半导体芯片封装结构制造技术

本实用新型专利技术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；功能区以及焊垫，两者均位于所述基底第一表面侧；保护基板，与所述基底第一表面对位压合；支撑单元，设置于所述保护基板上，位于所述保护基板与所述基底之间，所述功能区位于所述支撑单元包围形成的密封腔内；所述支撑单元上设置有开孔，使所述晶圆的第一表面上对应焊垫的位置不接触所述支撑单元，有效防止支撑单元在后续的信赖性测试中产生的应力作用于焊垫，避免了焊垫损坏或者分层的情况。

Semiconductor chip packaging structure

The utility model provides a semiconductor chip package structure comprises a substrate having opposite first surface and the second surface; functional area and a pad, both located on the first surface of the substrate side; a protection substrate is pressed with the first surface of the substrate alignment; the supporting unit is arranged on the substrate protection, located between the protection substrate and the substrate, the functional area is located in the support unit is formed by the sealing cavity; the supporting unit is provided with a hole, the first surface of the wafer on the corresponding position of the pad is not in contact with the supporting unit, effectively prevent the support unit in reliability test in the subsequent stress acting on the pad, the pad to avoid damage or stratified case.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体
，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(WaferLevelChipSizePackaging，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。半导体芯片上通常集成有敏感器件，在对其进行封装时，需要对其上的敏感器件进行保护，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包括多颗网格状排布的半导体芯片10，半导体芯片10的其中一面上具有功能区11以及位于功能区11外围并与功能区11电连接的焊垫12。由于功能区集成有敏感器件，为了对功能区11进行保护，在晶圆1上压合保护基板2，保护基板2上设置有多个网格状排布的支撑单元3，支撑单元3与半导体芯片10一一对应，当晶圆1与保护基板2对位压合后，支撑单元3位于晶圆1与保护基板2之间使晶圆1与保护基板2之间形成间隙，避免保护基板2与晶圆1直接接触，功能区11位于支撑单元3包围形成的密封腔13内。由于焊垫12与功能区11位于晶圆1的第一表面，为了实现焊垫12与外部电路电连接，在晶圆1与保护基板2对位压合之后，通过TSV或者TSL工艺在晶圆1的第二表面形成与焊垫12电连接的焊接凸起25，通过焊接凸起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。于本实施例中，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1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接凸起25，焊接凸起25与金属布线层24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。由于支撑单元3与晶圆1的热膨胀系数不同，在后续的信赖性测试中支撑单元3会产生作用于焊垫12的应力而造成焊垫12损坏，特别是当焊垫12为多层结构的时候，支撑单元3作用于焊垫12的应力会导致焊垫12分层。如何防止焊垫损坏成为本领域技术人员噬待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术解决的问题是通过本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，消除焊垫损坏的情况，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，本技术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；功能区以及焊垫，两者均位于所述基底第一表面侧；保护基板，与所述基底第一表面对位压合；支撑单元，设置于所述保护基板上，位于所述保护基板与所述基底之间，所述功能区位于所述支撑单元包围形成的密封腔内；所述支撑单元上设置有开孔，使所述晶圆的第一表面上对应焊垫的位置不接触所述支撑单元。优选的，所述支撑单元的材质为感光胶。优选的，所述封装结构还包括：位于所述基底的第二表面且与所述焊垫一一对应的通孔，所述通孔底部暴露所述焊垫；位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；覆盖所述基底的第二表面的阻焊层，所述阻焊层填充所述通孔且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；位于所述阻焊层上开口，所述开口底部暴露所述金属布线层；位于所述开口中的焊接凸起，所述焊接凸起与所述金属布线层电连接。优选的，所述阻焊层均匀覆盖所述通孔的侧壁以及底部。优选的，所述阻焊层的材质为感光胶。优选的，所述封装结构还包括：位于所述基底的第二表面且与所述焊垫一一对应的通孔，所述通孔底部暴露所述焊垫；位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；覆盖所述基底的第二表面的阻焊层，所述阻焊层覆盖所述通孔并在所述通孔中形成空腔；位于所述阻焊层上开口，所述开口底部暴露所述金属布线层；位于所述开口中的焊接凸起，所述焊接凸起与所述金属布线层电连接。优选的，所述阻焊层的粘度大于12Kcps。优选的，所述半导体芯片为影像传感芯片，所述功能区具有光敏感器件。本技术的有益效果是通过在支撑单元上形成开孔，使晶圆上对应焊垫的位置不接触支撑单元，有效防止支撑单元在后续的信赖性测试中产生的应力作用于焊垫，避免了焊垫损坏或者分层的情况，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。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技术的保护范围内。现有技术中支撑单元与晶圆上对应焊垫的位置接触，由于支撑单元的热膨胀系数与晶圆的热膨胀系数不同，在信赖性测试中支撑单元形成作用于焊垫的应力，容易使焊垫损坏，特别是如果焊垫是多层结构，该应力容易导致焊垫分层。为解决上述问题，本技术通过在支撑单元上形成开孔，使晶圆上对应焊垫的位置不接触支撑单元，有效防止支撑单元在后续的信赖性测试中产生的应力作用于焊垫，避免了焊垫损坏或者分层的情况，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之间使两者之间形成间隙，且支撑单元210与半导体芯片110一一对应，功能区111位于支撑单元210包围形成的密封腔220内。晶圆100具有彼此相对的第一表面101以及第二表面102，功能区111以及焊垫112位于第一表面101侧，在晶圆的第二表面102具有朝向第一表面101延伸的切割槽103以及通孔113，每一通孔113与每一焊垫112的位置对应，且通孔113的底部暴露出焊垫112。利用金属布线层115以及焊接凸起116实现焊垫112与外部线路连通，具体的，通孔113的侧壁以及晶圆100的第二表面102具有绝缘层114，在通孔113的底部以及侧壁形成与焊垫112电连接的金属布线层115，金属布线层115延伸至晶圆100的本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；功能区以及焊垫，两者均位于所述基底第一表面侧；保护基板，与所述基底第一表面对位压合；支撑单元，设置于所述保护基板上，位于所述保护基板与所述基底之间，所述功能区位于所述支撑单元包围形成的密封腔内；其特征在于，所述支撑单元上设置有开孔，使所述基底的第一表面上对应焊垫的位置不接触所述支撑单元。

【技术特征摘要】
1.一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；功能区以及焊垫，两者均位于所述基底第一表面侧；保护基板，与所述基底第一表面对位压合；支撑单元，设置于所述保护基板上，位于所述保护基板与所述基底之间，所述功能区位于所述支撑单元包围形成的密封腔内；其特征在于，所述支撑单元上设置有开孔，使所述基底的第一表面上对应焊垫的位置不接触所述支撑单元。2.根据权利要求1所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述支撑单元的材质为感光胶。3.根据权利要求1所述的半导体芯片封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括：位于所述基底的第二表面且与所述焊垫一一对应的通孔，所述通孔底部暴露所述焊垫；位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；覆盖所述基底的第二表面的阻焊层，所述阻焊层填充所述通孔且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；位于所述阻焊层上开口，所述开口底部暴露所述金属布...

【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：新型
国别省市：江苏;32