[發明專利]一種圓片級芯片扇出封裝方法及其封裝結構

有效

• 申請號: 201410288940.5
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104037133B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 郭洪巖;張黎;陳錦輝;賴志明
• 申請（專利權）人: 江陰長電先進封裝有限公司
• 主分類號: H01L21/98
• 分類號: H01L21/98;H01L23/31
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 彭英

技術領域

本發明涉及一種圓片級芯片扇出封裝方法及其封裝結構，屬于半導體封裝技術領域。?

背景技術

圓片級芯片尺寸封裝是在整個晶圓上進行再布線和焊錫球凸點制備，最后再切割為單顆芯片的一種制作方式。該種封裝的最終封裝尺寸與芯片尺寸相當，可以實現封裝的小型化和輕量化，在便攜式設備中有著廣泛的應用。隨著半導體硅工藝的發展，芯片的關鍵尺寸越來越小，為了降低成本，在進行芯片制作時傾向于選擇較先進的集成度更高的芯片制作工藝，這就使得芯片的尺寸越來越小，芯片表面的I/O密度也越來越高。但是，與此同時印刷電路板的制造工藝和表面貼裝技術并沒有很大的提升。對于這種I/O密度比較高的芯片，如若進行圓片級封裝，為了確保待封裝芯片與印刷線路板能夠形成互連必須將高密度的I/O扇出為低密度的封裝引腳，亦即進行圓片級芯片扇出封裝。?

目前，在圓片級芯片扇出封裝中最主要的是由英飛凌公司開發的eWLP封裝，此封裝技術主要包含下述工藝過程：首先將芯片2正面通過膠帶粘接在襯底晶圓上，進行晶圓級塑封，將襯底晶圓剝離，然后在芯片2正面進行再布線，形成再布線層3，并植焊錫球5，最后將封裝體切成單顆。這種封裝技術由于采用膠帶進行粘接，在塑封的高溫過程中其粘合力較難保證，這就導致芯片2在塑封過程中在塑封料模流的沖擊下會產生位移，從而影響后續再布線工藝，因而封裝工藝難管控且良率不高。另外，芯片2直接嵌入到塑封體1中，由于芯片2與塑封體1熱膨脹系數不同，在封裝過程中，溫度的變化勢必會產生應力，使圓片易出現較大的翹曲度，從而影響封裝產品的可靠性以及到后續封裝工藝，而在使用過程中，由于應力的存在，也易出現芯片2在塑封體1中脫落的失效，影響封裝產品在使用過程中的可靠性。?

發明內容

承上所述，本發明的目的在于克服上述圓片級芯片扇出封裝方法的不足，提供一種圓片級芯片扇出封裝方法及其封裝結構，以避免待封裝芯片在塑封工藝中的偏移問題，并降低封裝工藝過程中圓片的翹曲問題，從而降低工藝難度，提升封裝產品在使用過程中的可靠性。?

本發明的目的是這樣實現的：?

本發明一種圓片級芯片扇出封裝方法，該方法包括：

取一硅晶圓，在所述硅晶圓上刻蝕若干個陣列排布的淺硅腔體；

在所述硅晶圓的上表面及淺硅腔體的表面設置介電層，再在所述介電層的表面選擇性地設置再布線層Ⅰ；

在所述硅晶圓的上表面的再布線層Ⅰ上制備若干個金屬凸塊，所述金屬凸塊與再布線層Ⅰ固連；

將制備有芯片表面金屬凸點的若干個待封裝芯片倒裝至所述淺硅腔體的底部，并與所述再布線層Ⅰ形成電氣連接；

對制備有金屬凸塊和完成待封裝芯片倒裝的硅晶圓進行塑封，形成塑封體；

將所述塑封體的頂部進行研磨拋光，形成研磨面并露出金屬凸塊的上表面；

在塑封體的研磨面選擇性地制備再布線層Ⅱ，所述再布線層Ⅱ與上述金屬凸塊的上表面固連；

在再布線層Ⅱ的表面設置鈍化層，并形成若干個鈍化層開口，所述鈍化層開口內設置焊錫球；

?將硅晶圓的下表面進行研磨減薄；

?將上述完成封裝的硅晶圓切割成單顆封裝體。

本發明所述淺硅腔體的刻蝕深度為100微米到200微米。?

本發明對制備有金屬凸塊和完成待封裝芯片倒裝的硅晶圓進行塑封前還包括步驟：用底填料對待封裝芯片與淺硅腔體之間的空間進行填充。?

本發明將所述塑封體的頂部進行研磨拋光，形成研磨面并露出金屬凸塊的上表面還包括步驟：通過激光燒蝕或刻蝕方法在金屬凸塊的上方開設塑封開口，露出金屬凸塊的上表面。?

本發明所述金屬凸塊和芯片表面金屬凸點的材質為銅。?

本發明所述金屬凸塊呈陣列排布。?

本發明所述金屬凸塊的上表面高于待封裝芯片的背面，其邊界尺寸大于80微米。?

本發明所述金屬凸塊的高度為50到100微米。?

本發明所述芯片表面金屬凸點的高度為15微米到35微米，其邊界尺寸大于60微米。?

本發明所述芯片表面金屬凸點呈陣列排布。?

本發明形成的封裝結構背面有硅基體做支撐，并且刻蝕了淺硅腔體用于承載待封裝芯片，淺硅腔體與金屬凸塊、芯片表面金屬凸點的有機結合，有效地壓縮了待封裝芯片的占用空間，使塑封形成的塑封體比較薄，有利于減小待封裝芯片與塑封體熱膨脹系數不同的影響。?

本發明有益效果是：?