[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；

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；

第一保护层，位于所述半导体芯片的外围，且将所述半导体芯片的侧面塑封；

第二保护层，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；相邻所述半导体芯片上方对的所述重新布线层具有间距。

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，所述第一保护层及所述第二保护层均为高分子防水材料层。

优选地，所述第一保护层及所述第二保护层均为环氧树脂层。

优选地，所述第一保护层的上表面与所述半导体芯片的上表面相平齐，且所述第一保护层的下表面与所述半导体芯片的下表面相平齐或与所述半导体芯片的下表面具有间距。

优选地，所述第二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)于所述半导体衬底内的沟槽部分内填充第一保护层；

6)于步骤5)得到的结构上表面形成第二保护层，所述第二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；

7)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；

8)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)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；