晶圓封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種晶圓封裝結(jié)構(gòu)，包括：基板，所述基板的一面上設(shè)有溝槽，所述溝槽內(nèi)設(shè)有芯片；形成于所述基板上的封料層，所述封料層表面裸露出芯片的連接部件；形成于所述封料層上的與所述連接部件電連接的布線層；形成與所述布線層上的保護膜層，所述保護膜層具有露出所述布線層的開口；形成于所述開口內(nèi)與所述布線層連接的球下金屬層；形成于所述球下金屬層上的金屬球；本發(fā)明提供的晶圓封裝結(jié)構(gòu)可對多個芯片進行封裝，具有較高的集成度和整合度。
【專利說明】晶圓封裝結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種晶圓封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品越來越向小型化、智能化以及高可靠性方向發(fā)展，而集成電路封裝直接影響著集成電路、電子模塊乃至整機性能，在集成電路晶片尺寸逐步縮小、集成度不斷提高的情況下，電子工業(yè)對集成電路封裝結(jié)束提出了越來越高的要求。
[0003]隨著半導(dǎo)體產(chǎn)品輕薄短小的趨勢以及產(chǎn)品系統(tǒng)功能需求的不斷提高，如何進一步提高系統(tǒng)級封裝的整合度成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:如何進一步提高系統(tǒng)級封裝的整合度。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種晶圓封裝結(jié)構(gòu)，包括:
[0006]基板，所述基板的一面上設(shè)有溝槽，所述溝槽內(nèi)設(shè)有芯片；
[0007]形成于所述基板上的封料層，所述封料層表面裸露出芯片的連接部件；
[0008]形成于所述封料層上的與所述連接部件電連接的布線層；
[0009]形成與所述布線層上的保護膜層，所述保護膜層具有露出所述布線層的開口 ；
[0010]形成于所述開口內(nèi)與所述布線層連接的球下金屬層；
[0011]形成于所述球下金屬層上的金屬球。
[0012]本發(fā)明提供的晶圓封裝結(jié)構(gòu)可將多個不同的芯片進行封裝，具有較高的集成度和整合度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發(fā)明提供的晶圓封裝結(jié)構(gòu)一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明提供的晶圓封裝方法一種實施例的流程圖。
[0016]圖3a—圖3f為本發(fā)明提供的晶圓封裝方法一種實施例各步驟中封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。在本發(fā)明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0018]參考圖1，本實施例提供一種晶圓封裝結(jié)構(gòu)，包括:
[0019]基板101，基板101的一面上設(shè)有溝槽102，溝槽102內(nèi)設(shè)有芯片103 ；
[0020]形成于基板101上的封料層104，封料層104表面裸露出芯片103的連接部件；
[0021]形成于封料層104上的與連接部件電連接的布線層；
[0022]形成與布線層上的保護膜層105，保護膜層105具有露出布線層的開口 106 ；
[0023]形成于開口 106內(nèi)與布線層連接的球下金屬層107 ；
[0024]形成于球下金屬層107上的金屬球108。
[0025]本實施例提供的晶圓封裝結(jié)構(gòu)，可對多個不同的芯片進行封裝，具有較高的集成度和整合度。
[0026]在本實施例中，基板101優(yōu)選采用硅晶片，硅晶片具有較好的硬度和平整度，可有效降低封裝器件的失效比例；在基板101上形成溝槽的方法具體包括:在基板101的一面通過激光形成對準(zhǔn)標(biāo)記，在對準(zhǔn)標(biāo)記處進行刻蝕形成溝槽102。
[0027]將芯片103貼于溝槽102內(nèi)，并在基板101上覆蓋封料層104。
[0028]作為一種可選的實施方式，封料層104填充于溝槽102內(nèi)以及各芯片103之間，部分封料層104還覆蓋于芯片103表面，封料層104的上表面與芯片103的連接部件頂部齊平。
[0029]由于芯片103貼于溝槽102內(nèi)，且溝槽102內(nèi)填充有封料層，因此使得芯片103更加牢固的固定在基板101上，有效避免芯片103脫落的情況發(fā)生。
[0030]作為一種可選的實施方式，布線層包括金屬層109以及金屬再布線層110,金屬層109形成于封料層之上并與芯片103的連接部件電連接，金屬再布線層110形成于金屬層109 上。
[0031]金屬層109的材料為鈦或銅,采用物理氣相沉積涂層技術(shù)(PVD, Physical VaporDeposition)在封料層表面形成金屬層109,金屬層109作為種子層,在金屬層109上形成金屬再布線層110，金屬層109和金屬再布線層110形成布線層，實現(xiàn)各芯片103之間功能性系統(tǒng)互聯(lián)和走線。
[0032]由于部分封料層104覆蓋于芯片103表面，封料層104的上表面與芯片103的連接部件頂部齊平，布線層設(shè)置于封料層上，因此，布線層只與芯片103的連接部件接觸而不會與芯片的其他部分接觸，有效降低各芯片之間的干擾，提高芯片之間的絕緣性。
[0033]布線層上形成有保護膜層105，在保護膜層105上相應(yīng)的位置形成開口 106，在開口內(nèi)形成球下金屬層107,球下金屬層107上形成金屬球108。
[0034]作為一種可選的實施方式，基板的另一面，即未貼有芯片的一面上，形成有底部封裝層，一方面能對封裝結(jié)構(gòu)進行保護，另一方面有利于封裝結(jié)構(gòu)進行散熱，此外，還可在底部封裝層上標(biāo)記出產(chǎn)品型號等信息。
[0035]作為一種可選的實施方式，形成封料層104的材料為環(huán)氧樹脂，這種材料的密封性能較好，塑封容易，是形成封料層104的較佳材料。
[0036]作為一種可選的實施方式，連接部件為芯片的焊盤。
[0037]為進一步說明本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，以下結(jié)合一個具體的封裝方法實施例對本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)作進一步介紹。
[0038]如圖2所示為本發(fā)明中一個實施例的晶圓封裝方法流程圖，包括:
[0039]步驟S201，提供基板，并在基板的一面上形成溝槽，將芯片貼于所述溝槽內(nèi)；
[0040]步驟S202，在基板上形成封料層，并裸露出芯片的連接部件；
[0041]步驟S203，在所述封料層上形成與所述連接部件電連接的布線層；
[0042]步驟S204，在所述布線層上形成保護膜層，并形成露出布線層的開口 ；
[0043]步驟S205，在所述開口內(nèi)形成與布線層連接的球下金屬層，并在球下金屬層上形成金屬球。
[0044]首先執(zhí)行步驟S201，參考圖3，提供基板101，并在基板101的一面用激光形成對準(zhǔn)標(biāo)記，在對準(zhǔn)標(biāo)記的位置上刻蝕出溝槽102，將芯片103貼于溝槽102內(nèi)并暴露出芯片102的功能面。
[0045]芯片102的功能面為連接部件所在的表面。
[0046]基板101優(yōu)選為硅晶片。
[0047]接下來執(zhí)行步驟S202，在基板101上形成封料層104，具體方法包括:將封料層填充于溝槽102內(nèi)以及各芯片103之間，且還覆蓋于芯片103表面；之后對封料層104進行打磨暴露出芯片103上的連接部件，使得封料層的上表面與芯片的連接部件的頂部齊平。
[0048]由于芯片103貼于溝槽102內(nèi)，且溝槽102內(nèi)填充有封料層，因此使得芯片103更加牢固的固定在基板101上，有效避免芯片103脫落的情況發(fā)生。
[0049]此外，通過打磨封料層使得封料層104的上表面與芯片的連接部件的頂部齊平，剛好露出芯片的連接部件，能夠保證各個芯片連接部件共面，提高封裝結(jié)構(gòu)的可靠性。
[0050]執(zhí)行步驟S203，在封料層104上形成與連接部件電連接的布線層，具體方法包括:在封料層上104上形成金屬層109，形成金屬層109的工藝采用物理氣相沉積涂層技術(shù)(PVD, Physical Vapor Deposition)。
[0051]物理氣相沉積涂層技術(shù)室指利用物理過程實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移，將原子或分子由源轉(zhuǎn)移到基材表面上的過程。它可以將某些有特殊性能例如強度高、耐磨性、散熱性、耐腐性等的微粒噴涂在性能較低的母體上，使得母體具有更好的性能。物理氣相沉積涂層技術(shù)基本方法與:真空蒸發(fā)、濺射、離子鍍。該技術(shù)提高了涂層材料與所提供基體材料的結(jié)合強度，并且適合多種材質(zhì)，涂層多樣化，減少工藝時間，提高生產(chǎn)率，操作該涂層技術(shù)的溫度較低，零件尺寸變形小，對工藝環(huán)境無污染，并且所述涂層材料也有很多的選擇，本實施例優(yōu)選的金屬層材料為鈦或者銅。
[0052]金屬層109作為種子層,在金屬層109上形成金屬再布線層110,對金屬層109和金屬再布線層進行刻蝕，實現(xiàn)各芯片103之間功能性系統(tǒng)互聯(lián)和走線。
[0053]由于部分封料層104覆蓋于芯片103表面，封料層104的上表面與芯片103的連接部件頂部齊平，布線層設(shè)置于封料層上，因此，布線層只與芯片103的連接部件接觸而不會與芯片的其他部分接觸，有效降低各芯片之間的干擾，提高芯片之間的絕緣性。
[0054]執(zhí)行步驟S204和步驟205，在金屬再布線層110上形成保護膜層105，在保護膜層105上形成暴露金屬再布線層110的開口 106，在開口 106內(nèi)形成與金屬再布線層105連接的球下金屬層107。
[0055]此外，形成球下金屬層107之后還包括:對基板未貼芯片的一側(cè)進行打磨，并形成底部封裝層111。
[0056]對基板101進行打磨可以使整體的封裝結(jié)構(gòu)的厚度變薄，順應(yīng)半導(dǎo)體封裝輕薄短小的趨勢要求，打磨的厚度根據(jù)實際應(yīng)用的需要決定。
[0057]底部封裝層111 一方面能對封裝結(jié)構(gòu)進行保護，另一方面有利于封裝結(jié)構(gòu)進行散
執(zhí)
[0058]對所述底部封裝層111進行激光標(biāo)記，標(biāo)記出產(chǎn)品型號等信息，以便于以后的應(yīng)用需求。
[0059]最后，在球下金屬層107上形成金屬球108。
[0060]本發(fā)明提供的晶圓封裝結(jié)構(gòu)，可對多個不同的芯片進行封裝，具有較高的集成度和整合度，此外，符合半導(dǎo)體封裝輕薄短小的趨勢要求，可靠性高。
[0061]最后應(yīng)說明的是:雖然以上已經(jīng)詳細(xì)說明了本發(fā)明及其優(yōu)點，但是應(yīng)當(dāng)理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本發(fā)明的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本發(fā)明的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種晶圓封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 基板，所述基板的一面上設(shè)有溝槽，所述溝槽內(nèi)設(shè)有芯片； 形成于所述基板上的封料層，所述封料層表面裸露出芯片的連接部件； 形成于所述封料層上的與所述連接部件電連接的布線層； 形成與所述布線層上的保護膜層，所述保護膜層具有露出所述布線層的開口 ； 形成于所述開口內(nèi)與所述布線層連接的球下金屬層； 形成于所述球下金屬層上的金屬球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封料層填充于溝槽內(nèi)以及各所述芯片之間，部分所述封料層還覆蓋于所述芯片表面，所述封料層的上表面與所述芯片的連接部件頂部齊平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述布線層包括金屬層以及金屬再布線層，所述金屬層形成于所述封料層之上并與芯片的連接部件電連接，所述金屬再布線層形成于所述金屬層上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶圓封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬層的材料為鈦或銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板為硅晶片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板的另一面形成有底部封裝層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述形成所述封料層的材料為環(huán)氧樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述連接部件為芯片的焊盤。
【文檔編號】H01L23/498GK103646943SQ201310462982
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】丁萬春 申請人:南通富士通微電子股份有限公司