多側(cè)包覆的晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型有關(guān)于凸塊化半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，特別是有關(guān)于一種多側(cè)包覆的晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，可應(yīng)用于晶圓級芯片尺寸封裝構(gòu)造(Wafer Level Chip ScalePackage, WLCSP)與扇出型晶圓級芯片封裝構(gòu)造(Fan-Out Wafer Level Package,FOWLP)。
【背景技術(shù)】
[0002]晶圓級封裝是在晶圓階段完成半導(dǎo)體封裝，通常在晶圓級封裝工藝中包含有凸塊制作與封裝工藝，之后方切割晶圓以單離成各種具有芯片主體的晶圓級封裝構(gòu)造。
[0003]在晶圓切割步驟中，由于晶圓的材質(zhì)具有相當(dāng)?shù)拇嘈?，切割所廣生的應(yīng)力容易造成晶圓背崩。雖然公知在晶圓的主動面也會形成一底膠封裝層，雖可保護(hù)主動面以及導(dǎo)電凸塊，卻無法有效地保護(hù)芯片主動面的側(cè)邊與角隅，故在芯片主體的主動面的側(cè)邊與角隅也可能會產(chǎn)生碎裂，特別在芯片主動面角隅的碎裂會造成晶圓保護(hù)層的脫層(delaminat1n)，進(jìn)而導(dǎo)致芯片功能失效，進(jìn)而影響了芯片良率。此外，芯片主體的側(cè)向顯露表面亦容易遭受到濕氣的侵入而損毀。因此，晶圓切割的應(yīng)力與封裝層形成壓力造成的芯片碎裂與芯片主動面角隅的晶圓保護(hù)層的脫層為現(xiàn)行晶圓級封裝構(gòu)造必須要解決的課題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述的問題，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種多側(cè)包覆的晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，用以解決芯片在主動面角隅處晶圓保護(hù)層剝離的問題，借以提高封裝產(chǎn)品的可靠度。
[0005]本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型揭示一種多側(cè)包覆的晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，其包含:一芯片主體，其具有一主動面、一背面以及復(fù)數(shù)個(gè)在該主動面上的接墊，該些接墊以一重配置線路層連接，該主動面上形成有一晶圓保護(hù)層，以覆蓋該重配置線路層，該晶圓保護(hù)層在該主動面角隅處具有復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)縮角隅切緣；復(fù)數(shù)個(gè)凸塊，設(shè)置于該些接墊上；一壓模膠層，形成于該晶圓保護(hù)層上并包覆該些內(nèi)縮角隅切緣，并且該壓模膠層局部密封該些凸塊；以及一背膠層，形成于該背面上。
[0006]本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0007]在前述晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造中，該些凸塊具有復(fù)數(shù)個(gè)顯露于該壓模膠層的激光清潔表面。
[0008]在前述晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造中，該晶圓保護(hù)層包含介電常數(shù)低于3的材質(zhì)層。
[0009]在前述晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造中，該些內(nèi)縮角隅切緣形成于該芯片主體的該主動面角隅的復(fù)數(shù)個(gè)壓模儲膠槽內(nèi)。
[0010]在前述晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造中，該些壓模儲膠槽的深度介于30至50微米。
[0011]在前述晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造中，該些壓模儲膠槽的深度小于該芯片主體的厚度，以使該壓模膠層與該背膠層不相互連接。
[0012]在前述晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造中，該芯片主體的該背面經(jīng)研磨而使該壓模膠層與該背膠層相互連接在該些壓模儲膠槽。
[0013]在前述晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造中，該些壓模儲膠槽的開口形狀為L形。
[0014]在前述晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造中，該些壓模儲膠槽的開口形狀為扇形。
[0015]在前述晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造中，該些壓模儲膠槽的開口形狀為口形。
[0016]在前述晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造中，該背膠層包含一絕緣貼片。
[0017]在前述晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造中，該壓模膠層具有一粗化面。
[0018]本實(shí)用新型的多側(cè)包覆的晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造，可加強(qiáng)晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的表面接合力，并用以改善封裝構(gòu)造的翹曲，另可避免晶圓切割單離時(shí)的芯片碎裂。
【附圖說明】
[0019]圖1為依據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例，一種多側(cè)包覆的晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造沿芯片主動面兩對向角隅對角線剖切的截面示意圖。
[0020]圖2A至圖2M為依據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例，繪示該晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的工藝中各步驟的示意圖。
[0021]圖3至圖8為依據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例，繪示該晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的工藝的主要步驟中的各元件截面示意圖。
[0022]圖9為依據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例，另一種多側(cè)包覆的晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造沿芯片主動面兩對向角隅對角線剖切的截面示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記說明
[0024]Hl壓模儲膠槽的深度 H2芯片主體的厚度
[0025]10晶圓11切割膠帶
[0026]12晶圓固定環(huán)20激光裝置
[0027]30壓模模具31壓模塑料
[0028]40滾壓桿41貼合膠帶
[0029]42撕膜治具43 UV照射裝置
[0030]50研磨頭60單離切割刀具
[0031]70外觀檢查裝置80取放裝置
[0032]90測試板91測試槽座
[0033]100晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造
[0034]110芯片主體111主動面
[0035]112背面113接墊
[0036]114重配置線路層 115晶圓保護(hù)層
[0037]116內(nèi)縮角隅切緣 117壓模儲膠槽
[0038]118凸塊下金屬層
[0039]120凸塊121激光清潔表面
[0040]130壓模膠層131粗化面
[0041]140背膠層
[0042]200晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造。
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下將配合所附附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施例，然而應(yīng)注意的是，該些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方法來說明本實(shí)用新型的基本架構(gòu)或?qū)嵤┓椒?，故僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的元件與組合關(guān)系，圖中所顯示的元件并非以實(shí)際實(shí)施的數(shù)目、形狀、尺寸做等比例繪制，某些尺寸比例與其他相關(guān)尺寸比例或已夸張或是簡化處理，以提供更清楚的描述。實(shí)際實(shí)施的數(shù)目、形狀及尺寸比例為一種選置性的設(shè)計(jì)，詳細(xì)的元件布局可能更為復(fù)雜。
[0044]依據(jù)本實(shí)用新型的第一實(shí)施例，一種多側(cè)包覆的晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造100舉例說明于圖1沿芯片主動面兩對向角隅對角線剖切的截面示意圖。該晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造100包含一芯片主體110、復(fù)數(shù)個(gè)凸塊120、一壓模膠層130以及一背膠層140。
[0045]該芯片主體110具有一主動面111、一背面112以及復(fù)數(shù)個(gè)在該主動面111上的接墊113。該芯片主體110的材質(zhì)為半導(dǎo)體，例如硅或II1-V族半導(dǎo)體化合物。該主動面111上形成有各式集成電路元件并電性連接至該些接墊113。該些接墊113為連接集成電路的對外端點(diǎn)。該些接墊113以一重配置線路層114連接，該重配置線路層114的材質(zhì)可選自于銅、鋁、錫/銅/金或是錫/銅/鎳/金等合金。該些接墊113可借由該重配置線路層114而與該芯片主體110內(nèi)的集成電路保持電性連接?；蛘撸撔┙訅|113可借由該重配置線路層114相互串接，例如外接墊與測試墊的連接、相同功能外接墊的連接以及空腳位外接墊的連接。
[0046]再如圖1所示，該主動面111上形成有一晶圓保護(hù)層115，以覆蓋該重配置線路層114。該晶圓保護(hù)層115可包含介電常數(shù)低于3的材質(zhì)層。該晶圓保護(hù)層115可例如為氧化層/氮化層的復(fù)合絕緣材料層。傳統(tǒng)上晶圓廠會事先定義該晶圓保護(hù)層115的圖案開孔，以形成暴露出接墊113的開口。特別的，該晶圓保護(hù)層115在該主動面111角隅處具有復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)縮角隅切緣116，用以解決芯片在主動面角隅處晶圓保護(hù)層容易剝離的問題，借以提高封裝產(chǎn)品的可靠度。較佳地，該些內(nèi)縮角隅切緣116為圓弧形，配合該壓模膠層130的壓模形成方式與包覆型態(tài)，以減少該晶圓保護(hù)層115的剝離脫層的發(fā)生幾率。
[0047]并且，該些凸塊120設(shè)置于該些接墊113上。較具體但非必要地，可在該些接墊113上可形成一凸塊下金屬層118，用以增進(jìn)該些凸塊120與該些接墊113之間的固著連結(jié)。該些凸塊120可利用例如蒸鍍、電鍍、印刷法、噴射法(jetting)、焊線法焊球殘留凸塊形成技術(shù)(stud bumping)而形成。在本實(shí)施例中，該些凸塊120為錫鉛焊球或無鉛類型的錫銀焊球，其外觀為球狀。但非限定地，該些凸塊120的外觀亦可為柱狀、指狀、塔形、蕈形或不規(guī)則狀。該些凸塊120的外觀不限定功效的原因在于該壓模膠層130的壓模(compress1nmolding)方式，只有單向往芯片主動面111的模封壓力，而不會有造成凸塊應(yīng)力的側(cè)向模流壓力。
[0048]該壓模膠層130形成于該晶圓保護(hù)層115上并包覆該些內(nèi)縮角隅切緣116，并且該壓模膠層130局部密封該些凸塊120。該壓模膠層130在該晶圓保護(hù)層115上的厚度應(yīng)大于該晶圓保護(hù)層115的厚度而小于該些凸塊120的高度的四分之三，以使該些凸塊120局部地外突于該壓模膠層130。具體而言，如圖1與圖4所示，該些內(nèi)縮角隅切緣116可形成于該芯片主體110的該主動面111角隅的復(fù)數(shù)個(gè)壓模儲膠槽117內(nèi)。就單一芯片主體110而論，該些壓模儲膠槽117朝向該主動面111的開口形狀可為局部圖案為較佳，可作為單離切割的定位辨識基準(zhǔn)點(diǎn)，例如L形或接近四分之一圓的扇形，其中L形開口形狀的壓模儲膠槽有較大膠容納空間，扇形開口形狀的壓模儲膠槽則具有易于鉆孔形成的功效；或者，該些壓模儲膠槽117的開口形狀可為口形，以圍繞該主動面111的側(cè)邊。該壓模膠層130可具有材質(zhì)變化彈性，不需要考慮模封流動性，故該壓模膠層130的材質(zhì)可包含更多無機(jī)填料(inorganic filler)，使該壓模膠層130的熱膨脹系數(shù)縮小而能與該芯片主體110的熱膨脹系數(shù)匹配。此外，當(dāng)外部壓力施加于該壓模膠層130的未固化前驅(qū)物時(shí)，該壓模膠層130的未固化前驅(qū)物可將外界應(yīng)力分散至該些壓模儲膠槽117內(nèi)，用以預(yù)防擠料壓縮時(shí)對該芯片主體110或其上的凸塊120造成局部傷害，以提高耐沖擊性，更能防止該晶圓保護(hù)層115的剝離。
[0049]較佳地，該些凸塊120可具有復(fù)數(shù)個(gè)顯露于該壓模膠層130的激光清潔表面121，用以清除在該些凸塊120的外露表面的壓模膠層130的殘膠，并有利于后續(xù)凸塊接合，用以加強(qiáng)晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造的表面接合力。此外，該壓模膠層130可具有一粗化面131，用以加強(qiáng)該晶圓級半導(dǎo)體封裝構(gòu)造100表面接合時(shí)底部粘著膠或角隅粘著膠的粘合。
[0050]該背膠層140形成于該背面112上。該背膠層140的材質(zhì)可具有耐高溫的特性，以避免在后續(xù)工藝中因經(jīng)過高溫處理，而造成老化或脆化等現(xiàn)象。較佳地，為了提供該芯片主體110