CN104299949A - 晶圆级芯片封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶圆级芯片封装结构，包括：芯片，芯片的上表面形成有切割道，切割道由芯片的上表面向芯片的下表面延伸；种子层，形成于芯片的上表面，并且使切割道露出；金属凸块，形成于种子层上；焊球，形成于金属凸块上，并且焊球的顶部呈平面；保护胶，至少涂覆于种子层上表面和芯片外周，并且保护胶填充于切割道内，还包裹金属凸块以及焊球的外周，焊球顶部的平面从保护胶中露出。用保护胶包裹、填充晶圆级芯片封装结构，至少能够保证保护胶覆盖的位置在后续的生产制造过程中不会发生崩边等破碎失效的情形，提高了产品的可靠性。

Description

晶圆级芯片封装结构

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种晶圆级芯片封装结构。

背景技术

随着组装厚度的要求，对芯片封装厚度要求尽量薄，当芯片尺寸小到一定范围，例如小于600微米时，后续的表面贴装工艺(SMT)过程就会比较困难。同时，因为硅在切割后比较脆，用吸嘴直接吸取也比较容易产生芯片崩边，缺角等问题。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明提供一种晶圆级芯片封装结构，包括：芯片，所述芯片的上表面形成有切割道，所述切割道由所述芯片的上表面向所述芯片的下表面延伸；种子层，形成于所述芯片的上表面，并且使所述切割道露出；金属凸块，形成于所述种子层上；焊球，形成于所述金属凸块上，并且所述焊球的顶部呈平面；保护胶，至少涂覆于所述种子层上表面和所述芯片外周，并且所述保护胶填充于所述切割道内，还包裹所述金属凸块以及所述焊球的外周，所述焊球顶部的平面从所述保护胶中露出。

本发明至少一个有益效果为：用保护胶包裹、填充晶圆级芯片封装结构，至少能够保证保护胶覆盖的位置在后续的生产制造过程中不会发生崩边等破碎失效的情形，提高了产品的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明晶圆级芯片封装结构及晶圆级芯片的结构示意图；

图2为在本发明晶圆结构上形成切割道的示意图；

图3为本发明涂覆保护胶的示意图；

图4为本发明进行研磨步步骤后的示意图；

图5和图6为本发明对晶圆结构进行分割的示意图。

附图标记：

1-芯片；2-种子层；3-金属凸块；4-焊球；5-切割道；6-保护胶。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明以下各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本发明提供一种晶圆级芯片封装结构，包括芯片1、种子层2、金属凸块3、焊球4和保护胶6，其中，种子层2形成于芯片1的上表面，并且芯片1上具有切割道5，切割道5从芯片1的上表面开始向下表面延伸，但是并未完全贯通芯片1，上述种子层2具有开口的部分使切割道5露出，或者，也可以理解为，切割道5从种子层2开始向芯片1的下表面延伸。总之，切割道5是露出的。在种子层2上还形成有金属凸块3，在金属凸块3上，形成有焊球4，并且该焊球4的顶部呈平面状。上述的保护胶6涂覆在上述的整个结构中，具体来说，该保护胶6至少涂覆于种子层2上表面和所述芯片1外周(此处外周可以指不包括底面的四周)，并且填充于切割道5内，还包裹金属凸块3以及焊球4的外周，不过，焊球4顶部的平面从所护胶中露出。

在一种可选的实施方式中，芯片1的底面也涂覆有保护胶6。上述种子层2可以为为镍材料；上述金属凸块3可以为钛铜合金或钛钨合金。

通过保护胶6的作用，至少能够保证保护胶6覆盖的位置在后续的生产制造过程中不会发生崩边等破碎失效的情形，提高了产品的可靠性。

在一种可选的实施方式中，切割道5竖直延伸到芯片1高度的二分之一处。切割道5的这个深度方便后续分割工序，切割道5越深越容易分割，当然如果切割道5过深，也可能在切割前就断裂，影响了工艺步骤的有序进行。当然，此处延伸到二分之一处为优选的方式，例如延伸至三分之二等其他范围同样可以用于本发明。

可以理解，上述切割道5将芯片1分割成多个部分，每个部分的芯片上都形成有种子层2，而在每个部分上的中种子层2上，至少形成一个金属凸块3，以避免某部分芯片上没有金属凸块3，无法完成后续的植焊球4工序。

在一种可选的实施方式中，上述焊球4的顶部平面与保护胶6齐平，或者低于保护胶6。这样，保护胶6对焊球4能起到保护作用，并且在大量生产时，这种结构不会使焊球4划到其他零部件，也不会由杂质贴于焊球4上，能够避免例如在焊接时，杂质影响产品的性能。可选的，保护胶6为环氧树脂。

在一种可选的实施方式中，沿切割道5将晶圆级芯片封装结构分割成多组。分割的方法至少具有如下两种：

第一种，沿切割道5中心直接切割，直到将晶圆级芯片封装结构切割成多组。

第二种，研磨芯片的小表面，直至切割道5露出，切割填充于切割道内的保护胶6，以将所述晶圆级芯片封装结构分割成多组。显然，研磨底面道切割道露出，意味着晶圆级芯片封装结构各部分之间只依靠保护胶6连接(如图5所示)，切割保护胶6各部分就自动分开。同时，最好是从保护胶6中心位置切割，这样，分割出来各部分的四周还是有保护胶6保护着。

在上述一种实施方式中，如果在芯片底面已经涂覆保护胶6，就可以采用第一种方法直接切割，采用第二种方法时，可以底面不涂保护胶6，因为即使涂了也要被研磨掉，因此可以在采用第二种方法将晶圆级芯片封装结构分割成多组之后，再在各组的底面上涂覆保护胶6。或者等研磨道切割道露出，然后在底面涂覆，最后切割。

为了方便理解，下面介绍具体的制造方法：

歩骤10，在芯片上形成切割道，切割道从形成于芯片上表面的种子层2向芯片延伸(如图2所示)；即，切割道从种子层2开始，向芯片方向延伸(需要理解，这里与上述切割道从芯片上表面向下表面延伸，种子层使切割道露出，所说明的是相同的)。步骤20，如图3所示，在形成有切割道的芯片上涂保护胶6，保护胶6至少涂覆种子层2、包裹芯片的外周、包裹形成于芯片上的焊球4、植焊球4的金属凸块，并且填充切割道；步骤30，研磨形成有保护胶6的芯片1，至少至焊球4从保护胶中露出(参见图4)；步骤40，如图5和6所示沿切割道将晶圆级芯片封装结构分割成多组。

需要理解，步骤30中研磨时，参见图4到图6，会先从保护胶开始进行，研磨至焊球4，为了保证焊球4露出的部分足够多以满足使用要求，可以继续进行研磨以露出更多的焊球4，只是研磨时同需要同时研磨焊球4和保护胶。即使研磨完成，焊球4的四周也是被保护胶包裹的。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (9)

1.一种晶圆级芯片封装结构，其特征在于，包括：

芯片，所述芯片的上表面形成有切割道，所述切割道由所述芯片的上表面向所述芯片的下表面延伸；

种子层，形成于所述芯片的上表面，并且使所述切割道露出；

金属凸块，形成于所述种子层上；

焊球，形成于所述金属凸块上，并且所述焊球的顶部呈平面；

保护胶，至少涂覆于所述种子层上表面和所述芯片外周，并且所述保护胶填充于所述切割道内，还包裹所述金属凸块以及所述焊球的外周，所述焊球顶部的平面从所述保护胶中露出。

2.根据权利要求1所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，

所述切割道将所述芯片分割成多个部分，

在所述芯片的每个部分上形成的所述种子层上，至少形成一个金属凸块。

3.根据权利要求2所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，

所述保护胶还涂覆于所述芯片底面。

4.根据权利要求1所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，

所述焊球的顶部平面与所述保护胶齐平或低于所述保护胶。

5.根据权利要求1-4任一项所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，

所述保护胶为环氧树脂。

6.根据权利要求1-4任一项所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，

所述种子层为镍材料；

所述金属凸块为钛铜合金或钛钨合金。

7.根据权利要求2所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，

沿所述切割道将所述晶圆级芯片封装结构分割成多组。

8.根据权利要求7所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，

研磨所述晶圆级芯片封装结构的底面，直至所述切割道露出，切割填充于所述切割道内的保护胶，以将所述晶圆级芯片封装结构分割成多组。

9.根据权利要求8所述的晶圆级芯片封装结构，其特征在于，

在分割而成的每组所述晶圆级芯片封装结构的底面涂覆保护胶。