CN106449443B - 一种具有鳍形结构的晶圆封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有鳍形结构的晶圆封装方法，包括：（1）提供半导体衬底，具有相对的上表面和下表面，所述上表面具有多个焊盘；（2）形成覆盖所述上表面的阻焊层，所述阻焊层漏出所述多个焊盘，并且漏出上表面的边缘位置；（3）在所述多个焊盘上形成多个焊球；（4）刻蚀所述衬底的侧面形成鳍形结构；（5）在所述上表面的未被阻焊层覆盖的边缘位置上以及鳍形结构上形成金属导热层；（6）形成覆盖所述下表面的散热层。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体封装件，尤指一种具有鳍形结构的晶圆封装结构方法。
背景技术
利用封装技术将电子元件的体积减至最小并提高产品的集成度 (Integration)，是制造电子产品的趋势。同时，基于现今电子产品的功能需求，在产品内的有限空间必须设置最多的电子元件，因此使电子产品内供设置电子元件的位置的大小相当于电子元件的尺寸。因此， 电子元件之外观公差大小亦成为需要控管的项目。
以目前35mm×35mm尺寸的半导体封装件为例，该半导体封装件的平面单边公差不得大于0.2mm，亦即，该半导体封装的外距介于 37.98mm至35.02mm之间；而若为更小的半导体封装件，甚至会到正负0.1mm左右。所以，如果要用人力检查半导体封装件的基板的边缘位置实在困难，所以现在普遍导入自动检查机进行检查。
然而，在应用自动检查机进行前述半导体封装件时，会发生误判的情况，而其原因在于一般托盘多为黑色或深色，而半导体封装件表面的拒焊层也是深色，使得影像传感器常无法分辨出半导体封装件的基板的边缘界限，因此导致误判。
同时，由于静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)会产生烧毁、 劣化半导体金属层或发生潜在性失效等，所以，就电子元件而言必须相当注重静电防护功能。
最后，由于集成度的不断提升，高密度器件的晶圆衬底上将产生大量的热，当热量过大，温度过高，就会导致器件的失效，因而，封装的散热性能也是必须考虑的问题。
发明内容
基于解决上述封装中的问题，本发明提供了一种具有鳍形结构的晶圆封装方法，包括：
（1）提供半导体衬底，具有相对的上表面和下表面，所述上表面具有多个焊盘；
（2）形成覆盖所述上表面的阻焊层，所述阻焊层漏出所述多个焊盘，并且漏出上表面的边缘位置；
（3）在所述多个焊盘上形成多个焊球；
（4）刻蚀所述衬底的侧面形成鳍形结构；
（5）在所述上表面的未被阻焊层覆盖的边缘位置上以及鳍形结构上形成金属导热层；
（6）形成覆盖所述下表面的散热层。
根据本发明的实施例，形成所述阻焊层具体包括：先覆盖整个上表面，然后进行次光刻，以漏出所述多个焊盘和所述边缘位置。
根据本发明的实施例，形成所述鳍形结构具体包括：使用刻蚀液选择性地刻蚀出多个均匀分布的凹口，并进行细打磨。
根据本发明的实施例，形成所述金属导热层具体包括：通过电镀或蒸镀的方式形成一厚度为50-200微米的金属层。
根据本发明的实施例，所述阻焊层厚度为100-200微米。
根据本发明的实施例，所述金属导热层的宽度大于所述鳍形结构的宽度。
根据本发明的实施例，所述金属导热层的材料选自Cu和Ni中的至少一种。
根据本发明的实施例，所述鳍形结构为方形或锥形齿轮状结构。
根据本发明的实施例，所述散热层的材料为金属。
根据本发明的实施例，所述散热层为散热鳍片结构。
本发明的技术方案，利用上表面周边的金属导热层进行第一步散热，然后通过鳍形结构和鳍形金属层进行第二步散热，鳍形结构和鳍形金属层将一部分热量传导至下表面的散热层上进行第三步散热，散热层面积大，散热效率高，且不易对上表面的器件造成影响，极大的提高了散热效率，保证了封装的可靠性；并且周边的金属导热层和鳍形金属层具有电磁屏蔽作用，保证其他电子部件对封装件的干扰；边缘的金属导热层与阻焊层颜色不同，可以轻易的分辨出边缘位置；最后，所述阻焊层高于所述金属导热层，可以防止金属导热层与焊球间的相互影响（短路等）。
附图说明
图1为本发明晶圆封装结构的剖面图；
图2为本发明晶圆封装结构的俯视图；
图3为本发明晶圆封装结构的制造流程图。
具体实施方式
参见图1，本发明的具有鳍形结构的晶圆封装，包括：半导体衬底10，具有相对的上表面和下表面；位于所述上表面的多个焊盘11；位于所述多个焊盘11上的多个焊球13；覆盖所述上表面的阻焊层12，所述阻焊层12漏出所述多个焊球13并且为覆盖所述上表面的边缘位置；在衬底10的侧面上具有锯齿或齿轮状鳍形结构，参见图2，所述鳍形结构包括凸出部17和凹入部16；环绕所述阻焊层12的金属导热层14，所述金属导热层14仅位于所述上表面的边缘位置，在所述鳍形结构的表面上覆盖有与所述金属导热层14相同材料的鳍形金属层；位于所述下表面的散热层15；鳍形金属层连接所述金属导热层14和所述散热层15；在本实施例中，所述金属导热层14的厚度小于所述阻焊层12的厚度，这样可以更加突出焊球的高度，在外连接其他电子部件或基板时，可以避免金属导热层14与焊球的短路或者与其他电子部件或基板的短路。
优选的，参见图1和图2，所述金属导热层14紧贴于所述阻焊层12的边缘，所述金属导热层14环绕所述焊球阵列。所述金属导热层14的宽度大于所述鳍形结构的宽度，以使得所述金属导热层完全覆盖住鳍形结构以保证散热。所述鳍形结构可以是例如图2所示的方形锯齿状结构，也可以是其他的鳍形结构，例如三角状或锥状。所述阻焊层厚度为100-200微米，所述金属导热层14的厚度为50-200微米。
此外，根据本发明的实施例，所述金属导热层14和所述鳍形金属层的材料选自Cu和Ni中的至少一种。所述散热层15的材料为金属或散热键合片等。所述散热层也可以为散热鳍片结构（未示出）。
其具体的制造方法参见图3的流程示意图，包括：
（1）提供半导体衬底10，具有相对的上表面和下表面，所述上表面具有多个焊盘11；
（2）形成覆盖所述上表面的阻焊层12，所述阻焊层漏出所述多个焊盘11，并且漏出上表面的边缘位置；形成所述阻焊层12具体包括：先沉积阻焊剂材料覆盖整个上表面，然后进行光刻，以漏出所述多个焊盘11和所述边缘位置。
（3）在所述多个焊盘11上形成多个焊球13；
（4）在衬底10的侧表面利用湿法刻蚀形成多个规则排列的凹口（凹入部分）16，该湿法刻蚀可以采用酸性或碱性溶液进行；该凹口16与凸出部17构成鳍形结构；
（5）在所述上表面的未被阻焊层12覆盖的边缘位置上以及鳍形结构上覆盖一金属导热层14；
（6）形成覆盖所述下表面的散热层15，该散热层可以通过镀敷或溅射的方式形成。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种具有鳍形结构的晶圆封装方法，包括：
（1）提供半导体衬底，具有相对的上表面和下表面，所述上表面具有多个焊盘；
（2）形成覆盖所述上表面的阻焊层，所述阻焊层露出所述多个焊盘，并且露出上表面的边缘位置；
（3）在所述多个焊盘上形成多个焊球；
（4）刻蚀所述衬底的侧面形成鳍形结构；
（5）在所述上表面的未被阻焊层覆盖的边缘位置上以及鳍形结构上形成金属导热层；
（6）形成覆盖所述下表面的散热层。
2.根据权利要求1所述的具有鳍形结构的晶圆封装方法，其特征在于，形成所述阻焊层具体包括：先覆盖整个上表面，然后进行光刻，以露出所述多个焊盘和所述边缘位置。
3.根据权利要求1所述的具有鳍形结构的晶圆封装方法，形成所述鳍形结构具体包括：使用刻蚀液选择性地刻蚀出多个均匀分布的凹口，并进行细打磨。
4.根据权利要求1所述的具有鳍形结构的晶圆封装方法，其特征在于，形成所述金属导热层具体包括：通过电镀或蒸镀的方式形成一厚度为50-200微米的金属层。
5.根据权利要求4所述的具有鳍形结构的晶圆封装方法，其特征在于，所述阻焊层厚度为100-200微米。
6.根据权利要求1所述的具有鳍形结构的晶圆封装方法，其特征在于，所述金属导热层的材料选自Cu和Ni中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的具有鳍形结构的晶圆封装方法，其特征在于，所述鳍形结构为方形或锥形齿轮状结构。
8.根据权利要求1所述的具有鳍形结构的晶圆封装方法，其特征在于，所述散热层的材料为金属。
9.根据权利要求1所述的具有鳍形结构的晶圆封装方法，其特征在于，所述散热层为散热鳍片结构。
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