一种晶圆级芯片封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种晶圆级芯片封装结构，属于半导体芯片封装技术领域。其硅基本体（100）的正面设有钝化层（101）并嵌有金属焊盘（102），在硅基晶圆（100）正面覆盖正面保护层（200），在金属焊盘（102）处形成正面保护层金属焊盘开口（202），在正面保护层金属焊盘开口（202）内设置金属凸块（300），硅基本体（100）的四个侧壁兼有高低起伏的纹路，用填充料包覆金属凸块（300）、正面保护层（200）的裸露面以及硅基本体（100）的侧壁，形成包封层（500），所述金属凸块（300）的上表面露出包封层（500），硅基本体（100）的背面贴上背胶膜形成背面保护层（600）。提供了一种有效保护芯片的晶圆级芯片封装结构。

A wafer level chip packaging structure

The utility model discloses a wafer level chip packaging structure, which belongs to the semiconductor chip packaging technology field. The front of the silicon base (100) is provided with a passivation layer (101) and a metal weld plate (102). The front protection layer (200) is covered on the front of the silicon base wafer (100), the metal welt plate opening (202) is formed at the metal weld plate (102), and the metal bump is set in the opening (202) of the metal weld plate (202) of the front protection layer. (300) the four side walls of the silicon base (100) have both high and low undulating lines, which cover the metal bump (300), the bare surface of the front protection layer (200) and the side wall of the silicon base (100), and form the envelope (500). The upper surface of the metal convex block (300) exposes the envelope (500), and the silicon is basic. The back of the body (100) is affixed with a back glue film to form a back protective layer (600). A wafer level chip packaging structure for effective protection of chips is provided.

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆级芯片封装结构
本技术涉及一种晶圆级芯片封装结构，属于半导体芯片封装

技术介绍
在当前的半导体封装技术中，晶圆级芯片尺寸封装是一种先进封装方法，它是先将整片晶圆进行封装，再切割得到单颗芯片的封装方法。随着电子产品的发展，要求芯片尺寸更小、厚度越薄，产品不仅在封装过程中容易损伤；而且在后端应用过程中也易出现产品失效，因此需要对芯片六个面提供足够的保护，以满足日益苛刻的要求。目前已知的一种方案是：晶圆正面先完成电极凸块，再沿切割道用刀片进行预切割形成沟槽，然后在晶圆表面用聚合物材料填充沟槽。通过研磨方式将电极凸块露出，然后对晶圆背面减薄至露出预切割道，再在背面制作保护层，最后切割形成单颗。该方案采用刀片预切割，在沟槽侧壁会有崩角或隐裂，影响良率及芯片可靠性；刀片形成的沟槽侧壁与底部垂直且表面光滑，不利于填充料与侧壁的结合；刀片开槽受进刀速度限制，其生产效率较低。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述芯片封装工艺方法的不足，提供一种结构简单、能有效保护芯片的晶圆级芯片封装结构。本技术的目的是这样实现的：本技术一种晶圆级芯片封装结构，其包括硅基本体，所述硅基本体的正面设有钝化层并嵌有金属焊盘，在所述金属焊盘处设有钝化层开口露出金属焊盘的上表面，在所述硅基本体正面覆盖正面保护层，所述正面保护层的厚度范围为2微米至20微米，在金属焊盘处形成正面保护层金属焊盘开口，正面保护层金属焊盘开口小于金属焊盘钝化层开口，在所述正面保护层金属焊盘开口内设置金属凸块，所述金属凸块的高度范围在5微米至50微米，所述硅基本体的厚度范围为50微米至500微米，其纵截面呈矩形、正梯形或倒梯形，并且其四个侧壁兼有高低起伏的纹路；用填充料包覆金属凸块、正面保护层的裸露面以及硅基本体的侧壁，形成包封层，所述包封层在硅基本体的侧壁的宽度范围在15-150微米，所述金属凸块的上表面露出包封层，硅基本体的背面贴上背胶膜形成背面保护层。进一步地，所述正面保护层覆盖住钝化层101侧壁的厚度大于1微米。进一步地，所述金属凸块材质为铜、锡、镍。进一步地，所述金属凸块高度在5微米至50微米。有益效果1）采用干法刻蚀方法形成的沟槽不会形成崩角或隐裂，不会对芯片造成潜在损伤；沟槽侧壁高低起伏的纹路，有助于增加填充材料与侧壁的结合强度；2）正面保护层覆盖金属焊盘钝化层开口，金属凸块再生长在正面保护层上，该结构生长的金属凸块更安全可靠；在填充沟槽时，正面保护层可作为缓冲层，以保护钝化层不受损伤。附图说明图1为本技术一种晶圆级芯片封装结构的实施例的剖面示意图；图中：硅基本体100钝化层101金属焊盘102金属焊盘钝化层开口103切割道104正面保护层200正面保护层金属焊盘开口202金属凸块300填充料500背面保护层600。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。本技术一种晶圆级芯片封装结构，如图1所示，其硅基本体100的正面设有钝化层101并嵌有金属焊盘102，在金属焊盘102处设有钝化层开口103露出金属焊盘102的上表面，在硅基本体100正面覆盖正面保护层200，一般地，正面保护层200材料可为聚酰亚胺类材料，厚度在2微米至20微米之间。在金属焊盘102处形成正面保护层金属焊盘开口202，正面保护层金属焊盘开口202小于金属焊盘钝化层开口103。正面保护层200覆盖住钝化层101侧壁的厚度大于1微米。在正面保护层金属焊盘开口202内依次通过溅射、光刻、电镀方式形成一定高度的金属凸块300，该金属凸块300的材质可为铜、锡、镍等金属，其高度范围在5微米至50微米。该金属凸块300将电信号从金属焊盘102引出。硅基本体100的厚度范围可在50微米至500微米之间，其纵截面呈矩形、正梯形或倒梯形，并且其四个侧壁兼有高低起伏的纹路。以呈半固体状态的含有填料的环氧混合物为填充料通过层压方式包覆金属凸块300、正面保护层200的裸露面以及硅基本体100的侧壁，形成包封层500。包封层500在硅基本体100的侧壁的宽度范围在15-150微米。硅基本体100侧壁上的高低起伏的纹路，有助于增加填充材料与侧壁的结合强度。金属凸块300通过研磨工艺将其上表面露出包封层500。硅基本体100的裸硅面贴上背胶膜形成背面保护层600以保护硅基本体100的背面，并加强可靠性。以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步地详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆级芯片封装结构，其包括硅基本体(100)，所述硅基本体(100)的正面设有钝化层(101)并嵌有金属焊盘(102)，在所述金属焊盘(102)处设有钝化层开口(103)露出金属焊盘(102)的上表面，其特征在于，在所述硅基本体(100)正面覆盖正面保护层(200)，所述正面保护层的厚度范围为2微米至20微米，在金属焊盘(102)处形成正面保护层金属焊盘开口(202)，正面保护层金属焊盘开口(202)小于金属焊盘钝化层开口(103)，在所述正面保护层金属焊盘开口(202)内设置金属凸块(300)，所述金属凸块(300)的高度范围在5微米至50微米，所述硅基本体(100)的厚度范围为50微米至500微米，其纵截面呈矩形、正梯形或倒梯形，并且其四个侧壁兼有高低起伏的纹路；用填充料包覆金属凸块(300)、正面保护层(200)的裸露面以及硅基本体(100)的侧壁，形成包封层(500)，所述包封层(500)在硅基本体(100)的侧壁的宽度范围在15‑150微米，所述金属凸块(300)的上表面露出包封层(500)，硅基本体(100)的背面贴上背胶膜形成背面保护层(600)。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆级芯片封装结构，其包括硅基本体(100)，所述硅基本体(100)的正面设有钝化层(101)并嵌有金属焊盘(102)，在所述金属焊盘(102)处设有钝化层开口(103)露出金属焊盘(102)的上表面，其特征在于，在所述硅基本体(100)正面覆盖正面保护层(200)，所述正面保护层的厚度范围为2微米至20微米，在金属焊盘(102)处形成正面保护层金属焊盘开口(202)，正面保护层金属焊盘开口(202)小于金属焊盘钝化层开口(103)，在所述正面保护层金属焊盘开口(202)内设置金属凸块(300)，所述金属凸块(300)的高度范围在5微米至50微米，所述硅基本体(100)的厚度范围为50微米至500微米，其纵截面呈矩形、正梯形或倒梯形，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，陈栋，张黎，陈锦辉，赖志明，
申请(专利权)人：江阴长电先进封装有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32