一种晶圆级芯片封装结构及制备方法与流程

本发明属于半导体封装领域，特别是涉及一种晶圆级芯片封装结构及制备方法。

背景技术：

晶圆片级芯片规模封装(waferlevelchipscalepackaging，简称wlcsp)，即晶圆级芯片封装方式，不同于传统的芯片封装方式(先切割再封测，而封装后至少增加原芯片20％的体积)，此种最新技术是先在整片晶圆上进行封装和测试，然后才切割成一个个的ic颗粒，因此封装后的体积即等同ic裸晶的原尺寸。wlcsp的封装方式，不仅明显地缩小内存模块尺寸，而符合行动装置对于机体空间的高密度需求；另一方面在效能的表现上，更提升了数据传输的速度与稳定性。

晶圆级芯片规模封装技术，融合薄膜无源器件技术及大面积规格制造技术能力，不仅提供节省成本的解决办法，而且提供与现存表面贴装组装过程相符合的形状因素。芯片规模封装技术既提供性能改进路线图，又降低了集成无源器件的尺寸。然而，晶圆级芯片封装方式往往会使封装结构产生很大的翘曲，导致制程作业困难。

基于以上所述，本发明的目的是给出一种晶圆级芯片封装结构及制备方法来解决晶圆级芯片封装的翘曲问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆级芯片封装结构及制备方法来解决晶圆级芯片封装的翘曲问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶圆级芯片封装结构的制备方法，包括步骤：

提供一待处理晶圆级芯片封装结构，所述待处理晶圆级芯片封装结构包括：基底、重新布线层、封装层，所述重新布线层形成于所述基底上，所述封装层形成于所述重新布线层上，所述待处理晶圆级芯片封装结构具有划片槽区域，所述待处理晶圆级芯片封装结构具有翘曲；

于所述封装层上形成凹槽，所述凹槽位于所述划片槽区域上，所述凹槽降低所述待处理晶圆级芯片封装结构内部的应力，以获得平坦化的晶圆级芯片封装结构。

可选地，所述凹槽位于所述划片槽区域内。

可选地，所述凹槽贯穿所述封装层。

可选地，所述凹槽未贯穿所述封装层，且所述凹槽的深度占所述封装层厚度的比例介于1/2～4/5之间。

可选地，形成所述凹槽的方法包括机械方法、激光开槽方法及化学刻蚀方法中的一种。

可选地，形成所述凹槽后还包括退火处理。

可选地，所述退火处理的加热温度不超过200℃。

可选地，所述退火处理包括冷却的步骤，所述冷却的方法包括自然冷却。

可选地，还包括于所述凹槽内及所述封装层的上表面形成保护层，所述保护层还覆盖所述凹槽的边角区域。

可选地，所述保护层的材料包括环氧树脂。

本发明还提供一种晶圆级芯片封装结构，包括：

基底；

重新布线层，形成于所述基底上，所述重新布线层具有划片槽区域；

封装层，形成于所述重新布线层上；

凹槽，形成于所述封装层中，所述凹槽位于所述划片槽区域上。

可选地，所述凹槽位于所述划片槽区域内。

可选地，所述凹槽贯穿所述封装层。

可选地，所述凹槽未贯穿所述封装层，且所述凹槽的深度占所述封装层厚度的比例介于1/2～4/5之间。

可选地，还包括保护层，所述保护层形成于所述凹槽内及所述封装层的上表面，所述保护层覆盖所述凹槽的边角区域。

可选地，所述保护层的材料包括环氧树脂。

如上所述，本发明提供一种晶圆级芯片封装结构及制备方法，本发明具有以下功效：

本发明的晶圆级芯片封装结构及制备方法能释放封装结构内部的应力，降低晶圆的翘曲度，增加工艺稳定性，提升良率，增加产出。

进一步的，形成所述凹槽后包括退火处理，能释放封装结构内部更多的应力，使晶圆级芯片封装结构更加平坦，提高了工艺能力。于所述凹槽内及所述封装层的上表面形成保护层，能有效的保护封装层的整体性，避免后续制程中出现边角脱落和裂片现象，能顺利进行后续制程作业。所述凹槽位于所述划片槽区域，所述凹槽不超过所述划片槽区域，避免损伤有效的封装层。所述凹槽的深度占所述封装层厚度的比例介于1/2～4/5之间，既能实现降低翘曲度的作用，又能避免制槽过程中损伤重新布线层。

附图说明

图1～图4显示为本发明的晶圆级芯片封装结构的制备方法各步骤所呈现的结构示意图。

图5显示为本发明的晶圆级芯片封装结构的制备方法的流程图。

图2显示为本发明的晶圆级芯片封装结构中凹槽所呈现的截面图。

图3显示为本发明的晶圆级芯片封装结构中凹槽所呈现的俯视图。

元件标号说明

101基底

102重新布线层

103金属层

104介质层

105封装层

106划片槽区域

107凹槽

108保护层

s01～s04步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1～图5所示，本实施例提供一种晶圆级芯片封装结构的制备方法，包括步骤：

如图1所示，进行步骤1)s01，提供一待处理晶圆级芯片封装结构，所述待处理晶圆级芯片封装结构包括：基底101、重新布线层102、封装层105，所述重新布线层102形成于所述基底101上，所述封装层105形成于所述重新布线层102上，所述待处理晶圆级芯片封装结构具有划片槽区域106，所述待处理晶圆级芯片封装结构具有翘曲。

所述重新布线层102包括图形化的介质层104以及图形化的金属布线层，所述介质层104的层数包括至少1层，所述金属布线层的层数包括至少1层；形成所述重新布线层102包括步骤：采用化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺于所述分离层表面形成介质层104，并对所述介质层104进行刻蚀形成图形化的介质层104；采用化学气相沉积工艺、蒸镀工艺、溅射工艺、电镀工艺或化学镀工艺于所述图形化介质层104表面形成金属层103，并对所述金属层103进行刻蚀形成图形化的金属布线层；所述介质层104的材料包括环氧树脂、硅胶、pi、pbo、bcb、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合，所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。

采用所述封装层105封装所述芯片的方法包括压缩成型、传递模塑成型、液封成型、真空层压及旋涂中的一种，所述封装层105的材料包括聚酰亚胺、硅胶、环氧树脂中的一种。

如图2～3所示，进行步骤2)s02，于所述封装层105上形成凹槽107，所述凹槽107位于所述划片槽区域106上，所述凹槽107降低所述待处理晶圆级芯片封装结构内部的应力，以获得平坦化的晶圆级芯片封装结构。

作为示例，所述凹槽107位于所述划片槽区域106内。

在一实施例中，所述凹槽107贯穿所述封装层105。在另一实施例中，所述凹槽107未贯穿所述封装层105，且所述凹槽107的深度占所述封装层105厚度的比例介于1/2～4/5之间。例如，所述凹槽107的深度占所述封装层105厚度的比例可以为1/2、2/3、4/5。所述凹槽107的深度占所述封装层105厚度的比例介于1/2～4/5之间，既能实现降低翘曲度的作用，又能避免制槽过程中损伤重新布线层102。

作为示例，形成所述凹槽107的方法包括机械方法、激光开槽方法、化学刻蚀方法。

于所述封装层105上形成凹槽107，能释放封装结构内部的应力，降低晶圆的翘曲度，增加工艺稳定性，提升良率，增加产出。

一般情况下，封装结构的翘曲度介于0.5mm～10mm之间，属于高翘曲；采用本方法后的封装结构的翘曲度不会超过1mm，属于低翘曲。

所述凹槽107位于所述划片槽区域106，所述凹槽107不超过所述划片槽区域106，避免损伤有效的封装层105。

步骤3)s03，对所述晶圆级芯片封装结构进行退火处理。

作为示例，所述退火处理的加热温度不超过200℃。例如，所述退火处理的加热温度可以为100℃、150℃、200℃，所述退火处理的冷却方法包括自然冷却。形成所述凹槽107后包括退火处理，能释放封装结构内部更多的应力，使晶圆级芯片封装结构更加平坦，提高了工艺能力。

如图4所示，进行步骤4)s04，于所述凹槽107内及所述封装层105的上表面形成保护层108，所述保护层108覆盖所述凹槽107的边角区域。

作为示例，所述保护层108的材料包括环氧树脂。于所述凹槽107内及所述封装层105的上表面形成保护层108，能有效的保护封装层105的整体性，避免后续制程中出现边角脱落和裂片现象，能顺利进行后续制程作业。

如图图4所示，本实施例还提供一种晶圆级芯片封装结构，包括：基底101、重新布线层102、封装层105、凹槽107、保护层108。

所述重新布线层102形成于所述基底101上，所述重新布线层102具有划片槽区域106。

所述重新布线层102包括图形化的介质层104以及图形化的金属布线层，所述介质层104的层数包括至少1层，所述金属布线层的层数包括至少1层；所述介质层104的材料包括环氧树脂、硅胶、pi、pbo、bcb、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合，所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。

所述封装层105形成于所述重新布线层102上。所述封装层105的材料包括聚酰亚胺、硅胶、环氧树脂中的一种。

所述凹槽107形成于所述封装层105中，所述凹槽107位于所述划片槽区域106上。

作为示例，所述凹槽107位于所述划片槽区域106内。

在一实施例中，所述凹槽107贯穿所述封装层105。在另一实施例中，所述凹槽107未贯穿所述封装层105，且所述凹槽107的深度占所述封装层105厚度的比例介于1/2～4/5之间。例如，所述凹槽107的深度占所述封装层105厚度的比例可以为1/2、2/3、4/5。所述凹槽107的深度占所述封装层105厚度的比例介于1/2～4/5之间，既能实现降低翘曲度的作用，又能避免制槽过程中损伤重新布线层102。

于所述封装层105上形成凹槽107，能释放封装结构内部的应力，降低晶圆的翘曲度，增加工艺稳定性，提升良率，增加产出。

所述凹槽107位于所述划片槽区域106，所述凹槽107不超过所述划片槽区域106，避免损伤有效的封装层105。

所述保护层108形成于所述凹槽107内及所述封装层105的上表面，所述保护层108覆盖所述凹槽107的边角区域。

作为示例，所述保护层108的材料包括环氧树脂。于所述凹槽107内及所述封装层105的上表面形成保护层108，能有效的保护封装层105的整体性，避免后续制程中出现边角脱落和裂片现象，能顺利进行后续制程作业。

综上所述，本发明提供一种晶圆级芯片封装结构及制备方法，具有以下功效：

本发明的晶圆级芯片封装结构及制备方法能释放封装结构内部的应力，降低晶圆的翘曲度，增加工艺稳定性，提升良率，增加产出。

进一步的，形成所述凹槽107后包括退火处理，能释放封装结构内部更多的应力，使晶圆级芯片封装结构更加平坦，提高了工艺能力。于所述凹槽107内及所述封装层105的上表面形成保护层108，能有效的保护封装层105的整体性，避免后续制程中出现边角脱落和裂片现象，能顺利进行后续制程作业。所述凹槽107位于所述划片槽区域106，所述凹槽107不超过所述划片槽区域106，避免损伤有效的封装层105。所述凹槽107的深度占所述封装层105厚度的比例介于1/2～4/5之间，既能实现降低翘曲度的作用，又能避免制槽过程中损伤重新布线层102。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。