[发明专利]一种圆片级包覆型芯片封装结构及其封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种圆片级包覆型芯片封装结构及其封装方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术

在当今日益蓬勃的半导体行业中，电子封装也成为一个日益重要的领域。几十年来，封装行业的发展，使更多的要求需要得到满足。

随着电子消费领域的不断发展，对于小芯片的需求不断增加，芯片尺寸越小的情况下，单位面积上能更多的放置芯片，则相应的空间就能更多的释放给消费电子产品的设计，从而得到更薄更轻的产品。一方面，CSP封装形式提供了小芯片的可行性，但同时，裸露及未包封的芯片结构具有影响后期的可靠性及焊接爬锡造成漏电等的弊端。另一方面，芯片尺寸很小的情况下，单颗芯片的注塑包封的难度和成本急剧增大，整片晶圆的封装方案才能适应所有的产品结构。

发明内容

本发明的目的在于克服上述的问题，提供一种圆片级包覆型芯片封装结构及其封装方法，为芯片提供六面的包封方案，使其具备较好的可靠性，同时解决焊接爬锡漏电的问题。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种圆片级包覆型芯片封装结构，其包括芯片单体和包封体焊球，所述芯片单体表面设有芯片电极及相应电路布局，

所述芯片单体上表面设置缓冲层，所述缓冲层于芯片电极上方开设缓冲层开口露出芯片电极的正面，并在缓冲层开口上设置芯片焊球，

所述芯片单体的四周侧壁设置粗糙面，所述粗糙面呈沟槽状条纹，

所述缓冲层的边缘延展至芯片单体的侧壁，

在所述芯片单体的四周和正面设置包封层，所述包封层将芯片焊球完全包覆，露出焊球剖面开口，在所述焊球剖面开口设置包封体焊球；

在所述芯片单体的下表面和包封层的下表面设置保护层。

可选地，所述粗糙面的沟槽状条纹垂直或平行于芯片单体的正面。

可选地，所述芯片单体的纵截面呈方形、梯形或倒梯形。

可选地，所述包封层为一体结构。

本发明一种圆片级包覆型芯片封装方法，其包括如下步骤：

步骤一，取集成电路晶圆，其表面设有芯片电极及相应电路布局，覆盖于晶圆上表面的缓冲层于芯片电极上方开设缓冲层开口露出芯片电极的正面，并在此开口处设置芯片焊球；

步骤二，将晶圆的背部减薄并在真空环境下通过气体刻蚀切割成复数颗芯片单体，同时在单颗芯片单体的侧壁形成沟槽状的粗糙面，且粗糙面与缓冲层交接；

步骤三，取一支撑载体，并在支撑载体本体上黏贴剥离膜；

步骤四，将复数颗步骤二中的芯片单体按照一定的排列顺序倒装至贴有剥离膜的支撑载体上，芯片单体通过剥离膜与支撑载体临时键合；

步骤五，在真空环境下，在支撑载体上通过注塑包封料或者贴包封膜的方式形成包封层，包封层将所有芯片单体完全包覆；

步骤六，在包封层上表面处抛出或研磨出焊球，并继续使焊球部分剖出，形成焊球剖面开口；

步骤七，利用剥离膜加热发泡或化学浸渍的方法将带有芯片单体的包封层从剥离膜和支撑载体上剥离，形成带有芯片单体包封层的包封体晶圆；

步骤八，在包封体晶圆背面贴附一层背胶膜形成保护层，保护芯片背面；

步骤九，在包封体晶圆上表面的焊球剖面开口上设置包封体焊球；

步骤十，将上述晶圆切割成单颗，形成圆片级包覆型芯片封装结构的封装单体。

进一步地，步骤二中，气体刻蚀所用的气体为DRIE反应气体。

进一步地，所述DRIE反应气体为六氟化硫或八氟环丁烷。

进一步地，步骤三中，所述剥离膜为UV剥离膜或者热剥离膜。

进一步地，步骤四中，芯片倒装间距可根据最后封装尺寸或侧壁包封层厚度决定。

有益效果

1)本发明包覆型芯片封装方法将芯片单体使用包封材料完全包覆，将焊球作为输入/输出端，可以有效的提高芯片的可靠性，同时避免后期焊接爬锡造成的漏电问题；

2)本发明包覆型芯片封装方法能保护芯片正面，同时增强了芯片的机械性能，提高芯片对酸碱溶液耐受及跌落等的性能；

3) 本发明包覆型芯片封装方法所使用的芯片单体能先经过测试，再进行芯片的封装，能有效的提高芯片封装的良率，降低成本；

4)本发明包覆型芯片封装方法能增加包封时芯片与包封料的结合，同时保护芯片边缘防止开裂，缓冲包封料固化时的收缩应力。

附图说明

图1为本发明一种圆片级包覆型芯片封装结构的剖面示意图；

图2A-图2J为本发明上述实施例的封装方法的工艺流程示意图；

其中：