[發明專利]一種六面包覆型芯片尺寸的封裝結構及其封裝方法

在審

• 申請號: 201911291000.0
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110808230A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 金豆;徐虹;徐霞;陳棟;張黎;賴志明;張國棟;陳錦輝
• 申請（專利權）人: 江陰長電先進封裝有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L21/56
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 趙華

1.一種包覆型芯片尺寸的封裝結構，其包括硅基本體（111）和芯片電極（113），且芯片電極（113）嵌入硅基本體（111）表面，露出芯片電極正面，在所述硅基本體（111）表面設置鈍化層（210），且在芯片電極處設置有鈍化層開口（213），所述鈍化層開口（213）尺寸小于芯片電極（113）尺寸，且露出芯片電極（113）的正面，

其特征在于，所述鈍化層上覆蓋介電層Ⅰ（310），且與鈍化層開口（213）處設置介電層開口Ⅰ（311），所述介電層開口Ⅰ（311）的尺寸小于鈍化層開口（213）的尺寸，所述介電層Ⅰ（310）的覆蓋面積小于鈍化層（210的面積并露出鈍化層（210）的邊緣，在所述介電層Ⅰ（310）上覆蓋金屬種子層Ⅰ（410），再在所述金屬種子層Ⅰ（410）上覆蓋再布線金屬層（510）；

在所述再布線金屬層（510）上覆蓋介電層Ⅱ（320），且在所需位置處相應設置介電層開口Ⅱ（321），所述介電層Ⅱ（320）的側面與介電層Ⅰ（310）的側面齊平，在所述介電層Ⅱ開口（321）處依次設置金屬種子層Ⅱ（420）和金屬凸塊（520），所述金屬凸塊（520）上設置焊球（600）；

還包括包覆層Ⅰ（123）和包覆層Ⅱ（132），所述包覆層Ⅰ（123）設置于硅基本體（111）的四周和背面，其上表面向上延展與介電層Ⅱ（320）的上表面齊平，所述包覆層Ⅱ（132）覆蓋介電層Ⅱ（320）和包覆層Ⅰ（123）的上表面，其上表面與金屬凸塊（520）的上表面齊平。

2.根據權利要求1所述的封裝結構，其特征在于，所述包覆層Ⅰ（123）與包覆層Ⅱ（132）是一體結構，將硅基本體（111）的六個面包覆其中。

3.一種包覆型芯片尺寸的封裝結構的封裝方法，包括如下步驟：

步驟一，提供一內含集成電路的晶圓（100），其上分布已完成電路制造的芯片，芯片上覆蓋鈍化層（210），且在芯片電極（113）處開設鈍化層開口（213）并露出芯片電極（113），鈍化層開口（213）的尺寸小于芯片電極（213）的尺寸；

步驟二，利用光刻工藝在晶圓表面設置介電層Ⅰ（310），并開設介電層Ⅰ開口Ⅰ（311）和介電層Ⅰ開口Ⅱ（312），其中，所述介電層Ⅰ開口Ⅰ（311）露出芯片電極（113）的正面，且介電層Ⅰ開口Ⅰ（311）的尺寸小于芯片電極（113）的尺寸，介電層Ⅰ開口Ⅱ（321）沿劃片道設置，并露出鈍化層（210）的上表面；

步驟三，利用物理氣相沉積的方法在晶圓表面沉積金屬種子層Ⅰ（410），再利用光刻和電鍍工藝，設置再布線金屬層（510）；

步驟四，再次利用光刻工藝，在圓片表面設置介電層Ⅱ（320），并開設介電層Ⅱ開口Ⅰ（321）和介電層Ⅱ開口Ⅱ（322），所述介電層Ⅱ開口Ⅰ（321）露出再布線金屬層（510）輸出端，其位置根據設計而定，所述介電層Ⅱ開口Ⅱ（322）再次沿劃片道設置，并與介電層Ⅰ開口Ⅱ（312）重合露出鈍化層的上表面；

步驟五，通過物理拋磨的方法將晶圓（100）背面進行工藝減薄，其減薄厚度根據產品實際情況確定；

步驟六，并將減薄的晶圓通過劃片工藝，按照劃片道切成單顆，形成復數顆芯片單體；

步驟七，取一硅基支撐載體（900），并在硅基支撐載體（900）表面粘貼剝離膜（700），將步驟六得到的芯片單體按照一定的排列順序倒裝至硅基支撐載體（900）上，芯片通過剝離膜（700）與硅基支撐載體（900）臨時鍵合，此時芯片單體上表面黏附于剝離膜（700）上，背面向上；

步驟八，在真空環境下，在硅基支撐載體（900）通過注塑包封料或者貼包封膜的方式形成包覆層Ⅰ（123），所述包覆層Ⅰ（123）完全包覆芯片單體，形成包覆層保護的包封體，并將硅基支撐板（800）鍵合至包覆層Ⅰ（123）的背面；

步驟九，將硅基支撐載體（900）去除，同時去除剝離膜（700），露出芯片單體上表面的再布線金屬層（510）、介電層Ⅱ（320）和介電層Ⅱ開口Ⅰ（321），并對芯片單體的上表面進行清洗，去除殘留物；

步驟十，再次利用物理氣相沉積的方法在晶圓表面沉積金屬種子層Ⅱ（420），利用光刻和電鍍工藝在金屬種子層Ⅱ（420）上設置金屬凸塊，并腐蝕去掉無效的金屬種子層Ⅱ（420），形成金屬凸塊（520）；

步驟十一，在真空環境下，通過注塑包封料或者貼包封膜的方式形成正面的包覆層Ⅱ（132），對重構晶圓正面進行包覆，包覆層Ⅱ（132）完全包覆芯片表面及金屬凸塊（520）；

步驟十二，通過物理拋磨的方法將重構晶圓正面進行減薄，此時減薄部分為正面的包覆層Ⅰ（123）和金屬凸塊（520），通過拋磨、腐蝕的方法將包覆層Ⅰ（123）減薄至產品要求的高度；

步驟十三，在金屬凸塊（520）處設置焊球（600）；

步驟十四，通過物理拋磨的方法將晶圓背面進行減薄工藝，去除硅基支撐板（800），減薄背面的包覆層Ⅰ（123）；

步驟十五，將上述通過圓片級工藝完成的包覆型芯片尺寸的封裝結構進行切割，形成側壁和上下表面由包覆層包覆的封裝單體，封裝單體中的芯片數量包括但不限于一顆。