晶圆级芯片的封装方法及结构技术

本发明专利技术提供了一种晶圆级芯片的封装方法及结构，该方法包括：在晶圆正面的焊垫上形成导电凸柱；在导电凸柱上形成焊柱，焊柱的横截面积沿其厚度方向不变；在晶圆的正面、导电凸柱和焊柱的外围形成第一塑封层；对第一塑封层执行减薄工序，使焊柱裸露。本发明专利技术提供了一种晶圆级芯片的封装方法及结构，可焊性好，制备工艺简单，成本低，良率高，封装的产品尺寸更小，厚度更薄。

Packaging Method and Structure of Wafer-level Chips

The invention provides a packaging method and structure of wafer-level chip, which includes: forming a conductive convex column on the welding pad on the front of the wafer; forming a welding column on the conductive convex column, and the cross-sectional area of the welding column remains unchanged along its thickness direction; forming a first plastic sealing layer on the front of the wafer, the conductive convex column and the periphery of the welding column; and performing a thinning process on the first plastic sealing layer to expose the welding column. The invention provides a packaging method and structure of a wafer-level chip, which has good solderability, simple preparation process, low cost, high yield, smaller size and thinner thickness of the packaged product.

【技术实现步骤摘要】
晶圆级芯片的封装方法及结构
本专利技术涉及芯片封装
，尤其涉及一种晶圆级芯片的封装方法及结构。
技术介绍
本部分的描述仅提供与本专利技术公开相关的背景信息，而不构成现有技术。晶圆凸点技术是通过一系列工艺方法在裸晶圆的金属焊垫上形成金属凸柱来实现封装体与外界的电互连。实际中，可以在金属凸柱上植球，并借助植球实现封装的芯片产品与外界的电连接。其中，可焊性是检验植球能否可靠地与外界实现电连接的指标。基于电子设备的轻薄化的发展趋势，要求封装的芯片产品的尺寸更小、厚度更薄。然而，在该趋势的要求下，当前芯片产品的植球的可焊性要求难以被简单、低成本的满足。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
基于前述的现有技术缺陷，本专利技术实施例提供了一种晶圆级芯片的封装方法及结构，其可焊性好，制备工艺简单，成本低，良率高，封装的产品尺寸更小，厚度更薄。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案。一种晶圆级芯片的封装方法，包括：在晶圆正面的焊垫上形成导电凸柱；在所述导电凸柱上形成焊柱，所述焊柱的横截面积沿其厚度方向不变；在所述晶圆的正面、所述导电凸柱和所述焊柱的外围形成第一塑封层；对所述第一塑封层执行减薄工序，使所述焊柱裸露。一种晶圆级芯片的封装结构，包括：晶片单元，其正面的焊垫上形成多个有导电凸柱，多个所述导电凸柱上形成有焊柱，多个所述焊柱的横截面积沿其厚度方向不变；覆盖在所述晶片单元正面、所述导电凸柱和所述焊柱的外围的第一塑封层，多个所述焊柱露出所述第一塑封层，且多个所述焊柱露出所述第一塑封层的部分的形状和截面面积相同。本专利技术实施例提供的晶圆级芯片的封装方法及结构，通过采用沿厚度方向的形状和截面面积不发生变化的焊柱，来替代植球。则打磨减薄后，多个焊柱裸露出来的形状和截面面积均是相同的。从而，减省了工艺步骤，焊柱裸露的形状和截面面积易于控制，从而制备工序简单，成本得以降低，封装良率大大提升。同时，焊柱连同塑封层一起被打磨减薄，使得焊柱的端面与塑封层的表面平齐。如此，相较于现有技术的植球，焊柱不会占据封装结构的厚度方向的空间尺寸，使得封装结构的尺寸更小，厚度更薄，从而为小体积产品提供了更优的封装解决方案。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施例，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施例在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施例包括许多改变、修改和等同。针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，与其它实施例中的特征相组合，或替代其它实施例中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。在附图中：图1为提供的晶圆的结构示意图；图2为在晶圆上形成导电凸柱的结构示意图；图3为在导电凸柱上形成焊柱的结构示意图；图4为在晶圆正面对应于切割道的位置处形成凹槽的结构示意图；图5为在晶圆正面、导电凸柱和焊柱外围形成第一塑封层的结构示意图；图6为减薄第一塑封层和晶圆背面后的结构示意图；图7为切割第一塑封层后得到晶圆级芯片的封装结构的示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。现有采用植球的封装芯片产品，其可焊性不佳的主要原因，是植球的裸露面积难以保持相同。具体的，在诸如公告号为CN104952743A、CN104992936A、CN204614775U及CN104979318A等系列专利申请提供的已知实施例中，虽然通过打磨减薄塑封料可以在一定程度上减小封装产品的尺寸和厚度，然而，其仍采用的是传统的植球工艺。即，植球未被打磨，则植球仍会占据部分厚度方向上的空间尺寸，从而导致其厚度减薄程度有限。而如果上述已知实施例采用与本专利技术相同或相似的工艺，在对塑封料进行打磨减薄的同时，对植球也进行打磨，使得植球的端面与塑封料相平齐，其也难以彻底解决封装芯片产品可焊性较差的问题。主要原因是，植球为多个。完成植球后，一般需要再对其实施回流焊的操作，导致多个植球的形状难以保持完全一致，最终形成的多个植球可能会发生形状畸变。例如，有的植球呈椭球形，有的植球呈橄榄球，或者，有的植球呈不严格为球体的形状。这些类球形的不规则植球，其截面形状和面积是变化的。这样，多个植球被打磨后裸露出来的形状以及截面面积不相同，从而导致可焊性较差。由此可见，现有技术采用植球的方式来实现电连接，不仅多出一道回流焊的工艺，导致工艺较为复杂，还会因回流焊导致封装芯片产品可焊性较差的问题。有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种晶圆级芯片的封装方法及结构，其可以较佳的解决上述问题。如图1所示，首先，提供一形成有电路结构层的晶圆1，晶圆1上形成若干结构相同的晶片单元100，在晶片单元100之间形成有切割道，用以区分各晶片单元100。晶圆1或各晶片单元100上设有电路层的一面设为正面101(如图1所示意的上表面)，与之相对的另一面设为背面102。在晶圆1或晶片单元100的正面101设有若干间隔排列的裸露的金属制焊垫2，在焊垫2之间可形成钝化层(未示出)，其封装方法包括以下步骤：如图2所示，步骤S1：在晶圆1正面101的焊垫2上形成导电凸柱3；如图3所示，步骤S2：在导电凸柱3上形成焊柱4，焊柱4的横截面积沿其厚度方向不变；如图5所示，步骤S3：在晶圆1的正面101、导电凸柱3和焊柱4的外围形成第一塑封层5；如图6所示，步骤S4：对第一塑封层5执行减薄工序，使焊柱4裸露。在步骤S1中，导电凸柱3为铜柱，其高度为5至50um。为了使晶圆1的金属制焊垫2与导电凸柱3之间具有更稳固的结合力，提高产品的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆级芯片的封装方法，其特征在于，包括：在晶圆正面的焊垫上形成导电凸柱；在所述导电凸柱上形成焊柱，所述焊柱的横截面积沿其厚度方向不变；在所述晶圆的正面、所述导电凸柱和所述焊柱的外围形成第一塑封层；对所述第一塑封层执行减薄工序，使所述焊柱裸露。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆级芯片的封装方法，其特征在于，包括：在晶圆正面的焊垫上形成导电凸柱；在所述导电凸柱上形成焊柱，所述焊柱的横截面积沿其厚度方向不变；在所述晶圆的正面、所述导电凸柱和所述焊柱的外围形成第一塑封层；对所述第一塑封层执行减薄工序，使所述焊柱裸露。2.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，在形成导电凸柱的步骤之前，所述方法还包括：在所述焊垫上形成种子层，所述导电凸柱形成在所述种子层上，所述种子层为通过电镀工艺形成。3.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述导电凸柱和所述焊柱均通过电镀工艺形成，且所述焊柱的横截面形状与所述导电凸柱的横截面形状相同。4.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，在形成第一塑封层的步骤中，所述第一塑封层的表面高出所述焊柱的顶端；在减薄第一塑封层的步骤中，所述第一塑封层的厚度减薄量大于其与所述焊柱顶端之间的高度差；从而，减薄第一塑封层后，所述焊柱的剩余厚度小于其初始厚度。5.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，在形成第一塑封层的步骤之前，所述方法还包括：在所述晶圆正面对应于切割道的位置处...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭彧，吴冬梅，余训松，陆峥，
申请(专利权)人：嘉盛半导体苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32