本發(fā)明是有關(guān)一種晶片封裝體及一種晶片封裝體的制造方法。

背景技術(shù)：

在各項電子產(chǎn)品要求多功能且外型尚須輕薄短小的需求之下，各項電子產(chǎn)品所對應(yīng)的半導體晶片，不僅其尺寸微縮化，當中的布線密度亦隨之提升，因此后續(xù)在制造半導體晶片封裝體的挑戰(zhàn)亦漸趨嚴峻。其中，晶圓級晶片封裝是半導體晶片封裝方式的一種，指晶圓上所有晶片生產(chǎn)完成后，直接對整片晶圓上所有晶片進行封裝制程及測試，完成之后才切割制成單顆晶片封裝體的晶片封裝方式。

在半導體晶片尺寸微縮化、布線密度提高的情形之下，晶片的絕緣性質(zhì)是當今晶片封裝技術(shù)重要的研發(fā)方向之一，以防止產(chǎn)生錯誤的電性連接。近年來，環(huán)氧樹酯系材料因具有良好的絕緣性質(zhì)、成本較低與制程簡單的特性而廣泛用于晶片封裝體的絕緣層。然而，環(huán)氧樹酯系材料具有流動性并易受重力影響而聚集，其將不利于形成均勻的絕緣層，而大幅降低晶片封裝體的良率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明提供一種晶片封裝體與其制備方法，以提升晶片封裝體內(nèi)部線路間的絕緣性。

本發(fā)明的一態(tài)樣提供一種晶片封裝體，包含晶片、絕緣層、流動材料絕緣層以及導電層。晶片具有導電墊、側(cè)面以及與相對的第一表面與第二表面，側(cè)面位于第一表面與第二表面之間，導電墊位于第一表面下，并凸出于側(cè)面。 絕緣層覆蓋第二表面與側(cè)面，而流動材料絕緣層位于絕緣層下，并具有缺口暴露凸出于側(cè)面的導電墊。導電層位于流動材料絕緣層下，并延伸至缺口中接觸導電墊。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，絕緣層的材質(zhì)包含氧化物、氮化物、氮氧化物、或其組合。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，絕緣層的材質(zhì)包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或其組合。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，流動材料絕緣層的材質(zhì)包含環(huán)氧樹脂。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，絕緣層的厚度介于0.5至1.5微米之間。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，流動材料絕緣層在第二表面下的厚度介于20至25微米之間。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，流動材料絕緣層在側(cè)面下的厚度介于6至10微米之間。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，晶片封裝體還包含：保護層，位于該導電層下，并具有開口暴露導電層；以及外部導電結(jié)構(gòu)，位于開口中，并接觸導電層。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，其中晶片還包含感測區(qū)，位于第一表面下。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，晶片封裝體還包含：間隔層，位于第一表面上，且環(huán)繞感測區(qū)；以及透明基板，位于間隔層上，且覆蓋感測區(qū)。

本發(fā)明的一態(tài)樣提供一種晶片封裝體的制造方法，包含下列步驟。先提供晶圓，晶圓包含導電墊、以及相對的第一表面與第二表面，其中導電墊位于該第一表面下。接著移除部分晶圓，以形成位于第一表面與第二表面之間的側(cè)面，且導電墊凸出于側(cè)面。再形成絕緣層覆蓋第二表面與側(cè)面，以及流動材料絕緣層覆蓋絕緣層與導電墊。之后形成缺口于流動材料絕緣層中，以 暴露凸出于側(cè)面的導電墊。最后形成導電層于流動材料絕緣層下，且導電層延伸至缺口中接觸導電墊。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，晶圓還包含感測區(qū)，位于第一表面下。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，晶片封裝體的制造方法還包含形成間隔層于第一表面上，并環(huán)繞感測區(qū)。接著形成透明基板于間隔層上，以覆蓋感測區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，晶片封裝體的制造方法還包含：形成保護層于導電層下；以及形成開口于保護層中，以暴露導電層。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，晶片封裝體的制造方法還包含形成外部導電結(jié)構(gòu)于開口中，以接觸導電層。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，晶片封裝體的制造方法還包含下列步驟：沿缺口切割保護層、導電層、間隔層與透明基板，以形成晶片封裝體。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，絕緣層以化學氣相沉積法形成。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，流動材料絕緣層以涂布、沉積或印刷的方式形成。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，絕緣層的材質(zhì)包含氧化物、氮化物、氮氧化物、或其組合。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，絕緣層的材質(zhì)包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或其組合。

根據(jù)本發(fā)明一或多個實施方式，流動材料絕緣層的材質(zhì)包含環(huán)氧樹脂。

附圖說明

圖1繪示根據(jù)本發(fā)明部分實施方式的一種晶片封裝體的剖面圖；

圖2繪示根據(jù)本發(fā)明部分實施方式的晶片封裝體的制造方法流程圖；以及

圖3A-3H繪示圖1的晶片封裝體在制程各個階段的剖面圖。

其中，附圖中符號的簡單說明如下：

100：晶片封裝體

110：晶片

112：導電墊

114：感測區(qū)

115：側(cè)面

116：第一表面

117：第二表面

120：間隔層

130：透明基板

140：絕緣層

150：流動材料絕緣層

152：缺口

160：導電層

170：保護層

172：開口

180：外部導電結(jié)構(gòu)

T1、T2、T3：厚度

210-290：步驟

300：晶圓

310：切割道。

具體實施方式

以下將以圖式揭露本發(fā)明的多個實施方式，為明確說明起見，許多實務(wù) 上的細節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應(yīng)了解到，這些實務(wù)上的細節(jié)不應(yīng)用以限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實施方式中，這些實務(wù)上的細節(jié)是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些現(xiàn)有慣用的結(jié)構(gòu)與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示。

此外，相對詞匯，如“下”或“底部”與“上”或“頂部”，用來描述文中在附圖中所示的一元件與另一元件的關(guān)系。相對詞匯是用來描述裝置在附圖中所描述之外的不同方位是可以被理解的。例如，如果一附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，元件將會被描述原為位于其它元件的“下”側(cè)將被定向為位于其他元件的“上”側(cè)。例示性的詞匯“下”，根據(jù)附圖的特定方位可以包含“下”和“上”兩種方位。同樣地，如果一附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，元件將會被描述原為位于其它元件的“下方”或“之下”將被定向為位于其他元件上的“上方”。例示性的詞匯“下方”或“之下”，可以包含“上方”和“上方”兩種方位。

圖1繪示根據(jù)本發(fā)明部分實施方式的一種晶片封裝體100的剖面圖。如圖1所示，一晶片封裝體100包含一晶片110、一間隔層120、一透明基板130、一絕緣層140、一流動材料絕緣層150、一導電層160、一保護層170與一外部導電結(jié)構(gòu)180。晶片110具有導電墊112與感測區(qū)114，以及一側(cè)面115與相對的第一表面116與第二表面117，其中側(cè)面115位于第一表面116與第二表面117之間，并連接第二表面117與導電墊112。導電墊112與感測區(qū)114位于第一表面116下，且導電墊112凸出于晶片110的側(cè)面115。在本發(fā)明的部分實施例中，感測區(qū)114位于兩個導電墊112之間，并電性連接至此些導電墊112。在本發(fā)明的部分實施方式中，晶片110中具有半導體元件、內(nèi)層介電層(ILD)、內(nèi)金屬介電層(IMD)、鈍化層(passivation layer)與內(nèi)連金屬結(jié)構(gòu)，其中導電墊112可為內(nèi)連金屬結(jié)構(gòu)中的其中一層金屬層。

間隔層120位于第一表面116上，并且環(huán)繞感測區(qū)114。透明基板130位于間隔層120上，并覆蓋感測區(qū)114。透明基板130可使光線通過，而間隔層120 使透明基板130與感測區(qū)114間維持一間距，并與透明基板130共同構(gòu)成一凹穴，以保護感測區(qū)114。借此，當光線通過透明基板130到達感測區(qū)114后，可有效率的將入射的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。在本發(fā)明的部分實施例中，間隔層120與第一表面116之間還具有一粘著層，以使間隔層120粘著至第一表面116上。

絕緣層140覆蓋第二表面117，且延伸覆蓋側(cè)面115，而流動材料絕緣層150位于絕緣層140下，并具有一缺口152暴露凸出于側(cè)面115的導電墊112。由于流動材料絕緣層150在未固化前具有流動性，使其易受重力影響而不易控制均勻程度。舉例來說，流動材料絕緣層150在側(cè)面115下的厚度T1若過薄，會使得導電層160與晶片110之間的距離過近。此將使得晶片110的絕緣性變差，還有漏電流的疑慮產(chǎn)生。然而，若調(diào)控制程使流動材料絕緣層150在側(cè)面115具有足夠的厚度T1，此時流動材料絕緣層150在第二表面117下的厚度T2將會相對增加，側(cè)面115的厚度T1可介于例如6-10微米之間。在晶片封裝體100進行反復的升降溫測試時，過厚的流動材料絕緣層150易因熱漲冷縮而崩裂，連帶的使導電層160產(chǎn)生斷線。在本發(fā)明的部分實施例中，流動材料絕緣層150在第二表面117與側(cè)面115之間的轉(zhuǎn)角119處具有最低的厚度T1。

為解決上述的問題，絕緣層140夾設(shè)于晶片110與流動材料絕緣層150之間，并具有厚度T3。絕緣層140的材質(zhì)選用低介電常數(shù)(low-k)材料，其結(jié)構(gòu)致密且性質(zhì)穩(wěn)定而使晶片110具有良好的絕緣性質(zhì)。此外，絕緣層140不具流動性，因而能均勻的覆蓋第二表面117與側(cè)面115。即使流動材料絕緣層150在側(cè)面115下的厚度T1過薄使得導電層160與晶片110之間的距離過近，絕緣層140仍讓晶片110維持良好的絕緣性質(zhì)，使其不會與導電層160接觸而產(chǎn)生錯誤的電性連接。另一方面，由于不需增加流動材料的使用量，流動材料絕緣層150在第二表面下還維持良好的厚度T2，使導電層160在升降溫測試時不會斷線。值得注意的是，絕緣層140的厚度T3過低時晶片110的絕緣性質(zhì)不佳， 而厚度T3過高時又會不利后續(xù)形成導電層160。在本發(fā)明的部分實施例中，絕緣層140的厚度T3介于0.5至1.5微米之間，較佳為1微米。在本發(fā)明的部分實施例中，流動材料絕緣層150在側(cè)面115下的厚度T1介于6至10微米之間，而流動材料絕緣層150在第二表面下的厚度T2介于20至25微米之間。

在本發(fā)明的其他部分實施例中，絕緣層140的材質(zhì)包含氧化物、氮化物、氮氧化物、或其組合，其中氧化物為氧化硅、氮化物為氮化硅、而氮氧化物為氮氧化硅，但不以此為限。在本發(fā)明的其他部分實施例中，流動材料絕緣層150的材質(zhì)包含環(huán)氧樹脂，例如：感光性環(huán)氧樹脂。

此外，流動材料絕緣層150還具有一缺口152暴露凸出于側(cè)面115的導電墊112，此缺口152還延伸至間隔層120中。導電層160位于流動材料絕緣層150下，并延伸至缺口152中以接觸導電墊160。保護層170位于導電層160下并覆蓋導電層160，且保護層170具有一開口172暴露導電層160。外部導電結(jié)構(gòu)180則位于此開口172中，并接觸導電層160。借此，外部導電連結(jié)180通過導電層160與導電墊112電性連接至感測區(qū)114，以將感測區(qū)114的信號傳送至外部裝置，例如：印刷電路板。在本發(fā)明的部分實施例中，導電層160的材質(zhì)包含鋁、銅、鎳、或任何合適的導電材料，保護層170的材質(zhì)包含環(huán)氧樹脂，例如：感光性環(huán)氧樹脂，而外部導電連結(jié)180為焊球、凸塊等業(yè)界熟知的結(jié)構(gòu)，且形狀可以為圓形、橢圓形、方形、長方形，并不用以限制本發(fā)明。

請接著參閱圖2，圖2繪示根據(jù)本發(fā)明部分實施方式的晶片封裝體的制造方法流程圖。并同時參閱圖3A-3H以進一步理解晶片封裝體的制造方法，圖3A-3H繪示圖1的晶片封裝體在制程各個階段的剖面圖。

請先參閱步驟210與圖3A，提供一晶圓300，晶圓300包含一導電墊112，以及相對的第一表面116與第二表面117，其中導電墊位于第一表面116下。晶圓300上具有多個晶片區(qū)，在后續(xù)制程中會切割此些晶片區(qū)以形成多個晶片封裝體100。在本發(fā)明的部分實施例中，晶圓300中具有半導體元件、內(nèi)層 介電層(ILD)、內(nèi)金屬介電層(IMD)、鈍化層(passivation layer)與內(nèi)連金屬結(jié)構(gòu)，其中導電墊112可為內(nèi)連金屬結(jié)構(gòu)的其中一層金屬層。在本發(fā)明的其他部分實施例中，晶圓300還包含感測區(qū)114位于兩個導電墊112之間，并電性連接至此些導電墊114。繼續(xù)參閱步驟220與圖3A，形成一間隔層120于第一表面116上，并環(huán)繞感測區(qū)114，接著形成一透明基板130于間隔層120上，以覆蓋感測區(qū)114。

請繼續(xù)參閱步驟230與圖3B，移除部分晶圓300，以形成側(cè)面115于第一表面116與第二表面117之間，且導電墊112凸出于側(cè)面115。在此步驟中，可利用微影蝕刻的方式移除部分的晶圓300，以形成一開口118于晶圓300中以暴露導電墊112。更清楚的說，形成開口118使晶圓300具有連接導電墊112與第二表面117的側(cè)面115，而部分的導電墊112凸出于側(cè)面115并暴露于開口118中。

接著請參閱步驟240與圖3C，形成絕緣層140覆蓋第二表面117與側(cè)面115。在此步驟中，以化學氣相沉積法(chemical vapor deposition,CVD)沉積低介電常數(shù)材料至第二表面117與側(cè)面115下，以形成絕緣層140。且絕緣層140不受重力影響而具有均勻的厚度T3。在本發(fā)明的部分實施例中，絕緣層140的厚度T3介于0.5至1.5微米之間，較佳為1微米。

請繼續(xù)參閱步驟250與圖3D，形成一流動材料絕緣層150覆蓋絕緣層140與導電墊112。在此步驟中，以涂布、沉積或印刷的方式形成流動材料絕緣層150于第二表面117下與開口118中，并覆蓋暴露于開口118中的間隔層120與導電墊112。值得注意的是，流動材料絕緣層150在未固化前具有流動性，因此覆蓋側(cè)面115的流動材料絕緣層150受重力影響而流往開口118的底部，使流動材料絕緣層150在側(cè)面115下的厚度T1小于在第二表面117下的厚度T2。但覆蓋側(cè)面115的絕緣層140仍讓晶圓300維持良好的絕緣性質(zhì)。在本發(fā)明的部分實施例中，流動材料絕緣層150在第二表面117與側(cè)面115之間的轉(zhuǎn) 角119處具有最低的厚度T1。在本發(fā)明的其他部分實施例中，流動材料絕緣層150的材質(zhì)包含環(huán)氧樹脂，例如：感光性環(huán)氧樹脂，因此還需進行曝光以交聯(lián)固化流動材料絕緣層150。

請繼續(xù)參閱步驟260與圖3E，形成一缺口152于流動材料絕緣層150中，以暴露凸出于側(cè)面115的導電墊112。在此步驟中，使用刀具切除部分的流動材料絕緣層150、部分的導電墊112與部分的間隔層120，以形成缺口152暴露凸出于側(cè)面115的導電墊112。

請接著參閱步驟270與圖3F，形成一導電層160于流動材料絕緣層150下，且導電層160延伸至缺口152中接觸導電墊112?？衫美缡菫R鍍、蒸鍍、電鍍或無電鍍的方式來沉積導電材料以形成導電層160。如前所述，雖流動材料絕緣層150在側(cè)面115下的厚度T1過薄，使導電層160與晶片110的側(cè)面115之間距離過近，但絕緣層140仍能提供良好的絕緣性以防止漏電流的產(chǎn)生。此外，因直接使用刀具切割形成暴露導電墊112的缺口152，還節(jié)省了使用曝光顯影移除流動材料絕緣層150的所需成本。在本發(fā)明的部分實施例中，導電層160的材質(zhì)例如可以采用鋁(aluminum)、銅(copper)、鎳(nickel)或其他合適的導電材料。

請接著參閱步驟280與圖3G，形成一保護層170于導電層160下，并形成開口172于保護層170中以暴露導電層160?？赏ㄟ^刷涂環(huán)氧樹脂系的材料于導電層160下，以形成保護層170。接著，再圖案化保護層170以形成開口172，使部分的導電層160于保護層170的開口172中暴露出來。在本實施例中，此保護層170的材質(zhì)為感光性環(huán)氧樹脂，因此可直接以微影蝕刻方式來圖案化保護層170以形成開口，而不需使用光阻層即可定義保護層170的圖案。在本發(fā)明的部分實施例中，保護層170的材質(zhì)同于流動材料絕緣層150的材質(zhì)，但并不以此為限。

最后請參閱步驟290，并請參閱圖3H，形成一外部導電連結(jié)180于開口中， 并沿缺口152切割晶圓300，以形成一晶片封裝體。外部導電連結(jié)180為焊球、凸塊等業(yè)界熟知的結(jié)構(gòu)，且形狀可以為圓形、橢圓形、方形、長方形，并不用以限制本發(fā)明。在形成外部導電連結(jié)180后，沿著缺口152中的切割道310切割保護層170、導電層160、間隔層120與透明基板130，以分離晶圓300上個多個晶片區(qū)，形成獨立的晶片封裝體。在本實施例中，切割道310位于缺口152中。

與現(xiàn)有技術(shù)相較，本發(fā)明的晶片封裝體具有絕緣層夾設(shè)于晶片與流動絕緣材料層之間。絕緣層使晶片具有良好的絕緣性質(zhì)，以避免導電層與晶片接觸而產(chǎn)生錯誤的電性連接。此外，本發(fā)明不需增加流動材料絕緣層的厚度即能提升晶片的絕緣性質(zhì)。據(jù)此，晶片封裝體在進行升降溫測試時，不會因過厚的流動材料絕緣層崩裂而連帶的使導電層產(chǎn)生斷線，而大幅降低晶片封裝體的良率與可靠度。另一方面，晶片封裝體在切割制程前，以晶圓尺寸(wafer level)的制程制作，因此制作的成本較現(xiàn)有打線制程低。另一方面，在切割制程后的晶片封裝體為晶片尺寸封裝(CSP)，對于微小化設(shè)計有所助益。

以上所述僅為本發(fā)明較佳實施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本項技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進一步的改進和變化，因此本發(fā)明的保護范圍當以本申請的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。