[发明专利]一种晶圆级芯片的封装方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种半导体器件的制备方法，更确切的说，本发明旨在提供一种在晶圆级芯片的封装步骤中获得较薄的芯片以及提高晶圆机械强度的封装方法。

背景技术

在晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）技术中，整片晶圆生产完成后可以直接对晶圆进行封装，之后再将多个单颗晶粒从晶圆上予以分离，所以最终获得的芯片的尺寸几乎等同于原晶粒的大小。当前的晶圆级封装技术也广泛应用在功率类的半导体器件中，我们都知道，功率器件中因为芯片自身的电阻往往都是比较大的，尤其是垂直器件，所以会导致器件具有较大的通态电阻Rdson。改善衬底电阻的一个有效手段是尽量减薄晶圆，但随着晶圆愈来愈薄的趋势，一个显著的问题又凸显出来：借助当前已知技术的保护措施仍然不足以让晶圆在各个制程环节中获得较高强度的物理保护，无论是在运输过程还是在制备流程中，晶圆极易崩裂的这一问题仍需解决。

此外，依常规的芯片封装工艺，一般是直接沿着晶圆正面的划片道对晶圆进行切割即可，能很顺利的将芯片从晶圆上分离下来。但是在一些特殊的封装工艺中也有例外，例如为了加强晶圆的机械强度以便能获取足够薄的晶圆，却是先行利用塑封材料将晶圆的正面予以塑封，然后才对晶圆进行减薄。尽管这一手段对防止晶圆碎裂极为有效，但同时却致使划片道被塑封层包覆而不可见，因为通常所采用的塑封材料并非是透明物质，所以如何使切割刀对准位于晶圆正面的划片道就成了一个棘手的问题。

正是基于该等问题而提出了本申请的下述各种优选实施方式。

发明内容

本发明提供一种晶圆级芯片的封装方法，其中在晶圆所包含的芯片的正面设置有多个金属焊盘，包括以下步骤：

在任意一个所述的金属焊盘上至少焊接一个金属凸块；

形成一圆形的第一塑封层覆盖在晶圆的正面并将所述金属凸块包覆住，其中，第一塑封层的半径小于晶圆的半径从而在晶圆的正面形成一未被第一塑封层覆盖的环形带区域，并且，任意一条位于相邻芯片间的切割线的两端均从第一塑封层下方延伸到环形带区域内；

研磨减薄所述第一塑封层并将金属凸块从第一塑封层中予以外露；

沿着切割线两端所构成的直线在第一塑封层上实施切割以形成相应的切割槽；

在晶圆的背面实施研磨，以形成从晶圆的背面凹陷至晶圆内的一圆柱形凹槽，并形成位于晶圆边缘与圆柱形凹槽侧壁之间的一环形支撑结构；

在所述晶圆的暴露在圆柱形凹槽内的底面上沉积一层金属层；

将晶圆的周边部分切割掉；

沿切割槽对第一塑封层、晶圆、金属层实施切割，将多个所述芯片从晶圆上分离下来，同时任意一个芯片的正面均覆盖有因切割第一塑封层而形成的顶部塑封层及其背面均覆盖有因切割金属层而形成的底部金属层；并且

所述的金属凸块均从所述顶部塑封层中予以外露。

上述的方法，所述切割槽具有向下延伸至接触晶圆正面的深度。

上述的方法，将晶圆的周边部分切割掉的步骤中，还包括将所述环形支撑结构切割掉的步骤。

上述的方法，所述圆柱形凹槽的内径小于第一塑封层的半径以便所述环形支撑结构与第一塑封层交叠；以及

在切割掉所述环形支撑结构的步骤中，第一塑封层周边的与环形支撑结构交叠的部分也同时被切割掉。

上述的方法，沉积所述金属层之前，还包括从晶圆暴露在圆柱形凹槽内的底面向晶圆的底部注入重掺杂的掺杂物的步骤。

上述的方法，所述圆柱形凹槽是利用一半径小于晶圆半径的研磨轮在晶圆的背面实施研磨而形成的。

上述的方法，在将晶圆的周边部分切割掉之后，还包括在所述金属层上覆盖一层第二塑封层的步骤；以及

沿切割槽对第一塑封层、晶圆、金属层实施切割的同时，还对所述第二塑封层实施切割，以形成覆盖在所述底部金属层上的底部塑封层。

上述的方法，在所述金属层上形成所述第二塑封层的步骤中，先将带有所述第一塑封层、金属层的晶圆设置在一加热的预热板之上预热一段时间，且第一塑封层面向所述预热板而金属层背离预热板；

然后再在所述金属层上形成所述第二塑封层。

上述的方法，在所述金属层上形成所述第二塑封层的步骤中，先将带有所述第一塑封层、金属层的晶圆设置在一加热的预热板所具有的圆柱形槽体结构之中预热一段时间，且第一塑封层面向圆柱形槽体结构的底部而金属层背离圆柱形槽体结构的底部；

然后再在所述金属层上形成所述第二塑封层。

上述的方法，所述晶圆、第一塑封层、金属层的总厚度与该圆柱形槽体结构具有的深度相同；以及