[发明专利]一种六面包覆型芯片尺寸的封装结构及其封装方法

说明书

本发明一种包覆型芯片尺寸的封装结构及其封装方法，属于半导体封装技术领域。其包括硅基本体（111）和芯片电极（113），且芯片电极（113）嵌入硅基本体（111）表面，露出芯片电极（113）的正面。在硅基本体（111）表面设置钝化层（210），且在芯片电极处设置有钝化层开口（213），所述钝化层开口（213）的尺寸小于芯片电极（113）的尺寸，且露出芯片电极（113）的正面。主要先完成重现布线层（510），然后进行晶圆重构，完成五面包覆。在完成金属凸块（520）后，对所述芯片正面进行包覆，最终实现六面包覆。本发明有效隔绝芯片表面介电层Ⅰ与外界环境；另一方面，对介电层Ⅱ表面缓冲应力的同时，还可以支撑金属凸块，提高金属凸块的可靠性的作用。

技术领域

本发明涉及一种六面包覆型芯片尺寸的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

晶圆级芯片尺寸封装技术，可以满足封装短小轻薄、成本低等优点。但是完成封装后的芯片封装体，侧壁硅直接裸露在外界，在存在机械应力或者外界环境变化时，及易受损造成硅破裂。

而且在封装过程中，主要还存在以下问题：

1.需要进行包封料流动包封，在包封料流动和后固化过程中，往往会导致芯片偏移；

2.在包覆过程中，因为芯片面向下，主要带来的问题是包封料因金属凸块的阻挡，难以均匀的覆盖芯片上表面。特别是当金属凸块间距较小时，更加明显；

3.工艺导致翘曲较大，翘曲大会导致取片困难，出现无法吸附圆片问题，甚至有导致碎片的风险；

4.芯片底部无保护，仅有一层背胶膜，在有机械应力的情况下，易受损伤。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，针对芯片偏移、芯片表面包覆不均匀、翘曲等问题，提供了一种六面包覆型芯片尺寸的封装结构及其封装方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种包覆型芯片尺寸的封装结构，其包括硅基本体和芯片电极，且芯片电极嵌入硅基本体表面，露出芯片电极正面，在所述硅基本体表面设置钝化层，且在芯片电极处设置有钝化层开口，所述钝化层开口尺寸小于芯片电极尺寸，且露出芯片电极的正面。

所述钝化层上覆盖介电层Ⅰ，且与钝化层开口处设置介电层开口Ⅰ，所述介电层开口Ⅰ的尺寸小于钝化层开口的尺寸，所述介电层Ⅰ的覆盖面积小于钝化层的面积并露出钝化层的边缘，在所述介电层Ⅰ上覆盖金属种子层Ⅰ，再在所述金属种子层Ⅰ上覆盖再布线金属层；

在所述再布线金属层上覆盖介电层Ⅱ，且在所需位置处相应设置介电层开口Ⅱ，所述介电层Ⅱ的侧面与介电层Ⅰ的侧面齐平，在所述介电层Ⅱ开口处依次设置金属种子层Ⅱ和金属凸块，所述金属凸块上设置焊球；

还包括包覆层Ⅰ和包覆层Ⅱ，所述包覆层Ⅰ设置于硅基本体的四周和背面，其上表面向上延展与介电层Ⅱ的上表面齐平，所述包覆层Ⅱ覆盖介电层Ⅱ和包覆层Ⅰ的上表面，其上表面与金属凸块的上表面齐平。

可选地，所述包覆层Ⅰ与包覆层Ⅱ是一体结构，将硅基本体的六个面包覆其中。

本发明一种包覆型芯片尺寸的封装结构的封装方法，包括如下步骤

步骤一，提供一内含集成电路的晶圆，其上分布已完成电路制造的芯片，芯片上覆盖钝化层，且在芯片电极处开设钝化层开口并露出芯片电极，钝化层开口的尺寸小于芯片电极的尺寸；

步骤二，利用光刻工艺在晶圆表面设置介电层Ⅰ，并开设介电层Ⅰ开口Ⅰ和介电层Ⅰ开口Ⅱ，其中，所述介电层Ⅰ开口Ⅰ露出芯片电极的正面，且介电层Ⅰ开口Ⅰ的尺寸小于芯片电极的尺寸，介电层Ⅰ开口Ⅱ沿划片道设置，并露出钝化层的上表面；

步骤三，利用物理气相沉积的方法在晶圆表面沉积金属种子层Ⅰ，再利用光刻和电镀工艺，设置再布线金属层；