[发明专利]圆片级封装结构及其封装方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种圆片级封装结构(Wafer level package)及其封装方法。 属半导体封装技术领域。

(二)背景技术

传统的圆片级封装主要是采用在圆片表面的金属压区(铝层或其它金 属层)进行昂贵且低效率的UBM(凸块底部金属层)(Under Bump Metal) 制作，目的是作为金属压区与金属凸块(Metal bump)之间的稼接工作。

特别说明：传统UBM的电镀层分别有钛金属+铜金属/钛钨合金+铜金 属/钛金属+镍钒合金/铝金属+镍钒合金……等。

传统圆片级封装，采用UBM+金属凸块(Metal bump)的方法存在了 以下的不足：

1、采用UBM这个工艺方法，必须经过非常多次的电镀工艺并将其 每一个镀层迭加起来，所以在制作工艺方面是非常的繁杂，除了浪费了生 产成本之外，在工艺控制方面也很容易造成质量上的失误。

2、采用UBM+Metal bump这个工艺方法，是需要经过非常的长时间 进行金属电镀或者金属沉积或者化学置换方法，才能完成UBM+Metal bump的制作，除了浪费了生产成本之外，在工艺质量控制方面也很不容 易掌控。

3、如果Metal Bump(金属凸块)在芯片中心一字排列的情况下，要 再进行焊接到PCB电路板上时，会因为支点是在中央，所以含有凸块的 芯片焊接到PCB时，非常容易倾斜倒塌(如图1所示)，从而造成了SMT (表面贴装)不良问题。

4、工艺流程方面：须使用超昂贵的精密电镀设备，须在1K或以下的 超洁净工作厂房内作业。

5、废水排放方面：传统的圆片级封装采用了多次多层的金属电镀工艺， 造成了电镀后的重金属或有毒废水必须多次的排放，虽然废水在经过废水 处理但是也不能完全的无毒排放。

6、重工作业方面：传统的圆片级封装，因采用了多次多层的金属电镀 工艺法，如果经检查发现有局部品质不良时必须要全面性的退镀再重新电 镀，除了会浪费更多的生产成本之外还创造了更多的污染。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述的不足，提供一种成本更低、更短的生产 工艺流程以及生产品质更高的圆片级封装结构及其封装方法。

本发明的目的是这样实现的：一种圆片级封装结构，包括圆片，所述 圆片包括金属层压区，在所述圆片的金属层压区的位置植入有下层导电金 属物质，在所述圆片和下层导电金属物质上涂布含或不含填充物质的粘结 物质，在所述含或不含填充物质的粘结物质中的下层导电金属物质之上方 开有孔，在所述含或不含填充物质的粘结物质的开孔处植入有上层可熔接 的金属物质，该上层可熔接的金属物质与所述下层导电金属物质相互稼接。 其封装方法包括以下工艺过程：

步骤一、取一片圆片，将下层导电金属物质利用植入设备植入在圆片 的金属层压区的位置；

步骤二、将含或不含填充物质的粘结物质涂布在圆片与下层导电金属 物质上；

步骤三、将含或不含填充物质的粘结物质中的下层导电金属物质之上 方进行开孔；

步骤四、将上层可熔接的金属物质利用植入设备植入在含或不含填充 物质的粘结物质的开孔处，进行高温嫁接作业，其中高温嫁接温度在180 ℃～350℃，使上层可熔接的金属物质与下层导电金属物质进行相互稼接， 即完成圆片级封装。

本发明的有益效果是：

本发明新型式圆片级封装形式与传统的圆片级封装形式相互比较，具 有以下几个优点：

1、工艺流程方面：本发明圆片级封装，因采用的是物质植入法大幅度 的缩短工艺流程，且无须使用超昂贵的精密电镀设备、无须在1K或以下 的超洁净工作厂房作业。因此本发明的封装工艺流程约只有传统圆片级封 装的1/3左右。因此制作工艺非常简单，除了可以降低了生产成本，在质 量工艺控制方面容易掌控，不会造成质量上的失误。

2、表面贴装(SMT)质量方面：本发明圆片级封装，会因为增加了一 层含或者不含有填充物的粘结物质层在大面积的支撑，所以芯片在进行表 面贴装(SMT)时，能非常安稳的焊接在PCB电路板上(如图2所示)。

3、废水排放方面：本发明圆片级封装，因采用的是金属物质植入法， 完全没有有毒物质以及有重金属物质的排放问题与再处理成本。