本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝測試領(lǐng)域，尤其涉及一種芯片結(jié)構(gòu)及晶圓級封裝方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，影像傳感芯片封裝結(jié)構(gòu)通常包括蓋板晶圓、器件晶圓及圍壩結(jié)構(gòu)。器件晶圓面向蓋板晶圓的表面設(shè)置焊墊區(qū)，器件晶圓背向蓋板晶圓的表面開設(shè)通孔并設(shè)置焊接柱，一方面，焊接柱用于電連接至外部，另一方面，通孔以及焊接柱可以形成向下的散熱通道，用于芯片結(jié)構(gòu)的散熱。

2、然而，隨著半導(dǎo)體芯片封裝結(jié)構(gòu)制程的進(jìn)步，單位面積上的晶體管數(shù)量在不斷增加，芯片封裝結(jié)構(gòu)的單位發(fā)熱量也會隨之增加，需要強(qiáng)化芯片封裝結(jié)構(gòu)的散熱能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的之一在于提供一種芯片結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中散熱能力不足的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的目的之一在于提供一種晶圓級封裝方法。

3、為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式提供一種芯片結(jié)構(gòu)，包括：第一基層、第二基層以及連接第一基層和第二基層的圍壩結(jié)構(gòu)，所述第一基層設(shè)置沿其厚度方向貫穿的通孔，所述第二基層包括第一焊墊區(qū)，所述芯片結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述通孔的散熱柱，所述圍壩結(jié)構(gòu)包括用于連接所述散熱柱和第一焊墊區(qū)的第二金屬支撐壩。

4、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二基層具有功能面及設(shè)置于功能面的功能區(qū)，所述第一焊墊區(qū)位于所述功能區(qū)外側(cè)，所述第二金屬支撐壩圍設(shè)于所述功能區(qū)外。

5、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一基層具有面向第二基層的第一面以及背離第二基層的第二面，所述通孔貫穿所述第一面以及第二面，所述芯片結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述第二面的散熱層，所述散熱柱背離第二金屬支撐壩的一端連接至所述散熱層。

6、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述散熱層覆蓋的區(qū)域與所述功能區(qū)外側(cè)的區(qū)域相對。

7、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述散熱層覆蓋的區(qū)域與所述功能區(qū)以及第一焊墊區(qū)相對。

8、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述芯片結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述散熱層的散熱模塊。

9、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述芯片結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述第二基層背離第一基層一側(cè)的電路板，所述第一焊墊區(qū)連接至所述電路板，所述散熱模塊連接至所述電路板的散熱區(qū)域。

10、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圍壩結(jié)構(gòu)包括位于第二金屬支撐壩外側(cè)的第一金屬支撐壩，所述第一金屬支撐壩位于所述第一焊墊區(qū)的外側(cè)，所述第一金屬支撐壩與第二金屬支撐壩之間具有間隙。

11、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圍壩結(jié)構(gòu)包括位于所述第一基層和第二基層之間的有機(jī)支撐壩，所述有機(jī)支撐壩位于所述功能區(qū)的外側(cè)。

12、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一基層具有面向第二基層的第一面以及背離第二基層的第二面，所述芯片結(jié)構(gòu)包括貼覆于所述第一面的金屬遮光層，所述金屬遮光層位于所述功能區(qū)的外側(cè)，所述金屬遮光層薄于所述圍壩結(jié)構(gòu)。

13、為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式提供一種晶圓級封裝方法，包括以下步驟：

14、提供第一晶圓和第二晶圓，所述第二晶圓具有第一焊墊區(qū)；

15、在所述第一晶圓制作通孔，所述通孔貫穿第一晶圓的第一面和第二面；

16、在所述通孔內(nèi)制作散熱柱；

17、制作第二金屬支撐壩，所述第二金屬支撐壩連接散熱柱；

18、連接所述第二金屬支撐壩和第一焊墊區(qū)。

19、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，“在所述通孔內(nèi)制作散熱柱”包括：

20、在所述第一晶圓的表面和通孔內(nèi)鍍金屬，形成位于第一晶圓表面的金屬種子層和位于通孔內(nèi)的散熱柱。

21、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，“在所述通孔內(nèi)制作散熱柱”之后還包括：圖形化所述金屬種子層，形成位于所述第二面的散熱層。

22、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，“制作第二金屬支撐壩”包括：

23、在所述第一晶圓的一側(cè)涂布膠層并進(jìn)行圖形化，形成間隔排列的過渡層和貫穿槽；

24、在所述貫穿槽電鍍金屬形成金屬支撐壩，所述金屬支撐壩包括所述第二金屬支撐壩；

25、去除所述過渡層。

26、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，“制作第二金屬支撐壩”包括：

27、在所述第一晶圓的一側(cè)第一次涂布膠層并進(jìn)行第一次圖形化，形成間隔排列的第一過渡層和第一貫穿槽；

28、在所述第一貫穿槽電鍍金屬，形成金屬遮光層；

29、在所述金屬遮光層的一側(cè)第二次涂布膠層并進(jìn)行第二次圖形化，形成間隔排列的第二過渡層和第二貫穿槽；

30、在所述第二貫穿槽電鍍金屬，形成金屬支撐壩，所述金屬支撐壩包括所述第二金屬支撐壩；

31、去除所述第一過渡層和第二過渡層。

32、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，“連接所述第二金屬支撐壩和第一焊墊區(qū)”包括：采用金屬鍵合或者導(dǎo)電膠鍵合或者絕緣膠鍵合或者無介質(zhì)鍵合的方式連接所述第二金屬支撐壩和第一焊墊區(qū)。

33、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，“連接所述第二金屬支撐壩和第一焊墊區(qū)”包括：在所述第一晶圓和第二晶圓之間制作有機(jī)支撐壩。

34、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，包括步驟：

35、在第二晶圓背離第一晶圓的一側(cè)制作金屬凸塊，所述金屬凸塊連接至第一焊墊區(qū)，形成晶圓級封裝結(jié)構(gòu)；

36、切割晶圓級封裝結(jié)構(gòu)，形成單個芯片結(jié)構(gòu)。

37、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，包括步驟：

38、提供散熱模塊，連接至所述芯片結(jié)構(gòu)的散熱層。

39、作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，包括步驟：

40、提供電路板，所述芯片結(jié)構(gòu)的金屬凸塊焊接于電路板；

41、連接所述散熱模塊和電路板的散熱區(qū)域。

42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種芯片結(jié)構(gòu)及晶圓級封裝方法，芯片結(jié)構(gòu)的散熱柱、第一焊墊區(qū)、以及連接散熱柱和第一焊墊區(qū)的第二金屬支撐壩形成向上的散熱通道，增強(qiáng)散熱能力。

技術(shù)特征：

1.一種芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：第一基層、第二基層以及連接第一基層和第二基層的圍壩結(jié)構(gòu)，所述第一基層設(shè)置沿其厚度方向貫穿的通孔，所述第二基層包括第一焊墊區(qū)，所述芯片結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述通孔的散熱柱，所述圍壩結(jié)構(gòu)包括用于連接所述散熱柱和第一焊墊區(qū)的第二金屬支撐壩。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二基層具有功能面及設(shè)置于功能面的功能區(qū)，所述第一焊墊區(qū)位于所述功能區(qū)外側(cè)，所述第二金屬支撐壩圍設(shè)于所述功能區(qū)外。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一基層具有面向第二基層的第一面以及背離第二基層的第二面，所述通孔貫穿所述第一面以及第二面，所述芯片結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述第二面的散熱層，所述散熱柱背離第二金屬支撐壩的一端連接至所述散熱層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述散熱層覆蓋的區(qū)域與所述功能區(qū)外側(cè)的區(qū)域相對。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述散熱層覆蓋的區(qū)域與所述功能區(qū)以及第一焊墊區(qū)相對。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述散熱層的散熱模塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述第二基層背離第一基層一側(cè)的電路板，所述第一焊墊區(qū)連接至所述電路板，所述散熱模塊連接至所述電路板的散熱區(qū)域。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圍壩結(jié)構(gòu)包括位于第二金屬支撐壩外側(cè)的第一金屬支撐壩，所述第一金屬支撐壩位于所述第一焊墊區(qū)的外側(cè)，所述第一金屬支撐壩與第二金屬支撐壩之間具有間隙。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述圍壩結(jié)構(gòu)包括位于所述第一基層和第二基層之間的有機(jī)支撐壩，所述有機(jī)支撐壩位于所述功能區(qū)的外側(cè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一基層具有面向第二基層的第一面以及背離第二基層的第二面，所述芯片結(jié)構(gòu)包括貼覆于所述第一面的金屬遮光層，所述金屬遮光層位于所述功能區(qū)的外側(cè)，所述金屬遮光層薄于所述圍壩結(jié)構(gòu)。

11.一種晶圓級封裝方法，其特征在于，包括以下步驟：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，“在所述通孔內(nèi)制作散熱柱”包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，“在所述通孔內(nèi)制作散熱柱”之后還包括：圖形化所述金屬種子層，形成位于所述第二面的散熱層。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，“制作第二金屬支撐壩”包括：

15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，“制作第二金屬支撐壩”包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，“連接所述第二金屬支撐壩和第一焊墊區(qū)”包括：采用金屬鍵合或者導(dǎo)電膠鍵合或者絕緣膠鍵合或者無介質(zhì)鍵合的方式連接所述第二金屬支撐壩和第一焊墊區(qū)。

17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，“連接所述第二金屬支撐壩和第一焊墊區(qū)”包括：在所述第一晶圓和第二晶圓之間制作有機(jī)支撐壩。

18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，包括步驟：

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，包括步驟：

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的晶圓級封裝方法，其特征在于，包括步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明揭示了一種芯片結(jié)構(gòu)以及晶圓級封裝方法，芯片結(jié)構(gòu)包括第一基層、第二基層以及連接第一基層和第二基層的圍壩結(jié)構(gòu)，所述第一基層設(shè)置沿其厚度方向貫穿的通孔，所述第二基層包括第一焊墊區(qū)，所述芯片結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述通孔的散熱柱，所述圍壩結(jié)構(gòu)包括用于連接所述散熱柱和第一焊墊區(qū)的第二金屬支撐壩；第一焊墊區(qū)、第二金屬支撐壩以及散熱柱形成向上的散熱通道，加強(qiáng)散熱能力。

技術(shù)研發(fā)人員：李俊杰,王蔚,謝國梁,錢孝青
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州晶方半導(dǎo)體科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9