[发明专利]晶圆级芯片封装结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体封装结构及封装方法，特别是涉及一种晶圆级芯片封装结构及其制备方法。

背景技术

在现有的晶圆级芯片封装结构(FWLCSP)中，为了满足小尺寸发展的需求，会在晶圆级芯片封装结构中使用低k介质层(譬如，重新布线层)，以及在后续要进行激光切割(laser saw)或刀片切割(blade saw)；但由于低k介质层比较脆，尤其是在低k介质层暴露于大气环境中，大气中的水汽进入到低k介质层内之后，使得所述低k介质层在后续的切割过程中会容易产生裂痕(crack)，而低k介质层中裂痕的存在会严重影响封装芯片的性能。

此外，现有的晶圆级芯片封装结构中，重新布线层一般包括两层低k介质层、至少一层位于所述低k介质层内的金属线层及位于低k介质层内及上表面的凸块下金属层；上述重新布线层的结构比较复杂，制造成本较高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆级芯片封装结构及其制备方法，用于解决现有技术中的存在在切割过程中会导致低k介质层产生裂痕，进而影响封装芯片的性能的问题，以及重新布线层存在的结构比较复杂、制造成本较高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶圆级芯片封装结构，所述晶圆级芯片封装结构包括：

半导体芯片；

重新布线层，包括低k介质层、位于所述低k介质层内及所述低k介质层上表面的金属线层；所述低k介质层位于所述半导体芯片的正面，且所述金属线层与所述半导体芯片电连接；

沟槽，位于所述半导体芯片之间的所述低k介质层内，且环绕所述半导体芯片；所述沟槽上下贯通所述低k介质层；

焊料凸块，位于所述重新布线层的上表面，且与所述金属线层电连接；

保护层，填充于所述焊料凸块之间及外围，且覆盖裸露的所述低k介质层及所述金属线层。

优选地，所述晶圆级芯片封装结构包括一个所述半导体芯片。

优选地，所述晶圆级芯片封装结构包括至少两个所述半导体芯片。

优选地，所述重新布线层包括一层所述低k介质层及一层所述金属线层。

优选地，所述保护层为高分子防水材料层。

优选地，所述保护层的材料为环氧树脂层。

优选地，所述保护层的上表面不高于所述焊料凸块的上表面。

本发明还提供一种晶圆级芯片封装结构的制备方法，所述晶圆级芯片封装结构的制备方法包括如下步骤：

1)提供一半导体衬底，所述半导体衬底内形成有若干个半导体芯片；

2)于所述半导体衬底的上表面形成重新布线层，所述重新布线层包括低k介质层、位于所述低k介质层内及所述低k介质层上表面的金属线层；

3)于所述重新布线层的上表面形成焊料凸块，所述焊料凸块与所述金属线层电连接；

4)于所述低k介质层内形成沟槽，所述沟槽上下贯穿所述低k介质层，所述沟槽位于各所述半导体芯片之间，且环绕各所述半导体芯片；

5)于步骤4)得到的结构上表面形成保护层，所述保护层填充于所述焊料凸块之间及外围，且覆盖裸露的所述低k介质层及所述金属线层；

6)自所述沟槽处进行切割分离，以得到晶圆级芯片封装结构。

优选地，步骤2)包括如下步骤：

2-1)于所述半导体衬底的上表面形成所述低k介质层；

2-2)于所述低k介质层内形成开口，所述开口暴露出所述连接焊垫；

2-3)于所述开口内及所述开口外围的所述低k介质层的上表面形成所述金属线层，所述金属线层与所述连接焊垫接触连接。

优选地，步骤4)中，采用激光于所述低k介质层内形成所述沟槽。

优选地，步骤6)中，采用激光切割工艺自所述沟槽处进行切割分离。

如上所述，本发明的晶圆级芯片封装结构及其制备方法，具有以下有益效果：

本发明的晶圆级芯片封装结构通过在重新布线层的低k介质层及金属线层的上表面及外围形成保护层，保护层将低k介质层的侧壁塑封，即可以有效避免外部的水汽渗入到低k介质层内使得低k介质层更易破裂，又可以起到稳固所述低k介质层，防止外力对所述低k介质层破坏的作用，从而使得本发明中的低k介质层在切割过程中不会出现裂痕，进而确保了封装芯片的性能；同时，保护层还可以起到对焊料凸块固定的作用，这样本发明的重新布线层仅包括一层低k介质层及一层金属线层，相较于现有的重新布线层减少了一层低k介质层及凸块下金属层，具有结构简单及制备成本低等优点。

附图说明