半导体芯片封装制程及其结构制造技术

本发明专利技术是有关于一种半导体芯片封装制程及其结构，其制程包含：提供一包含影像感测芯片及绝缘胶体的基底，其影像感测芯片具有焊垫及主动区域；覆盖一透明绝缘体于主动区域上；形成一绝缘层于基底上表面；打开复数个开口以裸露焊垫；形成复数个贯穿孔于影像感测芯片外侧，且贯穿绝缘层及绝缘胶体；形成一金属层于绝缘层表面、开口表面、焊垫表面、贯穿孔表面及基底下表面，以延伸焊垫至基底下表面；图案化金属层以裸露透明绝缘体顶部区域并除去基底下表面上的金属层的部分区域而形成接点；切割形成包含单一影像感应芯片的封装结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体芯片封装制程及其结构，特别是涉及一种适于 影像感测元件的无凸块封装结构的制造方法及其结构。
技术介绍
请参阅图1A所绘示的美国专利公报第6,040,235揭露一种半导体芯片 封装方法,该专利技术是在一晶圓110主动表面覆盖一绝缘材120，如玻璃,其 自晶圆主动表面的接点延伸至晶圆的背面。晶圆经切割成复数个芯片后,每 一芯片的接点是借由金属线路130延伸至封装件表面。然而，若每一晶圓 中的芯片不良品过多的话，例如一片晶圆中有半数芯片均是不良品，则用 此种封装方式显然效益不彰。另外，请参阅图1B所绘示的美国专利公报第6,271,469号揭示一种半 导体芯片封装方法，其以胶体140作为承载芯片150的基底，接着再形成 一绝缘层160,在绝缘层上形成金属线路170。借此程序可形成无凸块的封 装结构。然而此一制程及结构因无法在半导体芯片表面形成镂空的开口 ，故 并不适用于封装影像感测元件或温、湿度感测元件等须以主动表面接触空 气而作用的半导体芯片，故其应用领域有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，而提供一种新的半导 体芯片封装制程及其结构，所要解决的技术问题是使其封装结构具有由芯 片主动表面延伸至芯片背面的接点，并于芯片主动表面的主动区域具有影 像感测芯片所需的开口结构，非常适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本专利技术提出的一种半导体芯片封装制程，其包含下列步骤提供一基底,该 基底具有一上表面与一下表面，且该基底是包含复数个影像感测芯片及包 围于该些影像感测芯片的一绝缘胶体，每一该些影像感测芯片具有一与该 基底上表面齐平的主动表面及一与该基底下表面齐平的背面，该主动表面 上具有复数个焊垫，及一主动区域；覆盖一透明绝缘体于每一该些影像感 测芯片的主动区域上；形成一绝缘层于该基底上表面；形成复数个开口于 该绝缘层上，且该些开口是位于该些影像感测芯片焊垫处，以使该些焊垫 棵露；形成复数个贯穿孔于该些影像感测芯片外侧，且贯穿该绝缘层及该基底的绝缘胶体；形成一金属层于该绝缘层表面、该些开口表面、该些焊 垫表面、该些贯穿孔表面及该基底下表面上，以延伸该些焊垫至该基底下 表面；图案化该金属层，以棵露该透明绝缘体顶部区域，并除去该基底下 表面上的该金属层的部分区域，而形成复数个接点；以及施以切割技术，用 以形成复数个包含单一影像感应芯片的封装结构。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的半导体芯片封装制程，其中在该图案化该金属层步骤之后且于 施以切割技术步骤之前，更包含下列步骤:形成一上保护层及一下保护层，该 上保护层设于该基底上表面，该下保护层设于该基底下表面；形成复数个 开口于该下保护层的该些植球位置，及该上保护层的该透明绝缘体顶部的 相对位置，以暴露出该透明绝缘体顶部表面；以及形成复数个焊球于该下 保护层的每一该些接点，以使该些焊球与该金属层形成连接。前述的半导体芯片封装制程，其中所述的形成复数个贯穿孔于该些影 像感测芯片外侧的步骤之前，更包含形成一应力緩冲层于该基底下表面。前述的半导体芯片封装制程，其中该些贯穿孔更包含贯穿该应力緩沖层。前述的半导体芯片封装制程，其中所述的覆盖一透明绝缘体的步骤更 包含预先在该透明绝缘体顶部表面贴一防护胶，并在该形成复数个焊球的 步骤中，更包含去除该防护胶。前述的半导体芯片封装制程，其中所述的覆盖一透明绝缘体的步骤是 利用一透明胶体将该透明绝缘体直接覆盖于每一该些影像感测芯片主动区 域上。前述的半导体芯片封装制程，其中所述的覆盖一透明绝缘体的步骤是 在每一该些影像感测芯片主动区域上，利用一间格子(spacer)撑起该透明绝 缘体，以使每一该些影像感测芯片与该透明绝缘体保持一间距。前述的半导体芯片封装制程，其中所述的形成一金属层步骤是以溅镀 方式镀上一金属种子层(seed layer),再以电镀方式在该金属种子层上形成金 属层。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本 专利技术提出的一种半导体芯片封装结构，其包含 一影像感测芯片(image sensor die),其包含一主动表面，及一相对的背面，且该主动表面上具有一 主动区域及复数个焊垫； 一透明绝缘体，其是设置于该影像感测芯片主动 区域上； 一绝缘层，其是形成于该影像感测芯片主动表面并包覆该影像感 测芯片的周围区域，且具有复数个开口，用以曝露出该影像感测芯片的该 些焊垫； 一图案化金属层，其是形成于该绝缘层、该些绝缘层开口与该影 像感测芯片背面的部分区域，并于该背面形成复数个接点，且该图案化金属层电性连接于该些焊垫；以及复数个导通孔，是贯穿该绝缘层，且电性连接于该图案化金属层。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的半导体芯片封装结构，其更包含一上保护层及一下保护层，该上保护层形成于该绝缘层的上表面，并曝露出该透明绝缘体处，而该下保护层则形成于该影像感测芯片背面，并具有至少一开口，用以曝露出该些接点。前述的半导体芯片封装结构，其中所述的绝缘层与该图案化金属层之 间,更包含一应力緩沖层形成于该影像感测芯片背面与该绝缘层下表面上, 且该图案化金属层并包覆于该应力緩冲层的底面。前述的半导体芯片封装结构，其更包含一间格子(space)置于该影像感 测芯片主动表面上，并撑起该透明绝缘体，使其跨设并保持一间距于该影 像感测芯片主动区域上。前述的半导体芯片封装结构，其绝缘层的一上表面与该透明绝缘体顶 面同高。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达 到上述目的，本专利技术提供了一种半导体芯片封装制程及其结构，其制程步 骤包括提供一具有一上表面与一下表面的基底，基底包含复数个影像感 测芯片及外围的绝缘胶体，每一影像感测芯片具有 一 与基底上表面齐平的主 动表面及一与基底下表面齐平相对的背面,主动表面上具有复数个焊垫，及 一主动区域；覆盖一透明绝缘体于每一影像感测芯片的主动区域上；形成 一绝缘层于基底上表面；形成复数个开口于绝缘层上，且其开口是位于影 像感测芯片焊垫处，以使焊垫棵露；形成复数个贯穿孔于影像感测芯片外 侧，且贯穿绝缘层及基底的绝缘胶体；形成一金属层于绝缘层表面、开口 表面、焊垫表面、贯穿孔表面及基底下表面上,以延伸焊垫至基底下表面;图 案化金属层以棵露透明绝缘体顶部区域，并除去基底下表面上的金属层的 部分区域，而形成复数个接点；以及施以切割技术，以形成复数个包含单 一影像感应芯片的封装结构。借由上述技术方案，本专利技术半导体芯片封装制程及其结构至少具有下 列优点及有益效果釆用了本专利技术的半导体芯片封装制程及其结构，可运用其制程将芯片 的主动表面的接点延伸侧芯片背面，而形成无凸块的封装件，且因本制程 可在其所封装的芯片主动表面的主动区域上方作出开口 ，可令芯片元件与 光源接触，较适用于影像感测元件等光学元件的封装。综上所述，本专利技术揭示一种半导体芯片封装制程及其结构，其制程包 含提供一包含影像感测芯片及绝缘胶体的基底，其影像感测芯片具有焊垫及主动区域；覆盖一透明绝缘体于主动区域上；形成一绝缘层于基底上 表面；打开复数个开口以棵露焊垫；形成复数个贯穿孔于影像感测芯片外 侧，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体芯片封装制程，其特征在于其包含下列步骤：提供一基底，该基底具有一上表面与一下表面，且该基底是包含复数个影像感测芯片及包围于该些影像感测芯片的一绝缘胶体，每一该些影像感测芯片具有一与该基底上表面齐平的主动表面及一与该基底下表面齐平的背面，该主动表面上具有复数个焊垫，及一主动区域；覆盖一透明绝缘体于每一该些影像感测芯片的主动区域上；形成一绝缘层于该基底上表面；形成复数个开口于该绝缘层上，且该些开口是位于该些影像感测芯片焊垫处，以使该些焊垫裸露；形成复数个贯穿孔于该些影像感测芯片外侧，且贯穿该绝缘层及该基底的绝缘胶体；形成一金属层于该绝缘层表面、该些开口表面、该些焊垫表面、该些贯穿孔表面及该基底下表面上，以延伸该些焊垫至该基底下表面；图案化该金属层，以裸露该透明绝缘体顶部区域，并除去该基底下表面上的该金属层的部分区域，而形成复数个接点；以及施以切割技术，用以形成复数个包含单一影像感应芯片的封装结构。

【技术特征摘要】
1.一种半导体芯片封装制程，其特征在于其包含下列步骤提供一基底，该基底具有一上表面与一下表面，且该基底是包含复数个影像感测芯片及包围于该些影像感测芯片的一绝缘胶体，每一该些影像感测芯片具有一与该基底上表面齐平的主动表面及一与该基底下表面齐平的背面，该主动表面上具有复数个焊垫，及一主动区域；覆盖一透明绝缘体于每一该些影像感测芯片的主动区域上；形成一绝缘层于该基底上表面；形成复数个开口于该绝缘层上，且该些开口是位于该些影像感测芯片焊垫处，以使该些焊垫裸露；形成复数个贯穿孔于该些影像感测芯片外侧，且贯穿该绝缘层及该基底的绝缘胶体；形成一金属层于该绝缘层表面、该些开口表面、该些焊垫表面、该些贯穿孔表面及该基底下表面上，以延伸该些焊垫至该基底下表面；图案化该金属层，以裸露该透明绝缘体顶部区域，并除去该基底下表面上的该金属层的部分区域，而形成复数个接点；以及施以切割技术，用以形成复数个包含单一影像感应芯片的封装结构。2. 根据权利要求1所述的半导体芯片封装制程，其特征在于其中在该图 案化该金属层步骤之后且于施以切割技术步骤之前，更包含下列步骤形成一上保护层及一下保护层，该上保护层设于该基底上表面，该下 保护层设于该基底下表面；形成复数个开口于该下保护层的该些植球位置，及该上保护层的该透 明绝缘体顶部的相对位置，以暴露出该透明绝缘体顶部表面；以及形成复数个焊球于该下保护层的每一该些接点，以使该些焊球与该金 属层形成连接。3. 根据权利要求1所述的半导体芯片封装制程，其特征在于其中该形成 复数个贯穿孔于该些影像感测芯片外侧的步骤之前，更包含形成一应力緩 冲层于该基底下表面。4. 根据权利要求3所述的半导体芯片封装制程，其特征在于其中该些贯 穿孔更包含贯穿该应力緩冲层。5. 根据权利要求1所述的半导体芯片封装制程，其特征在于其中该覆盖 一透明绝缘体的步骤更包含预先在该透明绝缘体顶部表面贴一防护胶，并 在该形成复数个焊球的步骤中，更包含去除该防护胶。6. 根据权利要求1所述的半导体芯片封装制程，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：林千琪，张志煌，林悦农，
申请(专利权)人：日月光半导体制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]