晶圆封装方法技术

本发明专利技术提供一种晶圆封装方法，包括：提供衬底，所述衬底包括形成有导电金属垫的中心区域，以及相对于所述中心区域的边缘区域；在所述导电金属垫上形成球下金属层；在所述衬底的边缘区域形成金属散热层；在所述球下金属层上形成凸点结构。本发明专利技术的有益效果在于：由于金属散热层形成于衬底的正面，由于衬底的正面形成有芯片，也就是说，金属散热层与芯片均位于衬底的正面，金属散热层与芯片之间更加靠近，这有利于帮助芯片散热，也就是改善了晶圆封装结构的散热性能。此外，形成金属散热层以及封装都不需要反转衬底，这在达到散热目的的同时一定程度上简化了工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体封装领域，具体涉及一种晶圆封装方法。
技术介绍
随着集成电路技术的不断发展，电子产品越来越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性方向发展。而集成电路封装不仅直接影响着集成电路、电子模块乃至整机的性能，而且还制约着整个电子系统的小型化、低成本和可靠性。在集成电路晶片尺寸逐步缩小，集成度不断提高的情况下，电子工业对集成电路封装技术提出了越来越高的要求。封装芯片的散热性能在很大程度上直接影响封装芯片的工作性能。以形成有MOSFET器件的封装芯片为例，MOSFET器件由金属、氧化物及半导体三种材料制成，衡量MOSFET器件的关键参数值之一为RDS值，RDS值表示MOSFET在导通状态下的内阻值，RDS值越低，MOSFET的工作性能越好；降低RDS值的主要方法为改善MOSFET器件的散热。因此，如何进一步提升晶圆封装结构的散热性能，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种晶圆封装方法，以改善晶圆封装结构的散热性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种晶圆封装方法，包括：提供衬底，所述衬底包括形成有导电金属垫的中心区域，以及相对于所述中心区域的边缘区域；在所述导电金属垫上形成球下金属层；在所述衬底的边缘区域形成金属散热层；在所述球下金属层上形成凸点结构。可选的，所述金属散热层和所述球下金属层同步形成。可选的，提供衬底的步骤包括：所述衬底表面形成露出所述导电金属垫和衬底边缘区域的钝化层；提供衬底的步骤之后，形成球下金属层的步骤之前，所述晶圆封装方法还包括：在所述钝化层上形成露出所述导电金属垫和衬底边缘区域的保护层。可选的，所述保护层的材料为聚酰亚胺。可选的，形成球下金属层和金属散热层的步骤包括：在所述保护层上形成第一掩模并且在衬底边缘区域形成第二掩模，所述第一掩模、保护层以及保护层露出的导电金属垫共同围成第一开口，所述第二掩模、第一掩模以及露出的衬底边缘区域共同围成第二开口；在所述第一开口中形成所述球下金属层；在所述第二开口中形成所述金属散热层。可选的，形成第一掩模、第二掩模之前，在所述衬底以及导电金属垫上形成籽晶层；所述第一掩模和第二掩模形成于所述籽晶层上；形成金属散热层和球下金属层的步骤包括：通过电镀的方式在所述第一开口底部形成所述球下金属层在所述第二开口底部形成所述金属散热层；去除所述第一掩模和第二掩模。可选的，在所述第二开口中，所述钝化层露出所述边缘区域的衬底，所述保护层露出所述钝化层，所述第一掩模露出所述保护层，构成一阶梯状结构；所述金属散热层保形覆盖于所述阶梯状结构上。可选的，形成光敏材料的第一掩模和第二掩模。可选的，所述金属散热层为围绕衬底中心区域的框形结构热层，以在衬底上形成表面金属化窗口结构。可选的，所述金属散热层的材料为铜。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：通过在所述衬底的正面的中心区域形成导电金属垫，然后在相对于所述中心区域的边缘区域形成所述金属散热层，以通过所述金属散热层对衬底中的芯片进行散热。由于所述金属散热层形成于所述衬底的正面，由于衬底的正面形成有芯片，也就是说，金属散热层与芯片均位于衬底的正面，金属散热层与芯片之间更加靠近，这有利于帮助芯片散热，也就是改善了晶圆封装结构的散热性能。此外，形成金属散热层以及封装都不需要反转衬底，这在达到散热目的的同时一定程度上简化了工艺。附图说明图1至图7是本专利技术晶圆封装方法一实施例中各个步骤的结构示意图。具体实施方式为了提升晶圆封装结构的散热性能，现有技术在衬底的背面形成一层散热膜。但是由于这种方法需要在衬底的背面形成散热膜，因而增加了整个工艺的复杂程度，复杂的工艺更容易产生差错。同时，形成于衬底背面的散热膜远离衬底中的芯片，因而散热效果也不够好。因此，本专利技术提供一种晶圆封装方法，包括以下步骤：提供衬底，所述衬底包括形成有导电金属垫的中心区域，以及相对于所述中心区域的边缘区域；在所述导电金属垫上形成球下金属层；在所述衬底的边缘区域形成金属散热层；在所述球下金属层上形成凸点结构。金属散热层与芯片均位于衬底的正面，金属散热层与芯片之间更加靠近，这有利于帮助芯片散热，也就是改善了晶圆封装结构的散热性能。此外，形成金属散热层以及封装都不需要反转衬底，这在达到散热目的的同时一定程度上简化了工艺。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。首先参考图1，提供衬底101。在本实施例中，所述衬底101为包括一个或者多个芯片的来料圆片硅。所述衬底101包括形成有芯片的正面11以及相对于所述正面的背面12。所述衬底101的正面11包括形成有导电金属垫102的中心区域，以及相对于所述中心区域的边缘区域；所述中心区域用于在后续步骤中形成封装结构的球下金属层以及凸点结构等封装部件，所述边缘区域用于形成金属散热层。所述导电金属垫102用于将衬底101内部的芯片电路特性连接至衬底101表面，以便于后续步骤中与球下金属层等封装部件电连接。在本实施例中，提供衬底101的还步骤包括在所述衬底101表面形成钝化层103。所述钝化层103可以用于保护所述衬底101的表面。具体的，在本实施例中，所述钝化层103的材料可以是二氧化硅或者氮化硅。但是本专利技术对钝化层103的材料并不做限定。在本实施例中，使所述钝化层103的厚度在1～2微米的范围内。但是这仅是一个示例，本专利技术对所述钝化层103的厚度不作限定，而是应当根据实际情况而定。使所述钝化层103将衬底101表面的导电金属垫102露出，这样可以尽量避免钝化层103影响导电金属垫102与球下金属层等封装部件电连接。结合参考图2，在形成钝化层103后，还在所述钝化层103表面形成露出所述导电金属垫102的保护层104。所述保护层104可以进一步对衬底101以及衬底101上的钝化层103进行保护，因为通常情况下，钝化层103的质地比较脆(例如，本实施例中氮化硅、硼硅玻璃、磷硅玻璃或硼磷硅玻璃材料的钝化层103)，容易发生破损，所以在钝化层103上再形成一层保护层104有利于保护衬底101以及钝化层103。此外，所述保护层104还可以起到平坦化钝化层103表面的作用。因为一般情况下，钝化层103的厚度较小，且衬底101的表面有时会具有较多的...

【技术保护点】
一种晶圆封装方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括形成有导电金属垫的中心区域，以及相对于所述中心区域的边缘区域；在所述导电金属垫上形成球下金属层；在所述衬底的边缘区域形成金属散热层；在所述球下金属层上形成凸点结构。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆封装方法，其特征在于，包括：
提供衬底，所述衬底包括形成有导电金属垫的中心区域，以及相对于所述
中心区域的边缘区域；
在所述导电金属垫上形成球下金属层；
在所述衬底的边缘区域形成金属散热层；
在所述球下金属层上形成凸点结构。
2.如权利要求1所述的晶圆封装方法，其特征在于，所述金属散热层和所述
球下金属层同步形成。
3.如权利要求1所述的晶圆封装方法，其特征在于，提供衬底的步骤包括：
所述衬底表面形成露出所述导电金属垫和衬底边缘区域的钝化层；
提供衬底的步骤之后，形成球下金属层的步骤之前，所述晶圆封装方法还
包括：在所述钝化层上形成露出所述导电金属垫和衬底边缘区域的保护层。
4.如权利要求3所述的晶圆封装方法，其特征在于，所述保护层的材料为聚
酰亚胺。
5.如权利要求3所述的晶圆封装方法，其特征在于，形成球下金属层和金属
散热层的步骤包括：
在所述保护层上形成第一掩模并且在衬底边缘区域形成第二掩模，所述第
一掩模、保护层以及保护层露出的导电金属垫共同围成第一开口，所述第
二掩模、第一掩模以及露出的衬底边缘区域共同围...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国华，朱桂林，宣慧，王晓聪，
申请(专利权)人：南通富士通微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32