[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(WLCSP)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。

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。

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连接层；所述低k介质层位于所述半导体芯片的正面，且所述金属连接层与所述半导体芯片电连接；

焊料凸块，位于所述重新布线层的上表面，且与所述金属连接层电连接；

保护层，位于所述半导体芯片及所述重新布线层的外围，且将所述半导体芯片的侧面及所述低k介质层的侧面塑封；其中，所述保护层的上表面不低于所述低k介质层的上表面，且所述保护层的下表面与所述半导体芯片的下表面具有间距。

优选地，所述重新布线层包括：

第一低k介质层，位于所述半导体芯片的正面；

至少一层金属线层，位于所述第一低k介质层内，且与所述半导体芯片电连接；

第二低k介质层，覆盖于所述第一低k介质层及所述金属线层的上表面；

凸块下金属层，位于所述第二低k介质层内及所述第二低k介质层表面，且所述凸块下金属层的下表面与所述金属线层的上表面电连接；其中

所述第一低k介质层及所述第二低k介质层共同构成所述低k介质层，所述金属线层及所述凸块下金属层共同构成所述金属连接层。

优选地，所述金属连接层包括一层金属线层，且所述金属线层位于所述低k介质层内，与所述半导体芯片及所述焊料凸块电连接。

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，所述保护层的下表面与所述半导体芯片上表面的距离为10μm～300μm。

优选地，所述保护层的下表面与所述半导体芯片下表面的距离为100μm～500μm。

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连接层；

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连接层电连接；

4)于所述低k介质层及所述半导体衬底内形成沟槽，所述沟槽上下贯穿所述低k介质层并延伸至所述半导体衬底内，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)于所述沟槽内填充保护层；

6)自所述半导体衬底的下表面对所述半导体衬底进行减薄处理，减薄后保留的所述半导体衬底的下表面与所述半导体芯片的下表面相平齐，且与所述保护层的下表面仍具有间距；

7)自所述保护层处进行切割分离。

优选地，步骤4)包括如下步骤：

4-1)于所述低k介质层内形成第一沟槽部，所述第一沟槽部上下贯通所述低k介质层，所述第一沟槽部位于各所述半导体芯片之间，且环绕各所述半导体芯片；

4-2)于所述第一沟槽部底部的所述半导体衬底内形成第二沟槽部，所述第二沟槽部与所述第一沟槽部相连通；所述第二沟槽部位于各所述半导体芯片之间，且环绕各所述半导体芯片；所述第二沟槽部与所述第一沟槽部共同构成所述沟槽。

优选地，步骤4-1)中，采用激光于所述低k介质层内形成所述第一沟槽部；步骤4-2)中，采用钻石合成刀于所述第一沟槽部底部的所述半导体衬底内形成所述第二沟槽部。

优选地，步骤7)中，采用激光切割工艺将各所述半导体芯片自所述保护层处进行切割分离。