[發明專利]高電性能的芯片封裝結構及制作方法

有效

• 申請號: 201810112737.0
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108417591B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 馬書英;王姣;鄭鳳霞
• 申請（專利權）人: 華天科技（昆山）電子有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 昆山中際國創知識產權代理有限公司 32311
• 代理人: 段新穎

1.一種高電性能的芯片封裝結構，包括芯片，所述芯片正面包含功能區和位于所述功能區周邊的若干焊墊，所述芯片正面設有介質層，所述焊墊位于所述介質層內，其特征在于，所述焊墊與所述芯片的襯底之間間隔部分介質層，所述芯片的襯底背面形成有向所述焊墊延伸的第一開口，且所述第一開口底部暴露出所述焊墊背面上部分所述介質層，暴露出的所述介質層中心部分被挖空或全部被挖空，形成暴露出所述焊墊背面的第二開口；暴露出的所述介質層中心部分被挖空時，所述芯片的襯底背面及所述第一開口的側壁上鋪設有兩層絕緣層，里層的絕緣層為通過沉積的方法形成的材料為二氧化硅或氮化硅的無機氧化層，外層的絕緣層為通過光刻或干法刻蝕方式形成的材料為可光刻的正性或負性絕緣膠的鈍化光阻，且兩層所述絕緣層均延伸覆蓋在所述第二開口邊緣的介質層上，外層的所述絕緣層上鋪設有金屬布線層，所述金屬布線層電性連接暴露出的所述焊墊的背面并將所述焊墊的電性引出至所述芯片的背面；暴露出的所述介質層全部被挖空時，所述芯片的襯底背面及所述第一開口的側壁上鋪設有兩層絕緣層，里層的絕緣層為通過沉積的方法形成的材料為二氧化硅或氮化硅的無機氧化層，外層的絕緣層為通過光刻或干法刻蝕方式形成的材料為可光刻的正性或負性絕緣膠的鈍化光阻，且兩層所述絕緣層均延伸覆蓋在暴露出的焊墊的背面的邊緣上，外層的所述絕緣層上鋪設有金屬布線層，所述金屬布線層電性連接暴露出的焊墊的背面的中心并將所述焊墊的電性引出至所述芯片的背面；

所述芯片為影像傳感芯片，所述影像傳感芯片正面粘合一保護蓋結構，所述保護蓋結構包括透光蓋板和設于所述影像傳感芯片正面和所述透光蓋板之間的支撐圍堰層，所述支撐圍堰層覆蓋住所述焊墊的正面；所述芯片的側面形成有第三開口，所述第三開口底部暴露出所述透光蓋板的邊緣，所述第三開口與所述第一開口之間間隔一由部分芯片襯底組成的凸臺，兩層所述絕緣層中至少有一層絕緣層經所述凸臺延伸至所述透光蓋板上；

另外，所述高電性能的芯片封裝結構的制作方法為：包括以下步驟：A.提供一具有若干芯片的晶圓，所述晶圓的各芯片正面包含功能區和位于所述功能區周邊的若干焊墊，所述芯片正面設有介質層，所述焊墊位于所述介質層內，所述焊墊與所述芯片的襯底之間間隔部分介質層，采用晶圓級TSV技術，在晶圓的各芯片的襯底背面開出向所述焊墊延伸的第一開口，且所述第一開口底部暴露出所述焊墊背面上部分所述介質層；

B.將暴露出的所述介質層中心部分挖空或全部挖空，形成暴露出所述焊墊背面的第二開口；

C.暴露出的所述介質層中心部分被挖空時，在所述芯片的襯底背面及所述第一開口的側壁上依次鋪設兩層絕緣層，里層的絕緣層為通過氣相沉積的方法形成的材料為二氧化硅或氮化硅的無機氧化層，外層的絕緣層為可光刻的鈍化光阻，是通過噴涂方法形成的，且兩層所述絕緣層均延伸覆蓋在所述第二開口邊緣的介質層上；

暴露出的所述介質層全部被挖空時，在所述芯片的襯底背面及所述第一開口的側壁上依次鋪設兩層絕緣層，里層的絕緣層為通過氣相沉積的方法形成的材料為二氧化硅或氮化硅的無機氧化層，外層的絕緣層為可光刻的鈍化光阻，是通過噴涂方法形成的，且外層的所述絕緣層延伸覆蓋在暴露出的焊墊的背面的邊緣上；

D.對于暴露出的所述介質層中心部分被挖空的情況，在外層的所述絕緣層上鋪設金屬布線層，使所述金屬布線層電性連接暴露出的所述焊墊的背面并將所述焊墊的電性引出至所述芯片的背面；對于暴露出的所述介質層全部被挖空時，在外層的所述絕緣層上鋪設金屬布線層，使所述金屬布線層電性連接暴露出的焊墊的背面的中心并將所述焊墊的電性引出至所述芯片的背面；

E.在金屬布線層預設位置制作焊料凸點后，將晶圓切割成單顆芯片，形成高電性能的芯片封裝結構。

2.根據權利要求1所述的高電性能的芯片封裝結構，其特征在于，所述介質層的材質為二氧化硅或氮化硅。

3.根據權利要求1所述的高電性能的芯片封裝結構，其特征在于，在形成第一開口的同時，在各芯片的切割道附近形成第三開口，所述第三開口底部暴露出相鄰芯片對應的介質層，在將晶圓切割成單顆芯片時，在距離第三開口兩側邊一定距離處先通過激光開兩個將介質層切斷的小槽，然后再切割透光蓋板，將晶圓分立成單顆芯片。