[發(fā)明專利]晶圓級封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110364933.5
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN103117232A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曉燕;段志偉;陳慧
• 申請（專利權(quán)）人: 美新半導(dǎo)體（無錫）有限公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L23/31
• 代理公司: 無錫互維知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32236
• 代理人: 王愛偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)，尤其涉及一種晶圓級封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體芯片的功能日益強大，致使半導(dǎo)體芯片信號的傳輸量不斷增加，對芯片單元的高密度輸入輸出端口的要求越來越高。另一方面，信息科技的發(fā)展日漸趨向于輕薄短小的形式，既要求縮小芯片封裝尺寸，又要求保證芯片單元的高可靠性和穩(wěn)定性。

不管是BGA(Ball?Grid?Array的簡稱，球柵陣列)封裝還是QFN(Quad?Flat?Non-leaded的簡稱，方形扁平無引腳)封裝得到的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組件，傳統(tǒng)的芯片級封裝已漸漸不能滿足市場要求。以傳統(tǒng)的BGA封裝為例，其基本工藝步驟依次包括背面打磨、晶圓切割、芯片黏貼、金線鍵合、注塑、小球黏貼以及單一化切割；其存在以下兩個缺陷，首先是采用金絲鍵合的結(jié)構(gòu)已經(jīng)越來越不能滿足高密度輸入輸出端口的產(chǎn)品要求，其次是它的晶圓切割是先將各芯片單元分離，再以一個接一個的方式將芯片單元定位并黏著在基板之上，也就是說，在晶圓切割之后的所有工序都需要重復(fù)與芯片單元個數(shù)同樣多的次數(shù)，這必然導(dǎo)致高成本和低產(chǎn)能。

近年來，針對上述問題，業(yè)內(nèi)衍生出一種新的封裝方法，具體來說，先對晶圓進(jìn)行凸塊工藝處理，然后在晶圓切割之后，通過引申使芯片單元之間形成一定距離的寬度，再通過晶圓級注塑(但不限于此種方法包覆)、單一化切割等步驟最終完成產(chǎn)品的封裝。公開日為2009年3月18日，公開號為CN101388367A的中國發(fā)明專利申請公布說明書揭示了這樣一種晶圓級封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)。盡管該封裝方法解決了輸入輸出端口不足的問題，也省去了晶圓切割之后的所有芯片級工序，但是它又存在以下兩個缺陷，其一是產(chǎn)品的厚度較傳統(tǒng)的封裝無大的改觀，其二是引申后做注塑只適合封裝尺寸比較大，且對芯片偏移無精確要求的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有封裝產(chǎn)品存在著的輸入輸出端口密度低、可靠性差、產(chǎn)能低、以及封裝體積大等缺陷。本發(fā)明旨在提供一種晶圓級封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)，其通過晶圓凸塊工藝、晶圓級部分開槽和晶圓級包覆材料填充，實現(xiàn)產(chǎn)品的高密度輸入輸出端口、高可靠性，輕薄短小、高產(chǎn)能以及低成本的要求。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案是：一種晶圓級封裝方法，其包括以下步驟：

提供包含芯片單元的晶圓；

在晶圓正面進(jìn)行第一次凸塊工藝處理；

在晶圓正面的相鄰芯片單元的相鄰?fù)箟K之間進(jìn)行兩次開槽，第一槽的寬度大于第二槽的寬度，第一槽的深度小于第二槽的深度，且小于芯片單元的厚度，并且第二槽的中心與第一槽的中心在同一條垂直于晶圓表面的直線上；

往第一槽和第二槽內(nèi)填充包覆材料；

對晶圓背面進(jìn)行包覆，包覆材料的高度高于晶圓背表面；和

單一化切割，以第一槽和第二槽的中心為切割中心進(jìn)行切割。

進(jìn)一步的，在不同實施方式中，所述晶圓級封裝方法在第一次凸塊工藝處理之后，晶圓正面開槽之前，還進(jìn)一步包括對晶圓正面進(jìn)行二次鈍化處理。

進(jìn)一步的，在不同實施方式中，其中往第一槽和第二槽內(nèi)填充包覆材料的步驟中，填充后，第一槽和第二槽內(nèi)包覆材料的表面與芯片單元表面平齊。

進(jìn)一步的，在不同實施方式中，其中往第一槽和第二槽內(nèi)填充包覆材料的步驟中，填充后，第一槽和第二槽內(nèi)包覆材料的表面高于凸塊表面。

進(jìn)一步的，在不同實施方式中，其中往第一槽和第二槽內(nèi)填充包覆材料的步驟之后，還進(jìn)一步包括打磨晶圓正面，使凸塊露出；并且在對晶圓背面進(jìn)行包覆的步驟之后，還進(jìn)一步包括在晶圓正面進(jìn)行第二次凸塊工藝處理。

進(jìn)一步的，在不同實施方式中，所述晶圓級封裝方法在包覆晶圓背面之前，還進(jìn)一步包括打磨晶圓背面。

進(jìn)一步的，在不同實施方式中，所述打磨晶圓背面的步驟中，打磨厚度為露出包覆材料為限。

進(jìn)一步的，在不同實施方式中，所述打磨晶圓背面的步驟之前，還包括在晶圓正面貼膜。

進(jìn)一步的，在不同實施方式中，所述晶圓正面開槽的步驟中，第一槽和第二槽可以通過臺階式切割一次性完成。

進(jìn)一步的，在不同實施方式中，所述往第一槽和第二槽內(nèi)填充包覆材料的步驟中，填充方式可以是光刻膠填充、注塑、涂布、或絲網(wǎng)印刷。

進(jìn)一步的，在不同實施方式中，所述往第一槽和第二槽內(nèi)填充包覆材料的步驟中，以及包覆晶圓背面的步驟中，包覆材料為黏性彈性材料，可以選擇熱環(huán)氧樹脂、阻焊劑、光刻膠、高分子固體材料、硅橡膠、彈性PU、多孔PU、炳烯酸橡膠、藍(lán)膠或UV膠中的一種或幾種。