一種晶圓級(jí)芯片封裝方法及封裝件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種晶圓級(jí)芯片封裝方法及封裝件，該封裝方法在形成有再布線層的晶片正面表面開(kāi)設(shè)溝槽，將多個(gè)器件裸芯分隔，然后安裝金屬凸塊，再形成第一保護(hù)層以包裹晶片的正面、側(cè)面，并填充在溝槽中，隨后對(duì)晶片進(jìn)行背面研磨減薄，使填充在溝槽中的第一保護(hù)層露出，在減薄后的晶片背面形成第二保護(hù)層，將分隔開(kāi)的每個(gè)器件裸芯密封，最后切割使每個(gè)被密封的器件裸芯分離成單個(gè)的封裝件。本發(fā)明的封裝方法實(shí)現(xiàn)了IC晶片的三維保護(hù)，解決了IC晶片切割后易被外界環(huán)境污染和破壞的問(wèn)題，可有效避免焊接部位在后期的工序中受損，且流程簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，大大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率。制得的封裝件具有三維保護(hù)，不易損壞，可靠性高。
【專利說(shuō)明】
一種晶圓級(jí)芯片封裝方法及封裝件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種晶圓級(jí)芯片封裝方法及封裝件。
【背景技術(shù)】
[0002]晶圓級(jí)芯片封裝方式(WaferLevel Chip Scale Packaging，簡(jiǎn)稱WLCSP)，通過(guò)在整片晶圓上進(jìn)行封裝和測(cè)試，然后切割成一個(gè)個(gè)IC顆粒，封裝后的芯片體積基本等同于IC裸晶的原尺寸，具有高密度、體積小、可靠性高、電熱性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210193788.3的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種制造WLCSP的方法和通過(guò)該方法制得的晶圓級(jí)芯片尺寸封裝件，該封裝件包括半導(dǎo)體器件、模件、再分布層(RDL)結(jié)構(gòu)、凸塊下金屬化(UBM)層以及密封環(huán)結(jié)構(gòu)，其中，半導(dǎo)體器件包括具有觸點(diǎn)焊盤的有源表面，模件覆蓋半導(dǎo)體器件的側(cè)面，RDL結(jié)構(gòu)包括與觸點(diǎn)焊盤電連接并在半導(dǎo)體器件的有源表面上延伸的第一后鈍化層互連(PPI)線，UBM層位于第一 PPI線上方并與第一 PPI線電連接，密封環(huán)結(jié)構(gòu)圍繞模件上的半導(dǎo)體器件的上部外圍延伸，并包括一密封層，密封層與第一 PPI線和UBM層中的至少一個(gè)在相同的水平面上延伸。該發(fā)明通過(guò)在模制半導(dǎo)體器件上同時(shí)形成互連線和密封層而形成再布線層壓結(jié)構(gòu)?；ミB線與觸點(diǎn)焊盤電連接。密封層與互連線分隔并在模件上延伸。金屬凸塊安裝在觸點(diǎn)焊盤上。
[0004]然而，目前的WLCSP工藝通常在安裝金屬凸塊后就進(jìn)行IC晶片的切割，晶圓切割后使得IC晶片的四周暴露在外部環(huán)境中，只有在安裝了金屬凸塊的一面設(shè)有保護(hù)材料，而芯片的其他表面很容易被外界污染和破壞，極大的影響了芯片的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓級(jí)芯片封裝方法及封裝件，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中WLCSP工藝的IC晶片切割后易被外界環(huán)境污染和破壞的問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種晶圓級(jí)芯片封裝方法，包括以下步驟:
[0007]提供具有多個(gè)器件裸芯的晶片，所述晶片具有正面表面、背面表面和側(cè)面，所述多個(gè)器件裸芯位于所述晶片的正面表面，所述器件裸芯具有觸點(diǎn)焊盤；
[0008]在所述晶片的正面表面形成再布線層，使所述再布線層與所述器件裸芯的觸點(diǎn)焊盤電連接以實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)焊盤的再分布；
[0009]在形成有所述再布線層的正面表面開(kāi)設(shè)溝槽，所述溝槽將所述多個(gè)器件裸芯一一分隔；
[0010]在開(kāi)設(shè)有溝槽的所述晶片正面表面安裝金屬凸塊，使所述金屬凸塊通過(guò)所述再布線層與所述器件裸芯的觸點(diǎn)焊盤電連接；
[0011]在安裝了所述金屬凸塊的所述晶片正面表面形成第一保護(hù)層，使所述第一保護(hù)層包裹所述晶片的正面表面、側(cè)面，并填充在所述溝槽中，僅露出所述金屬凸塊；
[0012]對(duì)所述晶片的背面表面進(jìn)行研磨減薄，使填充在所述溝槽中的所述第一保護(hù)層露出；
[0013]在減薄后的所述晶片的背面表面形成第二保護(hù)層，所述第二保護(hù)層與所述第一保護(hù)層相連，將分隔開(kāi)的每個(gè)器件裸芯密封；
[0014]對(duì)所述晶片進(jìn)行切割，以使每個(gè)被密封的器件裸芯分離成單個(gè)的封裝件。
[0015]優(yōu)選地，所述再布線層包括金屬連線以及設(shè)于所述金屬連線周圍的介電層，所述金屬連線與所述器件裸芯的觸點(diǎn)焊盤連接，并與安裝后的所述金屬凸塊電連接。
[0016]優(yōu)選地，所述金屬連線包括一層或多層互連金屬層，所述介電層包括一層或多層介電材料層。
[0017]優(yōu)選地，所述金屬連線包含多層互連金屬層時(shí)，所述介電材料層設(shè)于所述多層互連金屬層之間將每層互連金屬層隔開(kāi)，所述多層互連金屬層之間通過(guò)通孔實(shí)現(xiàn)電連接。
[0018]優(yōu)選地，所述再布線層還包括金屬凸塊下金屬層，所述金屬凸塊下金屬層與所述金屬連線連接，所述金屬凸塊安裝在所述金屬凸塊下金屬層上。
[0019]優(yōu)選地，所述金屬連線的形成方法為物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、電鍍或化學(xué)鍍。
[°02°]優(yōu)選地，所述金屬連線的材料包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag中的一種或多種。
[0021]優(yōu)選地，所述介電層的形成方法為旋涂、化學(xué)氣相沉積或等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積。
[0022]優(yōu)選地，所述介電層的材料為聚苯并噁唑、磷硅玻璃、自旋玻璃、自旋聚合物、氧化娃、S i OxCy、娃碳復(fù)合材料中的一種或多種。
[0023]優(yōu)選地，在形成有所述再布線層的正面表面向下開(kāi)設(shè)溝槽的方法為光刻、激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或深度反應(yīng)離子刻蝕。
[0024]優(yōu)選地，所述金屬凸塊為焊錫球、銅球或錫銅合金球;所述金屬凸塊在所述晶片上的投影輪廓為圓形、橢圓形或多邊形;所述金屬凸塊的形成方法為電鍍或植球。
[0025]優(yōu)選地，形成所述第一保護(hù)層和/或所述第二保護(hù)層的方法為旋涂、壓模成型、印刷、傳遞模塑、液體模塑封裝或真空層壓。
[0026]優(yōu)選地，所述第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層的材料為固化封裝材料。
[0027]優(yōu)選地，所述第一保護(hù)層和/或所述第二保護(hù)層的材料為聚合物基材料、樹(shù)脂基材料、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或多種。
[0028]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種采用上述方法封裝的晶圓級(jí)芯片封裝件，包括:
[0029]器件裸芯，所述器件裸芯具有觸點(diǎn)焊盤；
[0030]再布線層，所述再布線層設(shè)置于所述器件裸芯上；
[0031]金屬凸塊，所述金屬凸塊安裝在所述再布線層上，通過(guò)所述再布線層與所述觸點(diǎn)焊盤電連接；
[0032]保護(hù)層，所述保護(hù)層將所述器件裸芯及再布線層包裹密封，僅露出部分金屬凸塊。
[0033]優(yōu)選地，所述再布線層包括金屬連線以及設(shè)于所述金屬連線周圍的介電層，所述金屬連線與所述器件裸芯的觸點(diǎn)焊盤連接，并與安裝后的所述金屬凸塊電連接。
[0034]優(yōu)選地，所述金屬連線包括一層或多層互連金屬層，所述介電層包括一層或多層介電材料層。
[0035]優(yōu)選地，所述金屬連線包含多層互連金屬層時(shí)，所述介電材料層設(shè)于所述多層互連金屬層之間將每層互連金屬層隔開(kāi)，所述多層互連金屬層之間通過(guò)通孔實(shí)現(xiàn)電連接。
[0036]優(yōu)選地，所述再布線層還包括金屬凸塊下金屬層，所述金屬凸塊下金屬層與所述金屬連線連接，所述金屬凸塊安裝在所述金屬凸塊下金屬層上。
[OO37 ]優(yōu)選地，所述金屬連線的材料包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag中的一種或多種。
[0038]優(yōu)選地，所述介電層的材料為聚苯并噁唑、磷硅玻璃、自旋玻璃、自旋聚合物、氧化娃、S i OxCy、娃碳復(fù)合材料中的一種或多種。
[0039]優(yōu)選地，所述金屬凸塊為焊錫球、銅球或錫銅合金球;所述金屬凸塊在所述晶片上的投影輪廓為圓形、橢圓形或多邊形;所述金屬凸塊的形成方法為電鍍或植球。
[0040]優(yōu)選地，所述保護(hù)層的材料為固化封裝材料。
[0041]優(yōu)選地，所述保護(hù)層的材料為聚合物基材料、樹(shù)脂基材料、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或多種。
[0042]如上所述，本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法及封裝件，具有以下有益效果:
[0043]本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法通過(guò)開(kāi)設(shè)溝槽，形成包裹器件裸芯正面、側(cè)面和背面的隔離保護(hù)層，再進(jìn)行切割分離，實(shí)現(xiàn)了 IC晶片的三維保護(hù)，解決了 IC晶片切割后易被外界環(huán)境污染和破壞的問(wèn)題。此外，本發(fā)明的封裝方法在安裝金屬凸塊之前開(kāi)設(shè)溝槽，在安裝金屬凸塊之后通過(guò)保護(hù)層進(jìn)行保護(hù)，可有效避免焊接部位在后期的工序中受損，且流程簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，大大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率。制得的封裝件具有三維保護(hù)，不易被外界污染和破壞，便于運(yùn)輸，在后續(xù)組裝應(yīng)用中不易損壞，封裝效果好，器件可靠性高。
【附圖說(shuō)明】
[0044]圖1顯示為本發(fā)明提供的晶圓級(jí)芯片封裝方法的示意圖。
[0045]圖2a_2h顯示為本發(fā)明實(shí)施例提供的晶圓級(jí)芯片封裝方法的工藝流程示意圖。
[0046]圖3顯示為本發(fā)明實(shí)施例提供的晶圓級(jí)芯片封裝件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0048]I器件裸芯
[0049]101 觸點(diǎn)焊盤
[0050]201 金屬連線[0051 ]202 介電層
[0052]3金屬凸塊
[0053]401 第一保護(hù)層
[0054]402 第二保護(hù)層
[0055]4保護(hù)層
[0056]SI ?S8 步驟
【具體實(shí)施方式】
[0057]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0058]需要說(shuō)明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0059]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種晶圓級(jí)芯片封裝方法，包括以下步驟:
[0060]SI提供具有多個(gè)器件裸芯的晶片，所述晶片具有正面表面、背面表面和側(cè)面，所述多個(gè)器件裸芯位于所述晶片的正面表面，所述器件裸芯具有觸點(diǎn)焊盤；
[0061]S2在所述晶片的正面表面形成再布線層，使所述再布線層與所述器件裸芯的觸點(diǎn)焊盤電連接以實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)焊盤的再分布；
[0062]S3在形成有所述再布線層的正面表面開(kāi)設(shè)溝槽，所述溝槽將所述多個(gè)器件裸芯一一分隔；
[0063]S4在開(kāi)設(shè)有溝槽的所述晶片正面表面安裝金屬凸塊，使所述金屬凸塊通過(guò)所述再布線層與所述器件裸芯的觸點(diǎn)焊盤電連接；
[0064]S5在安裝了所述金屬凸塊的所述晶片正面表面形成第一保護(hù)層，使所述第一保護(hù)層包裹所述晶片的正面表面、側(cè)面，并填充在所述溝槽中，僅露出所述金屬凸塊；
[0065]S6對(duì)所述晶片的背面表面進(jìn)行研磨減薄，使填充在所述溝槽中的所述第一保護(hù)層露出；
[0066]S7在減薄后的所述晶片的背面表面形成第二保護(hù)層，所述第二保護(hù)層與所述第一保護(hù)層相連，將分隔開(kāi)的每個(gè)器件裸芯密封；
[0067]S8對(duì)所述晶片進(jìn)行切割，以使每個(gè)被密封的器件裸芯分離成單個(gè)的封裝件。
[0068]該封裝方法通過(guò)開(kāi)設(shè)溝槽在器件裸芯的正面、側(cè)面和背面制作保護(hù)層，裸芯被隔離之后再進(jìn)行切割分離，從而可以實(shí)現(xiàn)IC晶片的三維保護(hù)，解決了現(xiàn)有WLCSP工藝中IC晶片切割后裸芯四周暴露在外界，易被環(huán)境污染和破壞的問(wèn)題。
[0069]此外，本發(fā)明的封裝方法不同于現(xiàn)有WLCSP工藝在植入金屬凸塊之后切割，而是在金屬凸塊安裝之前開(kāi)槽，并在安裝金屬凸塊之后通過(guò)保護(hù)層進(jìn)行保護(hù)，有效避免了焊接部位在后期工序中的損傷，且流程簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。
[0070]下面通過(guò)具體的實(shí)例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0071 ] 實(shí)施例一
[0072]請(qǐng)參閱圖2a_2g，本實(shí)施提供一種晶圓級(jí)芯片封裝方法。
[0073]首先，提供具有多個(gè)器件裸芯I的晶片，如圖2a所示，所述晶片具有正面表面、背面表面和側(cè)面，所述多個(gè)器件裸芯I位于所述晶片的正面表面，所述器件裸芯I具有觸點(diǎn)焊盤101。這里的晶片可以是晶圓，或其他承載器件裸芯I的載體。所述器件裸芯I可以是具有多個(gè)半導(dǎo)體器件和電路的IC芯片或分立半導(dǎo)體器件等。
[0074]然后，如圖2b所示，在所述晶片的正面表面形成再布線層，使所述再布線層與所述器件裸芯I的觸點(diǎn)焊盤101電連接以實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)焊盤的再分布。
[0075]具體地，所述再布線層包括金屬連線201以及設(shè)于所述金屬連線201周圍的介電層202，所述金屬連線201與所述器件裸芯I的觸點(diǎn)焊盤1I連接，以實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)焊盤的再分布。其中，所述金屬連線201可以包括一層或者多層互連金屬層，所述介電層202也可以包括一層或多層介電材料層。優(yōu)選地，當(dāng)所述金屬連線201包含多層互連金屬層時(shí)，所述介電材料層可以設(shè)置于所述多層互連金屬層之間，從而可將每層互連金屬層隔開(kāi)。在所述多層互連金屬層之間可以通過(guò)形成通孔的方式實(shí)現(xiàn)電連接。優(yōu)選地，所述再布線層還可以包括金屬凸塊下金屬層(UBM)，所述金屬凸塊下金屬層與所述金屬連線201連接，可作為再分布后的新焊盤用于安裝金屬凸塊。
[0076]具體地，形成所述金屬連線201的方法可以為物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、電鍍、化學(xué)鍍、或其他適合的金屬沉積工藝。優(yōu)選地，所述金屬連線201的材料包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag中的一種或多種，或其他適合的導(dǎo)電金屬材料。例如，金屬連線201可以為Cu線，制作Cu線的種子層可以為Ti/Cu層。
[0077]具體地，形成所述介電層202的方法可以為旋涂法、化學(xué)氣相沉積、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、或其他適合的介質(zhì)沉積工藝。優(yōu)選地，所述介電層202的材料可以為低k介電材料，即低介電常數(shù)材料，此種材料為本領(lǐng)域技術(shù)人員所習(xí)知，故在此不一一列舉。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述介電層202的材料可以選自聚苯并噁唑(PBO)、磷硅玻璃(PSG)、自旋玻璃(Spin-On-Glass，S0G)、自旋聚合物(Spin-On-PoIymer，S0P)、氧化娃、S1xCy、娃碳復(fù)合材料中的一種或多種，或其他適合的介電材料。
[0078]接下來(lái)，如圖2c所示，在形成有所述再布線層的正面表面向下開(kāi)設(shè)溝槽，所述溝槽將所述多個(gè)器件裸芯I一一分隔。優(yōu)選地，在形成有所述再布線層的正面表面開(kāi)設(shè)溝槽的方法可以為光刻、激光鉆孔、機(jī)械鉆孔、深度反應(yīng)離子刻蝕、或其他適合的工藝。開(kāi)設(shè)所述溝槽的深度可根據(jù)實(shí)際需要具體確定，溝槽底部應(yīng)當(dāng)?shù)陀诨螨R平于器件裸芯I的底部，以滿足將器件裸芯I 分隔的需要。
[0079]如圖2d所示，在開(kāi)設(shè)有溝槽的所述晶片正面表面安裝金屬凸塊3，使所述金屬凸塊3通過(guò)所述再布線層與所述器件裸芯I的觸點(diǎn)焊盤101電連接。
[0080]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述金屬凸塊3可以安裝在所述再布線層的所述金屬凸塊下金屬層上，而所述金屬凸塊下金屬層與所述金屬連線201連接，所述金屬連線201與所述器件裸芯I的觸點(diǎn)焊盤101連接，從而使所述金屬凸塊3與所述器件裸芯I的觸點(diǎn)焊盤101電連接，以實(shí)現(xiàn)焊盤位置的再分布。具體地，所述金屬凸塊3的材料可以選自41、511、附、八11、Ag、Pb、B1、Cu中的一種或多種，例如，所述金屬凸塊3可以為焊錫球、銅球或錫銅合金球。所述焊錫球除了 Sn，還可以包括其他材料，如Ag、Cu等。所述金屬凸塊3在所述晶片上的投影輪廓可以為圓形、橢圓形或多邊形，如長(zhǎng)方形、三角形等。所述金屬凸塊3的形成方法可以為電鍍或植球。
[0081]再接下來(lái)，如圖2e所示，在安裝了所述金屬凸塊3的所述晶片正面表面形成第一保護(hù)層401，使所述第一保護(hù)層401包裹所述晶片的正面表面、側(cè)面，并填充在所述溝槽中，僅露出所述金屬凸塊3。
[0082]具體地，形成所述第一保護(hù)層401的方法可以為旋涂、壓模成型、印刷、傳遞模塑、液體模塑封裝、真空層壓、或其他適合實(shí)施的方法。所述第一保護(hù)層401的材料可以為固化封裝材料，例如可以是聚合物基材料、樹(shù)脂基材料、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂、及這些材料的組合物、混合物或復(fù)合物等。
[0083]如圖2f所示，對(duì)所述晶片的背面表面進(jìn)行研磨減薄，使填充在所述溝槽中的所述第一保護(hù)層401露出。對(duì)晶片進(jìn)行背面減薄的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所習(xí)知，故在此不做贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇適合的工藝方法進(jìn)行晶片的背面研磨減薄，本發(fā)明對(duì)此不作限制。
[0084]如圖2g所示，在減薄后的所述晶片的背面表面形成第二保護(hù)層402，所述第二保護(hù)層402與所述第一保護(hù)層401相連，將分隔開(kāi)的每個(gè)器件裸芯I密封。
[0085]具體地，形成所述第二保護(hù)層402的方法可以為旋涂、壓模成型、印刷、傳遞模塑、液體模塑封裝、真空層壓、或其他適合實(shí)施的方法。所述第二保護(hù)層402的材料可以為固化封裝材料，例如可以選自聚合物基材料、樹(shù)脂基材料、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或多種。
[0086]第一保護(hù)層401和第二保護(hù)層402應(yīng)當(dāng)采用非導(dǎo)電材料，用于保護(hù)器件裸芯I免收外界環(huán)境破壞和污染。第一保護(hù)層401和第二保護(hù)層402的材料可以相同，也可以不同；形成時(shí)可以采用相同的形成方法，也可以各自采用不同的方法制作，本發(fā)明對(duì)此不作限制。
[0087]最后，如圖2h所示，對(duì)所述晶片進(jìn)行切割，以使每個(gè)被密封的器件裸芯I分離成單個(gè)的封裝件。
[0088]實(shí)施例二
[0089]請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)施例提供一種采用實(shí)施例一的晶圓級(jí)芯片封裝方法制備得到的封裝件。該封裝件，包括:器件裸芯1、再布線層、金屬凸塊3和保護(hù)層4;所述器件裸芯I具有觸點(diǎn)焊盤101，所述再布線層設(shè)置于所述器件裸芯I上，所述金屬凸塊3安裝在所述再布線層上，通過(guò)所述再布線層與所述觸點(diǎn)焊盤I電連接，所述保護(hù)層4將所述器件裸芯I及再布線層包裹密封，僅露出部分金屬凸塊3。
[0090]具體地，所述器件裸芯I可以是具有多個(gè)半導(dǎo)體器件和電路的IC芯片或分立半導(dǎo)體器件等器件的裸芯。
[0091]具體地，所述再布線層包括金屬連線201以及設(shè)于所述金屬連線201周圍的介電層202，所述金屬連線201與所述器件裸芯I的觸點(diǎn)焊盤1I連接，以實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)焊盤的再分布。其中，所述金屬連線201可以包括一層或者多層互連金屬層，所述介電層202也可以包括一層或多層介電材料層。優(yōu)選地，當(dāng)所述金屬連線201包含多層互連金屬層時(shí)，所述介電材料層可以設(shè)置于所述多層互連金屬層之間，從而可將每層互連金屬層隔開(kāi)。在所述多層互連金屬層之間可以通過(guò)形成通孔的方式實(shí)現(xiàn)電連接。優(yōu)選地，所述再布線層還可以包括金屬凸塊下金屬層(UBM)，所述金屬凸塊下金屬層與所述金屬連線201連接，可作為再分布后的新焊盤用于安裝金屬凸塊3。
[0092]具體地，所述金屬連線201的材料優(yōu)選為Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag中的一種或多種。所述介電層202的材料優(yōu)選為低k介電材料。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述介電層202的材料可以為磷硅玻璃(PSG)、自旋玻璃(SOG)、自旋聚合物(SOP)、氧化硅、S1xCy，硅碳復(fù)合材料中的一種或多種，或其他適合的介電材料。
[0093]具體地，所述金屬凸塊3的材料可以選自Al、Sn、N1、Au、Ag、Pb、B1、Cu中的一種或多種。所述金屬凸塊3優(yōu)選為焊錫球、銅球或錫銅合金球;所述焊錫球還可以包括其他材料，如Ag、Cu等。述金屬凸塊3在所述晶片上的投影輪廓可以為圓形、橢圓形或多邊形，如長(zhǎng)方形、三角形等。所述金屬凸塊3的形成方法可以為電鍍或植球。優(yōu)選地，所述保護(hù)層4的材料為固化封裝材料，用于保護(hù)并密封器件裸芯。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述保護(hù)層4的材料可以為聚合物基材料、樹(shù)脂基材料、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或多種。
[0094]綜上所述，本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法實(shí)現(xiàn)了IC晶片的三維保護(hù)，解決了 IC晶片切割后易被污染和破壞的問(wèn)題。在金屬凸塊安裝之前開(kāi)槽，有效避免了焊接部位在后期工序中的損傷，且流程簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，大大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率。利用本發(fā)明方法制得的封裝件具有三維保護(hù)，不易被外界污染和破壞，便于運(yùn)輸，在后續(xù)組裝應(yīng)用中不易損壞，具有封裝效果好，器件壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
[0095]所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0096]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于，包括以下步驟: 提供具有多個(gè)器件裸芯的晶片，所述晶片具有正面表面、背面表面和側(cè)面，所述多個(gè)器件裸芯位于所述晶片的正面表面，所述器件裸芯具有觸點(diǎn)焊盤； 在所述晶片的正面表面形成再布線層，使所述再布線層與所述器件裸芯的觸點(diǎn)焊盤電連接以實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)焊盤的再分布； 在形成有所述再布線層的正面表面開(kāi)設(shè)溝槽，所述溝槽將所述多個(gè)器件裸芯一一分隔； 在開(kāi)設(shè)有溝槽的所述晶片正面表面安裝金屬凸塊，使所述金屬凸塊通過(guò)所述再布線層與所述器件裸芯的觸點(diǎn)焊盤電連接； 在安裝了所述金屬凸塊的所述晶片正面表面形成第一保護(hù)層，使所述第一保護(hù)層包裹所述晶片的正面表面、側(cè)面，并填充在所述溝槽中，僅露出所述金屬凸塊； 對(duì)所述晶片的背面表面進(jìn)行研磨減薄，使填充在所述溝槽中的所述第一保護(hù)層露出； 在減薄后的所述晶片的背面表面形成第二保護(hù)層，所述第二保護(hù)層與所述第一保護(hù)層相連，將分隔開(kāi)的每個(gè)器件裸芯密封； 對(duì)所述晶片進(jìn)行切割，以使每個(gè)被密封的器件裸芯分離成單個(gè)的封裝件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:所述再布線層包括金屬連線以及設(shè)于所述金屬連線周圍的介電層，所述金屬連線與所述器件裸芯的觸點(diǎn)焊盤連接，并與安裝后的所述金屬凸塊電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:所述金屬連線包括一層或多層互連金屬層，所述介電層包括一層或多層介電材料層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:所述金屬連線包含多層互連金屬層時(shí)，所述介電材料層設(shè)于所述多層互連金屬層之間將每層互連金屬層隔開(kāi)，所述多層互連金屬層之間通過(guò)通孔實(shí)現(xiàn)電連接。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:所述再布線層還包括金屬凸塊下金屬層，所述金屬凸塊下金屬層與所述金屬連線連接，所述金屬凸塊安裝在所述金屬凸塊下金屬層上。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:所述金屬連線的形成方法為物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、電鍍或化學(xué)鍍。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:所述金屬連線的材料包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag 中的一種或多種。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:所述介電層的形成方法為旋涂、化學(xué)氣相沉積或等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:所述介電層的材料為聚苯并噁唑、磷硅玻璃、自旋玻璃、自旋聚合物、氧化硅、S1xCy、硅碳復(fù)合材料中的一種或多種。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:在形成有所述再布線層的正面表面向下開(kāi)設(shè)溝槽的方法為光刻、激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或深度反應(yīng)離子刻蝕。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:所述金屬凸塊為焊錫球、銅球或錫銅合金球;所述金屬凸塊在所述晶片上的投影輪廓為圓形、橢圓形或多邊形;所述金屬凸塊的形成方法為電鍍或植球。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:形成所述第一保護(hù)層和/或所述第二保護(hù)層的方法為旋涂、壓模成型、印刷、傳遞模塑、液體模塑封裝或真空層壓。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:所述第一保護(hù)層和所述第二保護(hù)層的材料為固化封裝材料。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓級(jí)芯片封裝方法，其特征在于:所述第一保護(hù)層和/或所述第二保護(hù)層的材料為聚合物基材料、樹(shù)脂基材料、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或多種。15.—種采用權(quán)利要求1所述方法封裝的晶圓級(jí)芯片封裝件，其特征在于，包括: 器件裸芯，所述器件裸芯具有觸點(diǎn)焊盤； 再布線層，所述再布線層設(shè)置于所述器件裸芯上； 金屬凸塊，所述金屬凸塊安裝在所述再布線層上，通過(guò)所述再布線層與所述觸點(diǎn)焊盤電連接； 保護(hù)層，所述保護(hù)層將所述器件裸芯及再布線層包裹密封，僅露出部分金屬凸塊。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的晶圓級(jí)芯片封裝件，其特征在于:所述再布線層包括金屬連線以及設(shè)于所述金屬連線周圍的介電層，所述金屬連線與所述器件裸芯的觸點(diǎn)焊盤連接，并與安裝后的所述金屬凸塊電連接。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的晶圓級(jí)芯片封裝件，其特征在于:所述金屬連線包括一層或多層互連金屬層，所述介電層包括一層或多層介電材料層。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的晶圓級(jí)芯片封裝件，其特征在于:所述金屬連線包含多層互連金屬層時(shí)，所述介電材料層設(shè)于所述多層互連金屬層之間將每層互連金屬層隔開(kāi)，所述多層互連金屬層之間通過(guò)通孔實(shí)現(xiàn)電連接。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的晶圓級(jí)芯片封裝件，其特征在于:所述再布線層還包括金屬凸塊下金屬層，所述金屬凸塊下金屬層與所述金屬連線連接，所述金屬凸塊安裝在所述金屬凸塊下金屬層上。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的晶圓級(jí)芯片封裝件，其特征在于:所述金屬連線的材料包括Al、Cu、Sn、N1、Au、Ag 中的一種或多種。21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的晶圓級(jí)芯片封裝件，其特征在于:所述介電層的材料為聚苯并噁唑、磷硅玻璃、自旋玻璃、自旋聚合物、氧化硅、S1xCy、硅碳復(fù)合材料中的一種或多種。22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的晶圓級(jí)芯片封裝件，其特征在于:所述金屬凸塊為焊錫球、銅球或錫銅合金球;所述金屬凸塊在所述晶片上的投影輪廓為圓形、橢圓形或多邊形;所述金屬凸塊的形成方法為電鍍或植球。23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的晶圓級(jí)芯片封裝件，其特征在于:所述保護(hù)層的材料為固化封裝材料。24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的晶圓級(jí)芯片封裝件，其特征在于:所述保護(hù)層的材料為聚合物基材料、樹(shù)脂基材料、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK105938804SQ201610486850
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】仇月東, 林正忠
【申請(qǐng)人】中芯長(zhǎng)電半導(dǎo)體（江陰）有限公司