[实用新型]一种晶圆片级芯片规模封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种晶圆片级芯片规模封装结构。

背景技术

晶圆片级芯片规模封装(Wafer Level Chip Scale Packaging，简称WLCSP)，即晶圆级芯片封装方式，是一种低成本的批量生产芯片封装技术，不同于传统的芯片封装方式(先切割再封测，而封装后至少增加原芯片20％的体积)，而是在IC电路完成后直接在整片晶圆上进行整体封装和测试，然后才切割成一个个的IC颗粒，可直接进行组装等后道工序生产，因此封装后的体积即等同IC裸芯片的原尺寸，是最小的微型表面贴装器件。WLCSP是一种真正意义上的芯片尺寸封装，是一种以BGA(Ball Grid Array，焊料球阵列)封装技术为基础，经过改进和提高的CSP(Chip Scale Package，芯片级封装)，综合了BGA封装和CSP的技术优势。

目前，在高端智能手机中超过30％的封装采用WLCSP的封装方式，不仅明显地缩小内存模块尺寸，而且符合对机体空间的高密度需求；另一方面在效能的表现上，更提升了数据传输的速度与稳定性。WLCSP不仅是实现高密度、高性能封装和SiP的重要技术，同时也将在器件嵌入PCB技术中起关键作用。尽管引线键合技术非常灵活和成熟，但是WLCSP技术的多层电路、精细线路图形、以及能与引线键合结合的特点，表明它将具有更广泛的应用和新的机遇。

由于WLCSP的一系列优点，WLCSP技术在现代电子装置小型化、低成本需求的推动下，正在蓬勃向前发展。然而，当前的WLCSP技术通常适用于I/O数低的小尺寸芯片，对于大尺寸芯片的晶圆片级芯片规模封装存在着极大的挑战。其中，最关键的挑战就是如何解决封装结构的翘曲变形问题：由于材料具有热胀冷缩特性，在温度作用下会发生体积变化，产生应变；当封装结构的应变受到各组成部分之间热膨胀系数差异的影响不能自由发展时，就会产生应力，从而发生翘曲变形。由于现有的晶圆片级芯片规模封装结构的BGA封装部分较易发生翘曲变形，将严重影响封装结构的可靠性，为了解决翘曲变形问题，普遍的做法是将封装结构的最大尺寸限制为7mm×7mm，从而起到更好的封装保护效果，较好地控制翘起变形，但这样一来就大大限制了晶圆片级芯片规模封装结构的应用。当前，为了提供更好的封装保护，较小翘曲变形，越来越多新的封装结构被提出，以mWLCSP和eWLCSP两种封装结构为例，它们虽然能提供包围芯片五个表面的封装保护，在一定程度上增大封装尺寸，减小翘曲变形，但封装保护能力有限，能够制备的封装结构的尺寸不超过10mm×10mm，无法满足更大尺寸芯片的封装需求。

因此，如何有效控制封装结构的翘曲变形，以制备较大尺寸的晶圆片级芯片规模封装结构，满足大尺寸芯片的封装需求，是亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种晶圆片级芯片规模封装结构，用于解决现有技术中由于封装翘曲变形，无法制备较大尺寸的晶圆片级芯片规模封装结构，无法满足大尺寸芯片的封装需求的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种晶圆片级芯片规模封装结构，其中，所述晶圆片级芯片规模封装结构至少包括：

芯片；

覆盖于所述芯片上表面的重新布线层；

形成于所述重新布线层上表面的多个焊料球，且所述焊料球通过所述重新布线层实现与所述芯片的电性连接；

包围于所述芯片下表面和侧壁以及所述重新布线层侧壁的第一塑封层；以及

形成于所述重新布线层上表面的围住每个焊料球的第二塑封层，且所述第二塑封层与所述第一塑封层无缝连接，从而形成包围所述芯片六个表面的晶圆片级芯片规模封装结构。

优选地，所述第一塑封层和所述第二塑封层采用相同或者高相似度的材料。

优选地，所述第一塑封层和所述第二塑封层采用环氧树脂固化材料；或者由主剂和助剂组成的复合固化材料，其中，所述主剂为环氧树脂，所述助剂为聚酰亚胺、硅胶、脂肪胺类、芳胺类及酰胺基胺类中的一种或多种。

优选地，所述第二塑封层适于通过围住所述焊料球形成相应的开孔，所述焊料球的一部分暴露在所述开孔外，另一部分位于所述开孔内，且位于所述开孔周围的部分第二塑封层向上隆起并与所述焊料球紧密贴合。

优选地，位于所述开孔周围的部分第二塑封层向上隆起至所述焊料球的腰部高度，并紧密贴合在所述焊料球的腰部。

优选地，所述重新布线层至少包括：

形成于所述芯片上表面的多个焊盘；