[發明專利]帶有厚底部基座的晶圓級封裝器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201310173515.7
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103681535B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 薛彥迅
• 申請（專利權）人: 萬國半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L21/56
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術領域

本發明一般涉及一種半導體器件的封裝體及其制備方法，更確切的說，本發明涉及在一種晶圓級封裝器件中，將芯片進行整體封裝而使其無裸露在塑封體之外的部分，并在芯片的底部設有一較厚的金屬底部基座。

背景技術

在晶圓級封裝WLCSP中，先行在整片晶圓上進行封裝和測試，然后才將其切割成單顆的IC封裝體，所獲得的封裝體的體積即幾乎等同于裸芯片的原尺寸，從而使該封裝體具備良好的散熱及電氣性能。

在這種封裝方式中，無論是基于降低襯底電阻還是縮小芯片尺寸的目地，芯片最終都要被減薄至一定的厚度。而芯片愈薄愈容易碎裂，這就要求極力避免對芯片造成任何形態的損傷。公開號為US2009/0032871的美國專利揭露了一種晶圓級封裝的方法，其中芯片完成塑封并被從晶圓上分割下來之后，芯片正面的一部分電極通過位于芯片側面的導電結構與芯片背面的電極進行連接，然而芯片背面的電極仍然是裸露在塑封料之外，其不良影響是導致芯片抗濕能力差及塑封體無法提供全方位的機械保護。專利號為6107164的美國專利同樣也公開了一種晶圓級封裝的方法，通過先在晶圓的正面進行切割并進行塑封，再從晶圓的背面減薄晶圓，之后將芯片從晶圓上分割下來，所獲得的完成塑封的芯片的背面仍然還是裸露在塑封料之外。類似的，還有專利號分別為US6420244和6852607的美國專利案，這些申請均沒有很好解決如何在減薄晶圓的同時還能將芯片進行完全密封保護的問題，并且其散熱效果也不佳。

發明內容

本發明提供一種帶有底部基座的晶圓級封裝器件，包括：一芯片及設置在芯片正面的各焊墊上的金屬互連結構；一覆蓋在芯片背面的底部金屬層；一通過導電粘合層焊接在底部金屬層上的底部基座；一覆蓋在芯片正面的并包覆在各金屬互連結構側壁周圍的頂部塑封層；以及包覆在頂部塑封層、芯片、底部金屬層、導電粘合層和底部基座各自周邊外側的一橫截面呈環形框狀的塑封體。

上述的帶有底部基座的晶圓級封裝器件，所述焊墊包括第一類、第二類焊墊；并且在所述芯片內設置有對準第二類焊墊并貫穿芯片厚度的通孔，所述底部金屬層通過填充在通孔內的導電材料而電性連接到所述第二類焊墊上。

在一些實施方式中，上述的帶有底部基座的晶圓級封裝器件，所述金屬互連結構的頂端與頂部塑封層的上表面處于同一平面。

上述的帶有底部基座的晶圓級封裝器件，還包括設置在頂部塑封層上的被分割成多個獨立區域的圖案化金屬層；并且其每個獨立區域均具有與一個或多個焊墊交疊的部分，以保障每個焊墊能通過金屬互連結構而電性連接到一個相應的獨立區域上。

上述的帶有底部基座的晶圓級封裝器件，部分獨立區域帶有從頂部塑封層的上表面沿水平方向延伸至塑封體的外側壁處的引腳。

上述的帶有底部基座的晶圓級封裝器件，所述底部基座的平面面積小于芯片的橫截面面積；以及所述塑封體還包含有環繞在底部基座周邊外側的增大了厚度的部分。

本發明提供一種帶有底部基座的晶圓級封裝器件，包括：一芯片及設置在芯片正面的各焊墊上的金屬互連結構；一覆蓋在芯片背面的底部金屬層；一通過導電粘合層焊接在底部金屬層上的底部基座；一覆蓋在芯片正面的并包覆在各金屬互連結構側壁周圍的頂部塑封層；以及包覆在芯片、底部金屬層、導電粘合層和底部基座各自周邊外側的一橫截面呈環形框狀的塑封體。

上述的帶有底部基座的晶圓級封裝器件，所述塑封體包括包覆在一部分厚度的芯片、底部金屬層、導電粘合層、底部基座的各自周邊外側的第一塑封體；及包括包覆在另一部分厚度的芯片的周邊外側的第二塑封體。

上述的帶有底部基座的晶圓級封裝器件，所述焊墊包括第一類、第二類焊墊；并且在所述芯片內設置有對準第二類焊墊并貫穿芯片厚度的通孔，所述底部金屬層通過填充在通孔內的導電材料而電性連接到所述第二類焊墊上。

上述的帶有底部基座的晶圓級封裝器件，所述金屬互連結構的頂端凸出于頂部塑封層的上表面。

上述的帶有底部基座的晶圓級封裝器件，所述底部基座的平面面積小于芯片的橫截面面積；并且所述第一塑封體還包括環繞在所述底部基座周邊外側的增大了厚度的部分。