[发明专利]经切割的封装组件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用于制造经切割的封装组件(6、7)的方法，该方法具有以下步骤：‑将框架结构(4、4’、4’’、4’’’)施加在基板(1)的基板表面(1o)上，其中该框架结构(4、4’、4’’、4’’’)包围布置在所述基板表面(1o)上的结构单元(2、2’)，‑将封盖基板(5)键合在该框架结构(4、4’、4’’、4’’’)上，‑使该框架结构(4、4’、4’’、4’’’)硬化，‑切割封装组件(6、7)，‑其中该框架结构(4、4’、4’’、4’’’)由粘合剂形成。

本发明涉及根据独立权利要求的方法、系统和组件。

半导体工业中的组件的制造分成晶圆制造领域(英语：frontend(前端))及组装领域(英语：backend(后端))。取决于组件的面积，基板或晶圆在晶圆制造之后含有高达数百个组件。这些组件通过锯切(英语：dicing)被切割并在组装时将其布线并封装或浇注在壳体中。也可以将大量组件安装在一个共同的载体上，然后进行封装(英语：packaging)。

用于浇注组件的浇注树脂或灌注料(例如环氧树脂)并非气密封装的优选实施方案。这些灌注料特别适用于不需要壳体空腔的半导体组件。一旦该组件的光学或机械性质受损，就不再能够使用灌注料。

壳体中的封装既用于机械保护又用于屏蔽环境影响，如空气湿度、氧或尘粒。气密封装使得在壳体中构建不透气的气氛且因此按需将组件储存在真空中或在保护气体气氛下成为可能。例如，将组件-载体与壳体封盖通常在保护气体下粘接或熔焊。为了使封装中的真空能够更长时间，也可以使用除气剂。除气剂是化学反应性材料，其可通过化学反应或通过吸附而结合分子。

所述组件或结构单元是功能单元，特别是光学和/或电子类型的，例如尤其是传感器、芯片、LED (发光二极管)或光电组件、MEMS (微机电系统)、透镜及透镜堆叠、共振器等。经封装的传感器包括，例如，光学传感器、加速度传感器及旋转传感器。一个组件或一个结构单元可含有在半导体基板的加工期间形成的集成电路。

在现有技术中，通常单独将MEMS气密密封地封装于封装中。然而，单芯片加工方式是耗时/复杂的。

因此，近年来开发了新的封装概念，该新的封装概念特别是在晶圆结构化之后完全在晶圆级上实施封装工艺。晶圆级封装(WLP)通过晶圆级封装避免了单个组件处理。WLP因此与传统封装的区别在于，所有工艺直接在基板或晶圆上进行，且在封装之后才由晶圆通过锯切或其他方法如激光辐照来切割WLP封装。定义部件大小且由封装大小与组件大小的比率计算的形状因子因此几乎等于1。

如果将多个组件，特别是芯片，也垂直地集成至两个或更多个层中，则称为3D集成电路(3D-IC)。3D-IC的封装，3D封装，通过在单个壳体中堆叠多个芯片而节省了空间。在晶圆对晶圆(W2W)方法中，将晶圆及位于其上的组件与封盖基板键合，且然后锯开。或者，芯片对晶圆(C2W)方法也是可行的，其中例如将已经切割的封盖逐个施加在界定的组件上。然后将具有成品封装组件的晶圆锯开。C2W方法使得使用不同大小的芯片成为可能。

由于微型化的要求，由陶瓷或金属制成的例如由槽和封盖组成且彼此粘接、焊接或熔焊的传统壳体不再合适。

在现有技术中存在许多几乎气密或气密的晶圆级封装方法，例如，尤其包括与金属焊接或熔焊的方法、键合方法(例如，与塑料的玻璃浆料键合、熔合键合、阳极键合或用粘合剂粘合键合)或者使用聚合物材料诸如苯并环丁烯(BCB)或液晶聚合物(LCP)。

在阳极键合中，使用三维结构化的玻璃晶圆用于将组件封装在基板或产品晶圆上。类似地，在其他键合方法中，需要结构化的硅晶圆。然而，用3-D结构化封盖基板进行封盖是耗时/复杂且成本密集型的，因为首先必须制造3-D结构。另一个问题是工艺温度高，这限定了方法的应用，如熔合键合。