芯片封装方法技术

本发明专利技术提供了一种芯片封装方法，包括步骤：提供半封装晶圆，所述半封装晶圆上具有切割道以及芯片的金属焊垫；在切割道上形成第一保护层；在金属焊垫上形成球下金属电极；在所述球下金属电极上形成焊球；沿所述切割道对晶圆进行划片。本发明专利技术所述的第一保护层能够使得切割道内的金属不被电镀析出，且在切割后能够保护分立芯片的侧面，工艺流程简单，提高了封装效率以及成品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种晶圆级的。技术背景晶圆级芯片尺寸封装(Wafer Level Chip Size Packaging, WLCSP)技术是对整 片晶圆进行封装测试后再切割得到单个成品芯片的技术，封装后的芯片尺寸与裸片完全 一致。晶圆级芯片尺寸封装技术彻底颠覆了传统封装如陶瓷无引线芯片载具(Ceramic Leadless Chip Carrier)、有机无弓丨线芯片载具(Organic Leadless Chip Carrier)的模 式，顺应了市场对微电子产品日益轻、小、短、薄化和低价化要求。经晶圆级芯片尺寸封装技 术封装后的芯片尺寸达到了高度微型化，芯片成本随着芯片尺寸的减小和晶圆尺寸的增大 而显著降低。晶圆级芯片尺寸封装技术是可以将IC设计、晶圆制造、封装测试、整合为一体 的技术，是当前封装领域的热点和未来发展的趋势。中国专利技术专利申请第200610096807. 5号公开了一种基于晶圆级芯片尺寸的封装 方法，主要包括如下工艺步骤首先如图1所示，将半导体晶圆1与同样尺寸的第一玻璃基板2粘接，这样在封装 的初始阶段，所述晶圆表面的器件部分将被基板盖住保护，减少了外界的污染和损害。如图2所示，对半导体晶圆1相对于第一玻璃基板2的背面进行减薄，并利用光刻 技术以及等离子刻蚀对所述晶圆背面进行选择性刻蚀，形成多个V形沟槽作为切割道，并 暴露出部分芯片焊垫11 (即芯片电极)。如图3所示，用绝缘介质填充所述V形沟槽，并在所述晶圆背面压合第二玻璃基板 3以及焊料掩模4。所述第二玻璃基板3用于支撑半导体晶圆1，而电热绝缘焊料4则用于 在后续的机械切割工艺中起机械缓冲保护半导体晶圆1的作用。如图4所示，采用机械切割工艺半切割原V形沟槽所在位置(不穿透分离芯片)， 形成新的V形沟槽作为晶圆的切割道，且使得芯片焊垫11从V形沟槽的侧面暴露。如图5所示，然后采用电镀工艺制作外引线12，所述外引线12—端在V形沟槽内 与芯片焊垫11连接，另一端延伸至晶圆背面，所述芯片焊垫11的电性功能通过外引线12 而延伸至晶圆背面。如图6所示，在晶圆背面选择性形成绝缘保护层14，露出部分外引线12，在露出的 外引线12上制作焊接凸点15，将上述晶圆沿其背面的V形沟槽切割划片，形成分立芯片，然 后再对分立芯片进行外壳的封装，最终完成芯片的封装工艺。现有的晶圆级存在如下问题在采用电镀工艺制作外引线12时，切 割道内(例如上述专利所述的V形沟槽内)的金属也容易电镀析出而导致各连线之间发生 短路。此外在切割后，分立芯片的侧面也即原V形沟槽的侧壁，暴露于外界环境中，在进行 外壳封装时容易受到损伤，导致外引线断路，进而影响芯片的成品率。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种，可以提高封装效率以及成品率。本专利技术提供的，包括步骤提供半封装晶圆，所述半封装晶圆上具有切割道以及芯片的金属焊垫；在所述金属焊垫上形成球下金属电极；在所述球下金属电极上形成焊球；沿切割道对晶圆进行划片；还包括在切割道上方形成第一保护层的步骤。优选的，所述第一保护层的宽度大于切割道的宽度。所述切割道的宽度为30 80um，所述第一保护层的宽度为50 120um。可选的，所述第一保护层为热固性环氧树脂，采用丝网印刷技术形成。可选的，所述形成球下金属电极的方法为无电解电镀。所述无电解电镀包括对晶 圆表面先进行锌酸盐清洗处理，再无电解电镀镍，然后无电解电镀金，电镀厚度分别为3um 以及 0. 05um。可选的，所述形成球下金属电极的方法为选择性气相沉积。所述选择性气相沉积包括在晶圆表面设置掩模板，所述掩模板露出晶圆上需形 成球下金属电极的位置；采用物理气相沉积工艺，依次沉积镍金属以及铜金属。优选的，在形成球下金属电极后，还包括采用丝网印刷技术在晶圆上、球下金属电 极以外区域形成第二保护层的步骤。所述第二保护层的厚度为5um 50um。可选的，所述第二保护层的材质为热固性树脂，采用丝网印刷技术形成。所述丝网印刷时，保持晶圆的温度低于所述热固性环氧树脂的固化温度。所述形 成第二保护层后，还包括采用等离子刻蚀去除覆于球下金属电极顶部表面的热固性环氧树 脂的步骤。可选的，所述形成第二保护层后，还包括研磨晶圆表面的步骤。所述研磨采用机械研磨，具体包括将晶圆放置于固定工作台；将柔软度小于晶 圆的非织造布缠绕于研磨盘上，并紧贴晶圆表面；然后使用研磨液浸润所述非织造布，进行 机械研磨。优选的，所述热固性树脂的固化温度小于200°C。所述热固性树脂中包含固化填充剂，所述固化填充剂的颗粒直径小于环氧树脂印 刷厚度的1/3。优选的，所述热固性树脂的印刷厚度为15um，固化填充剂的颗粒直径小于5um，固 化后形成的第二保护层平均厚度为Ilum 12um。优选的，在进行丝网印刷技术时，先对晶圆进行烘烤处理或者进行表面活性化的 等离子处理。本专利技术所述封装方法利用丝网印刷技术在切割道上形成第一保护层，具体的可以 选择热固性环氧树脂作为保护层材料，一方面在采用电镀工艺形成球下金属电极时，能够 防止切割道内的金属被电镀析出；另一方面在划片后，能够保护分立芯片的侧面，尤其是金 属引线，不受到损伤。本专利技术工艺流程简单，成本低廉，且提高了封装效率以及封装成品率。附图说明 通过附图中所示的本专利技术的优选实施例的更具体说明，本专利技术的上述及其他目 的、特征和优势将更加清晰。附图中与现有技术相同的部件使用了相同的附图标记。附图 并未按比例绘制，重点在于示出本专利技术的主旨。在附图中为清楚起见，放大了层和区域的尺寸。 图1至图6为现有的一种晶圆级的各步骤剖面示意图图7为本专利技术所述封装方法的基本流程图8为本专利技术第一实施例的流程示意图9、图11、图13、图14、图15、图16为图8所示部分步骤的示意图图10为图9的俯视示意图12为图11的俯视示意图17为本专利技术第二实施例的流程示意图18至图20为图17所示部分步骤的示意图21为本专利技术第三实施例的流程示意图22以及图23为图21所示部分步骤的示意图。具体实施方式现有的晶圆级，切割道内的金属容易在球下金属电极制作时电镀析 出而导致短路，且晶圆在划片后，分立芯片的侧面暴露于外界环境中容易受到损伤。本专利技术 则采用丝网印刷技术在切割道上形成第一保护层以解决上述问题。下面结合附图对本专利技术 进行具体说明。本实施例提供的封装方法的基本流程示意图如图7所示，包括S101、提供半封装晶圆。具体的，所述半封装晶圆包括形成有芯片的半导体衬底、 将晶圆划分成若干个独立芯片单元的切割道、位于半导体衬底上起到绝缘保护作用且具有 若干开口的保护掩模、开口内曝露出芯片的金属焊垫。所述保护掩模可以是聚酰亚胺等有 机膜，所述金属焊垫可以是铜、铝等常规的互连金属。S102、在切割道上形成第一保护层，具体的，可以采用丝网印刷技术在切割道上印 刷所述第一保护层。优选的，所述第一保护层的宽度要大于切割道宽度，使得划片后，分立芯片的侧面 顶部边缘处也受到保护。为降低工艺难度，所述第一保护层可以采用热固性树脂，例如环氧 树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚酰亚胺等。S103、在所述金属焊垫上形成球下金属电极；可以采用电镀或选择性气相沉积的方式在所述保护掩模开口内、金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片封装方法，其特征在于，包括步骤：提供半封装晶圆，所述办封装晶圆上具有切割道以及芯片的金属焊垫；在切割道上形成第一保护层；在所述金属焊垫上形成球下金属电极；在所述球下金属电极上形成焊球；沿切割道对晶圆进行划片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，高国华，陶玉娟，舜田直实，目黑弘一，
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：32[中国|江苏]