半导体芯片的封装方法以及封装结构技术

技术编号:13944847 阅读:50 留言:0更新日期:2016-10-30 01:40
本发明专利技术提供一种半导体芯片的封装方法以及封装结构,所述封装方法包括:提供晶圆,所述晶圆具有位于第一表面侧的功能区以及焊垫;于所述晶圆的第二表面形成通孔,所述通孔底部暴露所述焊垫;于所述通孔的底部以及侧壁形成金属布线层,所述金属布线层延伸至所述晶圆的第二表面,所述金属布线层与所述焊垫电连接;于所述晶圆的第二表面以及所述通孔中形成阻焊层;于所述阻焊层对应通孔的位置形成凹槽,所述凹槽的深度与所述通孔的深度之间的差值为0‑20微米,通过减少阻焊层在通孔中的填充量,有效降低了阻焊层在后续的信赖性测试中产生的作用于金属布线层的应力,避免了金属布线层与焊垫分层脱离的情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
,尤其涉及晶圆级半导体芯片的封装技术。
技术介绍
现今主流的半导体芯片封装技术是晶圆级芯片尺寸封装技术(Wafer Level Chip Size Packaging,WLCSP),是对整片晶圆进行封装并测试后再切割得到单个成品芯片的技术。利用此种封装技术封装后的单个成品芯片尺寸与单个晶粒尺寸差不多,顺应了市场对微电子产品日益轻、小、短、薄化和低价化要求。晶圆级芯片尺寸封装技术是当前封装领域的热点和未来发展的趋势。请参考图1,公开一种晶圆级半导体芯片的封装结构,晶圆1与保护基板2对位压合,支撑单元3位于晶圆1与保护基板2之间使两者之间形成间隙,避免保护基板2与晶圆1直接接触,晶圆1包括多颗网格状排布的半导体芯片10,半导体芯片10包括功能区11以及焊垫12,多个支撑单元3网格状排布于保护基板2上且与半导体芯片10对应,当保护基板2与晶圆1对位压合后,功能区11位于支撑单元3包围形成的密封腔13内,晶圆1具有彼此相对的第一表面以及第二表面,功能区11以及焊垫12位于晶圆的第一表面侧。为了实现焊垫12与其他电路电连接,在晶圆1的第二表面侧设置有朝向第一表面延伸的通孔22,通孔22与焊垫12对应且通孔22的底部暴露出焊垫12,在通孔22的侧壁以及晶圆的第二表面上设置有绝缘层23,绝缘层23上以及通孔22的底部设置有金属布线层24,金属布线层24与焊垫12电连接,在晶圆的第二表面上设置焊球25,焊球25与金属布线层24电连接,通过焊球25电连接其他电路实现在焊垫12与其他电路之间形成电连接。为了便于将封装完成的影像传感芯片切割下来,于晶圆1的第二表面设置有朝向第一表面延伸的切割槽21。在向晶圆1的第二表面设置焊球25之前,需要在晶圆的第二表面上以及通孔中设置阻焊层26,此处阻焊层的材质为感光胶,通过对感光胶进行曝光显影工艺可以在感光胶上形成开口,开口底部暴露金属布线层24,焊球25设置于开口中并与金属布线层24电连接,通常,感光胶几乎填满通孔22以及切割槽21。然而,由于感光胶填满通孔22,在后续的信赖性测试中,通孔22中的感光胶热胀冷缩形成作用于金属布线层24的应力,在此种应力的拉扯下,金属布线层24容易与焊垫12脱离,导致金属布线层24与焊垫12接触不良,成为本领域技术人员噬待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是通过本专利技术提供的晶圆级半导体芯片封装方法以及半导体芯片封装结构,消除金属布线层与焊垫分层脱离的情况,解决金属布线层与焊垫接触不良,提高半导体芯片封装结构的品质以及信赖性。为解决上述问题,本专利技术提供一种半导体芯片的封装方法,包括:提供晶圆,所述晶圆具有彼此相对的第一表面以及第二表面,所述晶圆具有多颗网格排布的半导体芯片,半导体芯片具有位于所述第一表面侧的功能区以及焊垫;于所述晶圆的第二表面形成朝向所述第一表面延伸的通孔,所述通孔底部暴露所述焊垫;于所述通孔的底部以及侧壁形成金属布线层,所述金属布线层延伸至所述晶圆的第二表面,所述金属布线层与所述焊垫电连接;于所述晶圆的第二表面以及所述通孔中形成阻焊层,所述阻焊层覆盖所述金属布线层;在所述阻焊层上对应所述晶圆的第二表面的位置设置开口,所述开口底部暴露所述金属布线层;于所述开口中形成焊接凸起,所述焊接凸起与所述金属布线层电连接;于所述阻焊层对应通孔的位置形成凹槽,所述凹槽的深度与所述通孔的深度之间的差值为0-20微米。优选的,所述阻焊层均匀覆盖所述通孔的侧壁、通孔的底部以及所述晶圆的第二表面。优选的,采用喷涂工艺形成所述阻焊层。优选的,采用旋涂工艺于所述晶圆的第二表面以及所述通孔中形成阻焊层;采用刻蚀工艺或者激光打孔工艺在所述阻焊层上对应通孔的位置形成所述凹槽。优选的,所述阻焊层的厚度范围是5-20微米。优选的,在形成所述通孔之前还包括:提供保护基板,所述保护基板上设置有网格排布的支撑单元,每一支撑单元对应一个半导体芯片;将所述晶圆的第一表面与所述保护基板对位压合,所述支撑单元位于所述晶圆与所述保护基板之间,所述功能区位于所述支撑单元包围形成的密封腔内。优选的,所述半导体芯片为影像传感芯片,所述功能区具有影像传感功能。本专利技术还提供一种半导体芯片封装结构,包括:基底,具有彼此相对的第一表面以及第二表面;位于所述基底第一表面侧的功能区以及焊垫;位于所述第二表面并向所述第一表面延伸的通孔,所述通孔底部暴露所述焊垫;设置于所述通孔的底部以及侧壁的金属布线层,所述金属布线层延伸至所述基底的第二表面,所述金属布线层与所述焊垫电连接;设置于所述基底的第二表面以及所述通孔中的阻焊层,所述阻焊层覆盖所述金属布线层;所述阻焊层上对应所述基底的第二表面的位置设置有开口,所述开口底部暴露所述金属布线层;所述开口中设置有焊接凸起,所述焊接凸起与所述金属布线层电连接;所述阻焊层对应通孔的位置具有凹槽,所述凹槽的深度与所述通孔的深度之间的差值为0-20微米。优选的,所述封装结构还包括:与所述基底第一表面对位压合的保护基板;位于所述保护基板与所述基底之间的支撑单元,所述功能区位于所述支撑单元包围形成的密封腔内。优选的,所述阻焊层均匀覆盖所述通孔的侧壁、通孔的底部以及所述基底的第二表面。优选的,所述阻焊层的厚度范围是5-20微米。优选的,所述阻焊层材质为感光胶。优选的,所述半导体芯片为影像传感芯片,所述功能区具有影像传感功能。本专利技术的有益效果是通过减少阻焊层在通孔中的填充量,有效降低了阻焊层在后续的信赖性测试中作用于金属布线层上的应力,避免了金属布线层与焊垫分层脱离的情况,提升了半导体芯片的封装良率,提高了半导体芯片封装结构的品质和信赖性。附图说明图1为现有技术中晶圆级半导体芯片的封装结构示意图;图2晶圆级半导体芯片的结构示意图;图3为本专利技术优选实施例晶圆级半导体芯片封装结构的剖面示意图;图4至图11为本专利技术优选实施例晶圆级半导体芯片封装方法的示意图;图12为本专利技术优选实施例单颗半导体芯片封装结构示意图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。现有技术中阻焊层几乎填满通孔,导致在后续的信赖性测试中,阻焊层的收缩膨胀形成的应力拉扯金属布线层,容易使金属布线层与焊垫分层脱离。为解决上述问题,本专利技术通过减少通孔中阻焊层的填充量,有效降低了阻焊层在后续的信赖性测试中产生的应力,避免了金属布线层与焊垫分层脱离的情况,提升了半导体芯片的封装良率,提高了半导体芯片封装结构的信赖性。请参考图2,为晶圆级半导体芯片的结构示意图,晶圆100具有多颗网格排布的半导体芯片110,在半导体芯片110之间预留有空隙,后续完成封装工艺以及测试之后,沿空隙分离半导体芯片。每一半导体芯片110具有功能区111以及多个焊垫112,焊垫112位于功能区111的侧边且与功能区111位于晶圆100的同一表面侧。请参考图3,为本专利技术优选实施例晶圆级半导体芯片封装结构的剖面示意图。保护基板200的其中一面设置有网格排布的多个支撑单元210,当晶圆100与保护基板200对位压合后,支撑单元210位于晶圆100与保护基板200之间使两者之间本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种半导体芯片的封装方法,包括:提供晶圆,所述晶圆具有彼此相对的第一表面以及第二表面,所述晶圆具有多颗网格排布的半导体芯片,半导体芯片具有位于所述第一表面侧的功能区以及焊垫;于所述晶圆的第二表面形成朝向所述第一表面延伸的通孔,所述通孔底部暴露所述焊垫;于所述通孔的底部以及侧壁形成金属布线层,所述金属布线层延伸至所述晶圆的第二表面,所述金属布线层与所述焊垫电连接;于所述晶圆的第二表面以及所述通孔中形成阻焊层,所述阻焊层覆盖所述金属布线层;在所述阻焊层上对应所述晶圆的第二表面的位置设置开口,所述开口底部暴露所述金属布线层;于所述开口中形成焊接凸起,所述焊接凸起与所述金属布线层电连接;其特征在于,于所述阻焊层对应通孔的位置形成凹槽,所述凹槽的深度与所述通孔的深度之间的差值为0‑20微米。

【技术特征摘要】
1.一种半导体芯片的封装方法,包括:提供晶圆,所述晶圆具有彼此相对的第一表面以及第二表面,所述晶圆具有多颗网格排布的半导体芯片,半导体芯片具有位于所述第一表面侧的功能区以及焊垫;于所述晶圆的第二表面形成朝向所述第一表面延伸的通孔,所述通孔底部暴露所述焊垫;于所述通孔的底部以及侧壁形成金属布线层,所述金属布线层延伸至所述晶圆的第二表面,所述金属布线层与所述焊垫电连接;于所述晶圆的第二表面以及所述通孔中形成阻焊层,所述阻焊层覆盖所述金属布线层;在所述阻焊层上对应所述晶圆的第二表面的位置设置开口,所述开口底部暴露所述金属布线层;于所述开口中形成焊接凸起,所述焊接凸起与所述金属布线层电连接;其特征在于,于所述阻焊层对应通孔的位置形成凹槽,所述凹槽的深度与所述通孔的深度之间的差值为0-20微米。2.根据权利要求1所述的半导体芯片封装方法,其特征在于,所述阻焊层均匀覆盖所述通孔的侧壁、通孔的底部以及所述晶圆的第二表面。3.根据权利要求2所述的半导体芯片封装方法,其特征在于,所述阻焊层的厚度范围是5-20微米。4.根据权利要求2所述的半导体芯片封装方法,其特征在于,采用喷涂工艺形成所述阻焊层。5.根据权利要求1所述的半导体芯片封装方法,其特征在于,采用旋涂工艺于所述晶圆的第二表面以及所述通孔中形成阻焊层;采用刻蚀工艺或者激光打孔工艺在所述阻焊层上对应通孔的位置形成所述凹槽。6.根据权利要求1所述的半导体芯片封装方法,其特征在于,在形成所述通孔之前还包括:提供保护基板,所述保护基板上设置有网格排布的支撑单元,每一支撑单元对应一个半导体芯片;将所述晶圆的第一表面与所述保护基板对位压合,所述支撑单元位于所述晶圆与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:王之奇谢国梁胡汉青王文斌
申请(专利权)人:苏州晶方半导体科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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