[实用新型]晶圆级芯片封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆级芯片封装结构。

背景技术

TSV(Through Silicon Vias通过硅片通道)封装结构是IC封装方式的一种，可分为用于memory封装和用于贴片器件晶圆级封装。晶圆级封装应用在光学图像传感器上(请参照图1)，这种情形下光学图像传感器2有玻璃基板3支撑TSV结构4维持结构强度，TSV的开孔41、开槽22、布线23和焊窗24等Z轴连接结构设置在图像传感器芯片的边缘21以方便制造。

而某些芯片(例如电容式指纹传感器芯片)为了减薄封装厚度，需要TSV封装但又没有玻璃板作为撑，如果继续延用光学图像传感器TSV封装工艺(例如专利CN201510305840.3中揭示的TSV封装结构)，将产生芯片边缘强度不够的技术缺陷，从而使得在后续加工时会带来风险。例如在对晶片进行切割时增大了因应力导致芯片碎裂的风险，也会在后期贴片和组装阶段带来风险。

因此需要改进TSV结构和制造方法提高芯片的结构强度解决上述问题。

实用新型内容

本技术方案的目的是保证芯片芯片的整体厚度从而提高芯片结构强度，为此将TSV的开槽设置在芯片的内部使得开槽与芯片边缘保持一定的安全距离，例如大于10um。由于TSV开槽设置在芯片的内部，使得TSV开槽外侧的芯片厚度与开槽内侧的厚度相同结构强度得以提升。

本实用新型技术方案包括以下具体内容：

晶圆级芯片封装结构，其特征在于，包括芯片单元，其具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面布置至少一个用于电连接的焊窗；所述第二表面设置与焊窗连接的TSV结构，所述TSV结构包括贯穿第一表面和第二表面的通孔和在第二表面设置的开槽，开槽的边界距离第二表面的边缘大于10um。

优选地，焊窗的边界与第一表面边缘的距离L满足关系式

优选地，芯片单元的第二表面上设有至少一个焊盘，焊窗和焊盘通过形成在所述通孔壁、开槽底壁、开槽侧壁和第二表面的布线电性导通。

为更好的解决上述技术问题本实用新型还披露一种晶圆级芯片封装结构的制造方法，包括步骤：

S1：在芯片单元的第一表面布置焊窗，使得所述焊窗与第一表面边缘的距离L满足关系式

S2：在芯片单元的第二表面形成梯形槽，开槽的底壁在第一表面上的投影覆盖所述焊窗，开槽的边界距离第二表面边缘大于10um；

S3：在所述开槽内形成贯通焊窗和开槽底壁的通孔，使得所述通孔连接焊窗；

S4：在所述通孔壁、开槽底壁、开槽侧壁和第二表面形成布线，该布线电性连通焊窗和焊盘。

优选地，开槽侧壁的高宽比k约等于2.75。

优选地，梯形槽为一级或多级梯形槽。

本实用新型为了通过将TSV开槽向芯片内部移动，使得TSV开槽外部的芯片高度与芯片内部的高度相同，提高了芯片边缘的强度，同时避免了设计左右对称的焊窗结构，也就避免了这种设计给电路设计带来影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术图像传感器TSV封装结构剖面结构示意图。

图2a为本实用新型TSV封装结构的立体示意图。

图2b为本实用新型TSV封装结构的立体示意图。

图3为本实用新型第二表面焊盘阵列示意图。

图4a为本实用新型在TSV制造步骤S1时剖面结构示意图。

图4b为本实用新型在TSV制造步骤S2时剖面结构示意图。

图4c为本实用新型在TSV制造步骤S3时剖面结构示意图。

图4d为本实用新型在TSV制造步骤S4时剖面结构示意图。

图4e为本实用新型在TSV结构另一实施方式示意图。

图5为本实用新型焊窗功能结构示意图。

图6a-6c为本实用新型5中焊窗布局4种焊窗部件示意图。

具体实施方式