一種帶包封的芯片封裝結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體芯片的晶圓級芯片尺寸封裝工藝方法，尤其涉及一種帶包封的芯片封裝結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)工藝。
技術(shù)背景
[0002]晶圓級芯片尺寸封裝是指整片wafer封裝完成后，將wafer切割成單個(gè)芯片。分立為單個(gè)芯片以后，硅的側(cè)壁及底部都是裸露的，這樣與外界直接接觸，可能會(huì)吸潮、分層或者受到其他損壞，引起一些可靠性問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了提升芯片保護(hù)等級，阻擋外界物質(zhì)的侵蝕，減少包封材料CTE差距對芯片造成的影響，本發(fā)明提供了一種帶包封的芯片封裝結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)工藝。
[0004]一種帶包封芯片封裝結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)工藝，封裝結(jié)構(gòu)包括:芯片單元(9)及包覆芯片單元的第一絕緣層(6)和第二絕緣層(8)，芯片單元(9)的底部及兩側(cè)被第二絕緣層(8)包裹，芯片單元(9)的頂部被第一絕緣層(6)包裹；所述芯片單元(9)包括含有集成電路功能層的硅片(I)和氧化層(7)，含有集成電路功能層的硅片(I)位于芯片單元(9)的下方；所述氧化層(7)置于含有集成電路功能層的硅片(I)的上方；所述氧化層(7)中有若干PIN腳(2)，所述PIN腳⑵為金屬引腳。
[0005]形成六面包覆結(jié)構(gòu)的工藝流程有如下兩種:
[0006]方法一:
[0007]I)提供晶圓；
[0008]2)在晶圓的功能面進(jìn)行線路引出，形成金屬布線層(3)，金屬布線層(3)為單層金屬或多層金屬；若為多層金屬，則金屬布線層(3)的材質(zhì)為鋁、銅、鎳、金中的一種或多種合金;
[0009]3)在相鄰芯片之間的切割道(4)之間進(jìn)行預(yù)切割。切割方式為刀切割或激光切割；
[0010]4)在晶圓的功能面填充一層第一絕緣層(6)，同時(shí)材料也會(huì)填充入切割道(4)內(nèi)；
[0011]5)在絕緣層刻蝕出植球焊盤并植焊球(5);
[0012]6)將植焊球后的晶圓翻膜后在背面進(jìn)行研磨，研磨深度超過預(yù)切割終點(diǎn)位置；
[0013]8)在晶圓的背面覆蓋一層第二絕緣層(8);第二絕緣層(8)與第一絕緣層(6)的材質(zhì)相同或不同。
[0014]9)將晶圓進(jìn)行切割分離成單個(gè)芯片單元，形成六面包覆結(jié)構(gòu)。
[0015]方法二:
[0016]I)提供晶圓；
[0017]2)對晶圓背面進(jìn)行減薄；
[0018]3)翻膜后在所述晶圓功能面進(jìn)行線路引出，形成金屬布線層(3)。金屬布線層(3)為單層金屬或多層金屬；若為多層金屬，則金屬布線層的材質(zhì)為鋁、銅、鎳、金中的一種或多種的合金；
[0019]4)在線路層上(3)涂覆一層第一絕緣層(6);
[0020]5)在該絕緣層刻蝕出植球焊盤并植焊球(5);
[0021]6)再次翻I旲后對晶圓進(jìn)彳丁切割；
[0022]7)在晶圓的背面覆蓋一層第二絕緣層(8);同時(shí)，也會(huì)將切割道(4)進(jìn)行填充。第二絕緣層(8)的與第一絕緣層(6)的材質(zhì)相同或不同。
[0023]8)將晶圓進(jìn)行切割分離成單個(gè)芯片單元，形成六面包覆結(jié)構(gòu)。
[0024]第一絕緣層(6)、第二絕緣層(8)的材料為有機(jī)材料，如聚酰亞胺(PI)、聚苯并噁唑(PBO)、苯并環(huán)丁烯(BCB)。
[0025]第一絕緣層￠)、第二絕緣層(8)的厚度范圍由所封裝的芯片單元(9)厚度決定。
[0026]在方法一中的步驟3)中預(yù)切割的深度為0.1?750 μ m。
[0027]本發(fā)明提出的有益效果是:該帶包封的芯片封裝結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)工藝，通過在芯片的四周及上下兩面涂覆絕緣層，形成六面包覆結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可以改善產(chǎn)品生產(chǎn)過程中對硅造成的不良影響，如吸潮、分層或其他破損，提升芯片保護(hù)等級，減少包封材料CTE差距對芯片造成的影響。進(jìn)而改善廣品的可靠性，提尚廣品良率。
【附圖說明】
[0028]圖1為帶包封的芯片封裝結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0029]圖2為帶包封的芯片封裝結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0030]圖中:1、含有集成電路功能層的硅片，2、PIN腳，3、金屬布線層，4、切割道，5、焊球，6、第一絕緣層，7、氧化層，8、第二絕緣層，9、芯片單元。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明提出一種帶包封芯片封裝結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)工藝，如圖1所示，封裝結(jié)構(gòu)包括芯片單元(9)及包覆芯片單元的第一絕緣層(6)和第二絕緣層(8)，芯片單元(9)的底部及兩側(cè)被第二絕緣層(8)包裹，芯片單元(9)的頂部被第一絕緣層(6)包裹；所述芯片單元(9)包括含有集成電路功能層的硅片(I)和氧化層(7)，含有集成電路功能層的硅片(I)位于芯片單元(9)的下方；所述氧化層(7)置于含有集成電路功能層的硅片(I)的上方；所述氧化層(7)中有若干PIN腳(2)，所述PIN腳⑵為金屬引腳。
[0032]如圖1?2所示，形成六面包覆結(jié)構(gòu)的工藝流程有如下兩種:
[0033]方法一:
[0034]I)提供晶圓；
[0035]2)在晶圓的功能面進(jìn)行線路引出，形成金屬布線層(3)，金屬布線層(3)為單層金屬或多層金屬；若為多層金屬，則金屬布線層(3)的材質(zhì)為鋁、銅、鎳、金中的一種或多種合金;
[0036]3)在相鄰芯片之間的切割道⑷之間進(jìn)行預(yù)切割。切割方式為刀切割或激光切割；
[0037]4)在晶圓的功能面填充一層第一絕緣層(6)，同時(shí)材料也會(huì)填充入切割道(4)內(nèi)；
[0038]5)在絕緣層刻蝕出植球焊盤并植焊球(5);
[0039]6)將植焊球后的晶圓翻膜后在背面進(jìn)行研磨，研磨深度超過預(yù)切割終點(diǎn)位置；
[0040]8)在晶圓的背面覆蓋一層第二絕緣層(8);第二絕緣層(8)與第一絕緣層(6)的材質(zhì)相同或不同。
[0041]9)將晶圓進(jìn)行切割分離成單個(gè)芯片單元，形成六面包覆結(jié)構(gòu)。
[0042]方法二:
[0043]I)提供晶圓；
[0044]2)對晶圓背面進(jìn)行減薄；
[0045]3)翻膜后在所述晶圓功能面進(jìn)行線路引出，形成金屬布線層(3)。金屬布線層(3)為單層金屬或多層金屬；若為多層金屬，則金屬布線層的材質(zhì)為鋁、銅、鎳、金中的一種或多種的合金；
[0046]4)在線路層上(3)涂覆一層第一絕緣層(6);
[0047]5)在該絕緣層刻蝕出植球焊盤并植焊球(5);
[0048]6)再次翻I旲后對晶圓進(jìn)彳丁切割；
[0049]7)在晶圓的背面覆蓋一層第二絕緣層(8);同時(shí)，也會(huì)將切割道(4)進(jìn)行填充。第二絕緣層(8)的與第一絕緣層(6)的材質(zhì)相同或不同。
[0050]8)將晶圓進(jìn)行切割分離成單個(gè)芯片單元，形成六面包覆結(jié)構(gòu)。
[0051]以上實(shí)施例是參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過對上述實(shí)施例進(jìn)行各種形式上的修改或變更，但不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的情況下，都落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶包封芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:該封裝結(jié)構(gòu)包括:芯片單元(9)及包覆芯片單元的第一絕緣層(6)和第二絕緣層(8)，芯片單元(9)的底部及兩側(cè)被第二絕緣層(8)包裹，芯片單元(9)的頂部被第一絕緣層(6)包裹；所述芯片單元(9)包括含有集成電路功能層的硅片(I)和氧化層(7)，含有集成電路功能層的硅片(I)位于芯片單元(9)的下方；所述氧化層(7)置于含有集成電路功能層的硅片(I)的上方；所述氧化層(7)中有若干PIN腳⑵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶包封芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述PIN腳(2)為金屬引腳。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶包封芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:第一絕緣層(6)、第二絕緣層(8)的材料為聚酰亞胺或聚苯并噁唑或苯并環(huán)丁烯。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶包封芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:第一絕緣層(6)、第二絕緣層(8)的厚度范圍由所封裝的芯片單元(9)厚度決定。5.一種基于權(quán)利要求1所述的帶包封芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于:形成六面包覆結(jié)構(gòu)的工藝流程如下， 1)提供晶圓； 2)在晶圓的功能面進(jìn)行線路引出，形成金屬布線層(3)，金屬布線層(3)為單層金屬或多層金屬；若為多層金屬，則金屬布線層(3)的材質(zhì)為鋁、銅、鎳、金中的一種或多種合金； 3)在相鄰芯片之間的切割道(4)之間進(jìn)行預(yù)切割； 4)在晶圓的功能面填充一層第一絕緣層(6)，同時(shí)材料也會(huì)填充入切割道(4)內(nèi)； 5)在絕緣層刻蝕出植球焊盤并植焊球(5); 6)將植焊球后的晶圓翻膜后在背面進(jìn)行研磨，研磨深度超過預(yù)切割終點(diǎn)位置； 8)在晶圓的背面覆蓋一層第二絕緣層(8);第二絕緣層(8)與第一絕緣層￠)的材質(zhì)相同或不同； 9)將晶圓進(jìn)行切割分離成單個(gè)芯片單元，形成六面包覆結(jié)構(gòu)。6.一種基于權(quán)利要求1所述的帶包封芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于:形成六面包覆結(jié)構(gòu)的工藝流程如下， 1)提供晶圓； 2)對晶圓背面進(jìn)行減??； 3)翻膜后在所述晶圓功能面進(jìn)行線路引出，形成金屬布線層(3); 4)在線路層上(3)涂覆一層第一絕緣層(6); 5)在該絕緣層刻蝕出植球焊盤并植焊球(5); 6)再次翻膜后對晶圓進(jìn)行切割； 7)在晶圓的背面覆蓋一層第二絕緣層(8);同時(shí)，也會(huì)將切割道(4)進(jìn)行填充；第二絕緣層(8)的與第一絕緣層(6)的材質(zhì)相同或不同； 8)將晶圓進(jìn)行切割分離成單個(gè)芯片單元，形成六面包覆結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶包封芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于:在步驟3)中預(yù)切割的深度為0.1?750 μ m。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶包封芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于:所述步驟3)中的切割方式為刀切割或激光切割。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶包封芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)工藝，其特征在于:金屬布線層(3)為單層金屬或多層金屬；若為多層金屬，則金屬布線層的材質(zhì)為鋁、銅、鎳、金中的一種或多種的合金。
【專利摘要】一種帶包封的芯片封裝結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)工藝，其工藝流程如下：提供晶圓；對晶圓背面進(jìn)行減??；翻膜后在所述晶圓功能面進(jìn)行線路引出，形成金屬布線層；在線路層上涂覆一層絕緣層；在該絕緣層上刻蝕出植球焊盤并植焊球；再次翻膜后對晶圓進(jìn)行切割；在晶圓的背面覆蓋一層絕緣層，同時(shí)，也會(huì)將切割道進(jìn)行填充；將晶圓進(jìn)行切割分離成單個(gè)芯片，形成六面包覆結(jié)構(gòu)。該帶包封的芯片封裝結(jié)構(gòu)可以改善產(chǎn)品生產(chǎn)過程中對硅造成的不良影響，如吸潮、分層或其他破損，提升芯片保護(hù)等級，減少包封材料CTE差距對芯片造成的影響。進(jìn)而改善產(chǎn)品的可靠性，提高產(chǎn)品良率。
【IPC分類】H01L21/56, H01L23/31
【公開號】CN105006458
【申請?zhí)枴緾N201510420475
【發(fā)明人】秦飛, 別曉銳, 史戈, 安彤, 武偉, 肖智軼
【申請人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月16日