图1为本发明第一实施例提供的半导体封装结构的示意图；
41.图2为图1中ⅱ的局部放大示意图；
42.图3为本发明第一实施例提供的半导体封装结构的制备方法中步骤s1的工艺示意图；
43.图4为本发明第一实施例提供的半导体封装结构的制备方法中步骤s2的工艺示意图；
44.图5为本发明第一实施例提供的半导体封装结构的制备方法中步骤s3的工艺示意图；
45.图6为本发明第一实施例提供的半导体封装结构的制备方法中步骤s41的工艺示意图；
46.图7为本发明第一实施例提供的半导体封装结构的制备方法中步骤s42的工艺示意图；
47.图8为本发明第一实施例提供的半导体封装结构的制备方法中步骤s43的工艺示意图；
48.图9为本发明第一实施例提供的半导体封装结构的制备方法中步骤s44的工艺示意图；
49.图10至图12为本发明第一实施例提供的半导体封装结构的制备方法中步骤s5的
工艺示意图；
50.图13为本发明第一实施例提供的半导体封装结构的制备方法中步骤s6的工艺示意图；
51.图14为本发明第二实施例提供的半导体封装结构的示意图；
52.图15为本发明第三实施例提供的半导体封装结构的示意图；
53.图16为本发明第四实施例提供的半导体封装结构的示意图；
54.图17为本发明第五实施例提供的半导体封装结构的示意图。
55.图标：100-半导体封装结构；110-基底布线组合层；111-介质层；113-布线金属层；115-布线导电柱；117-介质开口；120-封装芯片；121-芯片导电柱；130-塑封体；140-第一保护层；141-第一开口；143-扩口槽；150-焊球；160-导电胶层；170-第二保护层；171-第二开口；173-第三开口；180-填充胶层；190-胶膜层；200-第一载具；300-第二载具。
具体实施方式
56.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
57.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
58.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
59.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
60.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
61.正如背景技术中所公开的，现有的扇出型封装技术，其针对翘曲问题，其通常仅仅在芯片表面制作缓冲层，来平衡芯片表面的翘曲度，但是布线层和塑封体整个结构的翘曲度无法控制，同样会导致布线层跟随塑封体发生翘曲，影响整体结构稳定型。
62.并且，常规的介质层，通常采用聚酰亚胺材质，极其容易吸水,从而导致其水分子进入封装芯片结构内部，在可靠性测试(高温高湿环境)存在封装芯片内部分层或者裂纹等问题，并介质层容易吸水从而导致产品的介质层的超低介电常数(extreme low k，elk)异常.从而使其介质层出线漏电流。此外，现有技术中采用倒装芯片贴装时，倒装芯片中的凸点(锡球)容易存在锡焊料沿着倒装芯片铜柱侧爬现象，影响其焊接结构稳定性和强度。
63.进一步地，现有技术中利用底部填充胶层来保护倒装芯片的焊接结构，然而，随着倒装芯片凸点间距的减小，底部填充胶层容易存在未填满而形成空洞的现象，不利于胶层
对焊接结构的保护。并且，倒装芯片在焊接时，其铜柱件的锡层容易存在桥接现象，影响芯片性能。
64.此外，常规的芯片封装结构，其布线结构的制备通常是先塑封，在塑封体上制备形成布线层，最后再形成焊球，这种设置方式会导致塑封翘曲问题进一步放大，甚至导致塑封体与布线层的分层问题，影响芯片封装安全。
65.并且，常规的扇出型芯片封装结构，其布线结构的制备通常是先将芯片进行塑封后露出芯片焊盘，然后在塑封体上制备形成布线层以及介质层，最后形成焊球，由于塑封后存在翘曲问题，导致涂布介质层以及光刻胶的工艺厚度难以管控，同时也存在布线层与介质层分层的问题，从而影响芯片的可靠性。
66.为了解决上述问题，本发明提供了一种新型的半导体封装结构及其制备方法，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
67.第一实施例
68.参见图1和图2，本实施例提供了一种半导体封装结构100，能够防止介质层111吸水，从而避免内部分层或裂纹等问题，并防止出现漏电流，同时能够解决翘曲问题，减小塑封体130翘曲影响。
69.本实施例提供的半导体封装结构100，包括基底布线组合层110、封装芯片120、塑封体130、第一保护层140和焊球150，封装芯片120设置在基底布线组合层110上，并与基底布线组合层110电连接；塑封体130设置在基底布线组合层110上，并包覆在封装芯片120外；第一保护层140设置在基底布线组合层110远离封装芯片120的一侧表面，且第一保护层140上设置有第一开口141；焊球150，焊球150设置在第一保护层140远离封装芯片120的一侧，并覆盖第一开口141，且焊球150与基底布线组合层110电连接。
70.在本实施例中，将封装芯片120设置在基底布线组合层110上，将塑封体130包覆在封装芯片120外，同时在基底布线组合层110的另一侧设置第一保护层140，该第一保护层140上设置有第一开口141，并且在第一保护层140的外侧设置焊球150，实现输出。本实施例通过额外增设第一保护层140，且第一保护层140能够覆盖基底布线组合层110，焊球150覆盖第一开口141，从而使得第一保护层140能够避免外部水汽进入到基底布线组合层110，从而防止内部的介质层111吸水，进而避免了内部分层或裂纹等问题，并防止出现漏电流。此外，通过设置第一保护层140，能够提升基底布线组合层110的结构强度，减缓基底布线组合层110的翘曲程度，进而减小塑封体130翘曲带来的影响。
71.需要说明的是，本实施例中第一保护层140为防水胶膜层190，可以起到防吸湿的作用，避免基底布线组合层110中收到水汽影响。同时，第一保护层140具有一定的刚度，其刚度大于介质材料，通过调整第一保护层140的厚度，能够有效防止基底布线组合层110翘曲，保证整体结构的稳定性。
72.在本发明其他较佳的实施例中，第一保护层140也可以采用塑封工艺形成，具体地，第一保护层140采用液体印刷方式形成于基底布线组合层110的表面，且其材料可以与塑封体130的材料一致，其同样能够保护基底布线组合层110内部，防止吸湿问题。其中，第一保护层140和塑封体130的材料可以是氧化铝、环氧树脂、二氧化硅等，第一保护层140和塑封体130也可以是高导热材料，起到散热作用，并实现双面散热。
73.基底布线组合层110包括介质层111和布线金属层113，第一保护层140设置在介质
层111的一侧表面，封装芯片120设置在介质层111的另一侧，布线金属层113设置在介质层111内，在介质层111靠近第二保护层170的一侧还设置有导电胶层160，封装芯片120靠近基底布线组合层110的一侧设置有芯片导电柱121，芯片导电柱121伸入导电胶层160，并与导电胶层160电连接，导电胶层160与布线金属层113电连接。具体地，介质层111和布线金属层113均为多层，从而形成布线结构，其具体的布线结构可以参考常规的扇出型封装结构。本实施例中通过设置导电胶层160，能够使得芯片导电柱121无需通过焊接手段来实现与布线金属层113之间的电连接，有效防止了焊接时锡料侧爬和桥接的问题。
74.在本实施例中，基底布线组合层110内还设置有布线导电柱115，布线导电柱115朝向远离封装芯片120的方向伸出基底布线组合层110，并部分穿出第一保护层140，焊球150包覆于布线导电柱115穿出第一保护层140的部分。具体地，布线导电柱115的一端连接至布线金属层113，另一端穿出第一开口141，并包覆在焊球150内，焊球150能够将布线导电柱115的端部完全包覆在内。第一开口141的宽度可以小于焊球150的宽度，通过设置第一保护层140，此处还能减少底部焊接材料，防止焊球150之间焊料桥接的问题，并且布线导电柱115伸出第一开口141并凸出，能够提升焊接结构强度。
75.在本实施例中，基底布线组合层110远离焊球150的一侧表面还设置有第二保护层170，塑封体设置在第二保护层170上，第二保护层170上设置有第二开口171，第二开口171与导电胶层160对应，芯片导电柱121穿过第二开口171并伸入导电胶层160。具体地，第二保护层170设置在介质层111上，并遮挡导电胶层160，导电胶层160仅仅通过第二开口171与芯片导电柱121接触连接。
76.在本实施例中，第一保护层140和第二保护层170均为绝缘胶膜层190，能够防止其影响内部的电气连接。通过设置第一保护层140和第二保护层170，能够在基底布线组合层110的上下侧实现结构加强，进一步减缓翘曲带来的影响，通过调整第一保护层140和第二保护层170的厚度，能够平衡整个封装结构的翘曲度。
77.在本实施例中，第二开口171的宽度小于导电胶层160的宽度，具体地，第二开口171的开口宽度相对较小，能够保证芯片导电柱121伸入第二开口171时能够完全与导电胶层160相接触，保证芯片导电柱121与导电胶层160之间的接触面积。并且，本实施例中第二开口171的宽度与芯片导电柱121的宽度相当，从而保证芯片导电柱121伸入到第二开口171后，导电胶层160不会溢出第二开口171。
78.本实施例还提供了一种半导体封装结构100的制备方法，用于制备前述的半导体封装结构100，该制备方法包括以下步骤：
79.s1：提供第一载具200。
80.具体地，参见图3，取一衬底作为第一载具200，该第一载具200可以是玻璃、氧化硅、金属等材料等，其载具上涂覆胶层，其胶层为分离层，胶层为热塑性。
81.s2：在第一载具200上形成基底布线组合层110。
82.具体而言，参见图4，可以在第一载具200上完成带有布线导电柱115的基底布线组合层110，具体地，可以在第一载具200上依次形成多层介质层111和多层布线金属层113，然后通过开槽电镀的方式形成布线导电柱115，该布线导电柱115与布线金属层113连接，并朝向远离第一载具200的方向伸出。
83.s3：去除第一载具200。
84.具体地，参见图5，将第一载具200剥离，并露出基底布线组合层110。
85.s4：在基底布线组合层110的一侧形成第一保护层140和焊球150。
86.其中，第一保护层140设置在基底布线组合层110的一侧，并设置有第一开口141，焊球150设置在第一保护层140远离基底布线组合层110的一侧，并覆盖第一开口141，且焊球150与基底布线组合层110电连接。其中，第一保护层140可以是氧化铝、环氧树脂、二氧化硅等材料，介质层111可以是聚酰亚胺、苯并环丁烯等材料。
87.在执行步骤s4时，具体可以采用以下方式制备：
88.s41：提供第二载具300。
89.具体地，参见图6，第二载具300的材料与第一载具200相同。
90.s42：在第二载具300上开槽并填充到导电材料，以形成焊球150。
91.具体地，参见图7，可以通过蚀刻或者激光开槽方式在第二载具300的表面形成半圆形凹槽，然后利用钢网印刷方式或点胶方式在半圆形凹槽中填充导电材料，该导电材料为热塑材料，例如可以是锡料、添加有导电颗粒的高分子树脂等，从而形成焊球150。
92.s43：在第二载具300上涂覆形成第一保护层140，并在第一保护层140上形成第一开口141。
93.具体地参见图8，在第二载具300的表面贴附胶膜材料，从而形成第一保护层140，第一保护层140将焊球150覆盖，然后在第一保护层140上开槽形成第一开口141，将焊球150外露。其中第一开口141的宽度小于半圆形凹槽的宽度，即小于焊球150的宽度，通过第一保护层140的设置，能够减少底部导电材料的焊接结构的范围，防止焊球150之间的桥接问题，并能够提升后续的焊接强度。
94.需要说明的是，此处利用第二载具300上的半圆形凹槽来形成焊球150，能够对焊球150的体积进行精确控制，从而减小焊球150体积，进而可以分布更多的焊球150作为输出端，并能够有效防止焊球150体积过大造成的桥接问题和隐裂问题。
95.s44：将基底布线组合层110贴合在第二载具300上，以使焊球150与基底布线组合层110电连接。
96.具体地，参见图9，可以将步骤s3形成的基底布线组合层110贴装在第二载具300上，使得布线导电柱115穿过第一开口141并与焊球150接触，贴装时可以采用加热方式来熔化焊球150，冷却后实现固定焊接，同时能够保证第一保护层140粘接在基底布线组合层110的表面。
97.需要说明的是，在本发明其他较佳的实施例中，也可以直接在第一载具200上形成焊球150和第一保护层140，然后直接在第一载具200上继续形成基底布线组合层110，无需额外设置第二载具300。
98.在完成第一保护层140和焊球150的制备后，可以执行步骤s5。
99.s5：在基底布线组合层110的另一侧贴装封装芯片120。
100.其中，封装芯片120与基底布线组合层110电连接。具体地，参见图10，在贴装封装芯片120之前，可以在基底布线组合层110远离焊球150的一侧制备形成导电胶层160。具体地，可以通过蚀刻工艺，将介质层111远离焊球150的一侧表面开槽露出内部的布线金属层113，然后利用印刷或点胶方式填充导电材料，形成导电胶层160。
101.在形成导电胶层160后，参见图11，可以再次在介质层111的表面涂覆形成第二保
护层170，其中第二保护层170的材料与第一保护层140的材料相同，且均为绝缘胶膜层190。然后在第二保护层170上开槽形成第二开口171，第二开口171露出导电胶层160，且第二开口171的宽度小于导电胶层160。
102.在完成第二保护层170的制备后，结合参见图12，可以完成封装芯片120的贴装，封装芯片120与第二保护层170之间存在一定间隙，且封装芯片120的封装导电柱与第二开口171对应，并伸入导电胶层160，实现封装芯片120与导电胶层160之间的电连接。
103.s6：在基底布线组合层110上形成塑封体130，塑封体130包覆在封装芯片120外。
104.具体地，结合参见图13，通过塑封工艺，在基底布线组合层110上形成塑封体130，该塑封体130包覆在封装芯片120外，第二保护层170与封装芯片120之间。最后剥离第二载具300，使得焊球150外露，然后进行切割，形成单颗产品，完成支撑。
105.综上所述，本发明实施例提供的半导体封装结构100及其制备方法，其将封装芯片120设置在基底布线组合层110上，将塑封体130包覆在封装芯片120外，同时在基底布线组合层110的两侧分别设置第一保护层140和第二保护层170，该第一保护层140上设置有第一开口141，并且在第一保护层140的外侧设置焊球150，实现输出。相较于现有技术，本实施例通过额外增设第一保护层140和第二保护层170，且第一保护层140能够覆盖基底布线组合层110，焊球150覆盖第一开口141，从而使得第一保护层140能够避免外部水汽进入到基底布线组合层110，从而防止内部的介质层111吸水，进而避免了内部分层或裂纹等问题，并防止出现漏电流。此外，通过设置第一保护层140和第二保护层170，能够提升基底布线组合层110的结构强度，减缓基底布线组合层110的翘曲程度，进而减小塑封体130翘曲带来的影响。并且，通过使用载具来制备形成布线结构，降低了塑封时产生的翘曲现象，进一步减缓了翘曲问题。
106.第二实施例
107.结合参见图14，本实施例提供了一种半导体封装结构100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
108.在本实施例中，第二开口171的宽度大于芯片导电柱121的宽度。具体地，导电胶层160可以从第二开口171部分溢出，并侧爬一定距离，从而使得导电胶层160形成倒置的蘑菇头结构，其蘑菇头焊接结构实现了芯片导电柱121侧壁焊接，同时能够避免导电材料过度侧爬，加强了焊接强度。
109.在本实施例中，封装芯片120与第二保护层170之间还设置有填充胶层180，第二保护层170上还设置有贯通至介质层111的第三开口173，填充胶层180延伸至第三开口173，并与介质层111接触。具体地，通过点胶形成填充胶层180，并且通过设置第三开口173，能够提升填充胶层180的底部填充毛细作用，提升填充效率，避免传统结构中底部填充不充分的问题。同时通过设置第三开口173，能够提升填充胶层180与第二保护层170之间的结合强度，提升整体封装强度。
110.第三实施例
111.参见图15，本实施例提供了一种半导体封装结构100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
112.在本实施例中，第一开口141在远离封装芯片120的一侧形成扩口槽143，扩口槽143的宽度大于布线导电柱115的宽度，焊球150延伸填充至扩口槽143。具体地，可以在形成第一保护层140后，采用蚀刻工艺形成具有扩口槽143的第一开口141，焊球150在焊接时可以实现布线导电柱115的侧壁也与焊料接触，提升焊接强度。
113.第四实施例
114.参见图16，本实施例提供了一种半导体封装结构100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
115.在本实施例中，与第一实施例相比，本实施例省去了第二保护层170，介质层111上设置有贯通至布线金属层113的介质开口117，导电胶层160填充于介质开口117，并凸设于介质层111。
116.在本实施例中，基底布线组合层110内还设置有布线导电柱115，布线导电柱115朝向远离封装芯片120的方向伸出基底布线组合层110，并部分外露于第一保护层140，布线导电柱115与第一保护层140相平齐，焊球150包覆于布线导电柱115露出第一保护层140的部分。
117.在实际制备本实施例中的半导体封装结构100时，其可以采用以下步骤进行制备：
118.s1：提供第一载具200。
119.s2：在第一载具200上开槽并填充导电材料，以形成焊球150。
120.具体地，可以通过蚀刻或者激光开槽方式在第一载具200的表面形成半圆形凹槽，然后利用钢网印刷方式或点胶方式在半圆形凹槽中填充导电材料，该导电材料为热塑材料，例如可以是锡料、添加有导电颗粒的高分子树脂等，从而形成焊球150。
121.s3：在第一载具200上涂覆形成第一保护层140，并在第一保护层140上形成第一开口141。
122.具体地，在第一载具200的表面贴附胶膜材料，从而形成第一保护层140，第一保护层140将焊球150覆盖，然后在第一保护层140上开槽形成第一开口141，将焊球150外露。其中第一开口141的宽度小于半圆形凹槽的宽度，即小于焊球150的宽度，通过第一保护层140的设置，能够减少底部导电材料的焊接结构的范围，防止焊球150之间的桥接问题，并能够提升后续的焊接强度。
123.s4:在第一保护层140上形成基底布线组合层110，焊球150与基底布线组合层110电连接。
124.具体地，可以首先在第一开口141中形成布线导电柱115，然后继续进行介质层111和布线金属层113的制备，完成布线，此时不限导电柱与第一保护层140相平齐。
125.s5：在基底布线组合层110上贴装封装芯片120，封装芯片120与基底布线组合层110电连接。
126.s6:在基底布线组合层110上形成塑封体130，塑封体130包覆在封装芯片120外。
127.最后剥离第一载具200，并切割完成单颗产品。
128.与第一实施例相比，本实施例省去了第二载具300的使用，在第一载具200上直接依次完成焊球150、第一保护层140、基底布线层、封装芯片120和塑封体130的制备，简化了工艺步骤。
129.第五实施例
130.参见图17，本实施例提供了一种半导体封装结构100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第四实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第四实施例中相应内容。
131.在本实施例中，第一开口141呈扩口状，并贯通至布线金属层113，且第一开口141的宽度在朝向远离封装芯片120的方向上逐步增大，焊球150延伸填充至第一开口141，并与布线金属层113连接。
132.具体地，本实施例中可以省去布线导电柱115，而直接将焊球150与布线金属层113连接，简化了封装结构。此外，介质层111和封装芯片120之间还设置有胶膜层190，胶膜层190包覆于芯片导电柱121。
133.在本实施例中，在贴装封装芯片120时，可以首先取一晶圆，在晶圆表面涂覆胶膜层190，再次利用蚀刻或者激光工艺将芯片焊盘处形成开口，再次在开口内填充导电材料，形成导电胶层160，再次切割晶圆，形成单颗芯片结构，然后贴装时可以直接将导电胶层160贴装在介质层111上的开口中，并与布线金属层113连接。
134.其中胶膜层190可以防止外来异物污染封装芯片120的表面线路层，从而避免后续工序中的异常问题，例如静电、线路层短路、空洞等问题。胶膜层190覆盖封装芯片120表面线路层，可以起到保护封装芯片120，避免封装结构内部应力释放导致倒装芯片表面受应力影响出现隐裂等问题。
135.本实施例中的导电胶层160，可以减小封装芯片120焊接高度，从而减小封装体积，以及导电胶层160与半圆凹槽内的导电材料一致，可以提高焊接可靠性。并且胶膜层190可以保护焊接材料与线路层相连等线路短路问题。
136.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种半导体封装结构，其特征在于，包括：基底布线组合层；封装芯片，所述封装芯片设置在所述基底布线组合层上，并与所述基底布线组合层电连接；第一保护层，所述第一保护层设置在所述基底布线组合层远离所述封装芯片的一侧表面，且所述第一保护层上设置有第一开口；焊球，所述焊球设置在所述第一保护层远离所述封装芯片的一侧，并覆盖所述第一开口，且所述焊球与所述基底布线组合层电连接。2.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述半导体封装结构还包括塑封体，所述塑封体设置在所述基底布线组合层上，并包覆在所述封装芯片外。3.根据权利要求2所述的半导体封装结构，其特征在于，所述基底布线组合层包括介质层和布线金属层，所述第一保护层设置在所述介质层的一侧表面，所述封装芯片设置在所述介质层的另一侧，所述布线金属层设置在所述介质层内，所述介质层靠近所述封装芯片的一侧还设置有导电胶层，所述封装芯片靠近所述基底布线组合层的一侧设置有芯片导电柱，所述芯片导电柱伸入所述导电胶层，并与所述导电胶层电连接，所述导电胶层与所述布线金属层电连接。4.根据权利要求3所述的半导体封装结构，其特征在于，所述基底布线组合层内还设置有布线导电柱，所述布线导电柱朝向远离所述封装芯片的方向伸出所述基底布线组合层，并部分穿出所述第一保护层，所述焊球包覆于所述布线导电柱穿出所述第一保护层的部分。5.根据权利要求4所述的半导体封装结构，其特征在于，所述基底布线组合层远离所述焊球的一侧表面还设置有第二保护层，所述塑封体设置在所述第二保护层上，所述第二保护层上设置有第二开口，所述第二开口与所述导电胶层对应，所述芯片导电柱穿过所述第二开口并伸入所述导电胶层。6.根据权利要求5所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第二开口的宽度小于所述导电胶层的宽度。7.根据权利要求6所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第二开口的宽度大于所述芯片导电柱的宽度。8.根据权利要求5或7所述的半导体封装结构，其特征在于，所述封装芯片与所述第二保护层之间还设置有填充胶层，所述第二保护层上还设置有贯通至所述介质层的第三开口，所述填充胶层延伸至所述第三开口，并与所述介质层接触。9.根据权利要求4所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第一开口在远离所述封装芯片的一侧形成扩口槽，所述扩口槽的宽度大于所述布线导电柱的宽度，所述焊球延伸填充至所述扩口槽。10.根据权利要求9所述的半导体封装结构，其特征在于，所述介质层上设置有贯通至所述布线金属层的介质开口，所述导电胶层填充于所述介质开口，并凸设于所述介质层。11.根据权利要求3所述的半导体封装结构，其特征在于，所述基底布线组合层内还设置有布线导电柱，所述布线导电柱朝向远离所述封装芯片的方向伸出所述基底布线组合层，并部分外露于所述第一保护层，所述布线导电柱与所述第一保护层相平齐，所述焊球包
覆于所述布线导电柱露出所述第一保护层的部分。12.根据权利要求3所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第一开口呈扩口状，并贯通至所述布线金属层，且所述第一开口的宽度在朝向远离所述封装芯片的方向上逐步增大，所述焊球延伸填充至所述第一开口，并与所述布线金属层连接。13.根据权利要求12所述的半导体封装结构，其特征在于，所述介质层和所述封装芯片之间还设置有胶膜层，所述胶膜层包覆于所述芯片导电柱。14.一种半导体封装结构的制备方法，用于制备如权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述制备方法包括：提供第一载具；在所述第一载具上形成基底布线组合层；去除所述第一载具；在所述基底布线组合层的一侧形成第一保护层和焊球，所述第一保护层设置在所述基底布线组合层的一侧，并设置有第一开口，所述焊球设置在所述第一保护层远离所述基底布线组合层的一侧，并覆盖所述第一开口，且所述焊球与所述基底布线组合层电连接；在所述基底布线组合层的另一侧贴装封装芯片，所述封装芯片与所述基底布线组合层电连接；在所述基底布线组合层上形成塑封体，所述塑封体包覆在所述封装芯片外。15.根据权利要求14所述的半导体封装结构的制备方法，其特征在于，在所述基底布线组合层的一侧形成第一保护层和焊球的步骤，包括：提供第二载具；在所述第二载具上开槽并填充到导电材料，以形成焊球；在所述第二载具上涂覆形成第一保护层，并在所述第一保护层上形成第一开口；将所述基底布线组合层贴合在所述第二载具上，以使所述焊球与所述基底布线组合层电连接。

技术总结
本发明提供了一种半导体封装结构和半导体封装结构的制备方法，涉及芯片封装技术领域，其将封装芯片设置在基底布线组合层上，将塑封体包覆在封装芯片外，同时在基底布线组合层的另一侧设置第一保护层，该第一保护层上设置有第一开口，并且在第一保护层的外侧设置焊球。相较于现有技术，本发明通过额外增设第一保护层，且第一保护层能够覆盖基底布线组合层，焊球覆盖第一开口，从而使得第一保护层能够避免外部水汽进入到基底布线组合层，从而防止内部的介质层吸水，进而避免了内部分层或裂纹等问题，并防止出现漏电流。此外，通过设置第一保护层，能够提升基底布线组合层的结构强度，进而减小塑封体翘曲带来的影响。进而减小塑封体翘曲带来的影响。进而减小塑封体翘曲带来的影响。


技术研发人员：何正鸿 高源 宋祥祎 李利
受保护的技术使用者：甬矽半导体（宁波）有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/10/6