[發明專利]超薄半導體芯片封裝結構及其制造工藝

有效

• 申請號: 201010116257.5
• 申請日: 2010-02-26
• 公開（公告）號: CN101789414A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 王卓偉;俞國慶;鄒秋紅;王蔚
• 申請（專利權）人: 晶方半導體科技(蘇州)有限公司
• 主分類號: H01L23/485
• 分類號: H01L23/485;H01L23/29;H01L21/50;H01L21/56;H01L21/60
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本發明涉及一種超薄半導體芯片封裝結構及其制造工藝。

背景技術

目前的晶圓級芯片尺寸封裝技術是對整片晶圓進行封裝測試后，再進行切割得到單顆芯片的技術，采用的是玻璃-硅-玻璃的三明治結構，封裝后的產品尺寸達到1∶1.3，是業界公認的世界領先的半導體封裝技術。

常規的晶圓級芯片尺寸封裝技術制造的芯片封裝結構中通常僅使用單層引線，由于焊接凸起面的空間有限，使得所封裝芯片的焊墊數量受到限制。當前已有的設想是采用雙層引線封裝結構，以便在封裝芯片的焊接凸起面節約更多的空間用于引線布局，從而允許單位面積上更多焊墊(例如焊墊采用雙列式排布的芯片)的運用，然而存在的技術問題是雙層引線的采用勢必會進一步增大封裝結構的整體厚度和體積；且過厚的封裝厚度，不利于芯片間切割道寬度的減小，從而無法在使得相同尺寸的晶圓上制造更多的芯片，導致的結果是晶圓的利用率大大降低，封裝成本提高?？傊?，現有的晶圓級芯片尺寸封裝技術還無法針對多焊墊芯片(例如焊墊雙列式排布的芯片)實施有效的封裝，局限性較大。

發明內容

本發明目的是：提供一種既確保了電連通可靠性，又進一步降低了封裝厚度的超薄半導體芯片封裝結構及其制造工藝。

本發明的所述超薄半導體芯片封裝結構的技術方案如下：

一種超薄半導體芯片封裝結構，包括芯片和與芯片正面壓合的玻璃基板，所述芯片帶有焊墊，所述焊墊通過線路同芯片電連通；其特征在于所述芯片的背面直接沉積第一絕緣層，所述第一絕緣層的背面沉積第一引線層，第一引線層的背面沉積第二絕緣層，該第二絕緣層上設有若干開孔，所述第一引線層的部分表面從所述開孔內暴露；而所述第二絕緣層的背面沉積第二引線層，該第二引線層與第一引線層電隔離，并且所述第二引線層的背面與所述第一引線層暴露的表面上共同沉積有保護層；所述第一引線層暴露的表面上設有若干第一焊接凸起，而第二引線層上則設有若干第二焊接凸起，這些焊接凸起均從保護層上布有的開孔內突出；同時所述焊墊呈雙列式排布于芯片四周，其中位于內側的第一列焊墊通過第一引線層與第一焊接凸起相連，而位于外側的第二列焊墊則通過第二引線層與第二焊接凸起相連。

本發明超薄半導體芯片封裝結構中，所述第一絕緣層和第二絕緣層的厚度則都優選為1～3um。

更進一步的，本發明超薄半導體芯片封裝結構中，所述第一列焊墊與第一引線層之間通過L型連接方式實現電連通，而第二列焊墊與第二引線層之間則通過T型連接方式實現電連通。

更進一步的，本發明超薄半導體芯片封裝結構中，所述玻璃基板上設有呈閉環結構的空腔壁，所述芯片的正面與玻璃基板上的空腔壁壓合形成空腔包圍設于芯片上的感光器件。

更進一步的，本發明超薄半導體芯片封裝結構中，所述第一引線層的中央設有開孔，第二絕緣層有部分通過該開孔沉積于第一絕緣層表面；同時所述第二引線層的中央也設有開孔，所述保護層有部分通過該開孔沉積于第二絕緣層的表面。

本發明還提供上述超薄半導體芯片封裝結構的制造方法，該制造方法包括下述工藝步驟：

1)提供一個包含多個芯片的晶圓，晶圓的正面上設有焊墊，這些焊墊呈雙列式對應排布于每個芯片的四周，并都通過線路與芯片實現電連通；

2)提供一玻璃基板，將所述晶圓的正面與玻璃基板進行壓合；

3)對晶圓背面進行減??；

4)對晶圓上芯片與芯片之間的切割道區域進行等離子刻蝕形成溝槽，使得焊墊的部分或全部暴露于晶圓背面；

5)利用等離子體化學氣相沉積方法在形成溝槽后的整片晶圓背面沉積形成第一絕緣層；

6)在整片晶圓背面涂覆光刻膠，再利用光刻技術將形成的光刻膠層圖案化，進行等離子體刻蝕，將位于溝槽底部的第一絕緣層去除，再將光刻膠層去除；

7)通過濺射技術在第一絕緣層的背面沉積金屬，再通過光刻技術形成僅與第一列焊墊電連通的第一引線層；

8)利用等離子體化學氣相沉積方法在第一引線層的背面沉積第二絕緣層，并在第二絕緣層的相應位置處設置若干開孔暴露第一引線層的部分表面；

9)在溝槽處進行機械切割，并將第二列焊墊的部分切除；

10)利用濺射技術在第二絕緣層的背面沉積金屬形成與第二列焊墊電連通的第二引線層，再通過光刻技術將第一引線層和第二引線層進行電隔離；

11)采用旋涂法或噴涂法在第二引線層的背面和第一引線層暴露的表面上共同沉積保護層，并在保護層上露出開口便于后續形成焊接凸起；