專利名稱：晶圓封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，尤其涉及一種晶圓封裝方法。
背景技術(shù)：
晶圓級(jí)封裝(Wafer Level I^ackaging，WLP)技術(shù)是對(duì)整片晶圓進(jìn)行封裝測(cè)試后再 切割得到單個(gè)成品芯片的技術(shù)，封裝后的芯片尺寸與裸片完全一致。晶圓級(jí)芯片尺寸封裝 技術(shù)徹底顛覆了傳統(tǒng)封裝如陶瓷無(wú)引線芯片載具(Ceramic Leadless Chip Carrier)以及 有機(jī)無(wú)引線芯片載具(Organic LeadlessChip Carrier)等模式，順應(yīng)了市場(chǎng)對(duì)微電子產(chǎn)品 日益輕、小、短、薄化和低價(jià)化要求。經(jīng)晶圓級(jí)芯片尺寸封裝技術(shù)封裝后的芯片尺寸達(dá)到了 高度微型化，芯片成本隨著芯片尺寸的減小和晶圓尺寸的增大而顯著降低。晶圓級(jí)芯片尺 寸封裝技術(shù)是可以將IC設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試、基板制造整合為一體的技術(shù)，是當(dāng)前封 裝領(lǐng)域的熱點(diǎn)和未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)第200910030160. X號(hào)公開(kāi)了一種晶圓級(jí)芯片尺寸封裝法，該 方法包括步驟在晶圓的正面固定覆蓋一層玻璃，將晶圓從背面研磨減薄至設(shè)定尺寸厚度； 對(duì)晶圓進(jìn)行各向同性濕法蝕刻；對(duì)晶圓進(jìn)行各向異性濕法蝕刻在晶圓背面上按設(shè)計(jì)形成 槽；對(duì)晶圓進(jìn)行干法蝕刻，在晶圓背面的槽面上按設(shè)計(jì)形成孔，孔將晶圓正面部分的導(dǎo)通點(diǎn) 外露于晶圓背面；對(duì)晶圓背面按設(shè)計(jì)進(jìn)行電鍍形成與導(dǎo)通點(diǎn)數(shù)量對(duì)應(yīng)的金屬線，金屬線連 通導(dǎo)通點(diǎn)和晶圓背面需植焊球的地方；按設(shè)計(jì)在晶圓背面需植焊球的地方植焊球；將晶圓 切割成單顆封裝好的器件。從上述方法步驟的描述可知，在現(xiàn)有晶圓級(jí)芯片封裝技術(shù)中，晶圓封裝后將芯片 單元切割開(kāi)來(lái)，切割后的芯片單元表面及四周仍是裸露的芯片，容易受到外界溫濕度環(huán)境 的影響，且抗機(jī)械撞擊能力差，進(jìn)而影響到產(chǎn)品的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是在晶圓封裝進(jìn)切割時(shí)和切割之后，如何為芯片單元的 表面及四周提供保護(hù)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供晶圓封裝方法，包括步驟提供轉(zhuǎn)載板，所述轉(zhuǎn) 載板上固定有封裝體，所述封裝體包括晶圓和封料層，所述晶圓的功能面暴露；在晶圓的芯 片單元之間形成凹槽，所述凹槽貫穿所述晶圓；填充所述凹槽；在所述晶圓的功能面上形 成保護(hù)層，所述保護(hù)層暴露所述晶圓功能面上的電性焊盤；在裸露的電性焊盤上形成電性 輸出端子；分離所述轉(zhuǎn)載板；從所述凹槽處切割所述晶圓，形成芯片封裝單元?？蛇x的，所述填充所述凹槽具體包括以形成所述封料層的材料填充所述凹槽?？蛇x地，還包括步驟在所述保護(hù)層上形成再布線金屬層；在所述再布線金屬層 上形成暴露所述電性焊盤的保護(hù)層?？蛇x地，所述電性輸出端子為焊料球或金屬凸塊?？蛇x地，所述封裝體通過(guò)膠合層固定在所述轉(zhuǎn)載板上。
可選地，形成所述膠合層的材料為UV膠?？蛇x地，所述封料層的材料為環(huán)氧樹(shù)脂?？蛇x地，所述保護(hù)層的材料為聚酰亞胺。可選地，形成所述封裝體的步驟包括在基礎(chǔ)載板上形成膠合層；將晶圓的功能 面貼于所述膠合層上；將基礎(chǔ)載板上貼有晶圓的一面形成封料層，所述封料層將所述晶圓 包覆；去除所述基礎(chǔ)載板和膠合層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的晶圓封裝方法在晶圓的芯片單元之間先形成 凹槽，并在凹槽內(nèi)填充封料層。因此，在沿著凹槽切割晶圓時(shí)，凹槽內(nèi)填充的封料層即可對(duì) 晶圓提供有效保護(hù)。在切割步驟完成后，封料層仍能夠?yàn)樾酒瑔卧谋砻婕八闹芴峁┍Ｗo(hù)。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中系統(tǒng)級(jí)扇出晶圓封裝方法流程圖；圖2為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中系統(tǒng)級(jí)扇出晶圓封裝方法流程圖；圖3至圖12為圖2所示流程中封裝體示意圖。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以 很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況 下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，所 述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1所示，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供晶圓封裝方法。該方法包括步驟S101，提供轉(zhuǎn)載板，轉(zhuǎn)載板上固定有包括晶圓和封料層的封裝體，所述晶圓的功能 面暴露；S102，在晶圓的芯片單元之間形成凹槽；S107，填充所述凹槽；用以填充所述凹槽的材料與前述形成封料層的材料相同，且所述功能面是裸露 的；S103，在所述晶圓的功能面上形成保護(hù)層，所述保護(hù)層暴露所述晶圓功能面上的 電性焊盤；S104，在晶圓的功能面上裸露的電性焊盤上形成電性輸出端子；S105,剝離轉(zhuǎn)載板，去除膠合層；S106，從凹槽處分割晶圓，形成芯片封裝單元。如圖2所示，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供晶圓封裝方法。該方法包括步驟S201，在基礎(chǔ)載板上形成膠合層；S202，將晶圓的功能面貼于膠合層上；S203，將基礎(chǔ)載板貼有晶圓的一面形成封料層，形成封裝體；S204,去除膠合層，分離基礎(chǔ)載板；
S205，在轉(zhuǎn)載板上形成膠合層；S206，將封裝體貼合在轉(zhuǎn)載板的膠合層上，并使晶圓的功能面裸露；S207，在晶圓的芯片單元之間形成凹槽；S212，填充所述凹槽；S208，在所述晶圓的功能面上形成保護(hù)層，所述保護(hù)層暴露所述晶圓功能面上的 電性焊盤；S209，在裸露的電性焊盤上形成電性輸出端子；S210,剝離轉(zhuǎn)載板，去除膠合層；S211，分割晶圓，形成芯片封裝單元。在本實(shí)施例中，步驟S201至步驟S204是形成封裝體的過(guò)程。其中，執(zhí)行步驟S201， 在基礎(chǔ)載板101上形成膠合層102，即可形成如圖3所示的結(jié)構(gòu)。在這一步驟中所使用的基 礎(chǔ)載板101是在后續(xù)步驟中承載晶圓103的基礎(chǔ)。在本實(shí)施例中，基礎(chǔ)載板101可以采用玻璃材質(zhì)，用以提供較好的硬度和平整度， 降低封裝器件的失效比例。另外，由于基礎(chǔ)載板101在后續(xù)步驟中會(huì)被剝離，且玻璃材質(zhì)的 基礎(chǔ)載板101易剝離、抗腐蝕能力強(qiáng)，不會(huì)因?yàn)榕c膠合層102的接觸而發(fā)生物理和化學(xué)性能 的改變，因此可以進(jìn)行重復(fù)利用。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員了解，基礎(chǔ)載板101采用例如硅化 合物也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。在基礎(chǔ)載板101上形成的膠合層102是用于將晶圓103固定在載板101上。膠合 層102可選用的材質(zhì)有多種，在本發(fā)明一個(gè)可選的實(shí)施例中，膠合層102采用UV膠。UV膠 是一種能對(duì)特殊波長(zhǎng)的紫外光照射產(chǎn)生反應(yīng)的膠合材料。UV膠根據(jù)紫外光照射后粘性的變 化可分為兩種，一種是UV固化膠，即材料中的光引發(fā)劑或光敏劑在紫外線的照射下吸收紫 外光后產(chǎn)生活性自由基或陽(yáng)離子，引發(fā)單體聚合、交聯(lián)和接支化學(xué)反應(yīng)，使紫外光固化膠在 數(shù)秒鐘內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，從而將與其接觸的物體表面粘合；另一種是UV膠是在未經(jīng)過(guò) 紫外線照射時(shí)粘性很高，而經(jīng)過(guò)紫外光照射后材料內(nèi)的交聯(lián)化學(xué)鍵被打斷導(dǎo)致粘性大幅下 降或消失。這里的膠合層102所采用的UV膠即是后者。在基礎(chǔ)載板101上形成膠合層102的方法可以例如是通過(guò)旋涂或印刷等方法將膠 合層102涂覆在基礎(chǔ)載板101上。這樣的方法在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所 熟知，在此不再贅述。在基礎(chǔ)載板101上形成膠合層102后，即可執(zhí)行步驟S202，將晶圓103的功能面貼 于膠合層102上，形成如圖4所示的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中，晶圓103的功能面，是指晶圓103上芯片的電性焊盤 104所在表面。然后執(zhí)行步驟S203，在基礎(chǔ)載板101貼有晶圓103的一面形成帶有封料層105的 封裝體，封裝體將晶圓103包覆，即形成如圖5所示的結(jié)構(gòu)。在后續(xù)工藝過(guò)程中，封料層105 既可以保護(hù)晶圓103，又可作為后續(xù)工藝的承載體。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，形成封料層105的材料是環(huán)氧樹(shù)脂。這種材料的密封 性能好，塑型容易，是形成封料層105的較佳材料。形成封料層105的方法可以例如是轉(zhuǎn)注、 壓縮或印刷的方法。這些方法的具體步驟已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。再執(zhí)行步驟S204，將帶有晶圓103的封裝體從基礎(chǔ)載板101上剝離，并去除膠合層102，形成如圖6所示的結(jié)構(gòu)。在分離基礎(chǔ)載板101之后，還可以將功能面上殘留的膠合層 102清洗干凈。此時(shí)晶圓103的功能面上芯片的電性焊盤也裸露出來(lái)。在執(zhí)行完步驟S201至步驟204之后，即形成了包括晶圓103和封料層105的封裝 體。接著執(zhí)行步驟S205，在轉(zhuǎn)載板106上形成膠合層107，即形成如圖7所示的結(jié)構(gòu)。 在這一步驟中所使用的轉(zhuǎn)載板106也是在后續(xù)步驟中承載晶圓103的基礎(chǔ)。這里的轉(zhuǎn)載板 106也可以采用玻璃材質(zhì)，用以提供較好的硬度和平整度，降低封裝器件的失效比例，當(dāng)然 也可以采用例如硅化合物。由于在步驟S205中對(duì)所使用的轉(zhuǎn)載板106的特性需求與步驟 S201中對(duì)基礎(chǔ)載板101的特性需求相同，且基礎(chǔ)載板101在前述步驟中完整的分離，因此在 步驟S205中可以使用前述步驟中分離出的基礎(chǔ)載板101來(lái)用作轉(zhuǎn)載板106。在轉(zhuǎn)載板106 上形成的膠合層107是用于將前述封裝體固定在轉(zhuǎn)載板106上。這里的膠合層107也可選 用與膠合層102相同的UV膠。然后再執(zhí)行步驟S206，將帶有晶圓103的封裝體貼合在轉(zhuǎn)載板106的膠合層107 上，使晶圓103的功能面裸露，形成如圖8所示的結(jié)構(gòu)。這一步即是在轉(zhuǎn)載板106上固定前 述步驟所形成的封裝體。接著執(zhí)行步驟S207，在晶圓103的芯片單元之間形成貫穿晶圓103的凹槽108，形 成如圖9所示的結(jié)構(gòu)。凹槽108實(shí)際上是對(duì)晶圓103的預(yù)切割，是對(duì)最后切割分離芯片單 元的前期準(zhǔn)備。接著執(zhí)行步驟S212，填充所述凹槽108，用以填充所述凹槽108的材料與前述形成 封料層105的材料相同。填充之后的晶圓103，所述功能面是裸露的。再執(zhí)行步驟S208，如圖10所示，在晶圓103的功能面上選擇性形成保護(hù)層109以 裸露出芯片單元的電性焊盤104。如前所述，在這一步形成保護(hù)層109之前，讓形成封料層 105的材料填充凹槽108。因此在后續(xù)沿凹槽108切割晶圓103時(shí)，凹槽108內(nèi)的封料層 105和圖3中預(yù)置的封料層105可以對(duì)芯片單元的側(cè)面提供有效保護(hù)，凹槽108內(nèi)的封料層 105避免芯片單元的側(cè)面在切割后裸露而受到外界環(huán)境的影響。在本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施 例中，形成保護(hù)層109的材料是聚酰亞胺。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟S208后再在上述步驟形成的保護(hù)層109上形成 再布線金屬層，使芯片單元的電性焊盤104借再布線金屬層得以轉(zhuǎn)移。并且還可以在所述 再布線金屬層上，再次形成保護(hù)層選擇性地覆蓋所述再布線金屬層，以裸露出轉(zhuǎn)移后的電 性焊盤104。所述再布線金屬層與所述保護(hù)層以?shī)A心的方式布置，且可以設(shè)置多層。也就是 說(shuō)，一層所述保護(hù)層上布置一層所述再布線金屬層，然后再布置一層所述保護(hù)層。上述步驟 根據(jù)需要可以反復(fù)進(jìn)行，且上述步驟是可選步驟，根據(jù)設(shè)計(jì)需要選擇后續(xù)步驟在芯片單元 原有的電性焊盤104上繼續(xù)還是在轉(zhuǎn)移后的電性焊盤上繼續(xù)。如果后續(xù)步驟在芯片單元原 有的電性焊盤104上繼續(xù)，則直接進(jìn)入到步驟S209。然后執(zhí)行步驟S209，在裸露的電性焊盤104上形成電性輸出端子110。該電性輸 出端子110為焊料球或金屬凸塊，此方法已為半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，在此不再贅述。 再執(zhí)行步驟S210，剝離轉(zhuǎn)載板106，去除膠合層107，形成如圖11所示的結(jié)構(gòu)。最后再執(zhí)行步驟S211，從凹槽108處切割晶圓103，形成如圖12所示的結(jié)構(gòu)。在現(xiàn) 有晶圓級(jí)芯片封裝技術(shù)中，晶圓封裝后將芯片單元103a切割開(kāi)來(lái)，切割后的芯片單元103a表面及四周仍是裸露的芯片，容易受到外界溫濕度環(huán)境的影響，且抗機(jī)械撞擊能力差，進(jìn)而 影響到產(chǎn)品的可靠性。如前所述，先在晶圓103的芯片單元103a之間形成凹槽108，并在凹 槽108內(nèi)填充封料層105，所述封料層105包覆了芯片單元103a的背面及側(cè)面，在芯片單 元103a的功能面上形成保護(hù)層109，所述保護(hù)層109暴露所述晶圓103功能面上的電性焊 盤104，最后再沿著凹槽108切割晶圓103，即可使芯片單元103a的四周均有保護(hù)，從而避 免現(xiàn)有技術(shù)中芯片裸露帶來(lái)的可靠性問(wèn)題，同時(shí)增加了芯片單元103a的機(jī)械強(qiáng)度。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng) 當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.晶圓封裝方法，其特征在于，包括步驟提供轉(zhuǎn)載板，所述轉(zhuǎn)載板上固定有封裝體，所述封裝體包括晶圓和封料層，所述晶圓的 功能面暴露；在晶圓的芯片單元之間形成凹槽，所述凹槽貫穿所述晶圓； 填充所述凹槽；在所述晶圓的功能面上形成保護(hù)層，所述保護(hù)層暴露所述晶圓功能面上的電性焊盤； 在裸露的電性焊盤上形成電性輸出端子； 分離所述轉(zhuǎn)載板；從所述凹槽處切割所述晶圓，形成芯片封裝單元。
2.如權(quán)利要求1所述的晶圓封裝方法，其特征在于，所述填充所述凹槽具體包括以形 成所述封料層的材料填充所述凹槽。
3.如權(quán)利要求1所述的晶圓封裝方法，其特征在于，還包括步驟 在所述保護(hù)層上形成再布線金屬層；在所述再布線金屬層上形成暴露所述電性焊盤的保護(hù)層。
4.如權(quán)利要求1所述的晶圓封裝方法，其特征在于所述電性輸出端子為焊料球或金 屬凸塊。
5.如權(quán)利要求1所述的晶圓封裝方法，其特征在于所述封裝體通過(guò)膠合層固定在所 述轉(zhuǎn)載板上。
6.如權(quán)利要求5所述的晶圓封裝方法，其特征在于形成所述膠合層的材料為UV膠。
7.如權(quán)利要求1所述的晶圓封裝方法，其特征在于所述封料層的材料為環(huán)氧樹(shù)脂。
8.如權(quán)利要求1所述的晶圓封裝方法，其特征在于所述保護(hù)層的材料為聚酰亞胺。
9.如權(quán)利要求1所述的晶圓封裝方法，其特征在于，形成所述封裝體的步驟包括 在基礎(chǔ)載板上形成膠合層；將晶圓的功能面貼于所述膠合層上；將基礎(chǔ)載板上貼有晶圓的一面形成封料層，所述封料層將所述晶圓包覆； 去除所述基礎(chǔ)載板和膠合層。
全文摘要
本發(fā)明涉及晶圓封裝方法，包括步驟提供轉(zhuǎn)載板，所述轉(zhuǎn)載板上固定有封裝體，所述封裝體包括晶圓和封料層，所述晶圓的功能面暴露；在晶圓的芯片單元之間形成凹槽，所述凹槽貫穿所述晶圓；填充所述凹槽；在所述晶圓的功能面上形成保護(hù)層，所述保護(hù)層暴露所述晶圓功能面上的電性焊盤；在裸露的電性焊盤上形成電性輸出端子；分離所述轉(zhuǎn)載板；從所述凹槽處切割所述晶圓，形成芯片封裝單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的晶圓封裝方法在晶圓的芯片單元之間先形成凹槽，并在凹槽內(nèi)填充封料層。因此，在沿著凹槽切割晶圓時(shí)，凹槽內(nèi)填充的封料層即可對(duì)晶圓提供有效保護(hù)。在切割步驟完成后，保護(hù)層仍能夠?yàn)樾酒瑔卧谋砻婕八闹芴峁┍Ｗo(hù)。
文檔編號(hào)H01L23/31GK102122624SQ20111003458
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者楊國(guó)繼, 石磊, 陶玉娟 申請(qǐng)人:南通富士通微電子股份有限公司