專利名稱：晶片封裝體及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于晶片封裝體，且特別是有關(guān)于以晶圓級封裝制程所形成的晶片封裝體。
背景技術(shù)：
晶片封裝制程是形成電子產(chǎn)品過程中的一重要步驟。晶片封裝體除了將晶片保護于其中，使免受外界環(huán)境污染外，還提供晶片內(nèi)部電子元件與外界的電性連接通路。為了提高晶片封裝體的可靠度與效能，業(yè)界亟需改進的晶片封裝體及其制程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一實施例提供一種晶片封裝體，包括一基底，具有多個側(cè)邊及多個轉(zhuǎn)角區(qū)，其中每一所述轉(zhuǎn)角區(qū)位于該基底的所述側(cè)邊中的至少其中兩個的交叉處；一元件區(qū)，形成于該基底之中；一導電層，設(shè)置于該基底之上，且電性連接該元件區(qū)；一絕緣層，設(shè)置于該基底與該導電層之間；以及一承載基底，其中該基底設(shè)置于該承載基底之上，且該基底于所述轉(zhuǎn)角區(qū)的至少其中之一處具有朝該承載基底延伸的一凹陷。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該凹陷露出該承載基底。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該凹陷的一側(cè)壁傾斜于該基底的所述側(cè)邊中的至少其中兩個。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該凹陷具有一側(cè)壁，且該側(cè)壁具有一圓弧狀輪廓。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該基底的至少一所述側(cè)邊在該承載基底的一表面上的一投影重疊于該承載基底的至少一側(cè)邊。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該基底的至少一所述側(cè)邊在該承載基底的一表面上的一投影不與該承載基底的所有側(cè)邊重疊。本發(fā)明所述的晶片封裝體，還包括一保護層，設(shè)置于該基底之上。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該保護層的至少一側(cè)邊在該基底的一表面上的一投影不與該基底的所述側(cè)邊重疊。本發(fā)明所述的晶片封裝體，還包括一間隔層，設(shè)置于該基底與該承載基底之間。本發(fā)明所述的晶片封裝體，該凹陷露出該間隔層。本發(fā)明所述的晶片封裝體，還包括一孔洞，自該基底的一表面朝該承載基底延伸，其中部分的該導電層位于該孔洞之中。本發(fā)明一實施例提供一種晶片封裝體的形成方法，包括提供一基底，該基底具有多個側(cè)邊及多個轉(zhuǎn)角區(qū)，其中每一所述轉(zhuǎn)角區(qū)位于該基底的所述側(cè)邊中的至少其中兩個的交叉處，其中該基底中具有一兀件區(qū)；提供一承載基底；將該基底設(shè)置于該承載基底之上；于該基底之上形成一絕緣層；于該基底上的該絕緣層之上形成一導電層，其中該導電層電性連接該元件區(qū)；以及自該基底的所述轉(zhuǎn)角區(qū)中的至少其中之一移除部分的該基底以形成朝該承載基底延伸的一凹陷。
本發(fā)明所述的晶片封裝體的形成方法，還包括沿著該基底的多個預(yù)定切割道進行一切割制程以形成彼此分離的多個晶片封裝體。本發(fā)明所述的晶片封裝體的形成方法，該切割制程包括先切割該基底，接著切割該承載基底或先切割該承載基底，接著切割該基底。本發(fā)明所述的晶片封裝體的形成方法，該凹陷的形成方法包括以一切割制程、一蝕刻制程、或前述的組合移除部分的該基底。本發(fā)明所述的晶片封裝體的形成方法，還包括移除部分的該基底而使該基底的至少一所述側(cè)邊在該承載基底的一表面上的一投影不與該承載基底的所有側(cè)邊重疊。本發(fā)明所述的晶片封裝體的形成方法，還包括自該基底的一表面移除部分的該基底以形成朝該承載基底延伸的一孔洞；以及在形成該孔洞之后，于該基底上形成該絕緣層及于該絕緣層之上形成該導電層，其中部分的該絕緣層及部分的該導電層位于該孔洞之中。
本發(fā)明所述的晶片封裝體的形成方法，該孔洞與該凹陷同時形成。本發(fā)明所述的晶片封裝體的形成方法，該凹陷的形成方法包括以ー第一刀片沿著該基底的多個預(yù)定切割道進行一切割制程以移除部分的該基底；以及以一第二刀片沿著該基底的所述預(yù)定切割道進行ー第二切割制程以切斷該基底及該承載基底，其中該第一刀片的寬度大于該第二刀片的寬度。本發(fā)明所述的晶片封裝體的形成方法，還包括于該基底的一表面上形成一保護層，其中該保護層的至少ー側(cè)邊在該基底的該表面上的一投影不與該基底的所述側(cè)邊重疊。本發(fā)明能夠提升晶片封裝體的可靠度。


圖1A-1B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶片封裝體的制程剖面圖。圖2A及2B分別顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶片封裝體的俯視圖及立體示意圖。圖3顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶片封裝體的俯視圖。圖4顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶片封裝體的俯視圖。圖5A及5B分別顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶片封裝體的俯視圖及立體示意圖。附圖中符號的簡單說明如下20,50 :凹陷;100、100’ :基底；102 :元件區(qū)；104 :絕緣層；106 :導電墊結(jié)構(gòu)；108 間隔層；110 :承載基底；112 :孔洞；114 :絕緣層；116 :導電層；118 :保護層；120 :導電結(jié)構(gòu);SC :切割道。
具體實施例方式以下將詳細說明本發(fā)明實施例的制作與使用方式。然應(yīng)注意的是，本發(fā)明提供許多可供應(yīng)用的發(fā)明概念，其可以多種特定型式實施。文中所舉例討論的特定實施例僅為制造與使用本發(fā)明的特定方式，非用以限制本發(fā)明的范圍。此外，在不同實施例中可能使用重復(fù)的標號或標示。這些重復(fù)僅為了簡單清楚地敘述本發(fā)明，不代表所討論的不同實施例及/或結(jié)構(gòu)之間必然具有任何關(guān)連性。再者，當述及ー第一材料層位于一第二材料層上或之上時，包括第一材料層與第二材料層直接接觸或間隔有一或更多其他材料層的情形。本發(fā)明ー實施例的晶片封裝體可用以封裝影像感測晶片。然其應(yīng)用不限于此，例如在本發(fā)明的晶片封裝體的實施例中，其可應(yīng)用于各種包含有源元件或無源元件(activeor passive elements)、數(shù)字電路或模擬電路(digital or analog circuits)等集成電路的電子元件(electronic components),例如是有關(guān)于光電元件(opto electronicdevices)、微機電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical System;MEMS)、微流體系統(tǒng)(microfluidic systems)、或利用熱、光線及壓力等物理量變化來測量的物理感測器(PhysicalSensor)。特別是可選擇使用晶圓級封裝(wafer scale package;WSP)制程對影像感測元件、發(fā)光二極管(light-emitting diodes; LEDs)、太陽能電池(solar cells)、射頻元件(RFcircuits)、加速計(accelerators)、陀螺儀(gyroscopes)、微制動器(micro actuators) >表面聲波兀件(surface acoustic wave devices)、壓カ感測器(process sensors)噴墨頭(ink printer heads)、或功率晶片模組(power IC modules)等半導體晶片進行封裝。其中上述晶圓級封裝制程主要指在晶圓階段完成封裝步驟后，再予以切割成獨立 的封裝體，然而，在一特定實施例中，例如將已分離的半導體晶片重新分布在一承載晶圓上，再進行封裝制程，亦可稱之為晶圓級封裝制程。另外，上述晶圓級封裝制程亦適用于借堆疊(stack)方式安排具有集成電路的多片晶圓，以形成多層集成電路(multi-layerintegrated circuit devices)的晶片封裝體。在ー實施中，上述切割后的封裝體為一晶片尺寸封裝體(CSP;chip scale package)。晶片尺寸封裝體(CSP)的尺寸可僅略大于所封裝的晶片。例如，晶片尺寸封裝體的尺寸不大于所封裝晶片的尺寸的120%。圖1A-1B顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶片封裝體的制程剖面圖。在此實施例中，以影像感測晶片的封裝為例說明本發(fā)明實施例。然應(yīng)注意的是，本發(fā)明實施例亦可用以封裝其他的晶片。如圖IA所不,提供基底100?；?00可為半導體晶圓,例如是娃晶圓。基底100上可定義有多個預(yù)定切割道SC，其將基底100劃分成多個區(qū)域。在后續(xù)封裝與切割制程之后，每ー區(qū)域?qū)⒊蔀橐痪庋b體。每ー區(qū)域中，形成有至少一元件區(qū)102。在一實施例中，元件區(qū)102可包括光電元件,例如是影像感測元件或發(fā)光元件。在其他實施例中，元件區(qū)102可包括其他電子元件，例如微機電系統(tǒng)、微流體系統(tǒng)、物理感測器、太陽能電池、射頻元件、加速計、陀螺儀、微制動器、表面聲波元件、壓カ感測器、噴墨頭、或功率晶片模組。在基底100的表面上形成有多個導電墊結(jié)構(gòu)106，其位于表面上的絕緣層104(或稱介電層)之中。每一導電墊結(jié)構(gòu)106可包括多個堆疊的導電墊。這些堆疊的導電墊可彼此電性連接(例如，透過形成于堆疊導電墊之間的垂直導電結(jié)構(gòu))?；蛘?，這些堆疊的導電墊可彼此不電性連接。在一實施例中，這些導電墊中的至少其中之一電性連接元件區(qū)102。接著，將基底100設(shè)置于承載基底110之上。承載基底110與基底100之間可設(shè)置有多個間隔層108。間隔層108及承載基底110可于基底100上圍出多個空腔，每一空腔下可包括有至少一元件區(qū)102。間隔層108可覆蓋于導電墊結(jié)構(gòu)106之上。在元件區(qū)102中包括光電元件(例如，影像感測元件或發(fā)光元件)的實施例中，可選用透明基板(例如，玻璃基板、石英基板、或透明高分子基板)作為承載基底110以利光線進入元件區(qū)102或自元件區(qū)102發(fā)出。在其他實施例中，可不需形成間隔層108。接著，可選擇性薄化基底100以利后續(xù)制程的進行。例如，可以承載基底110為支撐，自基底100的上表面薄化基底100。適合的薄化制程例如是機械研磨或化學機械研磨。接著，移除部分的基底100以形成自基底100的上表面朝導電墊結(jié)構(gòu)106延伸的孔洞112。例如，可采用光刻及蝕刻制程形成孔洞112。接著，可于基底100的上表面上形成絕緣層114。絕緣層114的材質(zhì)例如包括氧化物、氮化物、氮氧化物、高分子材料、或前述的組合。絕緣層114可以氣相沉積法、熱氧化法、或涂布法形成。在一實施例中，絕緣層114大抵順應(yīng)性位于基底100的上表面及孔洞112的側(cè)壁與底部上。接著，移除孔洞112底部上的部分的絕緣層114，并接著例如以光刻及蝕刻制程移除部分的絕緣層114而使至少部分的導電墊結(jié)構(gòu)106露出。接著，于基底100上表面上的絕緣層114上形成圖案化導電層116。導電層116的材質(zhì)例如包括銅、招、鎳、金、鉬、或前述的組合。導電層116的形成方式例如包括物理氣相沉積、化學氣相沉積、涂布法、電鍍、無電鍍、或前述的組合。導電層116可自基底100的上 表面沿著孔洞112的側(cè)壁朝導電墊結(jié)構(gòu)106延伸，并電性接觸導電墊結(jié)構(gòu)106。接著，于基底100的上表面上形成保護層118，其例如是防焊層。在一實施例中，保護層118可具有露出導電層116的開口，并可于露出的導電層116上形成導電結(jié)構(gòu)120，例如是焊球或?qū)щ娡箟K。在一實施例中，保護層118不覆蓋預(yù)定切割道SC。因此，在后續(xù)切割制程中，可減少切割保護層118所可能造成的應(yīng)力問題。因此，在一實施例中，在切割制程之后，設(shè)置于基底100上的保護層118的至少一側(cè)邊在基底100的上表面上的投影不與基底100的側(cè)邊重疊。接著，可沿著預(yù)定切割道SC切割圖IA所示的結(jié)構(gòu)而形成多個彼此分離的晶片封裝體，如圖IB所示。在一實施例中，切割制程可分段進行。例如，可先切割基底100，接著才切割承載基底110，其中兩段切割制程所采切割條件(例如，所用刀具)可不相同。或者，在另一實施例中，可先切割承載基底110，接著才切割基底100，其中兩段切割制程所采切割條件可不相同。圖2A及2B分別顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶片封裝體的俯視圖及立體示意圖，其中相同或相似的標號用以標示相同或相似的元件。如圖2A所示，基底100可具有多個側(cè)邊及多個轉(zhuǎn)角區(qū)，其中每一轉(zhuǎn)角區(qū)位于基底的至少其中兩個側(cè)邊的交叉處。在一實施例中，可自基底100的至少其中一轉(zhuǎn)角區(qū)中移除部分的基底100以形成朝承載基底110延伸的凹陷20。如圖2A的實施例所示，可部分移除所有轉(zhuǎn)角區(qū)處的基底100以形成多個朝承載基底110延伸或露出承載基底110的凹陷20。在一實施例中，可于形成孔洞112的光刻及蝕刻制程中，同時形成出凹陷20。在其他實施例中，可于有別于孔洞112的圖案化制程中形成凹陷20。在另一實施例中，可采用切割制程(或鉆孔制程)來形成凹陷20。在又一實施例中，可采用切割制程及蝕刻制程來形成凹陷20。圖2B顯示相應(yīng)于圖2A的立體示意圖。在形成凹陷20之后，有助于提升晶片封裝體的可靠度，且便于后續(xù)制程的進行。如圖2A及2B所示，在一實施例中，凹陷20的側(cè)壁可傾斜于基底100的至少兩個側(cè)邊。此外，在圖2A及2B所示的實施例中，基底100的至少一側(cè)邊在承載基底110的上表面上的投影重疊于承載基底的側(cè)邊。即，基底100的一側(cè)邊與承載基底110的一側(cè)邊大抵共平面。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶片封裝體的俯視圖，其中相同或相似的標號用以標示相同或相似的元件。在一實施例中，所形成的凹陷的側(cè)壁可具有圓弧狀輪廓。圖4顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶片封裝體的俯視圖，其中相同或相似的標號用以標示相同或相似的元件。在一實施例中，除了可利用圖案化制程而使基底100于轉(zhuǎn)角區(qū)形成側(cè)壁具有圓弧狀輪廓的凹陷外，還可進一歩移除部分的基底100而使基底100的至少ー側(cè)邊在承載基底110的上表面上的投影不與承載基底110的所有側(cè)邊重疊。換言之，基底100的側(cè)邊相對于承載基底110的側(cè)邊而內(nèi)縮。在此實施例中，晶片封裝體的可靠度可獲提升。在一實施例中，基底100的側(cè)邊內(nèi)縮與凹陷的形成可于同一道光刻及蝕刻制程中形成。在另ー實施例中，基底100的側(cè)邊內(nèi)縮與凹陷的形成可采用切割制程而形成。例如，可先以寬度較大的刀片沿著基底100的多個預(yù)定切割道SC進行切割制程以移除部分的基底100。接著，可以寬度較小的刀片沿著基底100的預(yù)定切割道SC進行切割制程以切斷基底100及承載基底110。如此，可使基底100的側(cè)邊相對于承載基底110的側(cè)邊而內(nèi)縮。 圖5A及5B分別顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例的晶片封裝體的俯視圖及立體示意圖，其中相同或相似的標號用以標示相同或相似的元件。在此實施例中，所形成的凹陷50可僅朝承載基底110延伸而不露出承載基底110。如圖5A及5B所示，凹陷50露出厚度較薄的基底100，ο本發(fā)明實施例還可有其他變化。例如，在類似于圖IA的實施例中，間隔層108可橫跨切割道SC而延伸至相鄰晶粒的導電墊結(jié)構(gòu)106之下。在此情形下，切割后所得的晶片封裝體中的基底于轉(zhuǎn)角區(qū)的凹陷可例如露出間隔層108。本發(fā)明實施例透過各種圖案化制程(例如，蝕刻制程及/或切割制程)而使基底于轉(zhuǎn)角區(qū)具有朝承載基底延伸的凹陷，可有助于提升晶片封裝體的可靠度。此外，本發(fā)明實施例透過對保護層的圖案設(shè)計，亦可提升晶片封裝體的可靠度。以上所述僅為本發(fā)明較佳實施例，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何熟悉本項技術(shù)的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進ー步的改進和變化，因此本發(fā)明的保護范圍當以本申請的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種晶片封裝體，其特征在于，包括 一基底，具有多個側(cè)邊及多個轉(zhuǎn)角區(qū)，其中每一所述轉(zhuǎn)角區(qū)位于該基底的所述側(cè)邊中的至少其中兩個的交叉處； 一元件區(qū)，形成于該基底之中； 一導電層，設(shè)置于該基底之上，且電性連接該元件區(qū)； 一絕緣層，設(shè)置于該基底與該導電層之間；以及 一承載基底，其中該基底設(shè)置于該承載基底之上，且該基底于所述轉(zhuǎn)角區(qū)的至少其中之一處具有朝該承載基底延伸的一凹陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶片封裝體，其特征在于，該凹陷露出該承載基底。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶片封裝體，其特征在于，該凹陷的一側(cè)壁傾斜于該基底的所述側(cè)邊中的至少其中兩個。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶片封裝體，其特征在于，該凹陷具有一側(cè)壁，且該側(cè)壁具有一圓弧狀輪廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶片封裝體，其特征在于，該基底的至少一所述側(cè)邊在該承載基底的一表面上的一投影重疊于該承載基底的至少一側(cè)邊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶片封裝體，其特征在于，該基底的至少一所述側(cè)邊在該承載基底的一表面上的一投影不與該承載基底的所有側(cè)邊重疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶片封裝體，其特征在于，還包括一保護層，設(shè)置于該基底之上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶片封裝體，其特征在于，該保護層的至少一側(cè)邊在該基底的一表面上的一投影不與該基底的所述側(cè)邊重疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶片封裝體，其特征在于，還包括一間隔層，設(shè)置于該基底與該承載基底之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片封裝體，其特征在于，該凹陷露出該間隔層。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶片封裝體，其特征在于，還包括一孔洞，自該基底的一表面朝該承載基底延伸，其中部分的該導電層位于該孔洞之中。
12.—種晶片封裝體的形成方法，其特征在于，包括 提供一基底，該基底具有多個側(cè)邊及多個轉(zhuǎn)角區(qū)，其中每一所述轉(zhuǎn)角區(qū)位于該基底的所述側(cè)邊中的至少其中兩個的交叉處，其中該基底中具有一元件區(qū)； 提供一承載基底； 將該基底設(shè)置于該承載基底之上； 于該基底之上形成一絕緣層； 于該基底上的該絕緣層之上形成一導電層，其中該導電層電性連接該元件區(qū)；以及自該基底的所述轉(zhuǎn)角區(qū)中的至少其中之一移除部分的該基底以形成朝該承載基底延伸的一凹陷。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶片封裝體的形成方法，其特征在于，還包括沿著該基底的多個預(yù)定切割道進行一切割制程以形成彼此分離的多個晶片封裝體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的晶片封裝體的形成方法，其特征在于，該切割制程包括先切割該基底，接著切割該承載基底或先切割該承載基底，接著切割該基底。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶片封裝體的形成方法，其特征在于，該凹陷的形成方法包括以一切割制程、一蝕刻制程、或前述的組合移除部分的該基底。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶片封裝體的形成方法，其特征在于，還包括移除部分的該基底而使該基底的至少一所述側(cè)邊在該承載基底的一表面上的一投影不與該承載基底的所有側(cè)邊重疊。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶片封裝體的形成方法，其特征在于，還包括 自該基底的一表面移除部分的該基底以形成朝該承載基底延伸的一孔洞；以及在形成該孔洞之后，于該基底上形成該絕緣層及于該絕緣層之上形成該導電層，其中部分的該絕緣層及部分的該導電層位于該孔洞之中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的晶片封裝體的形成方法，其特征在于，該孔洞與該凹陷同時形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶片封裝體的形成方法，其特征在于，該凹陷的形成方法包括 以一第一刀片沿著該基底的多個預(yù)定切割道進行一切割制程以移除部分的該基底；以及 以一第二刀片沿著該基底的所述預(yù)定切割道進行一第二切割制程以切斷該基底及該承載基底，其中該第一刀片的寬度大于該第二刀片的寬度。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的晶片封裝體的形成方法，其特征在于，還包括于該基底的一表面上形成一保護層，其中該保護層的至少一側(cè)邊在該基底的該表面上的一投影不與該基底的所述側(cè)邊重疊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種晶片封裝體及其形成方法，該晶片封裝體包括一基底，具有多個側(cè)邊及多個轉(zhuǎn)角區(qū)，其中每一所述轉(zhuǎn)角區(qū)位于該基底的所述側(cè)邊中的至少其中兩個的交叉處；一元件區(qū)，形成于該基底之中；一導電層，設(shè)置于該基底之上，且電性連接該元件區(qū)；一絕緣層，設(shè)置于該基底與該導電層之間；以及一承載基底，其中該基底設(shè)置于該承載基底之上，且該基底于所述轉(zhuǎn)角區(qū)的至少其中之一處具有朝該承載基底延伸的一凹陷。本發(fā)明能夠提升晶片封裝體的可靠度。
文檔編號H01L21/00GK102832180SQ201210201200
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者顏裕林, 陳鍵輝, 劉滄宇, 何彥仕 申請人:精材科技股份有限公司